ENSAYO DE COMPRESION SIMPLE

Universidad Nacional de Cajamarca

Facultad de Ingeniera Escuela Acadmico Profesional de Ingeniera Civil

ASIGNATURA : MECANICA DE SUELOS II

DOCENTE :ING. RAL VALERA GUERRA

ALUMNOS :MENDOZA ROJAS, Ana PaulaCICLO:VICajamarca octubre del 2013

PRCTICA N02: ENSAYO DE COMPRESION SIMPLE

I. INTRODUCCIN:El ensayo de compresin Inconfinada, es muy importante en Mecnica de Suelos, ya que permite obtener un valor de carga ltima del suelo, el cual, como se ver ms adelante se relaciona con la resistencia al corte del suelo y entrega un valor de carga que puede utilizarse en proyectos que no requieran de un valor ms preciso, ya que entrega un resultado conservador. 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 ms an que pueden aprovechar las resistencias del suelo en beneficio de su propia capacidad y estabilidad, siendo el estudio y la experimentacin las herramientas para conseguirlo, y finalmente poder predecir, con una cierta aproximacin, el comportamiento ante las cargas de estas estructuras. Este ensayo se realiza con el fin de determinar la resistencia o esfuerzo ltimo de un suelo cohesivo a la compresin no confinada, mediante la aplicacin de una carga axial con control de deformacin y utilizando una muestra de suelo inalterada tallada en forma de cilindro extrada en la misma universidad por la facultad de geolgica.

II. OBJETIVOS:

Determinar la resistencia a la compresin no confinada de una probeta cilndrica de suelo inalterado, de manera de poder obtener de forma indirecta la resistencia al corte de la muestra.

Reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo necesario para realizar el ensayo de compresin no confinada, aprendiendo las caractersticas de cada uno, y los cuidados que se deben tomar para realizar la experiencia.

III. MARCO TERICO:a) El ensayo de compresin simple Tiene 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 (qc), por la expresin.

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. 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 prdida de la restriccin lateral provista por la masa de suelo, las condiciones internas del suelo como el grado de saturacin o la presin de poros que no puede controlarse y la friccin en los extremos producidas por las placas de apoyo. Sin embargo, si los resultados se interpretan adecuadamente, reconociendo las deficiencias del ensayo, estos sern razonablemente confiables. El ensayo de la compresin simple es un caso especial del ensayo triaxial, en el cual solamente se le aplica a la probeta la tensin longitudinal. Puesto que no es necesario el dispositivo para aplicar la presin lateral, y como, adems, la muestra no necesita estar envuelta en una membrana de caucho, este ensayo se ha convertido en un ensayo sencillo de campo. El aparato es tan solo til para ensayos rpidos sobre suelos predominantemente arcillosos que estn saturados o casi saturados. Se podr realizar de dos maneras, mediante un control de deformacin 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 prcticamente nula utilizacin. b) Tipos de rotura En un ensayo de compresin simple se pueden producir distintos tipos de rotura, los cuales son la rotura frgil y la rotura dctil. En la primera predominan las grietas paralelas a la direccin de la carga, y la rotura ocurre de un modo brusco y bajo deformaciones muy pequeas, presentndose despus 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 travs de un plano inclinado, apareciendo un pico en la resistencia y un valor residual. En arcillas blandas aparece la rotura dctil en el ensayo de compresin simple, mientras que en suelos cementados se suele registrar rotura frgil en este tipo de ensayos. Las teoras de rotura frgil fueron iniciadas por Allan Griffith en 1920, al atribuir la reducida resistencia a la traccin de muchos materiales a la presencia de diminutas fisuras en su interior, en cuyos extremos se produce concentracin de tensiones. La rotura se produce debido a la propagacin de las microfisuras existentes bajo dicha concentracin de tensiones. En una probeta sometida a compresin simple tambin se pueden producir tracciones locales en el contorno de las fisuras, especialmente sobre planos paralelos a la direccin de la compresin. Esto explica la aparicin de grietas verticales. En suelos blandos sometidos a presiones no muy altas, la rotura dctil se presenta bajo la forma de un ensanchamiento slo por el centro, ya que por los extremos lo impide la friccin entre el suelo y las placas de carga.

IV. REFERENCIAS :

AASHTO T208-70 ASTM 2166-66

V. MATERIAL: Muestra inalterada

VI. EQUIPO:

Mquina de compresin encofinada (cualquier tipo de mquina de compresin que tenga un sistema de lectura de carga de rango suficientemente bajo para obtener lecturas de carga aproximada).

Figura 1. Mquina de compresin simple

Deformmetro de cartula (lectura con precisin de 0.01 mm/divisin). Cronmetro Balanza Equipo miscelneo (incluye las herramientas para recortar y labrar la muestra, instrumentos para remoldar la muestra)

VII. PROCEDIMIENTO:

Mediante el muestreador de 4 cm de dimetro y 6 cm. De longitud extraer una muestra inalterada. Sacar la muestra del muestreador con el extractor de muestra.

Determinar la densidad natural y el contenido de humedad de la muestra. Colocar la muestra inalterada en la mquina de compresin.

Colocando la muestra en la mquina de compresin simple

Colocar la placa de distribucin de carga encima de la muestra. Girar el tornillo de carga hasta que haga contacto con la placa de distribucin de carga. Establecer en ceros los diales que indicar la deformacin de la muestra y las deformaciones del resorte del anillo.

Realizacin de las lecturas correspondientes

Aplicar las cargas verticales (esta carga se registra mediante la deformacin del resorte del anillo vertical) y en cada una de ellas realizar las lecturas de deformacin de la muestra.

Podemos apreciar la rotura dctil que se ha producido en la muestra

Calcular la deformacin axial unitaria.

