trabajo ensayo de consolidacion no confinada

Ensayo de compresión no confinada

INDICE

Introducción………………………………………………………... 2

Objetivos…………………………………………………………….. 3

Métodos……………………………………………………………… 3

Fundamento teórico………………………………………………. 3

Equipos y materiales………………………………………………. 6

Procedimento………………………………………………………. 7

Datos tomados……………………………………………………... 8

Calculos……………………………………………………………… 10

Conclusiones……………………………………………………….. 12

Anexos fotograficos……………………………………………….. 13

Mecanica de suelos II Página 1


INTRODUCCION

En el presente informe mostraremos como determinar la

resistencia a la compresión inconfinada, que es la carga por unidad de

área a la cual una probeta de suelo, cilíndrica, falla en el ensayo de

compresión simple. Este ensayo se emplea únicamente para suelos

cohesivos, ya que en un suelo carente de cohesión no puede formarse

una probeta sin confinamiento lateral. Para tal se trabajara con una

muestra arcillosa por ello 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 más aún que pueden aprovechar las

resistencias del suelo en beneficio de su propia capacidad y estabilidad,

siendo el estudio y la experimentación las herramientas para

conseguirlo, y finalmente poder predecir, con una cierta aproximación,

el comportamiento ante las cargas de estas estructuras.

ENSAYO DE COMPRESION NO CONFINADA



I. OBJETIVOS Obtener la curva de esfuerzo deformación. Obtener el esfuerzo máximo de rotura. Obtener el módulo de elasticidad.

II. METODO De la carga controlada

III. FUNDAMENTO TEORICO

El ensayo de compresión simple

Tiene por finalidad, determinar la resistencia a la compresión no

confinada (qu), de un cilindro de suelo cohesivo o semi-cohesivo, e

indirectamente la resistencia al corte (qc), por la expresión.

Este cálculo se basa en el hecho de que el esfuerzo principal

menor es cero (ya que al suelo lo rodea sólo la presión atmosférica) y

que el ángulo de fricción interna (Φ) del suelo se supone cero.

Debido a numerosos estudios, se ha hecho evidente que este

ensayo generalmente no proporciona un valor bastante confiable de la

resistencia al corte de un suelo cohesivo, debido a la pérdida de la

restricción lateral provista por la masa de suelo, las condiciones internas

del suelo como el grado de saturación o la presión de poros que no

puede controlarse y la fricción en los extremos producidas por las placas

de apoyo. Sin embargo, si los resultados se interpretan adecuadamente,

reconociendo las deficiencias del ensayo, estos serán razonablemente

confiables.

El ensayo de la compresión simple es un caso especial del ensayo

triaxial, en el cual solamente se le aplica a la probeta la tensión

longitudinal. Puesto que no es necesario el dispositivo para aplicar la


qc=qu2 [kgcm2 ]


presión lateral, y como, además, la muestra no necesita estar envuelta

en una membrana de caucho. El aparato es tan solo útil para ensayos

rápidos sobre suelos predominantemente arcillosos que están saturados

o casi saturados. Se podrá realizar de dos maneras, mediante un control

de deformación o bien, mediante un control de esfuerzos. El primero, es

ampliamente utilizado, controlando la velocidad de avance de la

plataforma del equipo. El segundo, requiere ir realizando incrementos de

carga, lo que puede causar errores en las deformaciones unitarias al

producirse una carga adicional de impacto al aumentar la carga, por lo

que resulta de prácticamente nula utilización.

Tipos de rotura

En un ensayo de compresión simple se pueden producir distintos

tipos de rotura, los cuales son la rotura frágil y la rotura dúctil. En la

primera predominan las grietas paralelas a la dirección de la carga, y la

rotura ocurre de un modo brusco y bajo deformaciones muy pequeñas,

presentándose después de ella un desmoronamiento de la resistencia.

En la segunda la muestra se limita a deformarse, sin que aparezcan

zonas de discontinuidad en ella. De forma intermedia, la rotura se

produce a través de un plano inclinado, apareciendo un pico en la

resistencia y un valor residual.

En arcillas blandas aparece la rotura dúctil en el ensayo de

compresión simple, mientras que en suelos cementados se suele

registrar rotura frágil en este tipo de ensayos. Las teorías de rotura frágil

fueron

iniciadas por Allan Griffith en 1920, al atribuir la reducida resistencia a la

tracción de muchos materiales a la presencia de diminutas fisuras en su

interior, en cuyos extremos se produce concentración de tensiones. La

rotura se produce debido a la propagación de las microfisuras existentes

bajo dicha concentración de tensiones.



En una probeta sometida a compresión simple también se pueden

producir tracciones locales en el contorno de las fisuras, especialmente

sobre planos paralelos a la dirección de la compresión. Esto explica la

aparición de grietas verticales. En suelos blandos sometidos a presiones

no muy altas, la rotura dúctil se presenta bajo la forma de un

ensanchamiento sólo por el centro, ya que por los extremos lo impide la

fricción entre el suelo y las placas de carga.

