IntroduccinLas cimentaciones de estructuras o equipos que soportan usualmente se disean para satisfacer ciertos requerimientos de servicio y resistencia. Las condiciones de servicio establecen que la cimentacin debe comportarse satisfactoriamente, bajo las condiciones normales de cargas de operacin que imponen la estructura o equipo que soportan, de tal forma que se satisfagan los propsitos de su diseo. Las limitaciones de servicio se describen tpicamente por el asentamiento u otras limitaciones de movimiento. El criterio de resistencia tiene el propsito de asegurar que la cimentacin tenga la suficiente resistencia para soportar grandes cargas que ocasionalmente puedan producirse debido a fuerzas ambientales extremas o de otras fuentes. En la mayora, pero no en todos los casos, el criterio de servicio o asentamiento y el criterio de resistencia, pueden tratarse independientemente. El criterio de servicio es tpicamente de consideracin a largo plazo para la cimentacin y que depende de las caractersticas de consolidacin con el tiempo del depsito de suelo. La resistencia de la cimentacin, o la capacidad de carga, puede ser un problema a corto plazo tal como en el caso de la construccin de un terrapln o una presa desplantada sobre un depsito de arcilla no drenada, o un problema a largo plazo en que la mxima carga sobre la cimentacin puede presentarse en un tiempo desconocido.

ENSAYO DE CORTE DIRECTOALCANCEEste mtodo describe y regula el mtodo de ensayo para la determinacin de la resistencia al corte de una muestra de suelo, sometida previamente a un proceso de consolidacin, cuando se le aplica un esfuerzo de cizalladura o corte directo mientras se permite un drenaje completo de ella. El ensayo se lleva a cabo deformando una muestra a velocidad controlada, cerca de un plano de cizalladura determinado por la configuracin del aparato de cizalladura. Generalmente se ensayan tres o ms especmenes, cada uno bajo una carga normal diferente para determinar su efecto sobre la resistencia al corte y al desplazamiento y las propiedades de resistencia a partir de las envolventes de resistencia de Mohr. 1.2 - Los esfuerzos de cizalladura y los desplazamientos no se distribuyen uniformemente dentro de la muestra y no se puede definir una altura apropiada para el clculo de las deformaciones por cizalladura. En consecuencia, a partir de este ensayo no pueden determinarse las relaciones esfuerzo-deformacin o cualquier otro valor asociado, como el mdulo de cizalladura. 1.3 - La determinacin de las envolventes de resistencia y el desarrollo de criterios para interpretar y evaluar los resultados del ensayo se dejan a criterios del ingeniero o de la oficina que solicita el ensayo. 1.4 - Los resultados del ensayo pueden ser afectados por la presencia de partculas de suelo o fragmentos de roca, o ambos.1.5 - Las condiciones del ensayo, incluyendo los esfuerzos normales y la humedad, son seleccionadas para representar las condiciones de campo que se investigan. La velocidad de deformacin debe ser lo suficientemente lenta para asegurar las condiciones de drenaje equivalentes a una presin intersticial nula.

EQUIPO Aparato de cizalladura: instrumento diseado y construido para contener de manera segura la muestra entre dos bloques porosos de tal modo que no se aplique un torque a la muestra. El aparato de cizalladura debe estar en condiciones de aplicar un esfuerzo normal a las caras del especimen, medir el cambio de espesor del especimen, permitir el drenaje del agua a travs de los bloques porosos en las fronteras superior e inferior de la muestra y de sumergir la muestra en agua. El aparato debe ser capaz de aplicar una fuerza de cizalladura al especimen a lo largo de un plano de cizalladura predeterminado (cizalladura simple) paralelo a las caras de la muestra. Los marcos que contienen el especimen deben ser lo suficientemente rgidos para prevenir su distorsin durante el ensayo. Las diferentes partes del aparato de cizalladura, deben ser construidas de un material que no est sujeto a la corrosin por humedad o por sustancias que se encuentren en el suelo, por ejemplo acero inoxidable, bronce, aluminio, etc. No se permite la combinacin de metales que puedan dar lugar a un efecto galvnico. Caja de cizalladura: una caja de cizalladura, circular o cuadrada, hecha de acero inoxidable, bronce o aluminio, con dispositivos para el drenaje a travs de su parte superior e inferior. Esta caja debe estar dividida verticalmente por un plano horizontal en dos mitades de espesor igual que se ajustan con tornillos de alineacin. La caja de cizalladura est provista con tornillos de separacin, que controlan el espacio entre sus mitades superior e inferior. Bloques permeables (piedras porosas): Los bloques permeables permiten el drenaje de la muestra de suelo a lo largo de los extremos superior e inferior de la muestra. Los bloques permeables tienen tambin como funcin transferir los esfuerzos de cizalladura horizontal del bloque a los bordes superior e inferior del especimen. Los bloques permeables