Probador in situ de corte directo por método de empuje horizontal en rocas, modelo LBTJ-50 con pantalla digital

Presentación del producto

Este ensayo se utiliza para determinar la resistencia al corte en el plano de contacto entre el hormigón de la presa y el macizo rocoso, entre las capas de hormigón compactado con rodillo, así como en el propio cuerpo del hormigón compactado con rodillo, en condiciones in situ. Cumple con normas tales como SL 264‑2020 y GB/T 50266‑2013, y es adecuado para ensayos de corte directo en campo.

Parámetros técnicos:

1. Rango máximo de carga: 0-100 T; Desplazamiento máximo: 0-50 mm.
2. Cilindros hidráulicos: 2 unidades
3. Sensor de desplazamiento: 4 unidades
4. Barra de transmisión de carga: 1 unidad
5. Soporte para el medidor: 4 unidades
6. Placa de apoyo y conjunto de bolas: 1 juego
7. Los preparativos previos a la inspección y la preparación de las piezas de ensayo deberán cumplir los siguientes requisitos:

1. En la estructura, se seleccionarán zonas representativas y niveles de ensayo; conviene realizar esta selección en el tramo de ensayo de obra o sobre el cuerpo de la presa. El área del área de ensayo no deberá ser inferior a 2 m × 8 m, y los probetas deberán disponerse en un mismo nivel, con un número de 4 a 5 unidades.

2. El área de corte de cada probeta no deberá ser inferior a 500 mm × 500 mm, y la distancia libre entre las probetas no deberá ser inferior a 1,5 veces la longitud del lado más corto de la probeta.

3. La altura del espécimen por encima de la superficie de corte debe ser ligeramente superior a las dos terceras partes de la longitud del lado del espécimen.

4. Al realizar el montaje del ensayo, la dirección de la fuerza horizontal aplicada sobre la superficie del cuerpo de prueba deberá coincidir con la dirección de las solicitaciones que actúan sobre la estructura.

4. La excavación, preparación y curado de los probetas se realizarán de conformidad con las siguientes disposiciones:

1. La edad del probeta al momento de su excavación no deberá ser inferior a 21 días; se procederá a la excavación manual del hormigón circundante en el área de ensayo, evitando estrictamente cualquier perturbación del probeta.

2. La profundidad de excavación del cuerpo de ensayo deberá alcanzar el nivel de ensayo; sin embargo, en los niveles de ensayo sometidos a fuerzas horizontales de empuje, la excavación deberá extenderse por debajo de dicho nivel, reservando un espacio suficiente para la instalación del gato hidráulico. El gato deberá estar rigurosamente posicionado, con su eje central paralelo a la superficie de corte prevista y a una distancia no superior al 5 % de la longitud del lado del espécimen en la dirección de corte. Las tolerancias dimensionales tras la excavación del cuerpo de ensayo deberán ser de ±20 mm, y la superficie deberá ser enrasada con mortero de cemento de resistencia similar a la del bloque de ensayo. Al realizar el ensayo de cortante en juntas entre capas, se dejará una ranura de corte de aproximadamente 10 mm de ancho en el perímetro de la superficie de corte.

3. Una vez completados el ensayo y la excavación del área de ensayo, se deberá llenar la caja de ensayo con agua o rellenarla con arena húmeda, asegurando la curado y protección del cuerpo de prueba hasta que, antes del plazo establecido, se proceda a su retirada para iniciar la instalación del equipo instrumental. Asimismo, deberán adoptarse medidas para mantener los cuerpos de prueba y sus superficies de corte en estado de saturación hídrica.

