MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero MINERÍA / JUNIO 2024 / EDICIÓN 561 21 La Figura 10 muestra las principales ventajas del pistón guiado mediante una comparación entre resultados esfuerzo-deformación de ensayos ejecutados con y sin dicha mejora. A partir de esta figura, se observa que el ablandamiento por deformación aumenta para valores más altos de tensión efectiva media. Estos valores son el resultado de una reducción del ablandamiento por deformación causado por la alineación céntrica entre el pistón y el eje de la muestra, lo que asegura una distribución del esfuerzo desviador uniforme durante todo el corte. Asimismo, esta alineación contribuye a la reducción considerable de la generación de planos de falla localizados debido la inclinación de la muestra en la fase de corte. La generación de planos localizados concentra las deformaciones volumétricas en esta zona específica de la muestra del suelo, reduciendo la confiabilidad y representatividad del ensayo. Ensayos con diversas trayectorias de esfuerzos El estado de esfuerzos en reposo del suelo en el terreno es anisotrópico, es decir, el esfuerzo vertical es diferente del horizontal. Este estado de esfuerzos tiene efectos relevantes en el análisis del comportamiento no drenado de suelos susceptibles a inestabilidad por flujo. Por lo tanto, los ensayos enfocados en la caracterización del comportamiento no drenado deben adoptar un estado de tensión inicial representativo de las condiciones in situ (K0). Dichos ensayos proporcionan una caracterización apropiada de la resistencia de pico no drenada, la cual corresponde al inicio de la inestabilidad del suelo. Experimentalmente, la condición anisotrópica del suelo se puede realizar mediante el ajuste del estado de esfuerzos con base en una trayectoria representativa de la condición K0 que mantiene preferencialmente la relación de esfuerzos efectivos que crecen de forma continua durante la fase de consolidación del suelo. Este ajuste se puede realizar manualmente mediante escalones de carga que incluyen el incremento gradual del esfuerzo radial y axial. Asimismo, el ajuste se puede realizar mediante la automatización de las trayectorias de esfuerzos a través de la programación de una rutina específica del equipo triaxial. Para dicho control, se acostumbra a usar equipos triaxiales tipo Bishop-Wesley. Estas cámaras permiten aplicar combinaciones de múltiples trayectorias de esfuerzos, mediante un control autónomo de esfuerzos y deformaciones mediante una configuración compacta compuesta por controladores de presión automáticos y que no requiere de un marco de carga. Diversos autores confirman el éxito de esta configuración (Bedin et al., 2012; Carrera et al., 2011; Cordeiro et al., 2022; Liu et al., 2022; Viana da Fonsca et al., 2023). La Figura 11 presenta los resultados típicos de ensayos realizados con diferentes trayectorias de esfuerzos, es decir, consolidación con relaciones de esfuerzo axial y esfuerzo radial, K, iguales a 1, 0.7 y 0.5. A partir de los resultados obtenidos se identificaron los valores de resistencia pico no drenada (Sp) que definen el inicio de la instabilidad del suelo para los tres grados de anisotropía inducida por esfuerzos. Los resultados de trayectoria de esfuerzos permitieron identificar que el nivel que la anisotropía inducida por esfuerzos tiene efectos relevantes en los resultados Sp y en la inestabilidad del suelo (ver tendencias en la Figura 11.b). Por eso, los planes experimentales realizados en laboratorios especializados deben implementar procedimientos que involucren diversos grados anisotropía inducida, representativas de las TSF (Reid et al., 2022a). Los ensayos no drenados con diferentes trayectorias de esfuerzos revelan que existe una mayor inestabilidad para los ensayos con K<1. Además, el nivel de anisotropía refleja que los valores de Sp aumentan con la disminución de K. Este comportamiento y los efectos de K son típicos en materiales frágiles o susceptibles a inestabilidad debido a las diferencias en la fábrica iniFigura 10. Comportamiento esfuerzo deformación con y sin pistón guiado (datos de Reid et al. 2021).
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