3-12-2014

Angie Lorena Galvis Lara – 274231

Juan Pablo Garcia Pulido – 273870

Julieth Viviana Preciado Millán - 273583

INTRODUCCION:El ensayo de compresión simple tiene cierto nivel de importancia a la hora de evaluar la resistencia al corte de cierto tipo de materiales que no expulsan agua en la etapa de carga del ensayo mismo y que puede mantener su resistencia después de anular o remover las presiones, como en el caso de las arcillas. Como este ensayo es bastante rápido, en el que se puede medir el módulo de elasticidad del suelo, se considera uno de los ensayos más usuales en la ingeniería geotécnica, pero hay que tener en cuenta que por no estar la muestra en confinamiento, los valores de resistencia al corte pueden ser inferiores al valor real que se tenga en campo, por lo cual este ensayo se limita a muestras inalteradas de suelos arcillosos, lo cual es tenido en cuenta principalmente en campos como la estabilidad de taludes naturales o de corte, capacidad portante de cimentaciones, entre otras aplicaciones.

OBJETIVOS:Ensayo a realizar y normas en las que se fundamenta dicho ensayoPara este caso, se ensayara una muestra de material arcilloso inalterado, además e que dicho ensayo se realizara con deformaciones controladas.

Descripción de la muestra:Según los datos suministrados, la muestra es una arcilla limosa, de color gris oscuro y con tonos verdosos, que presenta fisuras en su extensión. Esta muestra fue tomada en la zona de la carrera 11 con calle 98 en el norte de Bogotá, a una profundidad que comprende entre los 10 y 11.3 m de excavación en el terreno.

Ilustración 1 Equipo para la práctica de compresión simple o incofinada

DATOS Y CALCULOS:Para el ensayo de compresión simple, se tiene que:

En la etapa de falla en forma de tabla para cada tiempo durante la falla:

- Calcular la carga P(kg) (esta carga es igual a la lectura de carga del anillo, multiplicado por la constante del anillo de carga menos la carga en kg, es decir, 0.143 por la lectura del anillo para lecturas menores a 804)

- Se debe calcular la deformación longitudinal axial de la muestra respecto a la deformación vertical

- Se calcula el área corregida de la muestra (Ac) teniendo en cuenta que la etapa o momento de falla es en estado de “no drenado” por lo cual se tiene un cambio volumétrico nulo

- Por último, calcular los esfuerzos principales totales σ1 y σ3, que son el esfuerzo vertical y el de confinamiento.

Peso probeta 643.13 gAltura promedio 14.16 cmDiámetro promedio 6.55 cmÁrea 33.71 cm2ϒt 1.347 g/cm3ϒd 0.603 g/cm3

Ilustración 2 Datos iniciales de la probeta

Raiz tiempo

Tiempo (seg)

Lectura Anillo 7827 de Carga x 10^-4 in

lectura deformimetro x 10^-3 in

Lectura Anillo 7827 de Carga (cm)

lectura deformimetro (cm)

0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,0004,243 18,000 9,000 10,000 0,002 0,0036,000 36,000 14,000 20,000 0,004 0,0057,416 55,000 20,000 30,000 0,005 0,0088,602 74,000 24,000 40,000 0,006 0,0109,644 93,000 27,000 50,000 0,007 0,013

10,583 112,000 30,000 60,000 0,008 0,01511,533 133,000 32,000 70,000 0,008 0,01812,369 153,000 35,000 80,000 0,009 0,02013,077 171,000 38,000 90,000 0,010 0,02313,784 190,000 39,000 100,000 0,010 0,02515,133 229,000 43,000 120,000 0,011 0,03016,340 267,000 46,000 140,000 0,012 0,03617,521 307,000 48,000 160,000 0,012 0,04118,520 343,000 50,000 180,000 0,013 0,04619,494 380,000 52,000 200,000 0,013 0,05120,494 420,000 53,000 220,000 0,013 0,05621,401 458,000 54,000 240,000 0,014 0,06122,271 496,000 55,000 260,000 0,014 0,06623,195 538,000 55,000 280,000 0,014 0,07124,083 580,000 54,000 300,000 0,014 0,07624,718 611,000 54,000 320,000 0,014 0,08125,397 645,000 53,000 340,000 0,013 0,08626,173 685,000 52,000 360,000 0,013 0,091

8,485 72,000 49,000 380,000 0,012 0,097

Ilustración 3 Lecturas de los anillos de carga

Carga vertical aplicada P (Kg)

