Ensayo De Compresión Inconfinada.docx

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

Presentado por: JAIDER CORONEL ROJAS CÓD. 171773 LAURA INES SANCHEZ CÓD. 171771 LUIS ANGEL VALERO CÓD. 172256 KATIA MILENA CABANNA CÓD. 171708 JANER ARMANDO GIL CÓD. 171738 DIOMAR AREVALO CÓD. 172595 JHOVIN ALEXON CAÑIZARES CÓD. 171759 RICHARD SNEIDER RINCÓN SANTIAGO CÓD. 171905 JUAN SEBASTIAN PACHECO CÓD. 171861

Presentado a: ING. AGUSTIN MACGREGOR TORRADO

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER OCAÑA FACULTAD DE INGENIERAS INGENIERA CIVIL OCAÑA – NORTE DE SANTANDER 2018

INTRODUCCION La práctica que realizamos en laboratorio y que cuyos datos obtenidos están consignados en las siguientes páginas, consiste en la aplicación de una carga axial a una probeta de suelo cilíndrico hasta llevarla a la falla. 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 o que tienen estructuras de falla, algunos tipos de loess o de cenizas volcánicas, las turbas, las arcillas muy blandas, materiales laminados o varvados, o muestras que tienen cantidades significantes de limos o arenas, (todos los cuales tienen normalmente propiedades cohesivas) no pueden ser analizados por este método para obtener valores significativos de la resistencia a la compresión no confinada.

MARCO TEORICO El ensayo tiene por finalidad determinar la resistencia a la compresión no confinada (qu), de un cilindro de cuelo cohesivo o semi-cohesivo, e indirectamente la resistencia al corte (qc), por la expresión. Este calculo se basa en el hecho de que el esfuerzo principal menor es cero(ya que al suelo lo rodea solo la presión atmosférica) y que el ángulo de fricción interna (Φ) del suelo se supone cero 𝑞𝑐 =

𝑞𝑢 2

Debido a numerosos estudios, se ha hecho evidente que este ensayo generalmente no proporciona un valor bastante confiable de la resistencia al corte de un suelo cohesivo, debido a la perdida 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 pueden controlarse y la fricción en los extremos producidas por las placas de apoyo. Sin embargo, si los resultados se interpretan adecuadamente, reconociendo las deficiencias del ensayo, estos serán razonablemente confiables. (Sucasaire & Ramírez, 2015)

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL 

Determinar parámetros mediante el ensayo que me permitan solucionar problemas presentados por los suelos en el campo de la ingeniería civil y así determinar qué tan resistente es para nuestros proyectos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS  



Determinar la resistencia a la compresión simple con el ensayo de compresión inconfinada. Determinar por medio del ensayo de compresión inconfinada la forma de falla y la capacidad de soporte de la muestra de suelo, así como la cohesión del mismo. Conocer la capacidad de soporte de la muestra de suelo a los esfuerzos de carga axial por medio del ensayo de compresión inconfinada, así mismo conocer el comportamiento estructural de la probeta con respecto a la aplicación de dicha carga sobre la misma e identificar qué tipo de falla se presenta en la muestra de suelo.

EQUIPOS

 MAQUINA DE COMPRESIÓN Para suelos cuya resistencia a la compresión inconfinada sea menor de 100 kPa (1kg/cm2) el aparato de compresión debe ser capaz de medir los esfuerzos compresivos con una precisión de 1 kPa (0.01 kg/cm2). Para suelos con una resistencia a la compresión inconfinada de 100 kPa (1 kg/cm2) o mayor el aparato de compresión debe ser capaz de medir los esfuerzos compresivos con una precisión de 5 kPa (0.05 Kg/cm2).

 HORNO DE LABORATORIO El horno de esterilización es utilizado en el Laboratorio para el secado de material y para secar sales químicas, regularmente sus temperaturas oscilan de 60ºC a 300ºC.La circulación del aire asegura una intensa transmisión del calor y, por lo tanto, un secado más rápido. Un orificio de salida de aire, en la pared superior (en el techo) asegura una renovación continua del aire.  para dar buen uso al horno de laboratorio, se deben tener en cuenta los siguientes puntos:  Para asegurar un calentamiento homogéneo de todo el material colocado en la estufa o en un horno desecado, se recomienda colocarlo en los estantes de forma que no impida la circulación del aire.  Un horno no debe utilizarse para secar o esterilizar material descartable.  Nunca trate de limpiar un horno utilizando objetos punzantes, ya que puede dañar la cámara interna.