deben consistir de carburo de silicio, oxido de aluminio o un metal que no est sujeto a la corrosin por sustancias del suelo. El grado adecuado del bloque depende del suelo que se vaya a analizar. Este efecto se puede conseguir con chorro de arena o maquinado del bloque, pero su superficie no debe ser tan irregular que cause grandes concentraciones de esfuerzos en el suelo. ENSAYO TRIAXIALDebido a que el suelo es un material tan complejo, ninguna prueba bastar por si sola para estudiar todos los aspectos importantes del comportamiento esfuerzo-deformacin.El ensayo Triaxial constituye el mtodo ms verstil en el estudio de las propiedades esfuerzo-deformacin. Con este ensayo es posible obtener una gran variedad de estados reales de carga.Esta prueba es la ms comn para determinar las propiedades esfuerzo-deformacin. Una muestra cilndrica de un suelo es sometida a una presin de confinamiento en todas sus caras. A continuacin se incrementa el esfuerzo axial hasta que la muestra se rompe. Como no existen esfuerzos tangenciales sobre las caras de la muestra cilndrica, el esfuerzo axial y la presin de confinamiento, son los esfuerzos principal mayor y principal menor respectivamente. Al incremento de esfuerzo axial, se denomina esfuerzo desviador.AplicacionesEsfuerzos principalesEn una prueba de compresin cilndrica, la falla ocurre debido al corte, por ello es necesario considerar la relacin entre la resistencia al corte y la tensin normal que acta sobre cualquier plano dentro del cuerpo a compresin. En una prueba de compresin, una muestra de suelo esta sujeta a fuerzas compresivas que acta en tres direcciones, en ngulos rectos entre si, respectivamente; uno en la direccin longitudinal, los otros dos lateralmente. Los tres planos perpendiculares sobre los cuales estas tensiones actan, son conocidos como los planos principales, y las tensiones como las tensiones principales.Muchos de los problemas de mecnica de suelos son considerados en dos dimensiones, y solo son usadas las tensiones principales mayor y menor. A la influencia de la tensin principal intermedia se le resta importancia.EQUIPO Cmara triaxial Mquina de compresin triaxial Membrana de caucho Molde metlico Compresor de aire Bomba de vaco Balanza de precisin, aproximacin 0,1 gr Calibrador Aro-sello de caucho Tallador de muestras, cuchillas y sierras Equipo para determinar el contenido de humedadPROCEDIMIENTO 1. El suelo a utilizarse se prefiere que sea inalterado, en cuyo caso se debe tallar por lo menos tres especimenes cilndricos, teniendo muy en cuenta su estratificacin y evitando destruir la estructura original del suelo. Si la muestra es alterada, se procede a preparar los especimenes compactndose la muestra con una determinada energa, de acuerdo con las condiciones tcnicas impartidas. Las dimensiones de los especimenes dependen del tamao de la mquina triaxial a emplearse; debiendo tomar en cuenta que la altura de la muestra debe ser el doble del dimetro, (Se toman las medidas de los especimenes preparados). 2. El momento de preparar los especimenes se debe tomar muestra para determinar el contenido de humedad. 3. Pesamos el primer espcimen y lo colocamos en la base de la cmara triaxial, utilizando una piedra porosa entre la muestra y dicha base. 4. Colocamos la membrana de caucho en el espcimen, utilizando un aparato especial para ello. 5. Colocamos la cabeza de plstico usando una piedra porosa entre la cabeza y el espcimen. 6. Aseguramos la membrana con ligas tanto en la parte superior como en la inferior. 7. En el caso de realizar en ensayo triaxial en un triaxial Soiltest, conectamos la cabeza de plstico en el tubo espiral que sale de la base y que se utiliza para el drenaje de la muestra. 8. Colocamos la cmara con su tapa, asegurndonos que estn bien colocados los empaques y seguidamente apretamos los tornillos que sujetan la cmara uniformemente. 9. Introducimos el pistn en el hueco de la cabeza de plstico. 10. Centramos el brazo de carga con el pistn y colocamos el dial de las deformaciones en cero. 11. Si la muestra no se encuentra saturada, ser necesario saturarla, salvo introducciones contrarias al respecto, para lo cual abrimos las vlvulas de saturacin permitiendo que el agua fluya desde la base a travs de la muestra. 12. Aplicamos presin al tanque de almacenamiento de la glicerina o agua y luego abrimos las vlvulas que permiten el paso de la glicerina o agua a la cmara; la presin lateral introducida sern las indicadas anteriormente. 13. En estas condiciones aplicamos el tipo de triaxial solicitado; llegando en cualquier caso a aplicar la carga hasta romper la muestra; anotndose las lecturas de las deformaciones axiales y de la carga aplicada. 14. Unas vez terminadas el ensayo se reduce la presin y se devuelve la glicerina o agua al tanque de almacenamiento, se seca la cmara y luego a la muestra con mucho cuidado con el objeto de graficar la fractura y adems determinar la humedad. 15. Todo este proceso lo repetimos con los dems especmenes, utilizando presiones laterales diferentes.

