resistencia a la compresiÓn simple

7/31/2019 RESISTENCIA A LA COMPRESIN SIMPLE

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RESISTENCIA A LA COMPRESIN SIMPLE1 - ALCANCE1.1 - Esta norma describe y regula el mtodo de ensayo para ladeterminacin de la resistenciaa la compresin no confinada de suelos cohesivos, mediante la aplicacin

de una carga axialcon control de deformacin. El ensayo se ejecuta sobre muestrasinalteradas, remoldeadas ocompactadas1.2 - Este mtodo de ensayo da un valor aproximado de la resistencia delos suelos cohesivosen trminos de esfuerzos totales.1.3 - Este mtodo de ensayo es aplicable solo a materiales cohesivos queno expulsan aguadurante la etapa de carga del ensayo y que mantienen su resistenciaintrnseca despus de

remover las presiones de confinamiento, como las arcillas o los sueloscementados. Lossuelos secos friables, los materiales fisurados, laminados o varvados, loslimos, las turbas ylas arenas no pueden ser analizados por este mtodo para obtenervalores significativos de laresistencia a la compresin no confinada.Nota 1: La determinacin de la resistencia, de los suelos cohesivos, con confinamientolateral, sin consolidacinprevia y sin drenaje, est regulada por la Norma D2850.1.4 - Este mtodo no sustituye el mtodo de la Norma D2850.

1.5 - Los valores dados en el Sistema Internacional de Unidades debenser tomados como losestndar.2 - TERMINOLOGA2.1 - Definiciones: Confrntese la terminologa de la Norma D653 para ladefinicin estndarde los trminos.2.2 DESCRIPCIN DE TRMINOS ESPECIFICOS PARA ESTANORMA.2.2.1 - Resistencia a la compresin no confinada (qu): mnimo esfuerzocompresivo necesario para

romper una muestra no confinada de suelo, de forma cilndrica, encondiciones normalizadas.En este mtodo la resistencia a la compresin no confinada se toma comola mxima cargaalcanzada por unidad de rea durante el ensayo, o la carga por unidad derea cuando sealcanza el 15% de deformacin axial, lo que ocurra primero durante laejecucin de un


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ensayo.2.2.2 - Resistencia al corte (su): la resistencia al corte puede estimarse apartir de la resistencia ala compresin, como se define en el numeral 3.2.1. para los especimenessometidos al ensayo

de resistencia a la compresin no confinada a partir de la ecuacin.u u S= 0.5q

3 - SIGNIFICADO Y USO3.1 - El objetivo primario del ensayo de compresin no confinada esobtener rpidamente unvalor aproximado de la resistencia a la compresin de los suelos quetienen suficientecohesin para ser sometidos a dicho ensayo.3.2 - Las muestras de suelos fisuradas o que tienen estructuras de falla,algunos tipos de loesso de cenizas volcnicas, arcillas muy blandas, suelos secos y friables y

materiales laminados yvarvados, o muestras que contienen cantidad significante de limo y arena,o ambos (todos losGG-16 RESISTENCIA A LA COMPRESIN SIMPLEGRUPO DE GEOTECNIA 2 / 7FACULTAD DE MINAS

cuales normalmente exhiben propiedades cohesivas), frecuentementepresentan una mayorresistencia al corte cuando se ensayan de acuerdo con la Norma D2850.Tambin algunossuelos no saturados normalmente presentan resistencia al corte cuandose ensayan de

acuerdo con la Norma D2850.3.3 - La sensibilidad del material puede ser determinada si se llevan acabo ensayos sobre lamisma muestra en condiciones alterada e inalterada. Este mtodo dedeterminacin de lasensibilidad es adecuado solo para suelos que pueden mantener unaforma estable al serremoldeados.Nota 2: Para los suelos que no mantienen una forma estable, se puedeutilizar un ensayo deresistencia al corte con veletas o el mtodo de la Norma D2850 paradeterminar susensibilidad.4 - EQUIPO4.1 - Aparato de compresin: El aparato decompresin puede ser una bscula deplataforma equipada con un marco decarga activado con un gato de tornillo, o


