SUELOS Y ROCAS I

CONSULTA

1. TEMA:

Consultas del Ensayo de Corte Triaxial.

2. RESISTENCIA AL CORTE DEL SUELO:

No todos los suelos se comportan igual cuando se someten a un esfuerzo cortante. En

los suelos arcillosos secos y arenosos compactados, la rotura tiende a ser frgil y, al

alcanzar un nivel de esfuerzo, el suelo se rompe bruscamente necesitndose un esfuerzo

mucho menor para continuar el avance. Aqu predominan las fuerzas de cohesin sobre

el rozamiento interno de las partculas.

Los suelos arcillosos hmedos y los arenosos sueltos se deforman plsticamente

alcanzando un mximo que se mantiene a partir de un grado de deformacin. Estos

suelos se denominan plsticos y en ellos predominan las fuerzas de rozamiento interno

sobre la cohesin. Entre ambos se encuentran los suelos agrcolas medios, en los que las

fuerzas de resistencia se deben a una combinacin de cohesin y rozamiento interno.

3. CONCEPTO DE LA ECUACIN DE FALLA DE COULUMB:

Coulomb observ que si el empuje de un suelo contra un muro produce un

desplazamiento en el muro, en el suelo retenido se forma un plano recto de

deslizamiento. l postul que la mxima resistencia al corte, f, en el plano de falla, est dada por:

f = c + tg

Dnde:

= Es el esfuerzo normal total en el plano de falla. = Es el ngulo de friccin del suelo (por ejemplo, arena) c = Es la cohesin del suelo (por ejemplo, arcilla).

Esta es una relacin emprica y se basa en la ley de friccin de Amonton para el

deslizamiento de dos superficies planas, con la inclusin de un trmino de cohesin c

para incluir la Stiction propia del suelo arcilloso. En los materiales granulares, c = 0 y

por lo tanto:

f = tg Suelo granular

Contrariamente, en suelos puramente cohesivos, = 0, luego:

f = c Suelo cohesivo puro

Pero la ecuacin no condujo siempre a resultados satisfactorios, hasta que TerzaguiI

publica su expresin = + U con el principio de los esfuerzos efectivos (el agua no tiene cortante). Entonces:

f = c + tg

Puesto que la resistencia al cortante depende de los esfuerzos efectivos, en el suelo los

anlisis deben hacerse en esos trminos, involucrando c y , cuyos valores se obtienen del ensayo de corte directo: aplicando al suelo una fuerza normal, se puede proceder a

cizallarlo con una fuerza cortante. El movimiento vertical de la muestra se lee

colocando un deformmetro en el bastidor superior. El molde no permite control de

drenaje, que en el terreno pueden fallar en condiciones de humedad diversas (condicin

saturada no drenada, parcialmente drenadas o totalmente drenadas), para reproducir las

condiciones de campo se programa la velocidad de aplicacin de las cargas. En arenas,

como el drenaje es libre, el ensayo se considera drenado. Para arcillas, la incertidumbre

queda, por lo que se recurre al triaxial.

4. ENSAYO TRIAXIAL:

El ensayo de compresin triaxial permite al ingeniero obtener los parmetros de corte

necesarios para calcular en forma ms aproximada posible la resistencia ltima de una

masa de suelo que ser sometida a solicitaciones por la construccin de una obra de

ingeniera.

Este ensayo no fija a priori el plano de rotura de la muestra ensayada sino que permite

que el mismo se genere en forma natural y adopte la orientacin ms desfavorable.

Por otra parte este tipo de ensayo nos permite controlar a volumen el drenaje de la

muestra como as tambin la velocidad de aplicacin de las cargas, por lo tanto se puede

simular en la ejecucin del ensayo cualquier situacin que se presente en la naturaleza.

Como no existen esfuerzos tangenciales sobre las caras de la muestra cilndrica, el

esfuerzo axial y la presin de confinamiento, son los esfuerzos principal mayor y

principal menor respectivamente. Al incremento de esfuerzo axial, se denomina

esfuerzo desviador.

Algunas ventajas de los ensayos de compresin Triaxial son:

La muestra no es forzada a inducir la falla sobre una superficie determinada.

Consecuentemente, una prueba de compresin puede revelar una superficie dbil relacionada a alguna caracterstica natural de la estructura del suelo.

Las tensiones aplicadas en pruebas de compresin en laboratorio, son una aproximacin de aquellas que ocurren en situ.

Las tensiones aplicadas son las tensiones principales y es posible realizar un estrecho control sobre las tensiones y las deformaciones.

Las condiciones de drenaje pueden ser controladas y es posible una gran variedad de condiciones de prueba.

5. COHESIN Y NGULO DE FRICCIN INTERNA:

Cohesin: Es la atraccin entre partculas, originada por las fuerzas moleculares y las pelculas de agua. Por lo tanto, la cohesin de un suelo variar si cambia su

contenido de humedad. La cohesin se mide kg/cm2. Los suelos arcillosos tiene

cohesin alta de 0,25 kg/cm2 a 1.5 kg/cm2, o ms. Los suelos limosos tienen

muy poca, y en las arenas la cohesin es prcticamente nula.

ngulo de friccin interna: Es la resistencia al deslizamiento causado por la friccin que hay entre las superficies de contacto de las partculas y de su

densidad. Como los suelos granulares tienen superficies de contacto mayores y

sus partculas, especialmente si son angulares, presentan una buena trabazn,

tendrn fricciones internas altas. En cambio, los suelos finos las tendrn bajas.

La friccin interna de un suelo, est definida por el ngulo cuya tangente es la

relacin entre la fuerza que resiste el deslizamiento, a lo largo de un plano, y la

fuerza normal "p" aplicada a dicho plano. Los valores de este ngulo llamada

"ngulo de friccin interna" f, varan de prcticamente 0 para arcillas plsticas,

cuya consistencia este prxima a su lmite lquido, hasta 45 o ms, para gravas

y arenas secas, compactas y de partculas angulares. Generalmente, el ngulo f

para arenas es alrededor de 30.