COMPRESION-INCOFINADA (1).docx

7/25/2019 COMPRESION-INCOFINADA (1).docx

http://slidepdf.com/reader/full/compresion-incofinada-1docx 1/10

SUELOS IIINFORME Nº04:

¨COMPRESION INCOFINADA ¨

AUXILIAR DE PRÁCTICAS: Ing. JOSÉ CARLOSLIMACHI

ALUMNOS: CUTIRE GUTIERREZ ALVARO !4"!#GALDOS ROMAN GIMI JOSEPH !4"$NU%EZ ES&UIVEL ROGER !4''VIVANCO GAMARRA DIEGO !4"40

!0(

INTRODUCCION

El ensayo de compresión no confinada, también conocido con el nombre de ensayo de

compresión simple o ensayo de compresión uniaxial, es muy importante en Mecánica

de suelos, ya que permite obtener un valor de carga ultima del suelo, el cual como se

verá más 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 más preciso,

ya que entrega un resultado conservador. Este ensayo puede definirse en teoría como

un caso particular del ensayo triaxial.



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 más an que pueden

aprovec!ar las resistencias del suelo en beneficio de su propia capacidad y

estabilidad, siendo el estudio y la experimentación las !erramientas para conseguirlo,

y finalmente poder predecir, con una cierta aproximación, el comportamiento ante lascargas de estas estructuras.

"ebido a la comple#a y variable naturaleza de los suelos, en especial en lo referido a la

resistencia al esfuerzo cortante, existen muc!os métodos de ensayo para evaluar sus

características. $un cuando se utilizan otros métodos más representativos, como el

triaxial, el ensayo de compresión simple cumple el ob#etivo buscado, sin tener que

!acer un método tan comple#o ni usar un equipo que a veces puede ser inaccesible, lo

que significa menor costo. Este método de ensayo es aplicable solo a materiales

co!esivos que no expulsan agua durante la etapa de carga del ensayo y que

mantienen su resistencia intrínseca después de remover las presiones de

confinamiento, como las arcillas o los suelos cementados. %os suelos secos friables,

los materiales fisurados, laminados o varvados, los limos, las turbas y las arenas no

pueden ser analizados por este método para obtener valores significativos de la

resistencia a la compresión no confinada.

Este ensayo se realiza con el fin de determinar la resistencia o esfuerzo ltimo de un

suelo co!esivo a la compresión no confinada, mediante la aplicación de una carga

axial con control de deformación y utilizando una muestra de suelo inalterada tallada

en forma de cilindro, generalmente con una relación alto&diámetro igual a '.

PRESENTACIÓN

El siguiente informe consta de introducción, ob#etivos, equipo y materiales,

procedimiento, datos y cálculos del laboratorio, conclusiones y recomendaciones en

cuanto al informe () *+ -M/0E12( 12M/%E34 cumpliendo así con lo solicitado por

el docente.

OBJETIVOS

$l terminar este traba#o en el laboratorio el alumno será capaz de5



0econocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo necesario para

realizar el ensayo de compresión no confinada, aprendiendo las características

de cada uno, y los cuidados que se deben tomar para realizar la experiencia. btener datos a partir de los ensayos y anotarlos en un registro ordenado de

acuerdo a un método establecido.

/rocesar los datos obtenidos a través de formulaciones, tablas y gráficos, de

manera que permitan sacar conclusiones sobre el ensayo realizado.

-omprender con exactitud la metodología y procedimientos usados en el

ensayo, incluido el tiempo e intervalos con los que será ensayada la muestra. -onstruir el gráfico esfuerzo6deformación a partir de los datos obtenidos de la

experiencia y de las fórmulas teóricas necesarias

MARCO TEORICO

El ensayo de compresión simple

7iene por finalidad, determinar la resistencia a la compresión no confinada 8qu9, de un

cilindro de suelo co!esivo o semi6co!esivo, e indirectamente la resistencia al corte

8qc9, por la expresión.

Este cálculo se basa en el !ec!o de que el esfuerzo principal menor es cero 8ya que al

suelo lo rodea sólo la presión atmosférica9 y que el ángulo de fricción interna 8:9 del

suelo se supone cero.

"ebido a numerosos estudios, se !a !ec!o evidente que este ensayo generalmente

no proporciona un valor bastante confiable de la resistencia al corte de un suelo

co!esivo, debido a la pérdida de la restricción lateral provista por la masa de suelo, las

condiciones internas del suelo como el grado de saturación o la presión de poros que

no puede controlarse y la fricción en los extremos producidas por las placas de apoyo.

1in embargo, si los resultados se interpretan adecuadamente, reconociendo las

deficiencias del ensayo, estos serán razonablemente confiables.

El ensayo de la compresión simple es un caso especial del ensayo triaxial, en el cual

solamente se le aplica a la probeta la tensión longitudinal. /uesto que no es necesario

el dispositivo para aplicar la presión lateral, y como, además, la muestra no necesita

estar envuelta en una membrana de cauc!o, este ensayo se !a convertido en un

ensayo sencillo de campo. El aparato es tan solo til para ensayos rápidos sobresuelos predominantemente arcillosos que están saturados o casi saturados. 1e podrá



realizar de dos maneras, mediante un control de deformación 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 prácticamente

nula utilización.