Deformacion longitudinal axial

Deformacion unitaria axial εa

Area corregida Ac

Esfuerzo σϲ

0,00 0,000 0,000 33,710 0,0001,43 0,003 0,018 34,326 0,0422,86 0,005 0,036 34,964 0,0824,29 0,008 0,054 35,627 0,1205,72 0,010 0,072 36,316 0,1587,15 0,013 0,090 37,031 0,1938,58 0,015 0,108 37,776 0,227

10,01 0,018 0,126 38,551 0,26011,44 0,020 0,144 39,358 0,29112,87 0,023 0,161 40,200 0,32014,30 0,025 0,179 41,079 0,34817,16 0,030 0,215 42,957 0,39920,02 0,036 0,251 45,014 0,44522,88 0,041 0,287 47,279 0,48425,74 0,046 0,323 49,784 0,51728,60 0,051 0,359 52,570 0,54431,46 0,056 0,395 55,685 0,56534,32 0,061 0,431 59,193 0,58037,18 0,066 0,466 63,173 0,58940,04 0,071 0,502 67,726 0,59142,90 0,076 0,538 72,987 0,58845,76 0,081 0,574 79,134 0,57848,62 0,086 0,610 86,411 0,56351,48 0,091 0,646 95,162 0,54154,34 0,097 0,682 105,886 0,513

Ilustración 4 Datos obtenidos de acuerdo a las lecturas de los anillos de carga

Con estos datos obtenidos, ahora se grafica el esfuerzo desviador en función de la deformación unitaria axial, y de esa gráfica, determinar el esfuerzo desviador que se da en la falla para el ensayo realizado.

0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.7000.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

Esfuerzo desviador Vs Deformacion unitaria axial

Deformacion unitaria axial εa(%)

Esfu

erzo

des

viad

or σ

(kg/

cm^2

)

Ilustración 5 esfuerzo desviador en la probeta

Ahora se procede a determinar Cu para el suelo trabajado en el ensayo.

Esfuerzo desviador en la falla σ 0,591qu 0,591Cu 0,2955

ANALISIS DE RESULTADOS:De acuerdo a la teoría de los libros de mecánica de suelos, los suelos se pueden clasificar de acuerdo al valor de la magnitud de la resistencia a compresión no drenada (qu) del suelo.

Según los datos obtenidos para la muestra utilizada en este ensayo, se puede deducir que este suelo tiene consistencia blanda (qu=0.2955)

Ilustración 6 Valores de consistencia de los suelos y clasificación

El tener un material blando se puede dar, como causa probable, a que el material a la hora de ser extraída la muestra presento algún tipo de alteración, pudo presentar cambio en su estructura o un probable desorden en la doble capa difusa. Como el material manejado es una arcilla, para que vuelva a su estado original, se requiere de humedad constante en el ambiente; para que recupere parte de su forma, teniendo en cuenta, que no volverá al estado primitivo en el que se encontraba la muestra.

Grafica de esfuerzo desviador:Este tipo de graficas que están en función de una deformación axial de tipo unitaria, nos ayuda a determinar el esfuerzo ultimo para suelos que sean cohesivos sometidos a compresión simple, dependiendo del valor obtenido de resistencia máxima en compresión.

En la gráfica se puede apreciar que la zona de comportamiento plástico del suelo se da hasta un valor de 0.575 en esfuerzo; hasta ese valor, el suelo tiene la posibilidad de recuperarse de la deformación. Al sobrepasar el valor de 0.575, como se tiene un comportamiento más lineal en esa parte de la gráfica, las deformaciones serán permanentes y en la probeta se presentara agrietamiento de las paredes de la misma.

Conclusiones: La compresión no drenada (qu) y la resistencia al corte no drenada (Cu) aplica para el

estudio de suelos cohesivoso - semicohesivo, este calculo se basa en que el esfuerzo principal menor es cero y que el ángulo de fricción interna se supone igual a cero, se obtienen cálculos pero que no son muy confiables para resistencia al corte del suelo debido a que las condiciones del suelo aspectos tales como saturación la presión de oros no puede controlarse.

El que no se pueda evacuar agua del suelo en el momento que este realizándose el ensayo, se puede considerar un limitante, debido a que, como es una situación que solo se da en laboratorio y en cambio, en campo se puede dar la evacuación de agua, no se puede considerar como parámetro confiable para solucionar problemas que estén relacionados con la ingeniería geotécnica

Bibliografía:

http://oa.upm.es/1088/1 -- Consultado el 30/11/2014 http://www.ing.unlp.edu.ar/constr/g1/Apunte%20de%20Resistencia%20al%20Corte

%201.pdf. – Consultado el 1/12/14