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con un mecanismo de carga hidrulica, ocualquier otro instrumento de compresincon suficiente capacidad de control paraproporcionar la velocidad de cargaprescrita en el numeral 7.1. En lugar de la

bscula de plataforma es comn que lacarga sea medida con un anillo o una celdade carga fijada al marco (Figura 1). Parasuelos cuya resistencia a la compresininconfinada sea menor de 100 kPa(1kg/cm2) el aparato de compresin debeser capaz de medir los esfuerzoscompresivos con una precisin de 1 kPa(0.01 kg/cm2); para suelos con unaresistencia a la compresin inconfinada de100 kPa (1 kg/cm2) o mayor el aparato de

compresin debe ser capaz de medir losesfuerzos compresivos con una precisinde 5 kPa (0.05 Kg/cm2).Figura 1. Equipo para compresin inconfinada4.2 - Extractor de muestras: Capaz deextraer el ncleo de suelo del tubo demuestreo en la misma direccin en que lamuestra entr al tubo, a una velocidaduniforme y con la mnima alteracin. Lascondiciones en el momento de laextraccin de la muestra pueden indicar la

direccin del movimiento pero la principalpreocupacin debe ser mantener en unmnimo su grado de alteracin.Figura 2. Extractor de muestrasGG-16 RESISTENCIA A LA COMPRESIN SIMPLEGRUPO DE GEOTECNIA 3 / 7FACULTAD DE MINAS

4.3 - Deformmetro: El indicador de deformaciones debe ser uncomparador de cartulagraduado a 0.02 mm, y con un rango de medicin de por lo menos un20% de la longitud delespcimen para el ensayo, o algn otro instrumento de medicin, como

un transductor quecumpla estos requerimientos.4.4 - Micrmetro, u otro instrumento adecuado para medir lasdimensiones fsicas delespcimen dentro del 0.1% de la dimensin medida.Nota 3: Los piederrey o calibradores Vernier no son recomendados para especimenesblandos que se deformarn amedida que los calibradores se colocan sobre el espcimen.


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4.5 - Cronmetro: Un instrumento de medicin de tiempo, que indique eltiempo transcurridocon una precisin de 1s para controlar la velocidad de aplicacin dedeformacin prescritaen el numeral 7.1.

4.5 - Balanza: La balanza usada para pesar los especimenes, debedeterminar su masa conuna precisin de 0.1% de su masa total.4.6 - Equipo para la determinacin del contenido de humedad, como seespecifica en laNorma D2216.4.7 - Equipo miscelneo, que incluye las herramientas para recortar ylabrar la muestra,instrumentos para remoldear la muestra, y las hojas de datos.5 - PREPARACIN DE LAS MUESTRAS5.1 - Tamao de las muestras: Los especimenes deben tener un dimetro

mnimo de 30 mm y lapartcula mayor contenida dentro del espcimen de ensayo debe sermenor que 1/10 deldimetro del espcimen. Para muestras que tengan un dimetro de 72mm o mayores, eltamao mayor de partcula debe ser menor que 1/6 del dimetro delespcimen. Si despusde terminar un ensayo sobre una muestra inalterada, se encuentra, conbase en la observacindirecta, que hay presentes partculas mayores que las permitidas, registreesta informacin en

la seccin de observaciones del informe (Nota 4). La relacin de altura adimetro debeencontrarse entre 2 y 2.5. Determine la altura promedio y el dimetro dela muestra para elensayo utilizando los instrumentos especificados en el numeral 5.4. Tomeun mnimo de 3mediciones de la altura (separadas 120), y por lo menos tres medicionesdel dimetroespaciadas igualmente a lo largo de la generatriz del cilindro.Nota 4: Si se encuentran partculas de suelo grandes en la muestra despus del ensayo,puede hacerse un anlisisgranulomtrico de acuerdo con la norma D422 para confirmar la observacin visual; losresultados de este ensayodeben ser incluidos en el informe del ensayo principal.5.2 - Muestras inalteradas: Prepare los especimenes inalterados a partirde muestras grandesinalteradas o de muestras obtenidas de acuerdo con la Norma D1587 ypreservadas ytransportadas de acuerdo con las normas para el grupo de muestras C enla Norma D4220.


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determinacin del contenido de agua, tome una muestra representativade cortes para esteobjeto colocndolas inmediatamente en una cpsula cubierta. Ladeterminacin delcontenido de agua debe ser ejecutada de acuerdo con la Norma D2216.

