UNIVERSIDAD RICARDO PALMA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO 2: COMPRESION NO CONFINADA

Curso: Mecánica de Suelos II

Profesor: Donayre Córdova, Oscar

Alumno: Tineo Oropeza Ivellise

Código: 201211600

Grupo: 01

Subgrupo: 01

2014

OBJETIVO

Determinar experimentalmente parámetros de resistencia y deformación obtenidos como

respuesta de una muestra representativa de suelos finos sometidos a compresión sin

confinamiento lateral, bajo condiciones no consolidado no drenado.

FUNDAMENTO TEORICO

Resistencia al Esfuerzo Cortante :

“Tensión de corte sobre un plano de ruptura” según Leonards es la propiedad mecánica más

importante de los Suelos.

Cuando se aplican esfuerzos de compresión al suelo estos generan en su estructura

presiones de compresión y corte. La falla ocurre por cortante o cizallamiento dependiendo

del nivel de tensiones y de la resistencia al cortante ofrecida por el suelo.

La tensión de corte puede también surgir cuando se realiza excavaciones o cortes en el

terreno.

La resistencia al corte, τ, de un suelo, en términos del esfuerzo efectivo, es:

Donde:

σ´= esfuerzo normal efectivo en el plano de corte

c = cohesión, o cohesión aparente

φ = ángulo de fricción

La ecuación anterior se conoce como el criterio de falla de Mohr-Coulomb. El valor de c

para arenas y arcillas normalmente consolidadas, para arcillas sobreconsolidadas c > 0.

Determinación de la Resistencia:

Para la mayoría de los casos prácticos, los parámetros de la resistencia al corte de un suelo

(es decir , c y φ) son determinados por medio de pruebas estándar de

laboratorio o “in situ”.

Ensayos de Laboratorio:

•Ensayo de compresión simple

•Ensayo de corte directo

•Ensayo de compresión triaxial

•Ensayos especiales

Ensayos de Campo o “in situ”:

•Prueba de veleta (vane test)

•Prueba de sondaje a percución

•Prueba de cono

•Ensayo de corte directo “in situ”

En el presente laboratorio se desarrolló el ensayo de compresión simple

Ensayo de Compresión Simple:

La prueba de Compresión Simple se puede considerar como un tipo especial de prueba

triaxial no consolidada y no drenada en la que la presión de confinamiento σ3 =0, como se

muestra:

En esta prueba se aplica un esfuerzo axial Δσ al espécimen para generar la falla, es

decir Δσ= Δσd, observándose que para este caso:

El Esfuerzo total principal mayor = Δσd= qu y Esfuerzo total principal menor = 0

Al esfuerzo axial en la falla, Δσd= qu se le denomina resistencia a compresión simple.

La resistencia al corte de arcillas saturadas bajo esta condición (φ=0), es:

Los ensayos de compresión simple a veces se efectuan en suelos no saturados.

Manteniendo constante la relación de vacíos de un espécimen de suelo, observándose

que la resistencia a la compresión simple disminuye rápidamente

con el grado de saturación:

EQUIPO UTILIZADO

El equipo utilizado en este laboratorio es el siguiente:

Máquina de compresión

Anillo de carga

Extensómetro

Vernier

Herramientas e instrumentos de laboratorio

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

Para una muestra inalterada se debe proceder:

a) Se debe tallar el espécimen de ensayo conformando un cilindro cuya

relación de altura y diámetro comprendida entre 2 y 3

b) Cada espécimen se ensamblaran entre las placas de compresión procurando

la mayor superficie de contacto con la muestra. Cada espécimen se ensambla

entre las placas de compresión procurando la mayor superficie de contacto

entre el espécimen y dichas placas.

c) Bajo el control de la deformación vertical se lleva al espécimen a su falla de

compresión.

d) Se considera que el espécimen ha fallado a compresión si ocurre cualquiera

de los 3 eventos siguientes:

Falla Frágil: cuando la fuerza vertical alcanza un valor máximo (lectura de

ladillo) para el siguiente nivel de deformación cuando alcanza el valor

máximo para un determinado nivel de deformación y luego disminuye dicha

fuerza rápidamente en el siguiente nivel de deformación.