ENSAYO DE COMPRESIN SIMPLE

Este ensayo puede definirse en teora como un caso particular del ensayo triaxial. Es importante comprender el comportamiento de los suelos sometidos a cargas, ya que es en ellos o sobre ellos que se van a fundar las estructuras, ya sean puentes, edificios o carreteras, que requieren de una base firme, o ms an que pueden aprovechar las resistencias del suelo en beneficio de su propia capacidad y estabilidad, siendo el estudio y la experimentacin las herramientas para conseguirlo, y finalmente poder predecir, con una cierta aproximacin, el comportamiento ante las cargas de estas estructuras. Debido a la compleja y variable naturaleza de los suelos, en especial en lo referido a la resistencia al esfuerzo cortante, existen muchos mtodos de ensayo para evaluar sus caractersticas. Aun cuando se utilizan otros mtodos ms representativos, como el triaxial, el ensayo de compresin simple cumple el objetivo buscado, sin tener que hacer un mtodo tan complejo ni usar un equipo que a veces puede ser inaccesible, lo que significa menor costo. Este mtodo de ensayo es aplicable solo a materiales cohesivos que no expulsan agua durante la etapa de carga del ensayo y que mantienen su resistencia intrnseca despus de remover las presiones de confinamiento, como las arcillas o los suelos cementados. Los suelos secos friables, los materiales fisurados, laminados o varvados, los limos, las turbas y las arenas no pueden ser analizados por este mtodo para obtener valores significativos de la resistencia a la compresin no confinada.EQUIPO Mquina de compresin inconfinada (cualquier tipo de mquina de compresin que tenga un sistema de lectura de carga de rango suficientemente bajo, para obtener lecturas de carga aproximada).Deformmetro de cartula (lectura con precisin de 0.01 mm / divisin)PROCEDIMIENTO Preparar dos muestras cilndricas, con relacin L/d entre dos y tres. Colocar las muestras en recipientes hmedos o dejarlas en el cuarto de humedad para prevenir su desecamiento mientras se espera turno para la mquina de compresin. Calcular la deformacin correspondiente al 20 % de deformacin unitaria para las muestras mientras se espera turno para la mquina, de forma que se pueda saber, cuando termina el experimento, si la muestra recibe carga sin mostrar un pico, antes de que dicha deformacin unitaria suceda. Calcular la densidad (g , s ) y el contenido de humedad (%h) de las muestras. Alinear cuidadosamente la muestra en la mquina de compresin. Si los extremos no son perfectamente perpendiculares al eje del espcimen, la parte inicial de la curva de esfuerzo - deformacin unitaria ser plana (hasta que el rea total de la muestra contribuya a la resistencia al esfuerzo, las deformaciones unitarias sern demasiado grandes para el esfuerzo calculado). Establecer el cero en el equipo de carga (bien sea un deformmetro de cartula para registrar la deformacin del anillo de carga o un DVM si se utiliza una clula de carga electrnica). En este momento es necesario aplicar una carga muy pequea sobre la muestra (del orden de una unidad del deformmetro de carga, o quiz 0.5 Kg. para una celda de carga). Prender la mquina y tomar lecturas en los deformimetros de carga y deformacin como sigue (para un deformmetro de 0.01 mm / divisin): 10, 25, 50, 75, 100; y de aqu en adelante cada 50 a 100 divisiones del deformmetro, hasta que suceda uno de los siguientes casos: La carga sobre la muestra decrece significativamente. La carga se mantiene constante por cuatro lecturas. La deformacin sobrepasa significativamente el 20% de la deformacin unitaria. Determinar el contenido de humedad (%h) para cada muestra.