laboratorio 4

OBJETIVO

Determinar la resistencia a la compresión que presentan dos muestras de suelo dadas en el laboratorio para así conocer su carga última (en la cual se produce la ruptura) y la cohesión de la muestra. También determinar la resistencia al corte que presenta una muestra de suelo de la cual fueron dados la mayoría de los datos, y a la que se le aplican 3 cargas diferentes, para igualmente conocer su carga última y la cohesión que presenta el suelo.

DESCRIPCIÓN DE LA MUESTRA

El ensayo de resistencia al corte se realiza en una muestra de limo de color ladrillo, y una muestra de arcilla de color gris.

Descripción de la muestra Arcilla gris Área del especimen (m2)0,0019

9Masa húmeda del especimen (g) 389,40 Volumen del especimen (m3) 0,0002Longitud del especimen (mm) 100,49 Peso seco del especimen (g) 306,84contenido de humedad (%) 26,91 Densidad húmeda (kN/m3) 17,83Diámetro del especimen (mm) 50,30 Densidad seca (kN/m3) 15,04masa agua (g) 82,56

Descripción de la muestra Limo, color ladrillo Área del especimen (m2) 0,00132Masa húmeda del especimen (g) 335,7 Volumen del especimen (m3) 0,00013Longitud del especimen (mm) 96,37 Peso seco del especimen (g) 255,56contenido de humedad (%) 31,36 Densidad húmeda (kN/m3) 23,26Diámetro del especimen (mm) 40,97 Densidad seca (kN/m3) 19,27masa agua (g) 80,14

Nº Lectura Carga (KN) Carga (N) Desplazamiento (mm) Desplazamiento corregido (mm) Área corregida (m2) Esfuerzo σ (kPa) Deformación unitaria (Ɛ) % 0 0,014 14 0,497 0 0,0019900 7,035 0,00001 0,021 21 0,994 0,497 0,0019999 10,501 0,49462 0,026 26 1,521 1,024 0,0020105 12,932 1,01903 0,032 32 2,018 1,521 0,0020206 15,837 1,51364 0,038 38 2,544 2,047 0,0020314 18,706 2,03705 0,044 44 3,042 2,545 0,0020417 21,551 2,53266 0,05 50 3,539 3,042 0,0020521 24,365 3,02727 0,057 57 4,036 3,539 0,0020626 27,634 3,52178 0,064 64 4,533 4,036 0,0020733 30,869 4,01639 0,071 71 5,001 4,504 0,0020834 34,079 4,4820

10 0,079 79 5,498 5,001 0,0020942 37,723 4,976611 0,086 86 6,025 5,528 0,0021058 40,839 5,501012 0,094 94 6,522 6,025 0,0021169 44,404 5,995613 0,101 101 7,019 6,522 0,0021281 47,460 6,490214 0,108 108 7,545 7,048 0,0021401 50,465 7,013615 0,115 115 8,043 7,546 0,0021516 53,449 7,509216 0,122 122 8,54 8,043 0,0021631 56,400 8,003817 0,129 129 9,037 8,54 0,0021748 59,315 8,498418 0,136 136 9,534 9,037 0,0021866 62,196 8,992919 0,143 143 10,031 9,534 0,0021986 65,042 9,487520 0,15 150 10,552 10,055 0,0022113 67,835 10,006021 0,157 157 11,026 10,529 0,0022229 70,628 10,477722 0,164 164 11,552 11,055 0,0022360 73,346 11,001123 0,17 170 12,049 11,552 0,0022485 75,607 11,495724 0,176 176 12,546 12,049 0,0022611 77,838 11,990225 0,182 182 13,073 12,576 0,0022747 80,012 12,514726 0,187 187 13,57 13,073 0,0022876 81,745 13,009327 0,193 193 14,067 13,57 0,0023007 83,888 13,503828 0,198 198 14,564 14,067 0,0023139 85,569 13,998429 0,203 203 15,032 14,535 0,0023265 87,255 14,464130 0,207 207 15,559 15,062 0,0023409 88,429 14,988631 0,211 211 16,056 15,559 0,0023546 89,613 15,4831

0 2 4 6 8 10 12 140

50

100

150

200

250

300

350328.084

Resistencia a la compresión LIMO

Deformación unitaria (%)