Falla Dúctil: cuando la fuerza vertical alcanza un valor máximo para un

determinado nivel de deformación y dicha fuerza se mantiene constante en

tres lecturas consecutivas de la deformación

Falla Plástica: si la fuerza vertical no alcanza un valor máximo

produciéndose gran deformación lateral del espécimen por lo que se

considera de la fuerza vertical que corresponde al 20% de la deformación

vertical es la que produce la falla plástica.

FORMATOS

1. ÁREA DE LA MUESTRA: 2. VOLUMEN MUESTRA :

3. PESO UNITARIO: 4. PESO UNITARIO SECO:

5. GRADO DE SATURACIÓN: 6. LECTURA DEL ANILLO :

7. DEFORMACIÓN VERTICAL:

8. FUERZA VERTICAL:

9. ÁREA CORREGIDA:

10. ESFUERZO VERTICAL:

11. MODULO POISSON (n)

l = (( Df – Do ) / Do)*100

A = (.D2)/4 cm² V = A.L cm3

= Wi/V g/cm³

S = f (, w, Gs) %

d = / (1+w) g/cm³

v = Lect, vertical/L

Lect. Anillo = Lect. Anotada/1000

Ac = (A*L)/(L+h/L) v = Fv/Ac

Fv = (Lect. Anillo)*Constante anillo

n = v / l

CALCULOS

DATOS:

Muestra 1:

MUESTRA 1Constante del anillo (kg/mm) 150Velocidad de ensayo (mm/min) 0.635Estado de la muestra inalteradaClasificación del suelo Arcilla limosaAltura de la muestra (L) (cm) 16.15Diámetro de la muestra (D) (cm) 6.854Peso de la muestra (Wi) (gr) 831.47Humedad (w) (%) 36.89Gravedad Especifica (Gs) 2.80Peso unitario del agua (gw) (g/cmᵌ) 1Diámetro final (Df) (cm) 7Área (cm²) 36.896Volumen (cmᵌ) 595.87Peso unitario (g/cmᵌ) 1.395Peso unitario seco (g/cmᵌ) 1.019Grado de saturación 59.8

RESULTADOS

RESULTADOS 1

Lect. Vertical (cm)Lec. anillo

cmLect. anillo

mmDef. Vert.

Fuerza vert.

área corregida

(cm²)

Esfuerzo vert.

(kg/cm²)POISSON

0 0 0 0 0.00 36.8960 0.00000 00.01 16 0.016 0.06192 2.40 36.9188 0.06501 0.029068240.02 24 0.024 0.123839 3.60 36.9417 0.09745 0.058136480.03 31 0.031 0.185759 4.65 36.9646 0.12580 0.087204720.04 36 0.036 0.247678 5.40 36.9876 0.14599 0.116272950.05 42 0.042 0.309598 6.30 37.0106 0.17022 0.145341190.06 47 0.047 0.371517 7.05 37.0336 0.19037 0.174409430.07 52 0.052 0.433437 7.80 37.0566 0.21049 0.203477670.08 55 0.055 0.495356 8.25 37.0797 0.22249 0.232545910.09 60 0.06 0.557276 9.00 37.1027 0.24257 0.261614150.1 63 0.063 0.619195 9.45 37.1259 0.25454 0.29068239

0.11 67 0.067 0.681115 10.05 37.1490 0.27053 0.319750630.12 71 0.071 0.743034 10.65 37.1722 0.28650 0.348818860.13 74 0.074 0.804954 11.10 37.1954 0.29842 0.37788710.14 77 0.077 0.866873 11.55 37.2186 0.31033 0.406955340.15 80 0.08 0.928793 12.00 37.2419 0.32222 0.436023580.16 83 0.083 0.990712 12.45 37.2652 0.33409 0.465091820.17 86 0.086 1.052632 12.90 37.2885 0.34595 0.494160060.18 88 0.088 1.114551 13.20 37.3118 0.35378 0.52322830.19 91 0.091 1.176471 13.65 37.3352 0.36561 0.552296540.2 93 0.093 1.23839 13.95 37.3586 0.37341 0.58136477

