IMPLEMENTACIÓN DE ENSAYOS DE COMPRESIÓN TRIAXIAL CIU Y CID EN LABORATORIO LEMCO PARA POSTERIOR ANÁLISIS DE RESULTADOS MEDIANTE LA TEORÍA DEL ESTADO CRÍTICO

Ante la necesidad del Laboratorio de Ensaye de Materiales y Control de Obras (LEMCO) de poder ejecutar rutinariamente ensayos de compresión triaxial consolidado isotrópicamente y en condición no drenada (CIU) y drenada (CID), se realizó su implementación en el equipo triaxial “Humboldt”, basándose en las normas ASTM D4767-11 y ASTM D7181-11 que los rigen, y con las debidas modificaciones para ser ejecutados con el equipo e implementos disponibles. Se consideró la adición de un procedimiento para facilitar la saturación de probetas, tal como lo es la circulación previa de CO2 a través de ellas, la definición de un criterio para evitar pre-estresarlas durante la etapa de aplicación de contrapresión, así como la utilización de un método para registrar de forma más confiable la relación de vacíos final obtenida de los distintos ensayos.Una vez implementados los ensayos, se ejecutó una campaña de ensayos de laboratorio sobre una arena limosa de la quinta región, doce de compresión triaxial CIU y doce de compresión triaxial CID, repartidos entre cuatro estados de densidad y tres esfuerzos efectivos de consolidación. El análisis de resultados arrojó una única línea de estado crítico, formada conjuntamente a partir de los ensayos de compresión triaxial CIU y CID, en los planos e-p' y q-p', pudiéndose comprobar la incertidumbre que se genera al intentar determinar el estado crítico a partir de muestras densas en condición drenada (Mooney et al., 1998; Finno y Rechenmacher, 2003) y con comportamientos dilatantes que producen aumentos de volumen. Adicionalmente, utilizando esta línea, se calculó el parámetro de contractividad relativa (Verdugo e Ishihara, 1996), indicando que la arena limosa estudiada es de naturaleza poco contractiva y, por ende, con mayor resistencia a la iniciación de una falla por licuefacción, dado el bajo valor obtenido de 0,19.Por otro lado, se observó un patrón de comportamiento no drenado reverso en las probetas inicialmente sueltas, con aumento de la estabilidad a medida que aumentaba la presión efectiva de confinamiento, para lo cual tuvo que definirse un nuevo criterio, basado en el aumento de tendencia dilatante a partir del punto de cambio de fase.En otro ámbito de la resistencia cortante de los suelos, se definió satisfactoriamente envolventes lineales de falla en el plano q-p', una por cada estado de densidad inicial, tipo de ensayo, y utilizando tres probetas a distintos esfuerzos efectivos de consolidación. Se comparó los parámetros geotécnicos efectivos entre ensayos y para iguales estados iniciales, obteniéndose una gran similitud en aquellos obtenidos a partir de estados inicialmente sueltos, donde las probetas fallaban razonablemente en estado crítico. Los parámetros geotécnicos obtenidos a partir de estados inicialmente densos presentaron mayores diferencias entre ensayos, donde se evidenció que una respuesta drenada fuertemente dilatante tiende a aumentar los parámetros geotécnicos efectivos de una envolvente, con respecto a los que se obtendrían en ensayos no drenados bajo las mismas condiciones y esfuerzos iniciales.Finalmente, se analizó la fricción movilizada de los ensayos drenados, pudiendo corroborarse experimentalmente el efecto que tiene la dilatancia positiva en aumentar el ángulo de fricción movilizado por sobre el crítico.
 Given the need for Materials Testing Laboratory and Control Works to run routinely consolidated undrained (CIU) and drained (CID) triaxial compression tests, its implementation was performed in the triaxial equipment "Humboldt", based on ASTM D4767-11 and ASTM D7181-11 standards that govern, and with appropriate modifications to be executed with the equipment and tools availables. It was considered the addition of a procedure to facilitate the saturation of the specimens, as is the CO2 prior circulation through them, the definition of a criterion to avoid pre-stressing them during the backpressure aplication stage, and the use of a method for recording more reliably the final void ratio obtained from the different experiments.Once implemented the tests, it was done a campaign of laboratory tests on a silty sand of the fifth region, twelve CIU triaxial compression tests and twelve CID triaxial compression tests, divided between four density states and three effective consolidation stresses. The analysis results showed a single critic state line, formed together from CIU and CID triaxial compression tests, in the e-p' and q-p' planes, being able to check the uncertainty generated when trying to determinate the critical state from dense samples in drained condition (Mooney et al., 1998; Finno and Rechenmacher, 2003) and with dilatant behaviours that produce volume increases. Additionally, using this line, the parameter of relative contractility (Verdugo and Ishihara, 1996) was calculated, indicating that the silty sand studied has a low contractive nature and, therefore, more resistant to the initiation of a failure by liquefaction, given the low value obtained of 0,19.On the other hand, an undrained reverse behavior pattern in the initially loose specimens was observed, with increasing stability as the effective confining pressure was increased, for which a new approach had to be defined, based on increasing dilatant trend from the point of phase change.In another area of the shear strength of soils, linear failure envelopes was successfully defined in the q-p' plane, one for each initial density state, type of test, and using three samples to different effective consolidation stresses. Effective geotechnical parameters were compared between tests and for the same initial states, obtaining a great similarity in those obtained from initially loose states, where the specimens reasonably failed in critical state. Geotechnical parameters obtained from initially dense states showed higher differences between tests, where it was shown that a strongly dilatant drained response tends to increase the effective geotechnical parameters of an envelope, with respect to those obtained in undrained tests under the same conditions and initial stresses.Finally, the mobilized friction of drained tests was analyzed, experimentally corroborating the effect of the positive dilatancy on increasing mobilized friction angle above the critical.