Ensayos Triaxiales en Mecánica de Suelos: Tipos y Dilatancia

Ensayo No Consolidado - No Drenado (UU o Q)

Este ensayo mide la rotura en términos de presiones totales, donde la presión total (σtotal) es la suma de la presión efectiva (σ') y la presión de poros (u): σtotal = σ’ + u.

En muestras de suelo arcilloso saturado, al aplicar la tensión de confinamiento, la presión es absorbida por el agua dentro de la muestra. Esto se debe a que la probeta no puede drenar el agua ni cambiar su volumen.

En consecuencia, los parámetros de corte no aumentan con los distintos valores de presión de confinamiento (σ3) aplicados a la cámara triaxial. El valor de la diferencia de esfuerzos (σ1-σ3) se mantiene constante, lo que resulta en círculos de Mohr con el mismo diámetro y un ángulo de fricción interna en términos de esfuerzos totales (φu) igual a cero.

Ensayo Consolidado No Drenado o Consolidado Rápido (CIU, CAU o R)

Este ensayo se realiza después de consolidar la muestra bajo una presión de cámara constante con la válvula de drenaje abierta. Se requiere un dispositivo para monitorear la muestra y determinar cuándo se completa la consolidación, lo que se evidencia por el cese del cambio de volumen.

Una vez finalizada la consolidación, se cierran las válvulas de drenaje y se aplica el esfuerzo desviador hasta que la muestra falla. El ensayo CIU se refiere a una consolidación isotrópica, mientras que el ensayo CAU se refiere a una consolidación anisotrópica.

Ensayo Consolidado Drenado o Lento (CD o S)

En este ensayo, se abre la válvula de drenaje y se aplica la presión de cámara. Se controla la consolidación de la muestra y, con la válvula de drenaje aún abierta, se aplica el esfuerzo desviador a una velocidad muy lenta. Esta baja velocidad permite que las presiones de poros generadas durante el proceso de corte se disipen, evitando así que afecten los parámetros del suelo.

Dilatancia

La dilatancia es la propiedad que tienen los suelos de aumentar o disminuir su volumen cuando se someten a un esfuerzo de corte. La dilatancia es positiva cuando hay un aumento de volumen (comportamiento dilatante) y negativa cuando hay una disminución de volumen (comportamiento contractivo).

En suelos granulares, se ha observado que las arenas densas tienden a aumentar su volumen (dilatancia positiva) bajo esfuerzos de corte, mientras que las arenas sueltas tienden a disminuir su volumen (dilatancia negativa).

Asimismo, se ha observado que las arenas sueltas, al ser sometidas a un esfuerzo de corte, disminuyen su volumen (comportamiento contractivo) hasta alcanzar una relación de vacíos constante. Por otro lado, la misma arena en estado denso (comportamiento dilatante) aumenta su volumen hasta llegar a la misma relación de vacíos y mantenerla constante.