Lab 2 de Suelos II -Giancarlo

8/16/2019 Lab 2 de Suelos II -Giancarlo

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FACULTAD DE INGENIERIA

Escuela de Ingeniería Civil

Mecánica de Suelos IIProesor! Ing" #scar Dona$re

INF#RME DE LA%#RAT#RI# N& '(ENSA)# DE C#MPRESI#N SIMPLE(

Alu*no! +aldivie,o Ca-rera Gian CarloC.digo! '//011213

'/12 II


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Introducción

El ensayo de compresión no confnada es un método de ensayo de laboratorio

se amplio uso debido a su bajo costo, rapidez, y acilidad de ejecución para ladeterminación de parámetros de resistencia al corte de suelos en condicionesno drenadas, sin embargo su uso está restringido solamente a sueloscohesivos.

El ensayo de compresión no confnada es un ensayo triaxial no consolidado yno drenado. En este ensayo, la presión de confnamiento es igual a cero. nacarga axial es rápidamente aplicada al espécimen para causar la alla.

En el momento de la alla, el esuerzo total principal menor es cero. !ebido a"ue la resistencia al corte no drenado es independiente de la presión deconfnamiento mientras el suelo este completamente saturado y el ensayo seatotalmente no drenado, el esuerzo del corte será#

!onde q es la resistencia a la compresión no confnada.

$a resistencia a la compresión no confnada de un suelo q esta defnida comola carga por unidad área a la cual una muestra de suelo cil%ndrica allará en unensayo de compresión simple.


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1" #-4e5ivos

Ensayo de Compresión No Confnada(Norma ASTM D21661!!"#

!eterminar experimentalmente los parámetros de resistencia y deormación

de una muestra representativa de suelo, predominantemente cohesivo, bajo decompresión no confnada& "ue defne el comportamiento mecánico de un suelofno.

Resistencia: τ max=C

Deformación : E→m odulodeelasticidad

'uelo cohesivo: τ = c (φ = 0)τ = c + σ tanφ

(Ecuación de Coulumb)

'uelo riccionante: τ = σ tanφ (c = 0)

τ = Esuerzo (ortante.

c = (ohesión.

σ = Esuerzo normal.

φ = )ngulo de ricción interna *será mayor cuando el suelo sea más compacto+.

'" Funda*en5os Te.ricos


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'e denomina como resistencia al corte de un suelo a la tensión de corte ocizallamiento en el plano de corte y en el momento de alla. El ingeniero debeentender la naturaleza de la resistencia al corte para analizar los problemas decapacidad de carga, estabilidad de taludes y presiones laterales sobreestructuras de contención de tierra.

$os primeros estudios sobre la resistencia al corte de los suelos ueroneectuados por el ingeniero rancés (. . (oulomb *-/01-230+, "uien en unaprimera aproximación al problema, atribuyó éste enómeno a la ricciónproducida entre las part%culas de suelo como una extensión del concepto de lamecánica. 'u teor%a de alla establece "ue el material alla cuando el esuerzocortante actuante en un plano alcanza un valor l%mite máximo.

Este ensayo es empleado para determinar la resistencia al corte rápidamenteen suelos cohesivos. En suelos granulares o sin cohesión no es aplicable esteensayo por la difcultad de moldear la muestra

En este ensayo se aplica una carga normal sin confnamiento lateral de lamuestra, hasta "ue alcance la alla. $a alla de la muestra ocurre cuando se presentan una de las tres situacionessiguientes#

• 4otura de la muestra *5o se presenta incremento en la lectura de carga

de la muestra+.


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• $a lectura de carga permanece constante.

•

$a

deormación alcanza el 637


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(84($9 !E :9;4


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El presente ensayo constituye un medio rápido para determinar la resistencia

al corte de un suelo. partir de la construcción de un c%rculo de :ohr resulta

evidente "ue la resistencia al corte o cohesión *c+ de una muestra de suelopuede ser aproximadamente calculada como#

c < "u=6

!onde "u representa la resistencia a la compresión no confnada del suelo.

Este cálculo está basado en el hecho "ue el esuerzo principal menor *>/+ es

cero *la muestra está sometida lateralmente sólo a la presión atmosérica+ y

"ue el ángulo de ricción es cero *se asume "ue el suelo es puramente

cohesivo y no posee ning?n tipo de resistencia riccionante+.

$a resistencia a la compresión no confnada "u, es el esuerzo de compresión al

cual un espécimen cil%ndrico no confnado de suelo allará en un ensayo de

compresión simple.

En este ensayo la resistencia a la compresión no confnada se toma como la

máxima carga por unidad de área "ue puede resistir la muestra o la carga por

unidad de área para un 637 de deormación axial, seg?n lo "ue ocurra primero

durante la ejecución del ensayo.


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4esultados en una arcilla muy similares a las de un

triaxial.


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$8:8@(895E'

• 5o se representa el confnamiento producido por el suelo adyacente en el

terreno

• $a condición interna del suelo no puede controlarse *presión en el agua de los

poros, grado de saturación, etc.+.