= Deformacin de la muestra. = Longitud inicial de la muestra.

Calcular el rea corregida promedio de la seccin transversal de la muestra.

= rea inicial = rea corregida = Deformacin axial unitaria. Calcular el esfuerzo aplicado.

= Esfuerzo aplicado = Carga aplicada determinada de acuerdo a la deformacin del anillo. = rea corregida

Dibujar los resultados en escala natural, en el eje de las abscisas va las deformaciones unitarias y en el eje de las ordenadas de esfuerzos. Determinar la resistencia a la compresin simple del suelo como el mximo valor del esfuerzo en el ensayo o el correspondiente al 20% de deformacin de la muestra, el que ocurra primero. Realizar dos ensayos y tomar como resistencia a la compresin simple el promedio de dos esfuerzos obtenidos. Determinar la resistencia al corte o cohesin mediante la siguiente expresin:

= Resistencia al corte = resistencia a la compresin simple.

VIII. RESULTADOS:

Facultad de Ingeniera

Escuela de Ingeniera Civil

Departamento: Ciencias de la Ingeniera

Asignatura: Mecnica de Suelos II

PROYECTO:CIMENTACIONESENSAYO:Compresin Inconfinada

UBICACIN:UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAOPERADOR:RAUL VALERA

CALICATA:FECHA:

POZO NSUELO:ARCILLOSO MARRON

MUESTRA DE ENSAYO (INICIO):CONTENIDO DE HUMEDAD (INICIO)

DIAM.(pulg):2.5Tara N

ALT. (pulg)5.5Wtara (gr)

AREA (cm):31.67Wt+Mh (gr):

Vm (cm):442.4299Wt+Ms (gr):

Wmh (gr):791w(%):

m (gr/cm):1.79w(%) PROMEDIO:

s (gr/cm):2.63

Cte. Anillo Carga (kg)0.1469x divisin

20% Def.U.(Lect. Inicial (Deformacin)(x 0.001")

Velocidad de Carga 1.5% ( x min:0.06" x min

ENSAYO DE CARGA:

TIEMPOLECT. DEF.MUESTRA(0.001")LECTURADEF. CARGA(0.001")DEFORM.MUESTRAL(pulg)DEFORMUNITARIAL/LoAREACORREGIDA(cm)CARGATOTAL(Kg)ESFUERZO(Kg/cm)

0min 00seg00 - - 31.67

0min 15seg1512 0.015 0.003 31.76 1.8 0.06

0min 30seg3020 0.030 0.005 31.84 2.9 0.09

0min 45seg4532 0.045 0.008 31.93 4.7 0.15

1min 00seg6045 0.060 0.011 32.02 6.6 0.21

1min 15seg7559 0.075 0.014 32.11 8.7 0.27

1min 30seg9076 0.090 0.016 32.20 11.2 0.35

1min 45seg10589 0.105 0.019 32.29 13.1 0.41

2min 00seg120105 0.120 0.022 32.38 15.4 0.48

2min 15seg135110 0.135 0.025 32.47 16.2 0.50

2min 30seg15070 0.150 0.027 32.56 10.3 0.32

2min 45seg16540 0.165 0.030 32.65 5.9 0.18

3min 00seg18029 0.180 0.033 32.74 4.3 0.13

Facultad de Ingeniera

Escuela de Ingeniera Civil

Departamento: Ciencias de la Ingeniera

Asignatura: Mecnica de Suelos II

PROYECTO:CIMENTACIONESENSAYO:Compresin Inconfinada

UBICACIN:UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAOPERADOR:RAUL VALERA

CALICATA:FECHA:

POZO NSUELO:ARCILLOSO MARRON

MUESTRA DE ENSAYO (INICIO):CONTENIDO DE HUMEDAD (INICIO)

DIAM.(pulg):2.5Tara N

ALT. (pulg)6Wtara (gr)

AREA (cm):31.67Wt+Mh (gr):

Vm (cm):482.6508Wt+Ms (gr):

Wmh (gr):815w(%):

m (gr/cm):1.69w(%) PROMEDIO:

s (gr/cm):2.63

Cte. Anillo Carga (kg)0.1469x divisin

20% Def.U.(Lect. Inicial (Deformacin)(x 0.001")

Velocidad de Carga 1.5% ( x min:0.06" x min

ENSAYO DE CARGA:

TIEMPOLECT. DEF.MUESTRA(0.001")LECTURADEF. CARGA(0.001")DEFORM.MUESTRAL(pulg)DEFORMUNITARIAL/LoAREACORREGIDA(cm)CARGATOTAL(Kg)ESFUERZO(Kg/cm)

0min 00seg00 - - 31.67

0min 15seg1517 0.015 0.003 31.75 2.5 0.08

0min 30seg3036 0.030 0.005 31.83 5.3 0.17

0min 45seg4552 0.045 0.008 31.91 7.6 0.24

1min 00seg6068 0.060 0.010 31.99 10.0 0.31

1min 15seg7537 0.075 0.013 32.07 5.4 0.17

1min 30seg9015 0.090 0.015 32.15 2.2 0.07

IX. Conclusiones.

Se logr determinar la resistencia a la compresin no confinada de una muestra de suelo inalterado

Se logr reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo necesario para realizar el ensayo de compresin no confinada.

X. Bibliografa.

Manual de laboratorio de Ing. Marco Hoyos Saucedo.

Salvador Ricardo Montero Juan Carlos, Manual de Ensayos de Mecnica de Suelos, 200. Das Braja M., Soil Mechanics Laboratory Manual, 1997.

Lambe T. William Whitman Robert V., Mecnica de Suelos, Instituto Tecnolgico de Massachusetts, 1994.

XI. aNEXOS.

pg. 15