COMPRESION SIMPLE imprimir

MECÁNICA DE SUELOS II
ASUNTO:
PRÁCTICA LABORATORIO N.º 4
TEMA:
ENSAYO DE COMPRESION SIMPLE
DOCENTE:
ING. TATIANA DRANICHNIKOV
ALUMNO:
ALEX OMAR QUISHPE ASERO
CURSO:
GRUPO 4 MALLA ANTIGUA
FECHA:
22 ENERO 2019
QUITO-ECUADOR
1 OBJETIVOS.
1.1 OBJETIVO GENERAL
 Determinar la resistencia o el esfuerzo último de la muestra de suelo cohesivo a la
compresión simple, mediante la aplicación de una carga axial
 Determinar la consistencia del suelo con la carga ultima.
2 ALCANCES
Este método de ensayo cubre la determinación de la resistencia a la compresión simple de los
suelos cohesivos en el estado intacto, remodelada o reconstituida, con la tensión controlada por
la aplicación de la carga axial.
3 MARCO TEORICO
3.1 FUNDAMENTO TEÓRICO
Ensayo de compresión simple o no confinada
Tiene por finalidad, determinar la resistencia a la compresión no confinada (qu), de un cilindro
de suelo cohesivo o semi-cohesivo, e indirectamente la resistencia al corte (qc), por la expresión
Este cálculo se basa en el hecho de que el esfuerzo principal menor es cero (ya que al suelo lo
rodea sólo la presión atmosférica) y que el ángulo de fricción interna (Φ) del suelo se supone
cero. Sin embargo, si los resultados se interpretan adecuadamente, reconociendo las deficiencias
del ensayo, estos serán razonablemente confiables.
Tipos de rotura
Mediante el ensayo de pueden producir varios tipos de rotura, de los cuales tenemos la rotura
frágil y la rotura dúctil.
Rotura frágil. Generalmente se originan grietas paralelas a la dirección de la carga, es decir son
de manera longitudinal, y la rotura ocurre de un modo brusco y bajo deformaciones muy
pequeñas
Rotura dúctil. Este se limita a deformarse, sin que aparezca zonas de discontinuidad en ella. De
tal forma que la rotura se produce a través de un plano inclinado, apareciendo un pico en la
resistencia y un valor residual.
La curva esfuerzo-deformación unitaria se dibuja para obtener un valor "promedio" de esfuerzo
mayor, para tomar simplemente el valor máximo de esfuerzo. La Deformación Unitaria (ε) se
calcula con la siguiente expresión:
Donde:
ΔL = deformación total de la muestra (axial), mm.
Lo = Long. Original de la muestra, en mm.
Cabe mencionar que este 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.
Según el valor de la resistencia máxima a compresión simple, un suelo arcilloso se puede clasificar
según (Terzaghi y Peck, 1955)
4 QUIPOS Y MATERIALES.
4.1 EQUIPOS
 Aparato de compresión
 Deformímetro
 Instrumentos de medición
 Cronometro
 Balanza
 Equipo misceláneo (herramientas para recortar, labrar, remoldear la muestra y las
hojas de datos)
4.2 MATERIALES
 Especímenes o probetas que se obtuvieron mediante el tallado de la muestra de
suelo
5 PROCEDIMIENTO EN LABORATORIO.
 Se pesan las probetas antes de ensayar
 Se coloca la probeta en el aparato de carga de tal manera que quede centrado en la
platina inferior.
 Se ajusta el instrumento de carga cuidadosamente de tal manera que la platina
superior haga contacto con la probeta a ensayar.
 Se coloca en cero el indicador de deformación, como también el indicador de la
carga o fuerza axial.
 Se aplica la carga de tal manera que se produzca una deformación axial a razón de
0,001 pulg/min.
 Se registra los valores de carga, deformación,
 Se registran los valores de carga, deformación, del anillo de deformaciones (0,001”) y
del anillo de cargas (0,0001”) a intervalos suficientes para definir la curva esfuerzodeformación. En este caso se lo hizo con intervalos de 5 en la lectura de deformación
para cada lectura de carga.
 Se continúa aplicando carga hasta que los valores de carga decrezcan (ahí se conoce
la falla o rotura de la probeta).
 Una vez fallada la probeta se procede a medir su ángulo de fricción y se lo procede a
desmenuzar la muestra para tomar su respectivo contenido de humedad.