5.3 - Muestras remoldeadas: Las muestras remoldeadas pueden serpreparadas a partir de unamuestra inalterada o a partir de una muestra alterada, siempre y cuandosea representativa dela muestra inalterada fallada. En el caso de las muestras inalteradasfalladas, envuelva elmaterial en una membrana de caucho delgado y amase el materialcompletamente con losdedos para asegurar un remoldeo completo. Evite que quede aireatrapado en la muestra.Tenga cuidado de obtener una muestra de densidad uniforme, con la

misma relacin devacos de la muestra inalterada y con el mismo contenido natural de aguaen el suelo.Moldee el material alterado en una formaleta de seccin transversalcircular cuyasdimensiones cumplan los requerimientos del numeral 6.1. Despus deretirar losespecimenes de la formaleta, determine la masa y las dimensiones de lasmuestras para elensayo.5.4 - Muestras compactadas: Las muestras deben ser preparadas con un

contenido de aguapredeterminada y con la densidad prescrita por el cliente que solicita elensayo (Nota 6).Despus de preparada la muestra recorte los extremosperpendicularmente al eje longitudinal,retrela de la formaleta y determine su masa y sus dimensiones.Nota 5: La experiencia muestra que es difcil compactar, manejar y obtener resultadosvalidos con especimenes quetienen un grado de saturacin mayor de 90%.

6 - PROCEDIMIENTO6.1 - Coloque el espcimen en el aparato de carga de tal manera quequede centrado en laplatina inferior. Ajuste el instrumento de carga cuidadosamente de talmanera que la platinasuperior apenas haga contacto con el espcimen. Lleve a ceros elindicador de deformacin.Aplique la carga de tal manera que se produzca una deformacin axial auna velocidad de 2 a


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2.5% por minuto. Registre los valores de carga, deformacin y tiempo aintervalossuficientes para definir la curva esfuerzo-deformacin (normalmente sonsuficientes 10 a 15puntos). La velocidad de deformacin debe escogerse de tal manera que

el tiempo necesariopara la falla no exceda de 15 minutos (nota 6). Contine aplicando cargahasta que losvalores de carga decrezcan al aumentar la deformacin o hasta que sealcance unadeformacin igual a 15%. La velocidad de deformacin utilizada paraensayar muestrasselladas puede disminuirse si se considera deseable para obtener mejoresresultados en elensayo. Registre la velocidad de deformacin en el informe de los datosde ensayo.GG-16 RESISTENCIA A LA COMPRESIN SIMPLEGRUPO DE GEOTECNIA 5 / 7FACULTAD DE MINAS

Determine el contenido de agua de la muestra de ensayo utilizando todoel espcimen amenos que se hayan obtenido cortes representativos para este fin, comoen el caso de lasmuestras inalteradas. Indique en el informe del ensayo si la muestra paracontenido dehumedad fue obtenida antes o despus del ensayo de compresin.Nota 6: Los materiales blandos que presentan grandes deformaciones en la falla, debenser ensayados con una mayor

velocidad de deformacin. Por el contrario, los materiales rgidos o frgiles quepresentan pequeas deformacionesen el momento de la falla deben ser ensayados con una menor velocidad dedeformacin.6.2 - Haga un diagrama o tome una fotografa de la muestra en lascondiciones de falla,mostrando el ngulo de inclinacin de la superficie de rotura, si dichongulo es mensurable(Figura 3).Figura 3. Especimenes despus de la falla en compresin simple7 - CLCULOS7.1 - Calcule la deformacin axial, 1, hasta el 0.1% ms prximo, para

cada carga de inters,as:1 0 = L/L

donde:L: Cambio de longitud del espcimen como se lee a partir del indicadorde deformaciones(mm).


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Lo: Longitud inicial de la muestra para el ensayo (mm).7.2 - Calcule el rea transversal media, A, para una carga aplicada dada,como sigue:/(1 ) 0 1A = A

donde:

Ao: rea transversal media inicial de la muestra (mm2)1: Deformacin axial para una carga dada, %7.3 - Calcule el esfuerzo compresivo, C, con tres cifras significativas ocon una precisin de1 kPa (0.01 kg/cm2), para cada carga de inters as:P A c = /

donde:P: Carga aplicada, kPa (kg/cm2)A: rea transversal media correspondiente (mm2)7.4 - Grfica: Si se desea puede dibujarse un grfico que muestra larelacin entre los

esfuerzos de compresin (en las ordenadas) y la deformacin axial (en lasabscisas).Seleccione el valor mximo del esfuerzo de compresin, o el esfuerzo decompresin al 15%de deformacin axial, lo que se alcance primero, y regstrelo como laresistencia a laGG-16 RESISTENCIA A LA COMPRESIN SIMPLEGRUPO DE GEOTECNIA 6 / 7FACULTAD DE MINAS

compresin inconfinada, qu. Cuando se considere necesario para unaadecuadainterpretacin, incluya el grfico de los datos esfuerzo-deformacin comouna parte de losdatos del informe.7.5 - Si se determina la resistencia a la compresin no confinada demateriales inalterados ymateriales remoldeados, la sensibilidad, St, se calcula como sigue:( )