Esfu

erzo

cort

ante

(kPa

)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 180

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 89.613

Resistencia a la compresión ARCILLA

Deformación (%)

Esfu

erzo

(kPa

)

ARCILLA Kg/cm2 kPa LIMO Kg/cm2 kPa

qu 0,91 89,613 qu 3,34 328,084

cohesión

0,68 66,4 cohesión 2,34 229.98

Nº Lectura Carga (KN) Carga (N) Desplazamiento (mm) Desplazamiento corregido (mm) Área corregida (m2) Esfuerzo σ (kPa) Deformación unitaria (Ɛ) % 0 0,04 40 0,38 0 0,0013200 30,303 0,00000001 0,075 75 0,76 0,38 0,0013252 56,594 0,39431362 0,107 107 1,141 0,761 0,0013305 80,420 0,78966483 0,137 137 1,521 1,141 0,0013358 102,559 1,18397844 0,167 167 1,901 1,521 0,0013412 124,518 1,57829205 0,196 196 2,281 1,901 0,0013466 145,556 1,97260566 0,226 226 2,691 2,311 0,0013524 167,106 2,39804927 0,257 257 3,071 2,691 0,0013579 189,260 2,79236288 0,289 289 3,422 3,042 0,0013630 212,028 3,15658409 0,322 322 3,802 3,422 0,0013686 235,277 3,5508976

10 0,355 355 4,153 3,773 0,0013738 258,410 3,915118811 0,388 388 4,507 4,127 0,0013791 281,352 4,282453012 0,423 423 4,884 4,504 0,0013847 305,478 4,673653613 0,458 458 5,235 4,855 0,0013900 329,490 5,037874914 0,492 492 5,644 5,264 0,0013963 352,368 5,462280815 0,526 526 6,025 5,645 0,0014021 375,143 5,857632016 0,559 559 6,405 6,025 0,0014080 397,009 6,251945617 0,592 592 6,785 6,405 0,0014140 418,677 6,646259218 0,621 621 7,136 6,756 0,0014195 437,473 7,010480419 0,65 650 7,516 7,136 0,0014256 455,961 7,404794020 0,674 674 7,926 7,546 0,0014321 470,624 7,830237621 0,679 679 8,277 7,897 0,0014378 472,242 8,194458922 0,654 654 8,686 8,306 0,0014445 452,752 8,618864823 0,58 580 9,008 8,628 0,0014498 400,055 8,952993724 0,476 476 9,359 8,979 0,0014556 327,008 9,317214925 0,296 296 9,739 9,359 0,0014620 202,465 9,711528526 0,225 225 10,148 9,768 0,0014689 153,177 10,135934427 0,183 183 10,528 10,148 0,0014754 124,038 10,530248028 0,143 143 10,909 10,529 0,0014819 96,497 10,925599329 0,143 143 11,318 10,938 0,0014890 96,037 11,350005230 0,145 145 11,698 11,318 0,0014957 96,948 11,7443188

Carga 1

Altura inicial del especimen (mm) 19,48 Peso unitario húmedo (kN/m3) 18,29Diámetro (mm) 44,81 Peso unitario seco (kN/m3) 15,32Área del especimen (m2) 0,0016 Relación de vacios - e 0,74047558Volumen (m3) 0,000031 Grado de saturación - S (%) 71,1101099Peso inicial del especimen (g) 57,96 Deformación total (mm) 0,54Peso seco del especimen (g) 48,53 Altura final (mm) 18,94Contenido inicial de humedad (%) 19,43 Peso unitario seco final (kN/m3) 15,69Peso específico de los sólidos 2,71 Relación de vacios final - e 0,69222831Carga normal (g) 7962 Humedad final (%) 28,96Tensión total (kPa) 48,80 Grado de saturación final consolidado- S (%) 113,375311Peso agua (g) 9,43 volumen agua 0,00000943

Carga 2

Altura inicial del especimen (mm) 19,48 Peso unitario húmedo (kN/m3) 19,02Diámetro (mm) 44,81 Peso unitario seco (kN/m3) 15,32Área del especimen (m2) 0,0016 Relación de vacios - e 0,74298968Volumen (m3) 0,000031 Grado de saturación - S (%) 70,8694902Peso inicial del especimen (g) 60,15 Deformación total (mm) 0,7Peso seco del especimen (g) 48,46 Altura final (mm) 18,78Contenido inicial de humedad (%) 19,43 Peso unitario seco final (kN/m3) 15,8Peso específico de los sólidos 2,71 Relación de vacios final - e 0,68035658Carga normal (g) 17092,5 Humedad final (%) 28,96Tensión total (kPa) 104,76 Grado de saturación final consolidado- S (%) 115,353628Peso agua (g) 11,69 volumen agua 0,000006

