I N T R O D U C C I O N

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE HONDURAS DEL VALLE DE SULAFacultad de ingeniera civil

LABORATORIO DE MECNICA DE SUELOS INombre del ensayo: Compresin AxialEnsayo #: 5Nombres: Cinthia Alejandra Orellana Figueroa 20082 Claudia Yolany Barahona Villanueva 20082000119Seccin del laboratorio: Lun 10:00

Nombre del instructor: Ing. Gladys Chvez de Paz

Fecha de entrega: lunes 17 de Noviembre del 2014

INTRODUCCIONLos suelos por sus propiedades pueden resistir esfuerzos a compresin y en raros casos a traccin tambin, a lo que conocemos como esfuerzos axiales; estos esfuerzos producen deformaciones debido a las cargas a las cuales estn sometidas.

En el ensayo realizado en el laboratorio denominada Compresin Axial, el cual es uno de los tres mtodos posibles de compresin a aplicar a una probeta de ensayo compuesto de suelo. Determinares el Angulo de falla, el tiempo, los esfuerzos y las deformaciones que se producen en una muestra hasta que esta falle, grficamente veremos el comportamiento de la muestra respecto a sus esfuerzos, deformaciones y tiempo, para saber cul es su mxima deformacin y cul es la mxima carga axial que soporta.OBJETIVOS Determinacin rpida de los valores de esfuerzos compresivos de suelos inalterados que posean suficiente cohesin para determinar la prueba en estado no confinado.

MATERIAL Y EQUIPO Aparato de compresin Indicador de deformacin Calibrador de vernier Cronometro Horno Balanza Herramienta para remoldar la muestra Latitas para humedad

MARCO TEORICOEsfuerzo compresivo sin confinar: la carga mxima por unidad de rea a la cual un espcimen cilndrico de suelo fallar en una prueba de compresin simple.

Este es un ensayo simple donde la compresin atmosfrica rodea el suelo, consiste en aplicar una carga vertical a un espcimen cilndrico y llevarlo a la falla sin proporcionarle ningn soporte lateral. Esta prueba se asemeja a una triaxial en la cual el esfuerzo principal mayor fuera igual al vertical y los esfuerzos principales intermedios fueron nulos. El ensayo es similar a los que se efectan en cilindros de concreto. El esfuerzo normal (1, que se aplica a la muestra cilndrica del suelo hasta que falle, se designa qu y que se denomina resistencia a la compresin sin confinar del suelo.

Si (1 = qu y (3 = 0 la formula siguiente:

(1 = (3 tan 2 (45( + ( / 2)+ 2 c tan (45( + ( / 2)

Se reducir a:

(1 = qu = 2 c tan (45( + ( / 2)

c = qu .

2 tan (45 + ( / 2)

( = 0 para suelos cohesivos y tan 45( = 1

c = qu 2

Esta prueba queda circunscrita a suelos cohesivos, pues en los no cohesivos es imposible labrar la muestra.

El ensayo se realiza con muestras obtenidas con tubos de pared delgada y sin perturbar hasta donde sea posible.

Algunas veces que se obtiene de muestras procedentes del ensayo de penetracin estndar.Mquina de compresin no confinada: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 o que tienen estructuras de falla, algunos tipos de loess o de cenizas volcnicas, las turbas, las arcillas muy blandas, materiales laminados o barbados, o muestras que tienen cantidades significantes de limos o arenas, (todos los cuales tienen normalmente propiedades cohesivas) no pueden ser analizados por este mtodo para obtener valores significativos de la resistencia a la compresin no confinada.

PROCEDIMIENTO1. Los especmenes debern tener un dimetro de 1.3 (3.3 cm.) y el tamao mximo de las partculas contenidas dentro del espcimen de prueba ser menor de 1/10 de dimetro del espcimen. Para especmenes que tengan un dimetro de 2.8 (7.11cm) o mayor, el tamao mximo de la partcula ser menor que el 1/6 del dimetro. Si despus de realizada la prueba en un inalterado, se encuentran partculas mayores que las mencionadas, dicha informacin deber registrarse como observaciones. La relacin altura dimetro estar entre 2 y 3. Las alturas y los dimetros se miden con un calibrador vernier.

2. De una manera inalterada grande lbrese el espcimen en un cuarto hmedo, teniendo cuidado en evitar cualquier cambio de humedad del suelo. Los especmenes a usar pueden ser de seccin circular uniforme o de seccin cuadrada, con sus bases perpendiculares al eje longitudinal del espcimen.3. Determinar dimensiones (altura y dimetro) y peso del espcimen.4. Coloque el espcimen en el aparato de carga de tal manera que se encuentre centrado en la plataforma base. Ajustar el aparato cuidadosamente para que la plataforma contacto con el espcimen. Colocar en cero el indicador de deformacin. Aplique la carga registrando valores de carga deformacin. Aplique la carga registrando valores de carga deformacin cada 30 seg. Contine cargando hasta que los valores de carga decrezcan con incremento de la deformacin.