• $a ricción en los extremos producida por las placas de carga origina una

restricción lateral sobre los extremos "ue altera los esuerzos internos en una

magnitud no conocida.

A4E((895E'#

• $a muestra debe estar intacta y homogénea, libre de fsuras.

• El suelo debe ser cohesivo.

• El ensayo se debe realizar rápidamente debido a "ue se están

determinando parámetros no drenados, normalmente el tiempo de alla t%pica

es de B a -3 minutos.

(9:A4(8C5 E5@4E DE5@' F !E'DE5@'#

DE5@'#

• 4ápido

• Garato


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• 5o hay restricción para la superfcie de alla.

• 5o hay rotación de los ejes principales.

• @eniendo en cuenta ciertas precauciones e interpretando los resultados

adecuadamente, se obtienen resultados razonablemente confables.

!E'DE5@'#

• 'olamente es adecuado para suelos cohesivos.

• 'e obtienen los parámetros de resistencia al corte en términos totales.

3. Equipo Utilizado


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MAQUINA DE COMPRESION VERNIER

BALANZA ANILLO DE COMPRESION

6" Procedi*ien5o del ensa$o

@allar una muestra de orma cil%ndrica, con un diámetro *!+ y una altura *$+,

tales "ue la relación entre el diámetro y la altura cumpla lo siguiente#

6 H ;=! H /


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Aara evitar intererencia entre planos potenciales de alla y evitar "ue la

muestra se comporte como columna.

'e debe verifcar "ue las superfcies circulares deben ser lo sufciente

horizontales "ue permitan la máxima área de contacto entre las placas de

compresión. s% mismo se deberá las dimensiones obtenidas de un promedio

de tres lecturas eectuadas con el vernier *diámetro y altura+.

• Aesar y medir el diámetro y altura de la muestra.

• (ada espécimen de ensayo se ensambla entre las placas de compresiónprocurando de "ue el espécimen tome la mejor área de contacto entre ellas.


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justados los sistemas de control *extensiómetro y dial del anillo+, bajo control

de las deormaciones verticales se lleva progresivamente al espécimen a su

alla por compresión sin confnamiento lateral.

'e coloca cada espécimen cil%ndrico en el centro de la base del e"uipo de

compresión. justar cuidadosamente "ue el pistón de manera "ue la tapa haga

apenas contacto con la muestra.


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(olocar un extensómetro en la basa de la muestra y ajustar a cero antes de

iniciar el ensayo de igual manera también ajustar el extensómetro del anillo de

carga.

• plicar la carga axial controlando la deormación. El ensayo se ejecuta hasta

"ue la carga empiece a decrecer o hasta "ue por lo menos se haya

desarrollado una deormación unitaria del 637. @erminado el ensayo se coloca

la muestra en un recipiente previamente pesado y se lleva la muestra al horno

para obtener su peso seco.

'e deben ensayar por lo menos tres muestras.

'e considerará "ue la muestra ha allado a compresión si ocurre cual"uiera de

los / eventos siguientes#

$a%%a &r'i%) cuando la uerza vertical aplicada desarrolla un valor máximopara un determinado nivel de deormación y luego dicha uerza *lectura delanillo+ disminuye de manera importante para el siguiente nivel de deormación.

$a%%a d*cti%) cuando la uerza vertical aplicada desarrollar un valor máximo y

se mantiene invariable en / lecturas consecutivas de los niveles dedeormación.

$a%%a p%'stica) si la uerza vertical aumenta sin desarrollar un valor máximo

produciéndose una gran deormación lateral de la muestra, se considera "ue la

uerza "ue corresponde al 637 de la deormación vertical unitaria es la "ue

produce la alla plástica

2" Cálculos $ Resul5ados


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Datos Especimen 1 :

Itara -J.6J gr

Itara K :uestra humeda 0./L gr

Itara K :uestra seca 0/.0/ gr

:uestra humeda 06.-B gr

muestra seca JL./L gr

I agua -6.0 gr

I 6B.2J7

Datos Especimen 2 :

Itara -/.2B gr

Itara K :uestra humeda 2L.66 gr

Itara K :uestra seca /.0 gr

muestra seca BL.B gr

I agua -B.06 gr

I 60.-J7

Contenido de Humedad ( ):

ω1 = IM x -33 < -6.0 x -33 < 6B.2J 7 Is JL./L

ω2 = IM x -33 < -B.06 x -33 < 60.-J 7 Is BL.B

Peso Unitario Húmedo ( ):

γ = Wsw = 33.! = ".# $r%cm3

& "#.!'

γ = Wsw = !".! = ".'0 $r%cm3

& "#!.**

Densidad Seca ( d):


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γ d = γ = 1.84 = ".#* $r % cm3

1 + ω 1 + 0.2584

γ d = γ = 1.90 = "." $r % cm3

1 + ω 1 + 0.2614

Grado de Saturación (S):

' <ω∗Gs

((Gs∗γω)/ γ d )−1 x -337< 23.BL7

S =

ω∗Gs

((Gs∗γω)/ γ d )−1 x 1!= "#$%&!

