martes, 29 de noviembre de 2011

PRACTICA 5 COMPRESION SIMPLE EN SUELOS

COMPRESION SIMPLE EN SUELOS

OBJETIVO

Introducir al estudiante a un procedimiento aproximado para evaluar la resistencia al corte de suelos cohesivos.


DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO

El método de ensayar muestras de suelo cohesivo en compresión simple, ha sido aceptado ampliamente, como un medio para determinar rápidamente la cohesión de un suelo. En este ensayo, las muestras se prueban hasta que la carga en dicha muestra comience a decrecer o hasta que por lo menos se haya desarrollado una deformación unitaria del 20%.

Básicamente, el ensayo consiste en colocar una muestra de longitud adecuada (L =2-3φ), entre dos placas (aparatos para transferir la carga al suelo), con piedras porosas insertadas. Se aplica una carga axial y a medida que la muestra se deforma crecientemente, se obtienen cargas correspondientes. Se registran las cargas de "falla" y deformación. Estos datos se utilizan para calcular las áreas corregidas y la resistencia a la compresión inconfinada.


EQUIPO



·         Máquina de compresión inconfinada (cualquier tipo de máquina de compresión que tenga un sistema de lectura de carga de rango suficientemente bajo, para obtener lecturas de carga aproximada).



·         Torno de labrado.

·         Arco con segueta.

·         Balanza de precisión.

·         Vernier.

·         Acrílicos.

·         Chupadero.

·         Molde proctor para ser utilizado como accesorios de la maquina de compresión.

·         Vidrios de reloj.

·         Deformímetro de carátula (lectura con precisión de0.01 mm / división).


PROCEDIMIENTO



·         Preparar dos muestras cilíndricas, con relación L/d entre dos y tres.



  ·         Colocar las muestras en recipientes húmedos o dejarlas en el cuarto de humedad o envolverlo en un trapo humedo para prevenir su desecamiento mientras se espera turno para la máquina de compresión.



·         Calcular la deformación correspondiente al 20 %de deformación unitaria para las muestras mientras se espera turno para la máquina, deforma que se pueda saber, cuando termina el experimento, si la muestra recibe carga sin mostrar un pico, antes de que dicha deformación unitaria suceda.



·         Calcular la densidad (Yg, Ys) y el contenido de humedad (%h) de las muestras.


·         Alinear cuidadosamente la muestra en la máquina de compresión. Si los extremos no son perfectamente perpendiculares al eje del espécimen, la parte inicial de la curva de esfuerzo – deformación unitaria será plana (hasta que el área total de la muestra contribuya a la resistencia al esfuerzo, las deformaciones unitarias serán demasiado grandes para el esfuerzo calculado).

·         Establecer el cero en el equipo de carga (bien sea un deformímetro de carátula para registrar la deformación del anillo de carga o un DVM si se utiliza una célula de carga electrónica). En este momento es necesario aplicar una carga muy pequeña sobre la muestra (del orden de una unidad del deformímetro de carga, o quizá 0.5 Kg. para una celda de carga).

·         Prender la máquina y tomar lecturas en los deformímetro de carga y deformación como sigue(para un deformímetro de 0.01 mm / división): de 10 en 10 segundos hasta llegar a 50 y posteriormente con intervalos de 15 segundos; y de aquí en adelante cada 50 a100 divisiones del deformímetro, hasta que suceda uno de los siguientes casos:



1.      La carga sobre la muestra decrece significativamente.



2.      La carga se mantiene constante por cuatro lecturas.



3.      La deformación sobrepasa significativamente el20% de la deformación unitaria.



·         Determinar el contenido de humedad (%h) para cada muestra.




CALCULOS



Se efectúan los cálculos de esfuerzo y deformación unitaria axial, de forma que se pueda dibujar una curva esfuerzo-deformación unitaria, para obtener el máximo esfuerzo (a menos que ocurra primero el20% de la deformación unitaria) que se toma como la resistencia a la compresión inconfinada (σU) del suelo.



La curva esfuerzo-deformación unitaria se dibuja para obtener un valor "promedio" de σu mayo, para tomar simplemente el valor máximo de esfuerzo. La Deformación Unitaria (Є) se calcula como se muestra a continuación:


Donde:

 ΔL = deformación total de la muestra (axial), mm

Lo = Long. Original de la muestra, en mm.


De acuerdo a la construcción realizada en el Círculo de Mohr, es evidente que la Cohesión(c) de una muestra de suelo puede ser calculada mediante la siguiente expresión:


TABLA DE DATOS.


GRAFICA DE ESFUEZO- DEFORMACION.


Calcular la resistencia ala compresión simple (qu) la cohesión (C)



C=qu/2=.309581794/2=0.154790897

                                                      CONCLUSIONES:



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 última del suelo, el cual, como se vio, 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 aún que pueden aprovechar las resistencias del suelo en beneficio de su propia capacidad y estabilidad, siendo el estudio y la experimentación las herramientas para conseguirlo, y finalmente poder predecir, con una cierta aproximación, el comportamiento ante las cargas de estas estructuras.

Debido a la compleja y variable naturaleza de los suelos, en especial en lo referido a la resistencia al esfuerzo cortante, existen muchos métodos de ensayo para evaluar sus características. Aun cuando se utilizan otros métodos más representativos, como el triaxial, el ensayo de compresión simple cumple el objetivo buscado, sin tener que hacer un método tan complejo ni usar un equipo que a veces puede ser inaccesible, lo que significa menor costo. Este método de ensayo es aplicable solo a materiales cohesivos 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. Los 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 último de un suelo cohesivo 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.


BIBLIOGRAFIA:

                 ·        MANUAL DE LABORATORIO DE SUELOS EN INGENIERIA CIVIL

BRWOLES



·        MECANICA DE SUELOS

PETER L. BERRY-DAVID REID

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