5. Determinar la falla del espcimen y anote el ngulo de falla con respecto a la horizontal.

6. Determine el contenido de humedad del espcimen entero, a menos que se haya obtenido muestras representativas para ese propsito como en el caso de especmenes inalterados.DATOS OBTENIDOSMuestraW (g)D1 (cm)D2 (cm)D3 (cm)L1 (cm)L2 (cm)

1170.63.513.533.527.887.91

21703.513.513.518.18.04

3170.553.513.453.498.128.21

Muestra No. 1

Tempos (s)Carga (-)Deformacin (x 0.001)

000

10030

200.162

300.290

400.3120

500.5150

600.7180

700.9228

801.1260

901.5295

1001.6330

1101.8360

1201.9392

1301.9424

1401.8450

1501.4480

Muestra No. 2

Tiempo (s)Carga (-)Deformacin (x 0.001)

000

100.535

201.470

302.6108

403.0140

502.9165

602.5193

701.9217

Muestra No. 3Tiempo (s)Carga (-)Deformacin (x 0.001)

000

100.510

200.940

301.766

402.795

503.6123

603.9152

703.9176

803.4190

902.4210

ILUSTRACIONES Preparacin de la muestra para realizar las probetas y elaboracin de las mismas Compactacin con el apisonador muestra compactada

Probeta

Peso de la Probeta Identificacin de las probetas Mquina de compresin no confinada y falla de la muestras despus de la compresin

FUENTES DE ERROR Error humano, cuando engrasamos la probeta la primera no tena mucha vaselina por lo que tuvimos que golpear la muestra para poder sacarla, esto vibra la compactacin que ya le hemos a la muestra. Varios compaeros compactaron la muestra unos tuvieron el cuidado de que no se saliera nada por la parte de abajo y otros no, esto desprenda la parte de debajo de la muestra

La balanza es vieja y obsoleta no arroja valores precisos La mquina de compresin no confinada es vieja he hizo que repitiramos el ensayo ya que tiraba valores errneos.GLOSARIO Compactar: compactar es la operacin previa, para aumentar la resistencia superficial de un terreno sobre el cual deba construirse una carretera y otra obra. Aplicando una cantidad de energa la cual es necesaria para producir una disminucin apreciable del volumen de hueco del material utilizado. Esfuerzo Axial: es elesfuerzo internoo resultante de las tensiones perpendiculares (normales) a la seccin transversal de unprisma mecnico. Este tipo de solicitacin formado por tensiones paralelas est directamente asociado a latensin normal. Espcimen: gnifica muestra o ejemplar, sobre todo en la medida en que es representativa de una clase de objetos o entidades. Deformacin: es el cambio en el tamao o forma de un cuerpo debido aesfuerzos internosproducidos por una o msfuerzasaplicadas sobre el mismo o la ocurrencia de dilatacin. Apisonar: Apretar y allanar la tierra por medio de rodillos pesados o mediante una apisonadora.INVESTIGACIONMTODOS EMPRICOS PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CORTE DE LOS SUELOSVarias relaciones empricas se observan entre Cu y la presin efectiva de sobrecarga o en el campo. Algunas de estas relaciones se resumen en la tabla.

La tasa de preconsolidacin fue definida como:

Donde c = presin de preconsolidacion

ReferenciaRelacinObservaciones

SkemptonCucNSD/o = 0.0037(PI)

PI = ndice de plasticidad

CucNSD = Resistencia cortante

No drenada dada por la prueba

De la veleta de cortePara arcilla normalmente

Consolidada.

ChandlerCucNSD/C= 0.11+ 0.0037 (PI)

C=presin preconsolidacinSe usa en suelo preconsolidado; precisin +/- 25%; no vlida para arcillas sensitivas y fisuradas

JamiolkowskiCu/C = 0.23 +/- 0.04Para arcillas ligeramente

preconsolidadas

MesriCU/C = 0.22

Bjerrum y SimonsCU/C = f * LI

LI = ndice de LiquidezPara arcillas normalmente consolidadas

LaddCU/C (preconsolidado) = OCR0.8CU/C (normalmente consolidado)

FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE DE LOS GRANULARES Y COMO LO AFECTAN

Muchas rocas y suelos cementados estn constituidos por granos minerales relativamente rgidos unidos directamente por las ligazones de los cristales entre las partculas o por un material cementado entre los granos. Cuando se aplica la carga se distorsionan las ligaduras pero generalmente en menor grado.

En todos los casos se producir alguna reduccin de volumen. La reduccin de volumen ser mucho mayor en aquellos materiales que tengan abundantes poros abiertos que en las rocas slidas, como el mrmol, en el que el cambio de volumen se produce en los cristales minerales.

El aumento de esfuerzo cortante produce un aumento de deformacin con un alto y casi constante E en las primeras etapas de la carga, lo cual refleja el estiramiento de los cristales o de las ligazones cementantes. La falla se produce en forma casi repentina con la rotura de las ligazones.

Pruebas para la determinacin de la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos.

De acuerdo a como se fijen las condiciones de drenaje de la muestra, se tienen tres tipos de pruebas:

A: Sin drenaje. En que no se permite el drenaje de la muestra ni en la etapa de aplicacin del esfuerzo normal, ni en la aplicacin del esfuerzo cortante.