:uestra -


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%ectura+ertica%

(cm#

,ecturaani%%o(cm#

,ecturaani%%o(mm#

De&ormación

-ertica%(.#

$uer/a+ertica%

(0#

reacorreid

a(cm2#

Es&uer/o-ertica%(0cm2#

3433 3 3 3433 3433 15452 34333431 " 3433" 343!6 1423 1545 3435

3432 1 3431 341! 2413 15457 3412

3438 15 34315 342! 2477 15455 341

343 1! 3431! 348" 24"7 1545! 3416

3437 23 3432 34" 8433 154"1 3415

3436 22 34322 347" 8483 154"2 341!

3435 28 34328 3465 847 154" 341!

343" 28 34328 3455 847 154"6 341!

343! 2 3432 34"5 8463 154"" 34233413 27 34327 34!6 8457 154"! 3421

3411 26 34326 1436 84!3 154!1 3422

3412 25 34325 1417 437 154!8 3428

3418 2" 3432" 1427 423 154! 3428

341 2" 3432" 1487 423 154!6 3428

3417 2! 3432! 14 487 154!" 342

3416 2! 3432! 147 487 1"433 342

3415 83 3438 1468 473 1"432 3427

341" 81 34381 1458 467 1"438 3426

341! 81 34381 14"8 467 1"437 3426

3423 82 34382 14!2 4"3 1"435 3425

3421 82 34382 2432 4"3 1"43! 3425

3422 82 34382 2412 4"3 1"413 3425

3428 82 34382 2421 4"3 1"412 3426

Mues5ra 1


18/24

"u < 3.60B3.2"u < 3.6-6

E <63.LL33L

Ln < 3.2/

dl <3.3-02J6

--


19/24

Mues5ra '

%ectura+ertica%

(cm#

,ecturaani%%o

(cm#

,ecturaani%%o

(mm#

De&ormación

-ertica%(.#

$uer/a+ertica%

(0#

reacorreid

a(cm2#

Es&uer/o

-ertica%(0cm2#

3433 3 3 3433 3433 17456 3433

3431 2 34332 3411 3483 1745" 3432

3432 " 3433" 3422 1423 174"3 343"

3438 15 34315 3488 2477 174"2 3416

343 28 34328 34 847 174"8 3422

3437 25 34325 3477 437 174"7 3426

3436 81 34381 3466 467 174"5 342!

3435 8 3438 3455 7413 174"! 3482

343" 85 34385 34"" 7477 174!3 3487343! 3 343 34!! 6433 174!2 348"

3413 2 3432 1413 6483 174! 343

3411 7 3437 1422 6457 174!6 342

3412 5 3435 1488 5437 174!" 34

3418 " 343" 14 5423 174!! 347

341 73 3437 1477 5473 16431 345

3417 71 34371 1466 5467 16438 34"

3416 71 34371 1455 5467 16437 34"

3415 71 34371 14"" 5467 16435 34"341" 71 34371 14!! 5467 1643" 34"

Mues5ra '


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"u < 3.J3.2"u < 3./26E < /2.-0

n < 3.L2

dl <3.3---03

-

7" Circulo de *o8r


21/24

13.6B 13.6 13.-B 13.- 13.3B 3 3.3B 3.- 3.-B 3.6 3.6B13.6B

13.6

13.-B

13.-

13.3B

3

3.3B

3.-

3.-B

3.6

3.6B

9+ (0cm2#

t (0cm2#

"u 3.600prom 3./-B

"u 3.J

t < "u 3.-2BB

6


22/24

3" Gráicos

0" Conclusiones $ Reco*endaciones


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9 $a muestra - y 6 presentaron una alla d?ctil debido a "ue sus tres?ltimas lecturas consecutivas de niveles de deormación ueronvariables.

9 $a muestra - y 6 debido a sus modulos elásticos son catalogadascomo#

o Muestra 1: E1 = 20.99kg/cm2= 209.90 ton/m

2

o Muestra 2: E2 = 38.16kg/cm2

= 381.6 ton/m2

9 tilizando los

parámetros elásticos conocidos#

n < 3. 2/ n < 3.L2

9 El máximo esuerzo de compresión no consolidado no drenadopara cada espécimen es#

"u- < 34267 :cm2

"u6 < 3455 :cm29

9 $a muestra - y 6 presentan un grado de saturación alto, esto"uiere decir "ue ser%a un suelo no recomendable por su bajaresistencia.

'- < "347!. '6 < "547!.

9 $os contenidos de humedad son#

ω- < 274".


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ω6 < 2641 .

1

9 $os ángulos obtenido son#9

N- < --2O

N6 < 06O

9 'e recomienda "ue se debe tomar bien las lecturas por "ue debidoa estos errores no se podr%a concluir un buen grafco

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