Pruebas de Compresió Triaxial - Suelos.

Las pruebas de compresión triaxial pueden efectuarse en arenas y arcillas. La figura 1.34a muestra un diagrama esquemático del arreglo de una prueba triaxial. Ésta consiste esencialmente en colocar una muestra de suelo dentro de una membrana de hule en una cámara de lucita transparente. Se aplica una presión de confinamiento (σ3) alrededor de la muestra por medio del fluido en la cámara (generalmente agua o glicerina). 

Un esfuerzo adicional (Δσ) puede también aplicarse a la muestra en la dirección axial para provocar la falla (Δσ = Δσf). El drenaje del espécimen puede ser permitido o detenido, dependiendo de las condiciones de la prueba. Para arcillas, tres tipos principales de pruebas se efectúan con equipo triaxial:

FIGURA 1.33 Rango de la compacidad relativa y correspondiente rango del ángulo de fricción para un suelo de grano grueso (según el Departamento de Marina de Estados Unidos, 1971)

1. Prueba consolidada drenada (prueba CD)
2. Prueba consolidada no drenada (prueba CU)
3. Prueba no consolidada no drenada (prueba UU)

La tabla 1.15 resume esas tres pruebas. Para pruebas coiso1ido4as drenadas, en la falla,
Esfuerzo efectivo principal mayor =  σ + Δσf = σ1 =σ’1
Esfuerzo efectivo principal menor = σ3 =  σ’3

Cambiando se pueden efectuar más pruebas de este tipo en varias muestras de arcilla. Los parámetros de resistencia cortante (c y Ø) se determinan dibujando el círculo de Mohr en la falla, como muestra la figura 1.34b y trazando una tangente a los círculos de Mohr. Esta es la envolvente de falla de Mohr-Coulomb. (Nota: Para arcillas normalmente consolidadas, c = O.) En la falla 

 Figura 1.34  

Tabla 1.15 Resumen de pruebas triaxiales en arcillas saturadas.

En pruebas consolidadas no drenadas, en la falla,

Esfuerzo total principal mayor = σ3 = Δσf = σ1
Esfuerzo total principal menor = σ3
Esfuerzo efectivo principal mayor = (σ 3 + Δσf ) - uf = σ’1
Esfuerzo efectivo principal menor = σ3 - uf= σ’3

Cambiando se pueden efectuar múltiples pruebas de este tipo en varias muestras de suelo. Luego se dibujan los círculos de Mohr para los esfuerzos totales en la falla, como muestra en la figura 1.34c, y se traza una tangente para definir la envolvente detalla. Esta se define por la ecuación

donde ccu y Øcu son la cohesión consolidada no drenada y el ángulo de fricción, respectivamente. (Nota: ccu= O para arcillas normalmente consolidadas.)

Similarmente, se grafican los círculos de Mobr de los esfuerzos efectivos en la falla para determinar las envolventes de falla (figura 1.34c). Ellas obedecen la relación expresada en la ecuación (1.82).
Para pruebas triaxiales no consolidadas no drenadas,

Esfuerzo total principal mayor = σ3 + Δσf =σ1

Esfuerzo total ptincipal menor =  σ3

Ahora se dibuja el círculo de Mohr para esfuerzo total en la falla, como muestra la figura 1.34d. Para arcillas saturadas, el valor de σ1 – σ3 = Δσf es una constante, independientemente de la presión de confinamiento en la cámara σ3  (también mostrado en 

La figura 1.35 es una fotografía del equipo triaxial de laboratorio

Figura 1.35  Equipo de prueba triaxial.