 Cuando un horno ha iniciado el proceso de secado de material, nunca introduzca material mojado porque el que se encuentra ya seco, se quiebra por el cambio brusco de temperatura.  El mantenimiento y reparación de un horno deben ser solicitados al Departamento de Mantenimiento del Laboratorio.

 BALANZA ANALÍTICA

La balanza analítica es la que nos proporciona mayor exactitud, es por eso que es usada de preferencia en ambientes como los laboratorios clínicos, en donde se requiere de gran precisión en la medida. Funciona mediante la comparación de masas de peso conocido con la masa de una sustancia de peso desconocido. Está construida con base en una barra o palanca simétrica que se apoya mediante un soporte tipo cuchilla en un punto central denominado fulcro. En sus extremos existen unos estribos o casquillos que también están soportados mediante unas cuchillas que les permiten oscilar suavemente. De allí se encuentran suspendidos dos platillos. En uno se colocan las masas o pesas certificadas y en el otro aquellas que es necesario analizar.

 EXTRACTOR DE MUESTRAS (INALTERADAS)

Traer el núcleo de suelo del tubo de muestreo en la misma dirección en que la muestra entró al tubo, a una velocidad uniforme y con la mínima alteración. Las condiciones en el momento de la extracción de la muestra pueden indicar la dirección del movimiento pero la principal

preocupación debe ser mantener en un mínimo su grado de alteración.

 DEFORMÍMETRO El indicador de deformaciones debe ser un comparador de carátula graduado a 0.02 mm, y con un rango de medición de por lo menos un 20% de la longitud del espécimen para el ensayo, o algún otro instrumento de medición, como un transductor que cumpla estos requerimientos.  MICRÓMETRO Un instrumento adecuado para medir las dimensiones físicas del espécimen dentro del 0.1% de la dimensión medida. Los piederrey o calibradores Vernier no son recomendados para especímenes blandos que se deformarán a medida que los calibradores se colocan sobre el espécimen.

PROCEDIMIENTO 1. Una vez obtenida la muestra de la excavación (apique) se lleva al laboratorio y se procede a retirarle ya sea la parafina o el material con que se cubrió con el objetivo de no alterar su humedad natural. 2. Se procede tomar una porción de la muestra y comenzar con el tallado, teniendo en cuenta que al tallarlo el cilindro debía cumplir una relación 1:2, es decir que la altura del cilindro debía ser dos veces el diámetro del mismo. 3. Se comienza a dar forma cilíndrica al espécimen con mucho cuidado para que no se desmorone el cilindro y no haya necesidad de tallar otra muestra. 4. Terminado el tallado de la muestra y obtenidas las medidas deseadas, se procede a medir la muestra con un calibrador cada 120° con el fin de determinar que el cilindro tenga la misma altura en cada uno de los puntos donde se realiza la medición, además se debe supervisar que la textura de la muestra sea lo más lisa posible para así evitar errores al momento de ensayarla y posteriormente en la realización de los cálculos de laboratorio. Se tomará también el peso de la muestra antes de ser ensayada. 5. Colocar la muestra en la máquina de compresión inconfinada, de tal manera que quede centrada, de inmediato colocar el deformimetro en cero y comenzar a girar la manivela con una intensidad de giro constante y registrar los datos de deformación y carga que arroja la maquina hasta que la muestra falle. 6. Una vez la muestra fallada, se retira de la máquina de compresión, se coloca en una tara y se lleva al horno durante un lapso de tiempo de 24 horas para posteriormente determinar la humedad de la misma. 7. Sacar la muestra del horno, dejarla enfriar y nuevamente registrar su peso, que en este caso sería el peso seco y proceder a hacer los cálculos.