B: Con consolidacin sin drenaje. En la que se le permite a la muestra consolidarse durante la etapa de aplicacin del esfuerzo normal vertical, hasta disipar toda presin industrial, pero no permite drenaje adicional durante la etapa de aplicacin de esfuerzo cortante.

C: Con drenaje. En la que se permite consolidacin de la muestra en las dos etapas de prueba, de manera que se disipan las presiones neutrales tanto al aplicar el esfuerzo normal, como durante la placieron del esfuerzo cortante.

Las pruebas mas comunes para determinar la resistencia de los suelos son, como ya se dijo, las triaxiales.

Las pruebas de compresin triaxial son pruebas en que se podran variar a voluntad las presiones actuantes en tres direcciones ortogonales sobre un espcimen de suelo, efectuando mediciones sobre sus caractersticas mecnicas en forma completa. Los especimenes son usualmente cilndricos y estn sometidos a presiones laterales de un liquido, por lo general agua, del cual se protegen con una membrana impermeable. Para lograr el debido confinamiento la muestra se coloca en el interior de una cmara cilndrica y hermtica de lucita, con base metlicas.

Los tipos de prueba de compresin triaxial, son se describen brevemente a continuacin:

1. - Prueba lenta. Con drenaje.

La caracterstica fundamental de la prueba es que los esfuerzos aplicados al espcimen son efectivos.

2. - Prueba rpida - consolidada. Con consolidacin. Sin drenaje.

El hecho esencial de este tipo de prueba es el no permitir ninguna consolidacin adicional de aplicacin de la carga axial durante el periodo de falla.

3. - Prueba de compresin simple.

Esta prueba no es realmente triaxial y no se clasifica como tal, pero en muchos aspectos se parece a una prueba rpida. AL principio de la prueba los esfuerzos exteriores son nulos; pero existen en la estructura del suelo esfuerzos efectivos no muy bien definidos, debido a tensiones capilares en el agua intersticial.

Actualmente las pruebas triaxiales se clasifican en dos grandes grupos; de compresin y extensin.

La prueba de corte anular se realiza utilizando un aparato prcticamente idntico al de la prueba directa con la diferencia de que el esfuerzo cortante se produce aplicando una torsin alrededor de un eje vertical y normal a la muestra, al no cambiar el arrea de la muestra, la prueba es muy apropiada para la determinacin de la resistencia residual de los suelos.

La prueba de veleta presenta una ventaja considerable:

La de realizarse directamente sobre suelos in situ, es decir, no con muestras extradas con mayor o menor grado de alterabilidad, sino sobre los materiales en el lugar en que se depositaron en la naturaleza.

En la arenas, aun en las sueltas, la veleta al ser introducida modifica la compacidad de los mantos y sobre todo, el estado de los esfuerzos generales de la masa.

En la arcilla finalmente estratificada, los esfuerzos debidos a la rotacin inducen consolidacin en la arcilla.

RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE DE LOS SUELOS GRANULARES.

Los factores que afectan a la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos granulares pueden considerarse dentro de dos clases: La primera agrupa a los que afectan la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo dado, de los cuales los mas importantes son la compacidad y el esfuerzo de confinamiento; pero entre los que la velocidad de aplicacin de la carga juega tambin un papel importante.

La segunda clase de factores agrupa a aquellos que hacen la resistencia de un suelo granular sea diferente de la de otro suelo granular que tenga el mismo esfuerzo confinante y la misma compacidad.

Entre estos factores se destacan el tamao, la forma la textura y la distribucin granulomtrica de las partculas y su grado de densidad y dureza, definiendo esta ultimas condiciones la ruptura de granos, que afecta la resistencia fundamental.

APLICACIN

Cuando los materiales se disponen en vertical y todas las cargas trabajan a compresin, la estructura es bastante estable, como en el caso de los muros. el mayor problema aparece al cubrir un espacio creado entre dos muros. Las dos soluciones bsicas son el sistema dintelado (compuesto por columnas, pilares y dinteles o vigas) y el sistema abovedado (a base de pilares, muros, arcos y bvedas o sus derivadas, las cpulas).

En el sistema dintelado, los dinteles o las vigas se colocan en horizontal, apoyados sobre pilares y columnas; a su vez, encima de las vigas descansan otras estructuras (cubiertas y forjados, entre otras) que reciben al tejado o sirven de base para el suelo del piso siguiente.

En el sistema abovedado, por el contrario, los elementos estructurales son curvos en lugar de rectos. el muro se abre mediante arcadas, formadas por hileras de arcos sobre pilares o columnas; para la cubierta se emplea la bveda de can, que se genera por la proyeccin horizontal de un arco; y si es necesario cubrir grandes espacios de simetra central se utiliza la cpula semiesfrica o de media naranja, creada a partir de la rotacin de un arco sobre su centro.

BIBLIOGRAFIA

1. www.google.hn

Buscador2. Mecnica de Suelos, Sowers & Sowers.3. http://albatros.uis.edu.co/eisi/ArchivosProfesores/U9186/COMPRESION.pdf

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