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Ensayo de corte triaxial

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Un ensayo de corte triaxial es un método de medición de las propiedades mecánicas de muchos sólidos deformables, especialmente suelos (e.g., arena, arcilla y roca además de otros materiales granulares.) Hay muchas variantes del ensayo. [1][2][3][4]

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Un ensayo de corte triaxial es un método de medición de las propiedades mecánicas de muchos sólidos deformables, especialmente suelos (e.g., arena, arcilla y roca además de otros materiales granulares.) Hay muchas variantes del ensayo. [1][2][3][4] En un ensayo de corte triaxial, el esfuerzo es aplicado a la muestra de material que está siendo ensayada en una manera la cual produce esfuerzos a lo largo de un eje distinto a los esfuerzos en dirección perpendicular. Esto es típicamente conseguido colocando una muestra entre dos platos paralelos los cuales aplican esfuerzo en una dirección (usualmente vertical) y aplican presión de fluido al espécimen para aplicar esfuerzo en la dirección perpendicular. (Los aparatos que permiten la aplicación de diferentes niveles de esfuerzo en cada una de las tres direcciones ortogonales son discutidos a continuación, referidos como "Ensayos Triaxiales Verdaderos"). La aplicación de esfuerzos de compresión diferentes en los aparatos de ensayo causa que el esfuerzo cortante se desarrolle en la muestra; las cargas se pueden aumentar y las deflexiones son monitoreadas hasta la falla de la muestra. Durante la prueba, el fluido circundante se presuriza y la tensión en las placas se incrementa hasta que el material en el cilindro falla y forma regiones deslizantes dentro de sí misma, conocidas como bandas de corte. La geometría del corte en una prueba triaxial generalmente hace que la muestra se acorte mientras se abulta a lo largo de los lados. Luego se reduce la tensión sobre el rodillo y la presión del agua empuja los lados hacia adentro, haciendo que la muestra vuelva a crecer más alta. Este ciclo generalmente se repite varias veces mientras se recopilan datos de esfuerzo y deformación sobre la muestra. Durante la prueba, las presiones de poro de los fluidos (por ejemplo, agua, aceite) o gases en la muestra pueden medirse usando el aparato de presión de poro de Bishop. A partir de los datos de prueba triaxial, es posible extraer los parámetros fundamentales del material sobre la muestra, incluido su ángulo de resistencia al corte, cohesión aparente y ángulo de dilatación. Estos parámetros se usan luego en modelos de computadora para predecir cómo se comportará el material en una aplicación de ingeniería a mayor escala. Un ejemplo sería predecir la estabilidad del suelo en un talud, si el talud colapsará o si el suelo soportará los esfuerzos de corte y permanecerá en su lugar. Las pruebas triaxiales se usan junto con otras pruebas para hacer tales predicciones de ingeniería. Durante el corte, un material granular típicamente tendrá una ganancia neta o pérdida de volumen. Si originalmente se encontraba en un estado denso, generalmente gana volumen, una característica conocida como dilatancia de Reynolds. Si originalmente se encontraba en un estado muy suelto, entonces la contracción puede ocurrir antes de que comience el corte o en conjunto con el corte. A veces, la prueba de muestras cohesivas se realiza sin presión de confinamiento, en una prueba de compresión no confinada. Esto requiere un aparato mucho más simple y menos costoso y la preparación de la muestra, aunque la aplicabilidad está limitada a las muestras que los lados no se desmoronarán cuando se exponen, y la tensión de confinamiento es menor que la tensión in situ da resultados que pueden ser demasiado conservadores. La prueba de compresión realizada para la prueba de resistencia del concreto es esencialmente la misma prueba, en aparatos diseñados para las muestras más grandes y cargas más altas típicas de las pruebas de concreto.

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