5. La instalación del sistema de carga normal deberá cumplir los siguientes requisitos:

1. Se coloca una capa de mortero de cemento sobre la parte superior del espécimen y se dispone una placa de apoyo; esta debe golpearse ligeramente para que quede paralela a la superficie de corte prevista. También es posible colocar caucho o arena fina sobre la parte superior del espécimen antes de situar la placa de apoyo.
2. Sobre la placa de apoyo se colocan, en el siguiente orden: la fila de rodillos, la placa de apoyo, el gato hidráulico, la columna transmisora de carga, la placa superior y el dispositivo de reacción.
3. En terrenos al aire libre o cuando no es posible utilizar la cubierta de una galería como punto de apoyo para las fuerzas de reacción, se pueden emplear el método de carga por apilamiento o los anclajes de tierra como dispositivos de reacción; cuando la carga normal es relativamente pequeña, también puede recurrirse al método de pesada.
4. Una vez completada la instalación, se puede accionar el gato hidráulico aplicando una ligera presión, de modo que todo el sistema quede firmemente unido.
5. Todos los componentes del sistema de carga normal deben mantenerse alineados sobre el mismo eje en la dirección de la carga y ser perpendiculares a la superficie de corte prevista. La resultante de la carga normal debe pasar por el centro de la superficie de corte prevista.
6. El sistema de carga normal debe poseer una resistencia y una rigidez adecuadas. Cuando la superficie de corte es inclinada o cuando el sistema de carga supera cierta altura, se deberá proporcionar apoyo al sistema de carga normal.
7. Antes de la instalación, el pistón del gato hidráulico debe ejecutar una parte de su carrera.

6. La instalación del sistema de carga por corte deberá cumplir los siguientes requisitos:

1. Al realizar el ensayo de corte directo mediante el método de empuje horizontal, se debe adherir una placa de apoyo de mortero de cemento sobre la superficie de carga del cuerpo de prueba; dicha placa deberá estar perpendicular a la superficie de corte prevista. Tras la placa de apoyo, se colocarán sucesivamente el bloque transmisor de carga, el gato hidráulico y otra placa de apoyo. Entre la placa de apoyo y el soporte de reacción se deberá colocar hormigón (o mortero).

2. Al colocar la placa de apoyo sobre la superficie de carga del cuerpo de ensayo, debe dejarse un espacio de 1 cm entre la base de la placa y la superficie de corte.

3. Al instalar el gato de carga de corte, la dirección del corte debe coincidir con la dirección prevista de la fuerza de empuje; la proyección de su eje sobre la superficie de corte debe pasar por el centro de dicha superficie. En el método de empuje plano, el eje de aplicación de la carga de corte debe ser paralelo a la superficie de corte prevista, y la distancia entre el eje y la superficie de corte no debe superar el 5 % de la longitud del lado del cuerpo de ensayo en la dirección del corte.

7. La instalación del sistema de medición deberá cumplir los siguientes requisitos:

1. El soporte del medidor de desplazamiento absoluto del cuerpo de prueba de la instalación debe colocarse de manera firme sobre el punto de apoyo, y dicho punto de apoyo debe situarse fuera del área afectada por las deformaciones.

2. Sobre el soporte, los medidores de deformación deben instalarse mediante un porta‑indicador magnético. En las zonas simétricas del cuerpo de ensayo se deberán colocar, respectivamente, medidores de desplazamiento cortante y de desplazamiento normal; el número de cada tipo de medidor no deberá ser inferior a dos unidades.

3. Según sea necesario, entre la superficie del cuerpo de ensayo y la base de apoyo, se podrá instalar un medidor para determinar el desplazamiento relativo del cuerpo de ensayo.

4. Todos los medidores y los puntos de referencia deben orientarse de modo que queden respectivamente perpendiculares o paralelos a la superficie de corte prevista.

5. Se debe realizar el curado del mortero de cemento y del hormigón vertidos durante la instalación.

8. La preparación del ensayo deberá incluir los siguientes aspectos:

1. Debe calcularse, a partir de la curva de calibración del gato hidráulico y del área de corte de la muestra de ensayo, cada uno de los niveles de carga aplicados y las correspondientes lecturas del manómetro.

2. Debe verificarse el estado de funcionamiento de cada medidor y anotarse el valor inicial de la lectura.

9. El método de aplicación de la carga normal deberá cumplir los siguientes requisitos:

1. Sobre cada probeta debe aplicarse una carga normal diferente, que puede corresponder a una fracción igual de la carga normal máxima. La tensión normal máxima en la superficie de corte no deberá ser inferior a la tensión normal prevista.

