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08-08-2014
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CI7411 Dinmica de SuelosClase 3
Cesar Pasten
( )tdv = sin
Ishihara (1996)
Ensayo Triaxial
08-08-2014
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Cmo confeccionar una muestra remoldeada: https://www.youtube.com/watch?v=YvyHDFkQ5jk
Trayectoria de esfuerzos: q= 3/2(pc) Crculos de Mohr Esta es una trayectoria muy particular que no
tiene que ver con propagacin de ondas de corte Es una trayectoria simple y fcil de reproducir en
laboratorio Se supone que es un estado homogneo de
esfuerzos (evitar roce y localizacin de deformaciones)
Medicin local de deformaciones
Ensayo Triaxial
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Proceso de Saturacin Aplicar CO2 desde la parte inferior: como es
ms pesado que el aire desplaza las burbujas.
Percolar agua des-aireada en la misma direccin (hervida o al vaco). El CO2 se disuelve en el agua con facilidad (Coca-Cola)
Aplicar una contrapresin (back pressure) para disolver el gas en agua y evitar cavitacin en suelos fuertemente dilatantes.
Ensayo Triaxial
0
200
400
600
800
1000
0 200 400 600 800 1000
Mean principal stress, p' [kPa]
Dev
iato
r st
ress
, q
[kPa
]
4080160240320
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80
0.85
10 100 1000
Mean principal stress, p' [kPa]
Void
ra
tio, e
4080160240320
(a)
(c)
3' (kPa) =
ecs = - log (pcs)
M
cs
cs
sin3sin6
=
0
200
400
600
800
1000
0 10 20 30 40
Axial strain [% ]
Dev
iato
r st
ress
, q
[kPa
]
4080160240320
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80
0.85
0 10 20 30 40
Axial strain [% ]
Void
ra
tio, e
4080160240320
(b)
(d)
Triaxial Drenado Contractivo
Gentileza Dr. Santamarina
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4
0
1
2
0 10 20
Pre
si
n de
Po
ros
[M
Pa]
Deformacin Axial [%]
0
1
2
0 10 20
q [M
Pa]
Deformacin Axial [%]
0
1
2
0 1 2 3 4
q [M
Pa]
p' [MPa]
Efecto de la Densidad
DR= 38%, e= 0.833
DR= 64%, e= 0.735
DR= 64%, e= 0.735
DR= 38%, e= 0.833 Dos muestras ensayadas al mismo
confinamiento efectivo tienen distintas resistencias no-drenadas Su.
La resistencia Su aumenta con la densidad.
Ishihara (1996)
0.70
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
0 1 2 3 4
e [-]
p' [MPa]
0
1
2
0 1 2 3 4
q [M
Pa]
p' [MPa]
Lnea de Estado ltimo (LEU)
DILATANTE
CONTRACTIVO
La Lnea de Estado ltimo (LEU) tiene proyecciones en los planos q-p y e-p.
La LEU en e-p se puede aproximar por la siguiente expresin:
Cualquier estado inicial sobre la LEU es contractivo.
Cualquier estado inicial bajo la LEU es dilatante.
=
refpp
e'
'ln
Respuesta Drenada
Contractiva
Ishihara (1996)
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Definicin de deformacin volumtrica y de corte
Ensayo Triaxial
Kokusho (1980)
Ensayo Triaxial
N= 1 2 5 10 N= 1 2 5 10
N= 1 2 5 10 N= 2 5 10
= 7.8106 = 8.5105
= 8.4104 = 4.010
c = 200 kPa
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Ishihara (1996)
Energa disipada
Curva Tensin-Deformacin
Razn de
amortiguamiento:
Energa elstica
almacenada
(por unidad de volumen)
G0: Mdulo de corte inicial o mximo (Gmax)
G: Mdulo de corte secante
Ishihara (1996)
Curva esfuerzo-deformacin Mdulo secante se degrada
Amortiguamiento geomtrico o por radiacin: prdida de energa a medida que la onda se propaga
Amortiguamiento histertico: prdida de energa por corrimiento de partculas
Ensayo Triaxial
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Gsteel= 2 GPa Kokusho (1980)
Curvas de Degradacin La rigidez decrece con la
deformacin angular.
El amortiguamiento aumenta con la deformacin angular.
El nmero de ciclos no afecta la rigidez ni el amortiguamiento a pequeas deformaciones (?)
Sensor de alta sensibilidad y celda de carga
1000 kgf/cm2= 100 MPa Kokusho (1980)
Efecto del Confinamiento
Triaxial no-drenado, arena de Toyoura, ciclo 10
El confinamiento aumenta la rigidez inicial
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Kokusho (1980)
Efecto del Confinamiento
Triaxial no-drenado, arena de Toyoura, ciclo 10
El confinamiento disminuye el amortiguamiento
Kokusho (1980)
Efecto del ndice de Vacos
Triaxial no-drenado, arena de Toyoura, ciclo 10, c= 100 kPa
El ndice de vacos controla la rigidez mxima
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Kokusho (1980)
Efecto del ndice de Vacos
Triaxial no-drenado, arena de Toyoura, ciclo 10, c= 100 kPa
La curva de degradacin es constante al normalizar por la rigidez mxima
Kokusho (1980)
Efecto del ndice de Vacos
Triaxial no-drenado, arena de Toyoura, ciclo 10, c= 100 kPa
El amortiguamiento es relativamente insensible al ndice de vacos
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Confinamiento
Densidad relativa
Mtodo de preparacin
Contenido de finos
Corte esttico
Comportamiento Cclico de Suelos
Pequeas deformaciones Columna-resonante en cilindro slido
Medianas deformaciones Corte torsional en cilindro hueco
Tatsuoka et al. (1979)
Comportamiento Drenado
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Ishihara (1996)
Corte Simple
Ishihara (1996)
Corte Torsional en Cilindro Hueco
Kramer (1996)
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Ishihara (1996)
Columna Resonante
Asume que el suelo es elstico Solucin de la ecuacin de onda con
condiciones de borde en base y extremo solicitado
La frecuencia resonante (=) es
It: Momento de inercia de la masa I: Momento de inercia del suelo
tss II
VH
VH
=
tan
Ishihara (1996)
Columna Resonante
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sVH =1
1
2
pi HfVs =Ishihara (1996)
Columna Resonante
1
2
pi HfVs =Kramer (1996)
Columna Resonante
f
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14
1
2
pi HfVs =Cascante & Santamarina (1997)
Columna ResonanteStrain
Ishihara (1996)
121 =pi
D
Columna Resonante