Ensayo Triaxial Dinámico.docx

7/25/2019 Ensayo Triaxial Dinmico.docx

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERA CIVIL

CENTRO PERUANO JAPONES DEINVESTIGACIONES SSMICAS YMITIGACION DE DESASTRES

SEMINARIO TALLER DEMECANICA DE SUELOS

Y EXPLORACIN


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SEMINARIO TALLER D EMECANICA DE SU ELO SY EXPLO RACI N

GEOTEC NICA

l d b d


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P0ESE'1ACI2'

El CE'10O PE0&A'O$3APO'ES #E I'VES1I-ACIO'ES S4S"ICAS 5"I1I-ACIO' #E #ESAS10ES 6CIS"I#7 de la Facultad de Ingeniera Civil (FIC) de laUniversidad Nacional de Ingeniera (UNI), es un centro de investigaciones y acadmicoque estudia de manera multidisciplinaria en coordinacin con instituciones a ines, losdesastres naturales que ocurren en el !er" y en los pases del #rea #ndina$ di unde losresultados y las tcnicas desarrolladas en el CI%&I' y en otros pases, particularmente enel apn, con la inalidad de mitigar sus e ectos

El CI%&I' ue creado por la Facultad de Ingeniera Civil de la UNI en acuerdotomado por su Conse*o de Facultad en %esin del + de *unio de +-.

El Comit8 #irecti9o del CI%&I', con ormado por autoridades de la UNI ymiem/ros de la representacin aponesa, determina la poltica a seguir y los programasanuales de actividades en el CI%&I'

El Comit8 E ecuti9o, con ormado por autoridades de la FIC y e0pertos de la&isin aponesa, i*a las prioridades de los proyectos de investigacin, coordina laparticipacin de sus miem/ros en los mismos y la aplicacin de los resultados de los

d l d d d l l


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E'SA5O 10IA


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I'10O#&CCIO'

El ensayo tria0ial ue desarrollado por %eed y 7ee (+- ) para estudiar los actores quecontrolan la licuacin de arenas saturadas 'e/ido a su relativa simplicidad y a la gran disponi/ilidad delequipamiento necesario, es todava el procedimiento de ensayo m?s com"nmente usado En esteensayo una muestra cilndrica y saturada de arena es consolidada /a*o un cierto es uer=o e ectivo %epreviene todo drena*e y luego la muestra es sometida a ciclos de cam/io de es uer=o a0ial

&ediante este modela*e de la aplicacin de un es uer=o desviador cclico para representar elcomportamiento de campo de depsitos de suelos, se pueden reali=ar los siguientes ensayos en elequipo tria0ial cclico@

A Ensayo de 7icuacin de #renas, para evaluar la resistencia a la carga cclica de especmenesde arenas saturadas

A Ensayo de 'e ormacin 'in?mica para evaluar el &dulo de ;oung y Factor de #mortiguamiento de los %uelos

#ESC0IPCIO' #E= E>&IPO 10IA


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Celda 1ria?ialEs una c?mara de presin que permite la entrada y salida de un pistn por su parte superior, el

que acciona a0ialmente so/re el espcimen Consta de un plato /ase y un plato superior de materialino0ida/le, separados por un cilindro de pl?stico transparente El plato /ase lleva empernado un ca/e=alin erior, so/re el cual se monta la pro/eta El plato superior posee un transductor magntico de altasensi/ilidad para la medicin de peque9as de ormaciones u/icado en el ca/e=a superior #m/osca/e=ales tienen cone0in de drena*e 7a lnea de drena*e in erior est? conectada a un transductor depresin de poros u/icado uera de la celda

7a carga a0ial aplicada al espcimen puede ser medida mediante una celda de carga,dispuesta en serie con el pistn de carga dentro de la celda tria0ial En la parte in erior uera de la celdase encuentra el /loque de v?lvulas las cuales regulan@ la entrada de agua a la celda tria0ial$ lacontrapresin$ el drena*e$ y la medicin de la presin de poros (ver Fig :)