Carga 3

Altura inicial del especimen (mm) 19,48 Peso unitario húmedo (kN/m3) 19,00Diámetro (mm) 44,81 Peso unitario seco (kN/m3) 15,31Área del especimen (m2) 0,0016 Relación de vacios - e 0,74406938Volumen (m3) 0,000031 Grado de saturación - S (%) 70,7666537Peso inicial del especimen (g) 60,11 Deformación total (mm) 1,36Peso seco del especimen (g) 48,43 Altura final (mm) 18,12Contenido inicial de humedad (%) 19,43 Peso unitario seco final (kN/m3) 16,37Peso específico de los sólidos 2,71 Relación de vacios final - e 0,62230683Carga normal (g) 32117,5 Humedad final (%) 28,96Tensión total (kPa) 196,85 Grado de saturación final consolidado- S (%) 126,113993Peso agua (g) 11,68 volumen agua 0,000006

Tabla 1.

Dial deformación (0,01 mm) Dial carga (0,002 mm) Deformación unitaria - Lat δ (%) Fuerza cortante (N) Esfuerzo cortante (kPa)0 0,00 0,0000000 0,0000 0,0000000

20 35,50 0,4463289 48,3759 30,234906340 51,50 0,8926579 70,1791 43,861906360 67,00 1,3389868 91,3009 57,063062580 79,00 1,7853158 107,6533 67,2833125

100 90,00 2,2316447 122,6430 76,6518750120 99,00 2,6779737 134,9073 84,3170625140 108,00 3,1243026 147,1716 91,9822500160 115,50 3,5706316 157,3919 98,3699063180 123,00 4,0169605 167,6121 104,7575625200 133,00 4,4632894 181,2391 113,2744375220 136,50 4,9096184 186,0086 116,2553438240 139,50 5,3559473 190,0967 118,8104063260 142,00 5,8022763 193,5034 120,9396250280 154,00 6,2486052 209,8558 131,1598750300 155,50 6,6949342 211,8999 132,4374063320 157,00 7,1412631 213,9439 133,7149375340 157,00 7,5875921 213,9439 133,7149375360 157,50 8,0339210 214,6253 134,1407813380 158,00 8,4802499 215,3066 134,5666250400 158,00 8,9265789 215,3066 134,5666250420 157,00 9,3729078 213,9439 133,7149375440 155,50 9,8192368 211,8999 132,4374063460 155,50 10,2655657 211,8999 132,4374063480 155,00 10,7118947 211,2185 132,0115625500 154,50 11,1582236 210,5372 131,5857188

tf (kPa) 134,566625

LIMO

ARCILLA


20 7,00 0,4463289 9,5389 5,961812540 11,50 0,8926579 15,6711 9,794406360 16,00 1,3389868 21,8032 13,627000080 19,50 1,7853158 26,5727 16,6079063

100 23,50 2,2316447 32,0235 20,0146563120 27,50 2,6779737 37,4743 23,4214063140 30,50 3,1243026 41,5624 25,9764688160 35,00 3,5706316 47,6945 29,8090625180 38,00 4,0169605 51,7826 32,3641250200 40,00 4,4632894 54,5080 34,0675000220 44,00 4,9096184 59,9588 37,4742500240 46,00 5,3559473 62,6842 39,1776250260 50,00 5,8022763 68,1350 42,5843750280 50,00 6,2486052 68,1350 42,5843750300 50,00 6,6949342 68,1350 42,5843750320 48,00 7,1412631 65,4096 40,8810000340 44,00 7,5875921 59,9588 37,4742500360 40,50 8,0339210 55,1894 34,4933438380 38,00 8,4802499 51,7826 32,3641250400 37,50 8,9265789 51,1013 31,9382813420 35,50 9,3729078 48,3759 30,2349063

tf (kPa) 42,584375


20 23,00 0,4463289 31,3421 19,588812540 40,00 0,8926579 54,5080 34,067500060 51,50 1,3389868 70,1791 43,861906380 61,50 1,7853158 83,8061 52,3787813