Según el valor de la resistencia máxima a compresión simple, una

arcilla se puede clasificar del modo que se indica a continuación

(Terzaghi y Peck, 1955).

Consistencia del suelo

Carga última (kg/cm2)

Muy blanda <0,25

Blanda0,25-0,50

Media0,50-1,00

Firme1,00-2,00

Muy firme2,00-4,00

Dura >4,00

IV. EQUIPOS Y MATERIALES



1. Aparato de compresión:

El aparato de compresión puede ser una báscula de plataforma

equipada con un marco de carga activado con un gato de tornillo, o con

un mecanismo de carga hidráulica, o cualquier otro instrumento de

compresión con suficiente capacidad de control para proporcionar la

velocidad de carga. En lugar de la báscula de plataforma es común que

la carga sea medida con un anillo o una celda de carga fijada al marco.

Para suelos cuya resistencia a la compresión no confinada sea menor de

100 kPa (1kg/cm2) el aparato de compresión debe ser capaz de medir los

esfuerzos compresivos con una precisión de 1 kPa (0,01 kg/cm2); para

suelos con una resistencia a la compresión no confinada de 100 kPa (1

kg/cm2) o mayor el aparato de compresión debe ser capaz de medir los

esfuerzos compresivos con una precisión de 5 kPa (0,05 Kg/cm2).

2. Deformímetro:

El indicador de deformaciones debe ser un comparador de carátula

graduado a 0,02 mm, y con un rango de medición de por lo menos un

20% de la longitud del espécimen para el ensayo, o algún otro

instrumento de medición, como un transductor que cumpla estos

requerimientos.

3. Instrumentos de medición:

Micrómetro, u otro instrumento adecuado para medir las

dimensiones físicas del espécimen dentro del 0,1% de la dimensión

medida. Los pie de metro o calibradores Vernier no son recomendados

para especimenes blandos que se deformarán a medida que los

calibradores se colocan sobre el espécimen.



4. Cronómetro:

Un instrumento de medición de tiempo, que indique el tiempo

transcurrido con una precisión de 1 seg para controlar la velocidad de

aplicación de deformación prescrita anteriormente.

5. Balanza:

La balanza usada para pesar los especimenes, debe determinar su

masa con una precisión de 0,1% de su masa total.

6. Equipo misceláneo:

Incluye las herramientas para recortar y labrar la muestra,

instrumentos para remoldear la muestra, y las hojas de datos.

V. PROCEDIMIENTO

Se tomaran todos los datos del pequeño cilindro que se está utilizando para la práctica: longitud, diámetro y peso; los cuales son los mismos que el pequeño cilindro de suelo.

Se comenzó a llenar el recipiente de suelos, para así poder realizar el ensayo, se llenó en tres partes, antes de agregar la siguiente capa se le daba 25 golpes para que la muestra de suelo pierda aire; en la última capa además de los golpes se procedió a dar forma con un cuchillo para que quede a la par con el cilindro.

Se extrajo el cilindro formado de suelo del depósito con ayuda de la maquina extractora del laboratorio de suelos.

Una vez obtenido el cilindro de suelo, se procedió a colocarlo en la máquina para el ensayo de compresión inconfinada, donde se tomaron las medidas del micrómetro mientras se tenía en cuenta el dial de deformación.

Una vez tomada todas las medidas hasta que se percibió la falla en el cilindro de suelo se procedió a tomar la longitud y el diámetro del cilindro de suelo usado en la práctica.

VI. DATOS TOMADOS



UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ

GALLO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, DE SISTEMAS Y

ARQUITECTURA

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

ENSAYO DE COMPRESION NO CONFINADA

SOLICITADO:

PROYECTO:

UBICACIÓN:Moyobamba

MUESTRA:

FECHA: la semana pasada

COMPRESION:

Diametro inicial (cm): 4.04 Diametro final (cm): 4.22

Area inicial (cm): 12.81895466 Area final(cm): 13.98668465

Altura inicial (cm): 5.91 Altura final (cm): 5.9

Volumen inicial (cm3):

7576002206

Volumen final (cm3):

82.52143945




TiempoMicrometro de

CargaDial de

Deformac

0' 00'' 0.000 0

15'' 0.003 0.005

30'' 0.005 0.005

45'' 0.010 0.005

1' 00'' 0.011 0.005

1' 15'' 0.012 0.005

1' 30'' 0.014 0.010

1' 45'' 0.020 0.010

2' 00'' 0.023 0.010

2' 15'' 0.030 0.010

2' 30'' 0.032 0.010

2' 45'' 0.040 0.020

3' 00'' 0.044 0.020

3' 15'' 0.050 0.020

3' 30'' 0.050 0.020

3' 45'' 0.046 0.020

4' 00'' 0.044 0.020

4' 15'' 0.042 0.020

4' 30'' 0.041 0.020

4' 45'' 0.040 0.020


VII. CALCULOS

Tiempo Trasncurrid

o

Micrometro de Carga

Carga axial (kg)