"arco de Carga

Es una prensa neum?tica mediante la cual se puede aplicar al espcimen cargas est?ticas occlicas dependiendo de la naturale=a del ensayo (Fig B) Consta de un actuador de aire el cual es unpistn de do/le accin que tiene un ingreso de presin est?tica por la parte in erior y otro de presindin?mica por la parte superior El movimiento producido es de/ido a la di erencia de ?reas entre dosv?lvulas de ello ram y a la variacin de la presin de aire en el compartimiento superior, el cual esregulado por la unidad de carga neum?tica Esta variacin de la presin din?mica genera el movimientosinusoidal al reali=ar el ensayo


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El sistema de adquisicin de datos, lo con orman los siguientes equipos@a) Convertidor #nalgico 'igital A aparato de medicin de de ormacin din?mica digital modelo

'5#A+>#, dise9ado para la medicin de de ormacin en paralelo y controlada por unacomputadora e0terna

/) 4scilgra o 2isigrap8 D7 > A es un registrador analgico de canal m"ltiple que imprime elregistro en un papel otosensi/le por medio de 8aces luminosos

c) &icrocomputadora NEC !CA-.>+ A de > J/ de memoria, controla todo el proceso deadquisicin de datos, almacenando en dis ettes la in ormacin procedente del convertidor enorma de se9ales digitales

Compresor de Aire

%uministra y mantiene el aire presuri=ado que utili=a el equipo 1iene un dispositivo autom?ticopor el cual se activa cuando el valor de la presin desciende por de/a*o de un cierto valor, asegurandoas una presin constante durante todo el desarrollo del ensayo

E'SA5O 10IA


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1eniendo conectado el sistema de contraApresin y manteniendo cerrada la lnea de drena*esuperior y a/ierta la in erior, se aumenta paralelamente el valor de la contraApresin y la presin decelda, manteniendo una di erencia de > + a > : JgLcm: entre estas dos presiones, 8asta llegar a unvalor de > : JgLcm de contraApresin y > B o > JgLcm de presin de celda

'e*ando que el sistema se esta/ilice, se procede a medir el grado de saturacin del espcimen,por medio del coe iciente de % empton para lo cual se cierra la lnea de drena*e in erior, se aumentaparalelamente la contraApresin y la presin de celda en > : JgLcm , como la lnea de drena*e est?cerrada, el aumento de la contraApresin no a ectar? al espcimen, solo producir? el aumento de lapresin de celda, el cual producir? a su ve= un incremento de la presin de poros al interior delespcimen %e mide esta presin ( u), luego@

= u

c

donde@

u O aumento de la presin de poros c O aumento de la presin de celda


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Aplicacin de la Carga C!clica

%e elige la relacin de es uer=os cclicos del ensayo (5) y se calcula el valor m?0imo de la ondade carga como sigue@

Como 5=

d: o

d Oes uer=o desviador

o Oes uer=o e ectivo de con inamiento inicial

y d = c

#

Fc O valor m?0imo de la onda de carga

Fc = o 5 : #

%e cierran las v?lvulas de drena*e y se aplica la carga cclica de amplitud y recuencia deseada%e registra en el convertidor analgico L digital las se9ales emitidas por los siguientes transductores demedicin@

A Fuer=a a0ial e0ternaA Fuer=a a0ial internaA !resin de !orosA 'e ormacin a0ial

F


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E'SA5O #E #E%O0"ACIO'#I'A"ICA

7a carga inicial se aplica de tal modo de o/tener un nivel muy peque9o de de ormacin a0ialpara luego ir incrementando esta carga progresivamente, a/riendo la v?lvula de drena*e al trmino decada serie del ensayo para li/erar el e0ceso de presin de poros que se 8u/iese podido generar

%e gr? ica la de ormacin a0ial vs el es uer=o desviador, se de ine el &dulo de ;oung (E)como la pendiente de la recta secante al la=o 8istertico y el amortiguamiento (8) como proporcional al?rea interna de dic8o la=o, como se indica en la Fig . 7a Fig - muestra un registro tpico del ensayode de ormacin din?mica

Finalmente se gr? ica la de ormacin a0ial vs el &dulo de ;oung y el amortiguamiento comose muestra en la Fig +>