6 CÁLCULOS
Proyecto
Propiedades mecánicas de suelos
Contratista
-----------
Localización
Alangasi
Fecha de ingreso
21 de diciembre del 2018
Fecha de ensayo
18 de Enero del 2019
6.1 CALCULA DE CONTENIDO DE HUMEDAD
Muestra Cilíndrica
Muestra N1
1
% Humedad
14,06
Diámetro (mm)
6,63
H (mm)
13,97
Masa (gr)
836,81
Contenido de Humedad
Capsula N
12
321
Masa de capsula (g)
21,06
27,63
Masa de cap + Suelo húmedo (g)
50,26
82,32
Masa de cap + suelo seco (g)
46,63
75,64
Humedad (%)
14,2
13,91
Promedio humedad (%)
14,06
Contenido de humedad en porcentaje (%)
𝑤% =
𝑤%1 =
(𝑃𝑐𝑎𝑝 + 𝑀. 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎) − (𝑃𝑐𝑎𝑝. +𝑀. 𝑠𝑒𝑐𝑎)
∗ 100%
(𝑃𝑐𝑎𝑝. +𝑀. 𝑠𝑒𝑐𝑎) − (𝑃. 𝑐𝑎𝑝𝑠𝑢𝑙𝑎)
50,26 − 46,63
∗ 100% = 𝟏𝟒, 𝟐
46,63 − 21,06
𝑤%2 =
82,32 − 75,64
∗ 100% = 𝟏𝟑, 𝟗𝟏
75,64 − 27,63
Contenido de humedad promedio
𝑤%1 + 𝑤%2
2
14,2 + 13,91
=
2
= 𝟏𝟒, 𝟎𝟔%
𝑤%𝑝 =
6.2 CALCULOS PARA GRAFICAR LA CURVA DE ESFUERZO- DEFORMACION
 La carga está en newton
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 =
𝐾 ∗ 𝑙𝑒𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 + 46.64964
∗ 9.81
2.204
𝐾 = 10.04004
 Calculo de deformación unitaria
𝐷𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 =
𝑑𝑒𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑒𝑡𝑎
𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑒𝑡𝑎
 Cálculo del área corregida
á𝑟𝑒𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎 =
á𝑟𝑒𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑎
1−𝜀
 Esfuerzo
𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 =
𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
á𝑟𝑒𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎
 Resistencia máxima a la compresión y cohesión no drenada
𝐶𝑢 =
𝑞𝑢
2
𝑞𝑢 = 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎
𝐶𝑢 = 𝑐𝑜ℎ𝑒𝑠𝑖ó𝑛
 Ejemplo de cálculo de esfuerzo
𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑢𝑙𝑡𝑖𝑚𝑜 (𝑞𝑢) =
𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎
á𝑟𝑒𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑔𝑖𝑑𝑎
𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑢𝑙𝑡𝑖𝑚𝑜 (𝑞𝑢) =
1861.1𝑁
34.71𝑐𝑚2
𝑬𝒔𝒇𝒖𝒆𝒓𝒛𝒐 𝒖𝒍𝒕𝒊𝒎𝒐 (𝒒𝒖) = 𝟓𝟑. 𝟔𝟐 𝑵/𝒄𝒎𝟐
 Resistencia máxima a la compresión y cohesión no drenada
𝐶𝑢 =
𝐶𝑢 =
𝑞𝑢
2
53.62 𝑁/𝑐𝑚2
2
𝑪𝒖 = 𝟐𝟔. 𝟖𝟏𝑵/𝒄𝒎𝟐
 Consistencia del Suelo: Muy Firme
Datos del primer cilindro sometido al ensayo compresión simple.
LECTURA
DEFORMACION
LECTURA DEFORMACION CARGA DEFORMACION
pulg (0,001)
CARGA
(cm)
(N)
5
8
0,0127
565,14
10
14
0,0254
15
21
20
UNITARIA
AREA
CORREGIDA
ESFUERZO
DEFORMACION
(cm^2)
(N/cm^2)
0,0009
34,55
16,36
0,09
833,27
0,0018
34,58
24,09
0,18
0,0381
1146,09
0,0027
34,61
33,11
0,27
27
0,0508
1414,21
0,0036
34,65
40,82
0,36
25
32
0,0635
1637,66
0,0045
34,68
47,23
0,45
30
37
0,0762
1861,10
0,0055
34,71
53,62
0,55
35
32
0,0889
1637,66
0,0064
34,74
47,14
0,64
40
29
0,1016
1503,59
0,0073
34,77
43,24
0,73
(ΔH/H)
%
ESFUERZO VS DEFORMACIÓN
ESFUERZO(N/cm2)
60,00
53,62
50,00
40,00
30,00
muestra 1
20,00
10,00
0,08
0,18
0,28
0,38
0,48
0,58
0,68
0,78
DEFORMACION (%)
Cu=qu/2
26,81
N/cm^2
Datos de segundo cilindro sometido al ensayo de compresión simple
LECTURA
DEFORMACION
LECTURA DEFORMACION CARGA DEFORMACION
pulg (0,001)
CARGA
(cm)
(N)
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
10
13
15
19
20
21
23
25
26
29
31
33
39
29
29
28
0,0127
0,0254
0,0381
0,0508
0,0635
0,0762
0,0889
0,1016
0,1143
