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Sistemas para Ensayos Triaxiales CU-CD

Código del Producto

Sistemas para Pruebas Triaxiales, 220-240 V 50-60 Hz

Estándares

ASTM D2850, D4767, D7181; AASHTO T-297; BS 1377-7, BS 1377-8

Determinando las propiedades mecánicas de suelos es un paso muy importante para diseñar cimientos, terraplenes (diques) y otras estructuras de suelo. Las construcciones de edificios, excavaciones, haciendo túneles y aplicaciones similares tienen varios efectos en las estructuras del subsuelo y estos efectos son exitosamente simulados con pruebas triaxiales donde la relación de esfuerzo-deformación de un espécimen de suelo sin perturbaciones está investigada por someter la muestra de suelos a diferentes niveles de esfuerzo y condiciones de drenaje.

El Sistema para Pruebas Triaxiales de UTEST provee pruebas automáticas triaxiales de compresión en muestras de suelo sin perturbaciones y remodeladas. Pruebas de compresión no consolidado no drenado (UU), consolidado drenado (CD) y consolidado no drenado (CU) pueden estar ejecutadas automáticamente, controladas y reportadas usando este equipo.

Prueba Consolidada No Drenada (CU) & Prueba Consolidada Drenada (CD)

Los parámetros de fuerza efectiva de pico (c' y φ’) pueden estar determinados ya sea de los resultados de las pruebas de compresión triaxial consolidadas no drenadas (CU) con mediciones de presiones interstaciales, o de pruebas de compresión triaxial consolidadas drenadas (CD). Las pruebas de compresión triaxial consolidadas no drenadas/drenadas están normalmente ejecutadas en varias etapas, involucrando (incluyendo) la saturación sucesiva, consolidación y corte de cada unos de los tres especímenes.

Saturación se lleva a cabo para asegurar que el fluido interstacial en el espécimen no contiene aire libre. Saturación normalmente se lleva a cabo por dejar el espécimen a expandirse (hincharse) contra una presión contraria elevada. Presión contraria (que es simplemente una presión interstacial impuesta) está aplicada a través de un manómetro de cambio de volumen hasta la parte superior del espécimen mientras que la presión de la celda con un valor un poco más alto también está aplicada. Ambas presiones de la celda y presión contraria están normalmente aumentadas en incrementos, permitiendo tiempo para ecualización en cada etapa. El grado de saturación puede estar expresado en términos de parámetro de presión interstacial de Skempton

(Skempton, 1954):

           Δ u

B=__________

          Δ σ3

donde Δu es igual al cambio en presión interstacial para un cambio de presión aplicado en la celda de Δ σ3. Para un suelo idealmente saturado B es igual a unidad. Está recomendado por varios métodos estándares de prueba que un valor de B más grande que, o igual a, 0.95 tiene que ser alcanzado antes de que el espécimen pueda estar considerado completamente saturado y la etapa de consolidación puede estar iniciada. La etapa de consolidación de una prueba efectiva de esfuerzo triaxial se lleva a cabo por dos razones. Primero, tres especímenes están probados y consolidados en tres diferentes presiones efectivas, para dar especímenes de diferentes fuerzas (resistencias) que producirán círculos Mohr de esfuerzo efectivo de espacio ancho. Segundo, los resultados de consolidación están usados para determinar el tiempo mínimo de falla en la etapa de corte. Las presiones efectivas de consolidación (i.e presión en la celda menos presión contraria) normalmente se incrementarán por un factor de dos entre cada espécimen, con la presión del medio aproximando al esfuerzo efectivo vertical en la tierra. Cuando la presión de consolidación de la celda y presión contraria están aplicadas al espécimen, lecturas de cambio de volumen están hechas por usar un dispositivo de cambio de volumen en la línea de presión de retorno. Presión interstacial está medida en la base del espécimen con drenaje a la línea de presión de retorno teniendo lugar a través de una piedra porosa que cubre la parte superior del espécimen. El coeficiente de consolidación de la arcilla puede estar determinado por trazar el cambio de volumen como una función de la raíz cuadrada del tiempo. Consideraciones teóricas indican que el primer 50% de la pérdida de volumen durante consolidación debería estar indicada como una línea recta en el gráfico. Esta línea recta se extiende hacia abajo para cortar (interceptar) la línea horizontal que representa 100% consolidación, y la intercepción de tiempo a este punto (denominado “t” por Bishop y Henkel) 100 puede estar usada para obtener el coeficiente de consolidación.