Dial de Defromac

Deformac Total (cm)

Deformac Unitaria

Area correg (cm)

Esfuerzo (kg/cm2)

0' 00''0.000 0 0 0 0

12.8189547 0

15''0.003

0.326088 0.005 0.005

0.000846024

12.8298090

0.0254164

30''0.005 0.54348 0.005 0.010

0.001692047

12.8406817

0.0423249

45''0.010 1.08696 0.005 0.015

0.002538071

12.8515729 0.084578

1' 00''0.011

1.195656 0.005 0.020

0.003384095

12.8624825

0.0929569

1' 15''0.012

1.304352 0.005 0.025

0.004230118

12.8734107

0.1013214

1' 30''0.014

1.521744 0.010 0.035

0.005922166

12.8953229

0.1180074

1' 45''0.020 2.17392 0.010 0.045

0.007614213

12.9173098

0.1682951

2' 00''0.023

2.500008 0.010 0.055

0.009306261

12.9393718

0.1932094

2' 15''0.030 3.26088 0.010 0.065

0.010998308

12.9615093

0.2515818

2' 30''0.032

3.478272 0.010 0.075

0.012690355

12.9837227

0.2678948

2' 45''0.040 4.34784 0.020 0.095 0.01607445

13.0283787

0.3337207

3' 00''0.044

4.782624 0.020 0.115

0.019458545

13.0733429

0.3658302

3' 15''0.050 5.4348 0.020 0.135 0.02284264

13.1186185

0.4142814

3' 30''0.050 5.4348 0.020 0.155

0.026226734

13.1642089

0.4128467

3' 45''0.046

5.000016 0.020 0.175

0.029610829

13.2101172 0.378499

4' 00''0.044

4.782624 0.020 0.195

0.032994924

13.2563468

0.3607799

4' 15''0.042

4.565232 0.020 0.215

0.036379019

13.3029011

0.3431757

4' 30''0.041

4.456536 0.020 0.235

0.039763113

13.3497836

0.3338283

4' 45''0.040 4.34784 0.020 0.255

0.043147208

13.3969977

0.3245384



0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 0.045 0.050

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

DIAGRAMA ESFUERZO DEFORMACION

Deformacion Unitaria

Esfu

erz

o ,

kg

/cm

2



VIII. CONCLUSIONES

El ensayo de compresión simple o no confinada es un ensayo relativamente

sencillo que nos permite medir la carga última a la que un suelo sometido a

una carga compresión falla. Sin embargo es muy importante tener en cuenta

las simplificaciones que este ensayo supone, y por las cuales no es un método

exacto, sino más bien aproximado, a pesar de esto es un ensayo muy

solicitado, ya que la sencillez de su método y el equipo que utiliza lo convierten

en un ensayo de bajo costo en relación a otros relacionados, como el ensayo

triaxial, que requiere de equipo más especializado. Se podría decir que este

ensayo es un caso particular del ensayo triaxial, en el que la presión lateral es

igual a cero, y aunque esto pueda significar una imprecisión, pues no

reproduce claramente las condiciones en el terreno, en realidad se obtiene un

resultado más conservador, ya que la presión lateral de confinamiento ayuda al

suelo a resistir la carga, y al no existir ésta el valor obtenido sería inferior al

real, lo que deja al ingeniero con un margen de seguridad adicional. En este

ensayo se trabaja manteniendo la deformación constante, lo que se controla

por medio del dial o deformímetro solidario a la muestra de suelo y el

cronómetro, siendo la carga aplicada, o resistida, lo que varía y produce la

forma de la curva esfuerzo-deformación.

La resistencia del suelo o esfuerzo de compresión último es 1.256 kg/cm2,

valor que según la clasificación de Terzaghi corresponde a un suelo de

consistencia firme. También podemos obtener una aproximación de la

resistencia al corte, simplemente diviendo este valor por 2, con lo que

obtenemos 0.628 kg/cm2 de resistencia al corte.



IX. ANEXOS FOTOGRAFICOS

Muestra tomada para nuestro ensayo

Balanza utilizada para pesar la muestra

Medición del recipiente usado



Pesando la muestra utilizada

Amoldando la muestra a utilizar en la tara



Peso de la tara mas la muestra

Maquina extractora de la muestra

Muestra ensayada sin tara



Micrómetros

Maquina para ensayo de compresión inconfinada



Ensayando la muestra

Midiendo el diámetro final

Muestra finalmente ensayada


trabajo ensayo de consolidacion no confinada

Documents