0,127
0,1397
0,1524
0,1651
0,1778
0,1905
0,2032
654,51
788,58
877,96
1056,7
1101,4
1146,1
1235,5
1324,8
1369,5
1503,6
1593
1682,3
1950,5
1503,6
1503,6
1458,9
UNITARIA
(ΔH/H)
0,0009
0,0017
0,0026
0,0035
0,0043
0,0052
0,0061
0,0069
0,0078
0,0087
0,0095
0,0104
0,0112
0,0121
0,0130
0,0138
AREA
CORREGIDA
ESFUERZO
DEFORMACION
(cm^2)
(N/cm^2)
%
36,13
36,17
36,20
36,23
36,26
36,29
36,32
36,35
36,39
36,42
36,45
36,48
36,51
36,55
36,58
36,61
18,11
21,80
24,25
29,17
30,38
31,58
34,01
36,44
37,64
41,29
43,70
46,11
53,42
41,14
41,11
39,85
0,09
0,17
0,26
0,35
0,43
0,52
0,61
0,69
0,78
0,87
0,95
1,04
1,12
1,21
1,30
1,38
ESFUERZO VS DEFORMACIÓN
53,42
ESFUERZO(N/cm2)
60,00
55,00
50,00
45,00
40,00
35,00
30,00
25,00
20,00
15,00
10,00
-0,15
muesta 2
0,05
0,25
0,45
0,65
0,85
1,05
1,25
1,45
DEFORMACION (%)
𝐶𝑢 =
𝑞𝑢
2
53,42
= 𝟐𝟔, 𝟕𝟏𝑵/𝒄𝒎𝟐
2
Datos de tercer cilindro sometido al ensayo de compresión simple
LECTURA
LECTURA DEFORMACION CARGA DEFORMACION
DEFORMACION
UNITARIA
pulg (0,001)
CARGA
(cm)
(N)
(ΔH/H)
5
10
0,0127
654,51
0,0009
AREA
CORREGIDA
ESFUERZO DEFORMACION
(cm^2)
(N/cm^2)
%
33,73
19,40
0,09
10
18
0,0254
1012,02
0,0017
33,76
29,98
0,17
15
28
0,0381
1458,90
0,0026
33,79
43,18
0,26
20
35
0,0508
1771,72
0,0035
33,82
52,39
0,35
25
39
0,0635
1950,47
0,0044
33,85
57,63
0,44
30
43
0,0762
2129,23
0,0052
33,88
62,85
0,52
35
44
0,0889
2173,91
0,0061
33,91
64,11
0,61
40
45
50
55
60
65
70
45
47
50
51
53
45
44
0,1016
0,1143
0,127
0,1397
0,1524
0,1651
0,1778
2218,60
2307,98
2442,04
2486,73
2576,11
2218,60
2173,91
0,0070
0,0078
0,0087
0,0096
0,0105
0,0113
0,0122
33,94
33,97
34,00
34,03
34,06
34,09
34,12
65,38
67,95
71,83
73,08
75,64
65,09
63,72
0,70
0,78
0,87
0,96
1,05
1,13
1,22
ESFUERZO VS DEFORMACIÓN
80,00
75,64
ESFUERZO(N/cm2)
70,00
60,00
50,00
40,00
muestra 3
30,00
20,00
10,00
-0,15
0,05
0,25
0,45
0,65
0,85
1,05
1,25
1,45
DEFORMACION (%)
𝐶𝑢 =
𝑞𝑢
2
75,64
= 𝟑𝟕, 𝟖𝟐𝑵/𝒄𝒎𝟐
2
 Gráfico de esfuerzo vs deformación de cada muestra ensayada en laboratorio.
ESFUERZO VS DEFORMACIÓN
80,00
75,64
ESFUERZO(N/cm2)
70,00
60,00
53,62
50,00
53,42
muestra 1
40,00
muesta 2
muestra 3
30,00
20,00
10,00
-0,15
0,05
0,25
0,45
0,65
DEFORMACION (%)
0,85
1,05
1,25
1,45
7 CONCLUSIONES
 El esfuerzo de compresión último o esfuerzos máximos fueron de (53,62; 53,42; 75,64)
N/cm^2, según la clasificación de (Terzaghi y Peck, 1955), le corresponde a un suelo de
consistencia Muy Firme.
 El valor de la resistencia máxima a la compresión y cohesión no drenada es igual a
(26,81; 26,71; 37,82) N/cm^2.
 En este ensayo se pudo observar que tuvo un tipo de rotura frágil.
 El ensayo a compresión simple es un ensayo relativamente sencillo que nos permite
medir la carga ultima a la que un suelo sometido a compresión falla.
8 RECOMENDACIONES
 Tomar en cuenta que la muestra deber estar bien tallada, es decir que las superficies que
estén en contacto con la máquina para que la carga este bien distribuida.
 En caso de tener una muestra con un valor demasiado alto o bajo a las demás probetas
se recomienda descartar la probeta, quedando solamente con las probetas que se
asemejan en los valores de carga máxima.
9 ANEXOS
10 BIBLIOGRAFÍA
ASTM D2166. (s.f.). Método de prueba estándar para resistencia a compresión simple de suelos
cohesivos.
BRAJA M, D. (2013). FUNDAMENTOS DE INGENIERIA DE GEOTECNICA .
LAMBE, W. (2005). MECÁNICA DE SUELOS . Limusa, México.