Implementación de un equipo triaxial modificado para el estudio de una arena de relaves en condición parcialmente saturada

Abstract

En el presente trabajo de título se desarrollaron metodologías para determinar propiedades de suelos parcialmente saturados mediante un equipo triaxial fabricado por GDS Instruments. Una vez establecido el procedimiento correcto, se redactaron manuales que detallan el uso del equipo triaxial para implementar tres distintos ensayos geotécnicos: ensayo triaxial convencional, determinación de la curva característica suelo-agua y ensayo triaxial de suelos parcialmente saturados. Inicialmente, se llevaron a cabo ensayos triaxiales convencionales en el equipo GDS Instruments y en un instrumento equivalente marca Humboldt, con el objetivo de establecer el correcto desempeño del primero, y a su vez, analizar el comportamiento saturado de una arena de relaves. Dicho material, corresponde a la fracción gruesa de un relave integral, con un bajo contenido de finos no plásticos. Se utilizaron probetas confeccionadas por el método de apisonamiento húmedo (wet tamping), a densidades relativas del 40% y 60%; ensayadas a confinamientos isótropicos efectivos de 1, 2 y 4 kgf/cm2, en condición drenada y no drenada. Posteriormente, se ejecutó un primer ensayo parcialmente saturado, correspondiente a la determinación de la curva característica suelo-agua, también denominada curva de succión, que relaciona el contenido de agua en la muestra de suelo, con la succión matricial generada. Se utilizó una probeta fabricada por apisonamiento húmedo, a una densidad relativa del 60% y confinada isotrópicamente a 1 kgf/cm2. Los resultados experimentales fueron comparados con un modelo teórico desarrollado por Fredlund et al. (2002), desarrollado a partir de la curva de distribución granulométrica del material. Por último, se efectuaron ensayos triaxiales parcialmente saturados drenados, utilizando una muestra armada por apisonamiento húmedo a una densidad relativa del 60%. Las muestras fueron sometidas a confinamientos isótropicos de 1, 2 y 4 kgf/cm2 y a una succión matricial de ua-uw = 0,02 kgf/cm2 y 0,2 kgf/cm2, constante durante la etapa de aplicación del esfuerzo desviatórico, cuya duración se estableció en 2 días y 12 hrs, para asegurar el drenaje de las presiones de poro. Los ensayos triaxiales en las muestras parcialmente saturadas de la arena de relave, arrojaron resistencias mayores a las determinadas en las muestras saturadas. Como consecuencia, se puede anticipar que evaluar el comportamiento geomecánico de suelos con saturación parcial, puede resultar favorable para el diseño de tranques de relave.