ensayo de compresion inconfinada

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ENSAYO DE COMPRESION INCONFINADA

INV E-152-07ENSAYO DE COMPRESION INCONFINADAOBJETIVOTiene por finalidad, determinar la resistencia a la compresin no confinada (qu), de un cilindro de suelo cohesivo o semi-cohesivo, e indirectamente la resistencia al corte (c), por la expresin:c= qu/2 (kgs/cm2)

Este clculo se basa en el hecho de que el esfuerzo principal menor es cero (ya que al suelo lo rodea slo la presin atmosfrica) y que el ngulo de friccin interna() del suelo se supone cero.

EQUIPOAparato de Compresin Conformado por una prensa para rotura de las probetas, de velocidad controlada manual o mecnicamente, con capacidad suficiente para llegar a la carga de rotura.Extractor de muestras Capaz de sacar corazones de suelos.Un torno Con motor o tallador de probetas de muestras inalteradas con accesorios.Moldes Para preparar probetas de suelo amasado o compactado.Aparatos para determinar la humedad de la muestra segn se indica en la norma INV E 122.

Un cronmetro Si el control de la prensa es manual.Un calibrador Con nonio capaz de medir las dimensiones fsicas de la probeta con aproximacin de 0.1 mm.Balanzas Que den el peso de la muestra con una precisin del 0.1 % de su peso total.Horno Capaz de mantener una temperatura de 110 5 C (230 9 F).

APARATO DE COMPRESIONTORNO TALLADOR DE PROBETASMUESTRALas probetas deben cumplir con las siguientes condiciones:

Dimetro mnimo 33mm.Tamao mximo de las partculas menor que 1/10 de su dimetro.Relacin altura-dimetro(L/D) debe ser lo suficientemente grande para evitar interferencias en los planos potenciales de falla a 45 y lo suficientemente corta para evitar que acte como columna; para satisfacer ambos criterios, se recomienda una relacin L/D comprendida entre 2y3.PROCEDIMIENTOSe miden tres alturas de la probeta cada una separada 120 grados de la otra y tres dimetros en las tres lneas imaginarias centrales que resultan de dividir la probeta en cuartos, con una precisin de 0.1 mm mediante un calibrador con nonio o un objeto anlogo. En probetas de gran tamao puede adoptarse una precisin menor y proporcional al tamao de la muestra.

Se determina la masa de la muestra.

Se coloca la probeta en la prensa de modo que quede perfectamente centrada.

Se acciona el dispositivo de avance lo estrictamente necesario para que la probeta toque a la placa superior de la prensa.

Se pone en cero el indicador de deformaciones. El ensayo se podr hacer controlando la deformacin o controlando la carga.

Para el caso de la deformacin controlada, se acciona la prensa de modo que la velocidad de deformacin unitaria de la probeta est comprendida entre % y 2% por minuto. Se toman medidas de las deformaciones y de las cargas cada 30 segundos hasta que las cargas comiencen a disminuir o hasta llegar a una deformacin axial del 15% (lo que antes suceda). Se escoger una velocidad en que la rotura ocurra en un lapso entre 1 y 10 minutos.

Cuando se empleen esfuerzos controlados, se aplicar la carga para que produzca una deformacin axial a una rata de 0.50% a 2% por minuto y se registrarn los esfuerzos y las deformaciones cada 30 segundos. La rata de deformacin se regular en tal forma que la falla de probetas nunca sobrepase de 10 minutos. La carga se deber proseguir hasta que decrezcan los valores de la carga con el aumento de seccin que se produce en la probeta durante la rotura.

Se hace un esquema de la forma de rotura. Si la rotura se produce a travs de un plano inclinado, es conveniente medir el ngulo de inclinacin de dicho plano.

De la parte de la probeta en donde se ha producido la rotura se toma una pequea muestra en el recipiente y se determina su humedad. Tambin se determina la humedad de toda probeta.

CALCULOSLa deformacin unitaria se calcular con la siguiente frmula:

donde: = deformacin unitaria axial para la carga dada,DL = cambio en longitud de la muestra, igual al cambio entre la lectura inicial y final del indicador de deformacin, yLo = longitud inicial de la muestra.

Se calcula la seccin transversal promedio de la muestra, A, para una carga dada as:

= deformacin unitaria axial para la carga dada, yAo = rea inicial promedio de la probeta.

donde:At = rea en la parte superior de la probeta,Am = rea en la parte media de la probeta, yAb = rea de la parte inferior de la probeta.El rea A, se puede calcular alternativamente a partir de dimensiones obtenidas por medicin directa, cuando se pueden medir las superficies de la probeta.

Es til preparar un grfico que d, para cada deformacin, el rea corregida correspondiente, de acuerdo con los dimetros iniciales de las muestras que se empleen en el ensayo.

Se calcula el esfuerzo, c:

donde:p = carga aplicada dada, yA = rea de la seccin promedio correspondiente.

Se prepara un grfico que muestre la relacin entre el esfuerzo (ordenada) y la deformacin unitaria (en las abscisas). Se toma el valor mayor de la carga unitaria o el que corresponda al 20% de deformacin, el que ocurra primero entre las dos, y se informa como resistencia a la compresin inconfinada.

La resistencia a la compresin inconfinada se emplea tambin para calificar la consistencia del suelo como muy blanda, blanda, mediana, firme, muy firme y dura de acuerdo con el valor obtenido en la siguiente forma:

Mediante la masa y la humedad de la probeta se calcula la masa unitaria.

EjemploCon los siguientes datos, obtenidos de un ensayo de Compresin Simple, calcular el diagrama esfuerzo deformacin unitaria y la cohesin del suelo:

Ds = 4.56 cm. W =175.3 gr.Dc = 4.38cm. V = 82,84 cm3.Di = 4.58cm. g = 1,067 gr./cm3Hm= 8.00cm. %h= 81.97ngulo del plano de Rotura = 73.07Factor de Calibracin del Anillo: 0.136459 Kg.Velocidad de Aplicacin de la Carga: 1 mm/min.

Conociendo la constante del anillo de carga y la equivalencia del anillo de deformaciones, se calculan la deformacin y la carga aplicada reales:

Seguidamente se calculan los siguientes valores:

Despus, se calculan los valores de: deformacin unitaria, rea corregida, esfuerzo y cohesin, para cada lectura del dial de cargas y deformaciones.

A continuacin se muestra una tabla que resume los valores calculados:

Con el valor de u dibujamos el crculo de Mohr correspondiente y calculamos la Cohesin (c), como se muestra a continuacin:

Finalmente, se dibuja el diagrama esfuerzo vs. Deformacin unitaria, con los datos de la tabla:

GRACIAS