2. Para cada cuerpo de prueba, la carga normal debe aplicarse en 1 a 3 etapas; el número de etapas dependerá del valor de la tensión normal y de la litología.

3. La aplicación de la carga se realizará bajo control del tiempo: se deberá aplicar una nueva etapa de carga cada 5 minutos; tras cada aplicación, se medirá de inmediato el desplazamiento normal correspondiente a esa etapa y, transcurridos 5 minutos, se volverá a efectuar una nueva medición antes de proceder a la siguiente etapa de carga. Una vez alcanzada la carga prevista, las mediciones se efectuarán cada 5 minutos; cuando la diferencia entre dos mediciones consecutivas del desplazamiento normal no supere 0,01 mm, podrá iniciarse la aplicación de la carga cortante.

4. Durante el proceso de corte, la tensión normal debe mantenerse constantemente constante.

X. El método de aplicación de la carga de corte deberá cumplir los siguientes requisitos:

1. Antes de aplicar la carga de corte, se deben inspeccionar el sistema de carga de corte y los instrumentos de medición; en caso necesario, proceder a su ajuste.

2. La carga de corte máxima estimada debe aplicarse en 8 a 12 niveles. Cuando el desplazamiento por corte provocado por la aplicación de la carga de corte aumente de manera apreciable, se podrá incrementar adecuadamente el número de niveles de carga de corte.

3. El método de aplicación de la carga de corte deberá basarse en el control del tiempo. Se aplicará un nivel de carga cada 5 minutos, y antes y después de cada nivel se realizará una lectura de los indicadores de desplazamiento. Al acercarse al punto de corte, se deberá observar y registrar detenidamente la evolución de la carga y los correspondientes desplazamientos; tanto la carga como los desplazamientos deberán ser monitoreados de manera sincronizada.

4. Tras cortar el cuerpo de ensayo, se debe continuar aplicando la carga de corte hasta obtener un valor de carga de corte que tienda a estabilizarse.

1. Se reduce gradualmente la carga de corte hasta anularla y se observa el comportamiento de rebote del cuerpo de ensayo; con ello concluye el ensayo de resistencia al corte. Durante el proceso de reducción de la carga de corte hasta cero, debe mantenerse constante la tensión normal.
2. De acuerdo con lo necesario, una vez finalizado el ensayo de corte por ruptura, se podrá mantener constante la tensión normal y ajustar el equipo y los instrumentos de medición; a continuación, se realizará el ensayo de corte (de fricción) a lo largo de la superficie de corte, conforme a lo dispuesto en los apartados 2 a 6 de este artículo. La carga de corte podrá aplicarse de forma escalonada, tomando como referencia el valor estabilizado al final del ensayo de corte por ruptura.
3. Tras la finalización del ensayo de corte, según sea necesario, se pueden realizar ensayos de fricción repetitivos bajo distintas cargas normales, es decir, ensayos de fricción en un solo punto.

11. Durante el ensayo, se realizará una descripción y un registro detallados de las condiciones de funcionamiento del equipo de carga y de los instrumentos de medición, así como de los ruidos observados durante el ensayo, de los desprendimientos o caídas de fragmentos en los especímenes y en la roca, y de la aparición de fisuras.

XII. Al finalizar el ensayo, se deberá desmontar el equipo de manera oportuna. Tras limpiar el área de ensayo, se dará la vuelta a las probetas y se procederá a describir la superficie de corte. La descripción de la superficie de corte deberá incluir los siguientes aspectos:

1. Medir el área de la superficie de corte.

2. El estado de rotura de la superficie de corte, así como la distribución, la dirección y la longitud de las marcas de rozamiento.

3. La ubicación y la superficie de las zonas de corte localizado en el macizo rocoso o en el cuerpo de ensayo de hormigón.

4. Propiedades y distribución de los materiales fragmentarios en la superficie de corte.