CI4402 GEOMECNICA

Gua de Laboratorio

Ensayo de Compresin No Confinada

Profesor: Csar Pastn

El objetivo de este ensayo es obtener de manera simple y econmica una estimacin de

la resistencia al corte no drenado de una muestra de suelo cohesivo, manteniendo el

esfuerzo horizontal h nulo. Este valor depende de la adecuada obtencin y manipulacin

de la muestra hasta el momento en que se ensaya. El ensayo consiste en someter una

muestra cilndrica de suelo a incrementos de deformacin vertical y medir la fuerza vertical

Fv inducida hasta alcanzar la rotura (Figura1).

Figura 1. Esquema del ensayo de compresin no confinada

Procedimiento

Preparacin de probeta natural: A partir una muestra de suelo obtenida en terreno, se talla

una probeta cilndrica. Previo al ensayo, se determina el dimetro, la altura y el peso de la

probeta. Luego se monta centrada sobre el plato base de la prensa, se coloca la placa

superior y se ajusta la separacin hasta que el pistn del equipo y la placa entren en

contacto.

Preparacin de probeta remoldeada: Usando la densidad de la muestra natural, se calcula

el peso de suelo necesario para alcanzar la densidad en un molde de volumen conocido.

La confeccin de la muestra se realiza en capas compactadas.

Aplicacin de fuerza vertical: Los lectores de fuerza y deformacin se fijan en cero y se

aplica la fuerza vertical, registrando simultneamente las lecturas de deformacin y

fuerza. El ensayo finaliza cuando la probeta alcanza la rotura.

Medicin de la humedad final: Una vez finalizado el ensayo, se extrae una muestra de

suelo para calcular la humedad.

Suelo

FV

FH = 0

V

Frmulas

La deformacin vertical unitaria [-] se calcula como:

0V /h (1)

Donde:

V: Deformacin vertical de la probeta [m]

h0: Altura inicial de la probeta [m]

El esfuerzo vertical sobre la probeta [kPa] se calcula como:

/AF V (2)

Donde:

FV: Fuerza vertical aplicada [kN]

Debido a que el rea transversal de la muestra aumenta a medida que se deforma

axialmente, el rea de la probeta para la correspondiente fuerza FV [m2] se calcula como:

1

AA 0

(3)

Donde:

A0: rea transversal inicial de la probeta [m2]

Resultados esperados

Este ensayo permite obtener la curva esfuerzo vertical versus deformacin vertical unitaria

(Figura 2). La resistencia mxima de la probeta qu [kPa] permite estimar la resistencia no

drenada del material Su [kPa] (Figura 3).

Figura 2. Grfico esfuerzo vertical vs

deformacin vertical Figura 3. Esfuerzo de corte vs esfuerzo

vertical

qu

qu

Su = qu/2

La sensibilidad S [-] es la relacin entre la resistencia a la compresin no confinada (CNC)

en estado inalterado qunatural y la resistencia a la CNC en estado remoldeado qu

remoldeado de

una muestra de suelo cohesivo.

remoldeado

u

natural

u

q

qS (4)

Dependiendo del valor de sensibilidad, se pueden definir distintos rangos del

comportamiento de un material cohesivo (Tabla 1).

Tabla 1. Comportamiento segn rango de sensibilidad

Comportamiento Sensibilidad S

Insensible al remoldeo S < 2

Moderadamente sensible 2 < S < 4

Sensible 4 < S < 8

Muy sensible 8 < S < 16

Extremadamente sensible (quick clays) S > 16

Contenido del informe

El informe de laboratorio debe incluir lo siguiente:

Grfico esfuerzo vertical versus deformacin vertical unitaria (Figura 2).

Grfico esfuerzo de corte versus esfuerzo vertical (Figura 3)

Descripcin de la falla (incluir fotografa).

Caracterizacin del suelo a partir de la sensibilidad.

Referencias

American Society for Testing and Materials. (2013). Standard Test Method for Unconfined

Compressive Strength of Cohesive Soil, ASTM D2166, ASTM International.

Budhu, M. (2011). Soil Mechanics and Foundations, Wiley & Sons, USA.

Terzaghi, K. y Peck, R. (1996). Soil Mechanics in Engineering Practice. Wiley-

Interscience Publication, New York, USA.