-omo el ensayo de compresión simple en arcillas relativamente impermeables se

efecta cargando la probeta con bastante rapidez, resulta que, en definitiva, constituye

también un ensayo sin drena#e si dic!a arcilla está saturada. -omo el ensayo de

compresión simple es extraordinariamente fácil y barato de realizar, resulta que muy

pocas veces se !acen los ensayos triaxiales en suelos saturados. 1egn el valor de la

resistencia máxima a compresión simple, una arcilla se puede clasificar del modo que

se indica a continuación 87erzag!i y /ec;, <=>>9.

Tipos de rotura

En un ensayo de compresión simple se pueden producir distintos tipos de rotura, los

cuales son la rotura frágil y la rotura dctil. En la primera predominan las grietas

paralelas a la dirección de la carga, y la rotura ocurre de un modo brusco y ba#o

deformaciones muy peque?as, presentándose después de ella un desmoronamientode la resistencia. En la segunda la muestra se limita a deformarse, sin que aparezcan

zonas de discontinuidad en ella. "e forma intermedia, la rotura se produce a través 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 compresión simple,

mientras que en suelos cementados se suele registrar rotura frágil en este tipo de

ensayos. %as teorías de rotura frágil fueron iniciadas por $llan @riffit! en <='*, al

atribuir la reducida resistencia a la tracción de muc!os materiales a la presencia de

diminutas fisuras en su interior, en cuyos extremos se produce concentración de



tensiones. %a rotura se produce debido a la propagación de las microfisuras existentes

ba#o dic!a concentración de tensiones.

En una probeta sometida a compresión simple también se pueden producir tracciones

locales en el contorno de las fisuras, especialmente sobre planos paralelos a ladirección de la compresión. Esto explica la aparición de grietas verticales. En suelos

blandos sometidos a presiones no muy altas, la rotura dctil se presenta ba#o la forma

de un ensanc!amiento sólo por el centro, ya que por los extremos lo impide la fricción

entre el suelo y las placas de carga.

EQUIPO Y MATERIALES

!" Aparato de #o$presi%&El aparato de compresión puede ser una

báscula de plataforma equipada con un

marco de carga activado con un gato de

tornillo, o con un mecanismo de carga

!idráulica, o cualquier otro instrumento de

compresión con suficiente capacidad de

control para proporcionar la velocidad de

carga. En lugar de la báscula de plataforma

es comn que la carga sea medida con un

anillo o una celda de carga fi#ada al marco.

/ara suelos cuya resistencia a lacompresión no confinada sea menor de <**

;/a 8<;g&cm'9 el aparato de compresión

debe ser capaz de medir los esfuerzos

compresivos con una precisión de < ;/a

8*,*< ;g&cm'94 para suelos con una

resistencia a la compresión no confinada de

<** ;/a 8< ;g&cm'9 o mayor el aparato de

compresión debe ser capaz de medir los

esfuerzos compresivos con una precisión

de > ;/a 8*,*> Ag&cm'9.

'" De(or$)$etroEl indicador de deformaciones debe ser un

comparador de carátula graduado a *,*'

mm, y con un rango de medición de por lo

menos un '*B de la longitud del espécimen

para el ensayo, o algn otro instrumento de

medición, como un transductor que cumpla

estos requerimientos.



*" I&stru$e&tos de $edi#i%&Micrómetro, u otro instrumento adecuado

para medir las dimensiones físicas del

espécimen dentro del *,<B de la dimensión

medida. %os pie de metro o calibradores

Cernier no son recomendados para

especímenes blandos que se deformarán a

medida que los calibradores se colocan

sobre el espécimen.

+" Cro&%$etroDn instrumento de medición de tiempo, que

indique el tiempo transcurrido con una

precisión de < seg para controlar la velocidad

de aplicación de deformación prescrita

anteriormente.

," Ba-a&.a%a balanza usada para pesar los

especímenes, debe determinar su masa

con una precisión de *,<B de su masa

total.



/" E0uipo $is#e-1&eo

2ncluye las !erramientas para recortar y labrar la muestra, instrumentos para remoldear la

muestra, y las !o#as de datos.

METODOLO2A

El ensayo de compresión simple se realiza siguiendo el método dado a continuación5

!" O3te&#i%& 4 prepara#i%& de $uestras"<.< 1e extrae muestra del suelo lo más inalterada posible de un tama?o

suficiente para poder trasportarla al laboratorio sin que ésta se desintegre y no

se produzcan grietas internas que puedan alterar los resultados del ensayo.<.' 1e deben mane#ar las muestras cuidadosamente para prevenir

cualquier alteración, cambios en la sección transversal y evitándose cualquier

cambio en el contenido de agua del suelo.'" Prepara#i%& de -a pro3eta"