0.21 95 0.095 1.30031 14.25 37.3821 0.38120 0.610433010.22 97 0.097 1.362229 14.55 37.4055 0.38898 0.639501250.23 98 0.098 1.424149 14.70 37.4290 0.39274 0.668569490.24 100 0.1 1.486068 15.00 37.4526 0.40051 0.697637730.25 102 0.102 1.547988 15.30 37.4761 0.40826 0.726705970.26 103 0.103 1.609907 15.45 37.4997 0.41200 0.755774210.27 104 0.104 1.671827 15.60 37.5233 0.41574 0.784842440.28 105 0.105 1.733746 15.75 37.5470 0.41947 0.813910680.29 105 0.105 1.795666 15.75 37.5706 0.41921 0.842978920.3 105 0.105 1.857585 15.75 37.5943 0.41895 0.87204716

GRAFICOS

Muestra 2:

MUESTRA 2Constante del anillo 150Velocidad de ensayo 0.635Estado de la muestra inalteradaClasificación del suelo limo de baja plasticidad (ML)Altura de la muestra (L) 15.87Diámetro de la muestra (D) 6.3Peso de la muestra (Wi) 831.36Humedad (w) 4.67Gravedad Especifica (Gs) 2.64Peso unitario del agua (gw) 1Diámetro final (Df) 6.56

GRAFICO

Def. Vert. Esfuerzo vert.

- 0.00000

0.0006 0.06501

0.0012 0.097450.0019 0.125800.0025 0.145990.0031 0.170220.0037 0.190370.0043 0.210490.0050 0.222490.0056 0.242570.0062 0.254540.0068 0.270530.0074 0.286500.0080 0.298420.0087 0.310330.0093 0.3222178570.0099 0.3340920880.0105 0.3459512160.0111 0.3537750680.0118 0.3656065050.0124 0.3734077020.0130 0.3811988290.0136 0.3889798870.0142 0.392743290.0149 0.4005067270.0155 0.4082600940.0161 0.4120033590.0167 0.415741590.0173 0.4194747860.0180 0.4192104670.0186 0.418946147

Gravedad especifica (Gs) 2.75L/D 2,645Área 31.172Volumen 494.707Peso unitario 1.681Peso unitario seco 1.606Grado de saturación 18.0

RESULTADOS

RESULTADOS 2

Lect. Vertical (cm) Lec. anillo cm

Lect. anillo mm

Def. Vert.

Fuerza vert.

área corregida

Esfuerzo vert.

POISSON

0 0 0 0 0.00 31.1725 0.00000 00.01 68 0.068 0.063012 10.20 31.1921 0.32701 0.015268290.02 86 0.086 0.126024 12.90 31.2118 0.41331 0.030536570.03 143 0.143 0.189036 21.45 31.2315 0.68681 0.045804860.04 222 0.222 0.252048 33.30 31.2512 1.06556 0.061073140.05 275 0.275 0.31506 41.25 31.2710 1.31911 0.076341430.06 323 0.323 0.378072 48.45 31.2908 1.54838 0.091609710.07 345 0.345 0.441084 51.75 31.3106 1.65280 0.1068780.08 367 0.367 0.504096 55.05 31.3304 1.75708 0.122146280.09 382 0.382 0.567108 57.30 31.3502 1.82774 0.13741457

GRAFICOS

MUESTRA 3

MUESTRA 3Constante del anillo 150Velocidad de ensayo 0.635Estado de la muestra inalteradaClasificación del suelo CLAltura de la muestra (L) 12.93Diámetro de la muestra (D) 5.47Peso de la muestra (Wi) 477.78Humedad (w) 51.738Gravedad Especifica (Gs) 2.85Peso unitario del agua (gw) 1Diámetro final (Df) 5.6Gravedad especifica (Gs) 2.75L/D 2,645

GRAFICO

Def. Vert. Esfuerzo vert.

