Ensayos Triaxiales y Edométricos en Mecánica de Suelos

Fenómeno de Dilatancia en Ensayos Triaxiales CU

La dilatancia es un fenómeno por el cual el terreno experimenta un aumento de volumen cuando es sometido a esfuerzos. Solo puede producirse en el tramo plástico de una muestra de un suelo muy SC (saturado y consolidado) y drenado. En un ensayo triaxial CU, en la fase de rotura se aplica un desviador manteniendo constante la presión de célula. Por tanto, al tratarse de un ensayo drenado, se producirá en el suelo un cambio de volumen, pudiendo ocasionarse una contractancia o una dilatancia.

Línea K0 y Parámetro NLK0

La línea K0 es la línea de empuje al reposo y corresponde al estado de compresión noval en condiciones edométricas. Es decir, el suelo se encuentra en un estado tensional de reposo, por debajo de la LCI (Línea de Compresión Irreversible). El parámetro NLK0 no es una propiedad intrínseca del suelo. Solo λ, 𝜅 e N son parámetros intrínsecos.

Ventajas del Estado Crítico

El modelo de estado crítico integra en un único modelo el comportamiento elasto-plástico y el criterio de rotura/resistencia a corte del suelo. Se trabaja con dos planos: las trayectorias de Cambridge (p'-q) y las curvas edométricas (𝜈-p').

Envolvente de Rotura en Estado Crítico

La envolvente de rotura correspondiente a estado crítico pasa por el origen de coordenadas porque la cohesión es 0 (c’=0). Esto se debe a que al alcanzar las máximas deformaciones, estas son tan grandes que han roto cualquier tipo de enlace cementante.

Ensayo de Hinchamiento Libre

El hinchamiento libre se valora a partir del incremento de volumen (mm) de la muestra de suelo sometida a inundación después de aplicar una carga (10 kPa) en el equipo edométrico. El ensayo implica varios pasos:

1. Colocar la muestra en un anillo edométrico y registrar su masa inicial.
2. Aplicar una carga inicial de 3 kPa y medir el asiento una vez estabilizado.
3. Aplicar una presión vertical de 10 kPa y tomar la lectura del medidor de deformaciones como referencia.
4. Llenar el recipiente de la célula con agua y tomar lecturas hasta alcanzar el equilibrio.
5. Eliminar las pesas, desmontar la célula y determinar la masa húmeda final de la probeta.
6. Secar la probeta en una estufa hasta obtener una masa constante y determinar su masa seca.

Ensayo de Presión de Hinchamiento

La presión de hinchamiento (kPa) registra la presión máxima que puede generar el suelo en expansión, sin permitir que la probeta cambie de volumen. El ensayo implica los siguientes pasos:

1. Colocar la muestra en el anillo edométrico, aplicar una carga de 3 kPa y medir el asiento.
2. Llenar la célula con agua, ajustar la carga para mantener la deformación dentro de un margen y esperar hasta alcanzar el equilibrio.
3. Determinar la presión de hinchamiento (Ph) y descargar la presión por escalones hasta 10 kPa, registrando la deformación en cada paso.
4. Retirar las pesas, la célula, desmontarla y determinar la masa de la probeta. Secar la probeta hasta obtener una masa constante y calcular la masa seca.