CALCULOS Datos obtenidos del ensayo Radio Altura Peso húmedo Peso Seco

4 cm 8 cm 240,8 gramos 228,14 gramos

Deformación Carga Deformación Tiemp Área Esfuerzo o unitaria corregida σ Probeta Anillo 1-ε (seg) (plg) 0,0001" (kg) ε (cm2) (kg/cm2) 10 0,0125 12 3 0,003 0,997 50,266 0,060 0,994 20 0,025 31 6 0,0059 50,564 0,119 1 0,991 30 0,0375 53 8 0,0089 50,717 0,158 1 0,988 40 0,05 80 10 0,0118 50,866 0,197 2 0,985 50 0,0625 126 11 0,0148 51,021 0,216 2 0,982 60 0,075 211 13 0,0177 51,171 0,254 3 0,979 70 0,0875 275 15 0,0207 51,328 0,292 3 0,976 80 0,1 300 16 0,0236 51,481 0,311 4 0,973 90 0,1125 410 18 0,0266 51,639 0,349 4 100 0,125 495 19 0,030 0,971 51,794 0,367 110 0,1375 500 20 0,033 0,968 51,954 0,385 120 0,15 450 16 0,035 0,965 52,110 0,307 130 0,1625 437 15 0,038 0,962 52,271 0,287 140 0,175 414 14 0,041 0,959 52,432 0,267 150 0,1875 392 12 0,044 0,956 52,594 0,228

FORMULAS UTILIZADAS Área superior +(2×Área central) +Área inferior

Área media

= 4 Deformación probeta = Longitud inicial probeta

Deformación unitaria

Área media Área corregida

= 1−Deformación unitaria Carga

Esfuerzo

= Área corregida

GRAFICO DE ESFUERZO-DEFORMACIÓN

ESFUERZO σ (KG/CM2)

GRAFICO DE ESFUERZODEFORMACIÓN 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0

0.385

0 0

2

4

6

8

10

12

DEFORMACION UNITARIA

𝑞𝑢 = 0,385

𝑘𝑔 𝑐𝑚2

𝑞𝑢 = 2𝐶 = 0,385

𝑘𝑔 𝑐𝑚2

14

16

18

𝐶=

0,385 𝑘𝑔 𝑘𝑔 = 0,1925 2 2 𝑐𝑚 𝑐𝑚2

Según la tabla de consistencia del suelo Consistencia Carga del suelo última (kg/cm2) Muy blanda <0,25 Blanda 0,25-0,50 Media 0,50-1,00 Firme 1,00-2,00 Muy firme 2,00-4,00 Dura >4,00 El suelo tiene consistencia blanda al estar 𝑘𝑔 𝑘𝑔 𝑘𝑔 0,25 < 0,385 < 0,50 2 2 𝑐𝑚 𝑐𝑚 𝑐𝑚2

CONCLUSIONES  Mediante la elaboración del ensayo de compresión inconfinada, un método rápido y económico para determinar de manera aproximada la resistencia al corte de un suelo cohesivo.  según los datos arrojado en el ensayo de compresión inconfinada se obtuvo una carga máxima de 0,385 kg por 1 cm cuadrado de área transversal, además se logró establecer la cohesión del suelo, la cual es de 0,19 kg/cm2, por medio de la ayuda de la tabla anteriormente mencionada se concluye que el suelo es blando debido a que se encuentra en dichos parámetros.

RECOMENDACIONES  Se debe de realizar de manera ordenada la toma de datos para que de esta forma no vallamos a tener alguna alteración de los resultados obtenidos.  Se debe contar con la supervisión y ayuda del laboratorista de turno para que la muestra no se altere.  Determinando el esfuerzo máximo soportado, implementarlo y no sobrepasarlo al momento de realizar nuestros proyectos dentro de la zona estudiada.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

 http://albatros.uis.edu.co/eisi/ArchivosProfesores/U9186/COMPRESIO N.pdf  https://es.pdfcoke.com/document/336808198/COMPRESIONINCONFINADA  icc.ucv.cl/geotecnia/03.../02_laboratorio/...laboratorio/compresion_no_ confinada.pdf