( Alterado )Inalteradou Material

u Material

tq

q

S=8 - INFORME8.1 - El informe debe incluir lo siguiente:8.2 - Identificacin y descripcin visual del espcimen incluyendo laclasificacin del suelo,el smbolo y si el espcimen es inalterado, remoldeado, compactado, etc.Tambin incluya la


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informacin que identifique el espcimen, (proyecto, localizacin, nmerode sondeo,nmero de la muestra, profundidad, etc.). Las descripciones visualesdeben ser hechas deacuerdo con la norma D2488.

8.3 - Densidad seca inicial y contenido de agua (especifique si la muestrapara el contenidode agua fue obtenida antes o despus del ensayo y si fue obtenido apartir de cortes o de lamuestra completa).8.4 - Grado de saturacin (nota 7), si fue calculado.Nota 7: Se requiere la gravedad determinada de acuerdo con la Norma D854 para elcalculo del grado de saturacin.8.5 - Resistencia a la compresin inconfinada y resistencia al corte, kPa.8.6 - Altura y dimetro promedios de la muestra.8.7 - Relacin altura a dimetro.8.8 - Velocidad promedia de deformacin en condiciones de falla, %8.9 - Deformacin en condiciones de ruptura, %8.10 - Limite liquido, lmite plstico, si fueron determinados, de acuerdocon la NormaD43188.11 - Esquema o fotografa de las condiciones de ruptura.8.12 - Grfico esfuerzo-deformacin, si fue preparado.8.13 - Sensibilidad si fue determinada.8.14 - Anlisis granulomtrico, si fue ejecutado, de acuerdo con la NormaD422.8.15 - Observaciones: Anote cualquier condicin inslita u otros datosque pueden serconsiderados necesarios para interpretar adecuadamente los resultadosobtenidos, porejemplo, espejos de falla, estratificacin, presencia de conchas, guijarros,races, o fragilidad,el tipo de rotura, esto es embombamiento, cizalla diagonal, etc.8.16 - Precisin y sesgo8.16.1 - Precisin: Se estn evaluando datos para determinar la precisinde este mtodo.Adicionalmente, el comit D1805 busca datos pertinentes de los usuariosde este mtodo de

ensayo.8.16.2. - Sesgo: No hay un valor aceptado de referencia para estemtodo, en consecuencia,no se puede determinar el sesgo.8.17 - Descriptores (Palabras claves): Carga, compresin inconfinada,condiciones dedeformacin controlada, relaciones esfuerzo-deformacin, resistencia,sensibilidad, suelo


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cohesivo.8.18 - Apndice (Informacin opcional)GG-16 RESISTENCIA A LA COMPRESIN SIMPLEGRUPO DE GEOTECNIA 7 / 7FACULTAD DE MINAS

9 - REFERENCIAS

9.1 -ASTM Standard D422-63: Method for Particle-Size Analysis of Soils.9.2 -ASTM Standard D2488-93: Practice for Description and Identificationof Soils (Visual-Manual Procedure).9.3 -ASTM Standard D4220-89: Practice for Preserving and TransportingSoil Samples.9.4 -ASTM Standard D1587-83: Practice for Thin-Walled Tube Sampling ofSoils.9.5 -ASTM Standard D653-90:Terminology Relating to Soil, Rock, andcontained Fluids.9.6 -ASTM Standard D2487-93:Test Method for Clasification of Soils for

EngineeringPurposes.9.7 -ASTM Standard D2216-92:Test Method for LaboratoryDetermination of Water(moisture) Content of Soil and Rock.9.8 -ASTM Standard D4318-93:Test Method for Liquid Limit, Plastic Limitand PlasticityIndex of Soils.9.9 -ASTM Standard D854-92:Test Method for Specific Gravity Soil.9.10 - ASTM Standard D2850-87: Test Method for Unconsolidated;Undrained Compressive

Strenght of Cohesive Soils in Triaxial Compression .9.11 -ASTM Standard D2166-91:Test Method for UnconfinedCompressive Strenght ofCohesive Soil.

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