'.< %os especímenes deben tener una sección transversal circular con sus

extremos perpendiculares al e#e longitudinal de la muestra. $demás deben

tener un diámetro mínimo de * mm y la partícula mayor contenida dentro del

espécimen de ensayo debe ser menor que <&<* del diámetro del espécimen. %a

relación de altura a diámetro debe encontrarse entre ' y ',>.'.' 1e talla la muestra de tal manera que la altura sea el doble del diámetro,

este tallado se realiza de forma muy cuidadosa, en lo posible tratando que el

material no se agriete en el tallado, realizado con un cuc!illo.'. El tama?o de la probeta se mide con un molde, de esta manera se llega

a una probeta bien tallada cumpliendo con la condiciones anteriormente

mencionadas, y se determina la altura promedio y el diámetro de la muestra

para el ensayo utilizando los instrumentos especificados anteriormente.*" Pro#edi$ie&to"

*"! 1e coloca el espécimen en el aparato de carga de tal manera que

quede centrado en la platina inferior. 1e a#usta el instrumento de carga

cuidadosamente de tal manera que la platina superior apenas !aga contacto

con el espécimen. 1e coloca en cero el indicador de deformación.

*"' 1e aplica la carga de tal manera que se produzca una deformación axiala razón de *,*> plg&min.



*"* 1e registran los valores de carga, deformación y tiempo, del anillo de

deformaciones y del anillo de cargas 8*,***<39 a intervalos suficientes para

definir la curva esfuerzo6deformación.*"+ 1e contina aplicando carga !asta que los valores de carga decrezcan

al aumentar la deformación o !asta que se alcance una deformación igual a*,'.*", Finalmente, se confecciona un croquis de la probeta posterior al ensayo.



CON C L U S ION E S

El ensayo de compresión simple o no confinada es un ensayo relativamente sencillo que

nos permite medir la carga ltima a la que un suelo sometido a una carga compresión

falla. 1in embargo es muy importante tener en cuenta las simplificaciones que esteensayo supone, y por las cuales no es un método exacto, sino más bien aproximado, a

pesar de esto es un ensayo muy solicitado, ya que la sencillez de su método y el equipo

que utiliza lo convierten en un ensayo de ba#o costo en relación a otros relacionados,

como el ensayo triaxial, que requiere de equipo más especializado. 1e podría decir que

este ensayo es un caso particular del ensayo triaxial, en el que la presión lateral es igual a

cero, y aunque esto pueda significar una imprecisión, pues no reproduce claramente las

condiciones en el terreno, en realidad se obtiene un resultado más conservador, ya que la

presión lateral de confinamiento ayuda al suelo a resistir la carga, y al no existir ésta el

valor obtenido sería inferior al real, lo que de#a al ingeniero con un margen de seguridad

adicional. En este ensayo se traba#a manteniendo la deformación constante, lo que se

controla por medio del dial o deformímetro solidario a la muestra de suelo y el cronómetro,

siendo la carga aplicada, o resistida, lo que varía y produce la forma de la curva esfuerzo6

deformación.

En lo que respecta al ensayo realizado por nosotros, después de llevar a cabo todos los

procedimientos se?alados en un apartado anterior, y luego del procesamiento de los datos

obtenidos en las mediciones, podemos construir el gráfico esfuerzo6deformación, que

representa el comportamiento del suelo sometido a cargas en progresivo aumento.

El gráfico esfuerzo6deformación obtenido presenta una forma un tanto extra?a, en la cual

no podría definirse en forma precisa el módulo de elasticidad, aunque si el esfuerzo ltimo

o de rotura, ya que después de llegar a este valor, la resistencia decae bruscamente y la

probeta se rompe visiblemente. Es posible que la forma del gráfico se deba

principalmente a la inexperiencia del grupo en el mane#o de la máquina de carga en el

control de la velocidad de la deformación por medio del cronómetro, aunque la probeta fue

tallada cuidadosamente. tra explicación que podemos dar a la forma, la cual muestra

una meseta o zona en que el esfuerzo se mantiene aumentando muc!o la deformación,

cercano a los ' ;g&cm', es que en ese momento se !aya producido una acomodación de

la probeta en uno de sus extremos o en ambos, que podrían no !aber quedado

perfectamente perpendiculares al e#e.



En resumen los resultados muestran un comportamiento que se ale#a un poco del

comportamiento típico de un suelo arcilloso, ya que el esfuerzo de rotura es bastante alto

en comparación a otros suelos, a pesar de mantener ba#as deformaciones, es por esto

que concluimos que la rotura del suelo es de tipo frágil, tesis que queda avalada por las

grietas casi verticales que se produ#eron al final, y que se veían claramente luego de

terminar el ensayo 8ver fotografías9.

%a resistencia del suelo o esfuerzo de compresión ltimo es ,G ;g&cm', valor que segn

la clasificación de 7erzag!i mostrada en la sección $poyo 7eórico corresponde a un suelo

de consistencia muy firme. 7ambién podemos obtener una aproximación de la resistencia

al corte, simplemente dividendo este valor por ', con lo que obtenemos <,H= ;g&cm' de

resistencia al corte.

COMPRESION-INCOFINADA (1).docx

Documents

Transcript of COMPRESION-INCOFINADA (1).docx