Ensayo Triaxial: Determinación de la Resistencia al Corte en Suelos

El ensayo triaxial es un método fundamental en la ingeniería geotécnica para determinar la resistencia al corte de los suelos, respetando la presión de confinamiento.

El ensayo triaxial es un ensayo de compresión confinada (σ3) que reproduce las condiciones en que se encuentra el suelo in situ. Mediante la determinación de las deformaciones y esfuerzos de los suelos sujetos a fuerzas de corte, se determinan los parámetros de suelos de la ecuación de Coulomb: Ø (ángulo de rozamiento interno) y la cohesión “c” del suelo, y de esta manera determinar la resistencia a corte de cualquier tipo de suelo.

Composición del Equipo

El equipo para realizar un ensayo triaxial se compone de:

• Máquina de compresión
• Cámara triaxial (cámara hermética cerrada, compuesta por dos piedras porosas)
• 4 válvulas que, dependiendo del caso, servirán para poder eliminar el aire que queda incorporado, como también para inyectar fluido a presión para saturar la muestra o de drenaje.

Procedimiento General

El procedimiento general para realizar un ensayo triaxial es el siguiente:

1. Se tiene una probeta cilíndrica enfundada lateralmente en una membrana de goma, de diámetros normalizados.
2. Sobre esta probeta se ejerce presión por medio de un fluido (generalmente agua). Esta presión es hidrostática y produce, por lo tanto, tensiones principales sobre la probeta, iguales en todas direcciones, llevando la presión de cámara a la deseada.
3. Luego se comienza a aplicar cargas verticales y se toman lecturas de los flexímetros cada 30 segundos hasta que la carga se mantenga constante durante 3 o 4 lecturas, o la toma sea muy lenta.
4. Se detiene el ensayo y se DUPLICA la presión de confinamiento, luego se continúa aplicando carga y tomando como anteriormente.
5. Finalmente, en el tercer escalón de presión de confinamiento, se lleva la probeta hasta la rotura.

Utilizando datos de ensayos basados en diferentes presiones de cámara σ3 para cada ensayo sobre muestras de suelos cuya densidad y contenido de humedad sea aproximadamente igual, es posible establecer una tangente aproximada a los círculos de Mohr al dibujar entre 2 y 4 círculos. La pendiente de esta tangente se toma como el ángulo de fricción interna del suelo φ y la intersección de dicha tangente con el eje y, como la cohesión C, pudiendo reemplazar luego en la ecuación de Coulomb y así obtener la resistencia al corte del suelo.

Ventajas del Ensayo Triaxial

Las ventajas más importantes de este ensayo son las siguientes:

• Posibilidad de determinación y medición de los cambios de volumen en la probeta durante el ensayo.
• Los efectos progresivos de rotura son pequeños.
• El estado de tensiones es conocido durante todo el tiempo que dure el ensayo.
• Se puede utilizar tanto para suelos cohesivos como sin cohesión.
• Reproduce en forma real un estado similar a aquel en que se encuentra el suelo en la naturaleza.

Desventajas del Ensayo Triaxial

Las desventajas son que la máquina requiere mayores cuidados, por lo que se emplea mayor tiempo en su realización.