%uentes de Error

7os errores se pueden producir de/ido a@

a) !reparacin de la muestra

A Compactacin no uni ormeA Imprecisin en las medidas de altura y di?metroA Inadecuada manipulacin de la muestra, que indu=ca estados tensionalesA %aturacin incompletaA Consolidacin incompleta


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Fig + A !anel de !resin deCon inamiento y %aturacin

Fig B A &arco de Carga

Fig : A Celda 1ria0ial Fig A Unidad Neum?tica de Carga'in?mica %inusoidal


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UNIVERSIDAD NACIONALDE INGENIERIAFACULTADDE INGENIERIACIVIL

CISMID -Laboratorio Geotecnico

EQUIPO DECOMPRESION TRIAXIALCICLICO

ENSAYO DELICUACIONDE SUELOS

UNIVERSIDAD NACIONALDE INGENIERIAFACULTADDE INGENIERIACIVIL

CISMID -Laboratorio Geotecnico

EQUIPO DECOMPRESION TRIAXIALCICLICOENSAYO DELICUACIONDE SUELOS

SOLICITADO

PROYECTO CISMID-UNI

LICUACIONDE SUELOSSONDA!E

M UES TR A

S-"

M-# SOLICITADO

PROYECTO

CISMID-UNI

LICUACIONDE SUELOSSONDA!E

MUESTRA

S-"

M-#

U$ICACION C%IM$OTE PROF&'(t)*&++-*&, U$ICACION C%IM$OTE PROF&'(t) *&++-*&,FEC%A ENERO"+

Dr . /&0 1o . 2&++345c(0

5 o . +&2*+

CLASIF& 'SUCS) SM FEC%A2+

/

ENERO"+ CLASIF& 'SUCS) SM

Dr . #&0 1+& +

+&

ESFUER6O DESVIADOR '345c(0)R +&2*+

# o. 2&++345c(0

,

0

+

-+& +

2+&++

-0

-,

DEFORMACIONAXIAL '1) -#

-/

+&

-2+&++

2& +

PRESION DE POROS'345c(0)

-2+

2&+

+&/

+

2+

NUMERO DE CICLOSN

2++ 2+++

N7 .82

N2+ .80

NI .8+

LICUACIONINICIAL

+&,

2&++

+&0

+

+&+

0+&+ ,+&+TIEMPO'7e4)

#+&+ /+&+ +2 2+

2++ 2+++

Figura D A 5egistro 1pico de Ensayo de 7icuacin Figura A 'e ormacin #0ial y 5elacin de!resin de !oros vs N"mero de Ciclos

D E F O R M A C I O N

A X I A L ' 1 )

9

5

o )

R E

L A C I O N

D E P R E S I O N

D E P O R O

'


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UNIVERSIDAD NACIONAL DEINGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIACIVIL

CISMID - LaboratorioGeotecnico

EQUIPO DE COMPRESION TRIAXIALCICLICOENSAYO DE LICUACION DESUELOS

SOLICITADOCISMID-UNI SONDA!E P-8:S-#:S-":S-22

PROYECTO

U$ICACION

LICUACION DESUELOS

C%IM$OTE

MUESTRA -

PROF& '(t) -

+&

FEC%A OCTU$RE /" - ENERO"+ CLASIF& 'SUCS) -

+&,

+&*

Dr . +&+1

o . 2&++345c(0LICUACIONINICIAL

S-# S-"

S- 22 P -8

SP

SP-SM

SM

+2 2+

NUMERO DE CICLOS N

2++ 2+++

Figura A 5esistencia Cclica vs N"mero de Ciclos

5 o

R .

R E S I S T E N C I A

C I C L I C A


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Figura . A 7a=o Histertico

E

2

+ 8++ 8+

#++ #+

++ +

,++ ,+

--&++2

+ De;or(acion A(ero ?e cic=o7Figura - A 5egistro 1pico Ensayo de 'e ormacin

'in?mica

' 3 4

; 5 c (

0

)

M o

? 9

= o ? e Y o 9 n 4 ' E )

+ 2X 2X2+ 2X 2X+2+

E 7

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A(orti49a(iento'B)'1)

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