Prueba Consolidada No Drenada (CU):

Apenas la consolidación se termina, el espécimen tiene que estar aislado de la presión contraria y la tasa de movimiento vertical del conjunto de platinas de la máquina de compresión según el resultado de consolidación. Durante la etapa de corte el esfuerzo vertical está aumentado por el pistón de carga y las mediciones están hechas a intervalos regulares de deformación, carga del pistón y presión interstacial. Éstas están convertidas a gráficos de diferencia principal de esfuerzo (σ1- σ3) y presión interstacial como una función de deformación (tensión), y fracaso es normalmente considerado como el punto de la diferencia de esfuerzo principal máximo. Los círculos Mohr de esfuerzo efectivo están trazados para las condiciones de fracaso de las tres especímenes que han sido sometidos a niveles diferentes de consolidación y el gradiente e intercepto de una línea recta dibujada tangencialmente a estos círculos define los parámetros de fuerza (resistencia) efectiva c' y φ’.

Prueba Consolidada Drenada (CD):

La prueba de compresión triaxial consolidada drenada con una medición de cambio de volumen durante el corte se lleva a cabo en una secuencia similar a la prueba consolidada no drenada pero durante el corte la presión contraria se mantiene conectada al espécimen que está cargado suficientemente lento para evitar el desarrollo de presión interstacial excesa. La etapa de corte de una prueba triaxial drenada puede tomar entre 7-15 veces más tiempo que la de la prueba no drenada con una medición de presión interstacial. Cuando el corte esté completo, los resultados están presentados como gráficos de la diferencia de esfuerzo principal y cambio de volumen como una función de deformación (tensión) y los círculos Mohr de fracaso están trazados para dar la envolvente de rotura drenado definido por los parámetros cd' y φd’. El equipo triaxial CD-CU-UU está controlado por una computadora y los valores de prueba pueden estar transferidos a una computadora y procesamiento de datos puede estar hecho con el Software Triaxial en el sistema de operción Windows (Ventanas). Todos los datos pueden estar usados en programas de Excel. Los datos de carga y datos de desplazamiento axial están transferidos y guardados por medio de launidad BC 100 al Software. Tres datos de presión (celda de presión, presión contraria y presión interstacial) de la celda triaxial y datos de cambio de volumen están transferidos y guardados por medio del Unilogger al Software.

Configuración típica del sistema para diferentes pruebas (UU-CU-CD)

Código del Producto

Descripción

UU

UU-CU-CD

UTM-0108

Máquina Universal para Multiensayos, Electromecánica*

1

1

UTGM-0010

Celda de Carga de 5 kN

1

1

UTS-0400

UTS-0401

Celda Triaxial**

1

1

UTS-0405

Bloque para Medición de Presión y Desaireado

1

-

UTS-0406

Bloquear con 3 líneas de conexión para las células

-

1

UTGM-0110

Transductor de Presión

1

3

UTS-0408

Sistema de Presión Constante de Aceite y Agua

1

2

UTS-0415

Unidad para Cambio de Volumen Automático

-

1

UTG-0320

Unilogger Estático con 4 Canales

-

1

UTS-0416

Software para Pruebas Triaxiales de UU

1

1

UTS-0417

Software para pruebas triaxiales de CU-CD

-

1

UTS-1330 y

UTGP-1140

Tanque para Desaireación de Agua de 7 L y Manguera

1

1

*Viene con una Celda de Carga de 50 kN UTGM-0025, Transductor Lineal Potenciométrico de 25 mm UTGM-0062 y Unidad de Control BC 100 para Adquisición de Datos UTC-4930.

**Escoger la celda adecuada para el tamaño del espécimen (UTS-0400: Muestras de 38-50 mm de diámetro / UTS-0401: Muestras de 70-100 mm de diámetro). Para accesorios para las celdas y preparación de muestras ver la siguiente página.