100 69,00 2,2316447 94,0263 58,7664375120 76,00 2,6779737 103,5652 64,7282500140 82,00 3,1243026 111,7414 69,8383750160 89,00 3,5706316 121,2803 75,8001875180 94,00 4,0169605 128,0938 80,0586250200 98,00 4,4632894 133,5446 83,4653750220 101,00 4,9096184 137,6327 86,0204375240 103,00 5,3559473 140,3581 87,7238125260 104,50 5,8022763 142,4022 89,0013438280 105,50 6,2486052 143,7649 89,8530313300 106,00 6,6949342 144,4462 90,2788750320 106,00 7,1412631 144,4462 90,2788750340 106,00 7,5875921 144,4462 90,2788750360 103,50 8,0339210 141,0395 88,1496563380 101,00 8,4802499 137,6327 86,0204375400 100,00 8,9265789 136,2700 85,1687500420 99,00 9,3729078 134,9073 84,3170625440 98,50 9,8192368 134,2260 83,8912188460 96,00 10,2655657 130,8192 81,7620000480 94,00 10,7118947 128,0938 80,0586250500 92,50 11,1582236 126,0498 78,7810938

tf (kPa) 90,278875

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Resistencia al corte carga 1


Esfu

erzo

cort

ante

(kPa

)

0 2 4 6 8 10 120

102030405060708090

100



Esfu

erzo

cort

ante

(kPa

)

0 2 4 6 8 10 120

20

40

60

80

100

120

140

160



Esfu

erzo

cort

ante

(kPa

)

0 2 4 6 8 10 120

20

40

60

80

100

120

140

160

RESISTENCIA AL CORTE


Esfu

erzo

cort

ante

(kPa

)

40 60 80 100 120 140 160 180 200 2200

20406080

100120140160

42.00

90.00

134.00f(x) = 0.607160700603129 x + 17.7482729672192

MOHR COULOMB

Esfuerzo normal (kPa)

Esfu

erzo

axi

al (k

Pa)

Carga 1 2 3Esfuerzo normal (kPa) 48,8 104,76 196,85Esfuerzo axial (kPa) 42,00 90,00 134,00Ángulo de fricción 31,26⁰Cohesión (kPa) 17,74

CONCLUSIONES

- Según la forma de las grietas, la muestra de limo es un material frágil (imagen 1), según la gráfica de resistencia a la compresión el material llega a un punto en el cual se rompe entonces es un una material frágil.

- El limo presenta una carga última en la cual se genera ruptura (3,34 kg/cm2), y tiene una cohesión de 2,34, lo que nos indica que es un suelo fino granular porque no es suelto (como los grueso granulares) que no presentan cohesión.

- Según la forma de las grietas, la muestra de arcilla es un material plástico (imagen 1), según la gráfica de resistencia a la compresión el material no se rompe sino que se mantiene casi en el mismo punto (como se observa en la gráfica).

- Según la tabla 1. con el valor obtenido de 0,91 kg/cm2 se tiene que la arcilla es un suelo de consistencia media, y en este se puede hundir el pulgar varios centímetros con esfuerzo. La arcilla presenta una cohesión de 0,68 lo que indica que es un fino granular porque los grueso granulares (sueltos) no presentan cohesión.

- Asumiendo que la presión efectiva es menor de 5kg/cm2, el águlo de fricción obtenido de 31,26⁰ puede pertenecer a una arena limosa densa (ya que las sueltas no presentan cohesión, y esta presenta una cohesión de 0.00017 kg/cm2), o también a un limo inorgánico según la tabla 2.

- Según la forma de las gráficas de resistencia al corte de las 3 cargas, se puede ver que con la carga 1 y 2 es un material frágil el cual llega a un punto de ruptura, en la carga 3 no se ve tan clara esta forma, pero se asume que también es así, y se concluye que se trataba de un material frágil, y a medida que se aumenta la carga aumenta el Ϯ de ruptura.

- Según la tabla 3. si se asume que el material es una arena limosa densa, no suelta, se dice que este suelo tiene una resistencia al corte buena.

BIBLIOGRAFÍA

MARQUEZ, Gabriel. Propiedades ingenieriles de los suelos. Universidas Nacional de Colombia, Medellín, 1978.

laboratorio 4

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