- 0.000000.0006 0.327010.0013 0.413310.0019 0.686810.0025 1.06556 0.0032 1.319110.0038 1.548380.0044 1.652800.0050 1.757090.0057 1.82774

Área 23.500Volumen 303.85Peso unitario 1.572Peso unitario seco 1.036Grado de saturación 86.0

RESULTADOS

RESULTADOS 3

Lect. Vertical (cm) Lec. anillo cm

Lect. anillo mm

Def. Vert.

Fuerza vert.

área corregida

Esfuerzo vert.

POISSON

0 0 0 0 0.00 23.4999 0.00000 00.01 26 0.026 0.07734 3.90 23.5181 0.16583 0.032542090.02 36 0.036 0.154679 5.40 23.5363 0.22943 0.065084180.03 43 0.043 0.232019 6.45 23.5545 0.27383 0.097626270.04 48 0.048 0.309358 7.20 23.5728 0.30544 0.130168360.05 53 0.053 0.386698 7.95 23.5911 0.33699 0.162710450.06 56 0.056 0.464037 8.40 23.6094 0.35579 0.195252540.07 64 0.064 0.541377 9.60 23.6278 0.40630 0.227794630.08 62 0.062 0.618716 9.30 23.6462 0.39330 0.26033672

0.09 65 0.065 0.696056 9.75 23.6646 0.41201 0.292878810.1 67 0.067 0.773395 10.05 23.6830 0.42435 0.32542091

0.11 68 0.068 0.850735 10.20 23.7015 0.43035 0.3579630.12 69 0.069 0.928074 10.35 23.7200 0.43634 0.390505090.13 66 0.066 1.005414 9.90 23.7385 0.41704 0.42304718

GRAFICOS

GRAFICO

Def. Vert. Esfuerzo vert.

- 0.00000 0.000

8 0.06501

0.0015

0.09745

0.0023

0.12580

0.0031

0.14599

0.0039

0.17022

0.0046

0.19037

0.0054

0.21049

0.0062

0.22249

0.0070

0.24257

0.0077

0.25454

0.0085

0.27053

0.0093

0.28650

0.0101

0.29842

CONCLUSIONES

El suelo que se ensayó según la clasificación SUCS es la son la siguiente.

- Para la muestra 1 es una arcilla limosa.

- Para la muestra 2 es un limo de baja plasticidad (ML)

- Para la muestra 3 es arcilla de baja plasticidad (CL)

- La primera muestra tiene una falla dúctil.

- La segunda y tercera muestra tienen una falla frágil.

De acuerdo con lo que se dijo en la clase, si el grado de saturación es bajo, la

resistencia es alta y viceversa, entonces se puede decir que:

La Muestra 1 con una saturación de 59.8 tiene una Resistencia Baja

La Muestra 2 con una saturación de 84 tiene una Resistencia Baja

La muestra 3 con una saturación de 86 tiene una Resistencia Baja

El ensayo solo se realiza en caso el suelo sea cohesivo o semicohesivos puesto que

los que no tienen cohesión no pueden permanecer sin algo que los mantenga unidos.

la relación altura – diámetro (L/D) debe estar entre los valores 2 y 3; esto se debe a

que la altura debe ser lo suficientemente alta para que no hayan interferencias en los

planos potenciales de falla a 45° y debe ser lo suficientemente corta para evitar que

actúe como columna.

BIBLIOGRAFIA

Mecánica de Suelos, Juárez Badillo y Rico Rodríguez, 2005.

Fundamentos de Ingeniería Geotécnica, Braja M. Dass,

Mecanice de Suelos, William Lambe y Robert Whitman

Anotaciones y teoría del profesor Donayre Córdova Oscar

Fundamentos de Ingeniería Geotécnica, Braja M. Das