Lab03 Compresion No Confinada

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE MECÁNICA DE SUELOS

ENSAYO DE COMPRESIÓN NO CONFINADA INTRODUCCIÓN A continuación vamos a detallar el procedimiento, cálculos de los ensayos de Compre Compresió sión n No Confinad Confinada a en esta

experi experienc encias ias es gravit gravitant ante e señala señalarr que la

muestra al ser pequeña solo es para suelos finos porque una muestra de suelo granular no seria representativa en proporción al tamaño. Luego de efectuar los cálculos pertinentes procederemos a ver las conclusiones del ensayo.

OBJETIVOS El objetivo objetivo fundam fundament ental al de este este

ensayo ensayo es introduc introducir ir al estud estudian iante te a un

procedimiento aproximado para evaluar la resistencia al corte de suelos cohesivos con el Ensayo Ensayo de Compresión No Confinada.

Los objetivos del ensayo de Compresión No Confinada son Indicar la forma de realizar el ensayo para determinar la resistencia a la compresión no confinada de suelos cohesivos bajo condiciones inalteradas o remoldeadas, aplicando carga axial, usan usando do cualq cualqui uier era a de los los méto método dos s de resi resist sten enci cia a cont contro rola lada da o defo deform rmac ació ión n controlada. Sirv Sirve e únic únicam amen ente te para para suel suelos os cohes cohesiv ivos os y

se usa usa para para determ determin inar ar la

Resistencia a la compresión no confinada, que es la carga por unidad de área a la cual una probeta de suelo, cilíndrica o prismática, falla en el ensayo de compresión simple


DESCRIPCION DEL ENSAYO PROBETA Las probetas deben cumplir con las siguientes condiciones: - diámetro mínimo 33 mm, - tamaño máximo de las partículas menor que 1/10 de su diámetro. - relación altura-diámetro (L/D) debe ser lo suficientemente grande para evitar interferencias en los planos potenciales de falla a 45º y lo suficientemente corta para evitar que actúe como columna; para satisfacer ambos criterios, se recomienda una relación L/D comprendida entre 2 y 3.

EQUIPO - Máquina de compresión, con sistema de lectura de carga de rango bajo. - Un dial o lector de deformación, con curso de al menos 20% del largo de la probeta y precisión de 0,01 mm.

Dial de carga Dial de deformación (deformímetro) Probeta


El equipo, el procedimiento y tipos de ensayo que se realizan 

Aparato de Compresión: conformado por una prensa para rotura de las probetas, de velocidad controlada manual o mecánicamente, con capacidad suficiente para llegar a la carga de rotura.



Extractor de muestras: capaz de sacar el testigo de suelos; si las muestras llegan al laboratorio en tubos no abiertos longitudinalmente, es preciso que produzca poca alteración en el suelo.



Un torno con motor o tallador de probetas de muestras inalteradas con accesorios (sierra de alambre, cuchillos, caja de ingletes, etc.)



Moldes para preparar probetas de suelo amasado o compactado.



Un calibrador con nonio capaz de medir las dimensiones físicas de la probeta con aproximación de 0.1 mm. Calibrador Vernier o similar.



Balanzas que den el peso de la muestra con una precisión del 0.1 % de su peso total.

Se miden la altura y el diámetro o lado de la probeta, con una precisión de 0.1 mm mediante un calibrador con nonio o un objeto análogo.

El Procedimiento del ensayo es el siguiente:  Se

pesa la muestra.

 Se

coloca la probeta en la prensa de modo que quede perfectamente centrada.

Se acciona el dispositivo de avance lo estrictamente necesario para que la probeta toque a la placa superior de la prensa. Se pone en cero el indicador de deformaciones.  Para

el caso de la deformación controlada, se acciona la prensa de modo que

la velocidad de deformación unitaria de la probeta esté comprendida entre ½ % y 2% por minuto. Se toman medidas de las deformaciones y de las cargas cada 30 segundos hasta que las cargas comiencen a disminuir o hasta llegar a una deformación axial del 20% (lo que antes suceda). Se escogerá una velocidad en que la rotura ocurra en un lapso entre 1 y 10 minutos.


 Si

se trata de una probeta de suelo muy duro, en la cual la deformación a la

rotura sea muy pequeña, la curva esfuerzo-deformación no quedará debidamente representada en dicho gráfico. En ese caso, es posible despreciar el aumento de sección durante la carga. 

Cuando interesa hallar el módulo de deformación en probetas de suelo muy duro, es conveniente medir la deformación mediante extensómetros o por otro procedimiento que elimine las deformaciones en la base.

 Cuando

se empleen esfuerzos controlados, se aplicará la carga para que

produzca una deformación axial a una razón de ½ % a 2 % por minuto y se registrarán los esfuerzos y las deformaciones cada 30 s.  Hágase

un esquema de la forma de rotura. Si la rotura se produce a través de

un plano inclinado, es conveniente medir el ángulo de inclinación de dicho plano.  De

la parte de la probeta en donde se ha producido la rotura se toma una

pequeña muestra en el recipiente y se determina su humedad.

Aplicación de los resultados Indicar la forma de realizar el ensayo para determinar la resistencia a la compresión no confinada de suelos cohesivos bajo condiciones inalteradas o remoldeadas, aplicando carga axial, usando cualquiera de los métodos de resistencia controlada o deformación controlada. Sirve únicamente para suelos cohesivos.

Sensibilidad de las arcillas Es la relación entre la resistencia a la CNC en estado inalterado y la resistencia a la CNC en estado remoldeado, de una muestra de suelo cohesivo.

S = qu inalterado / qu remoldeado


Debido a que algunas arcillas al ser remoldeadas y sin variar su humedad pierden resistencia, en la tabla se señala un criterio de comportamiento de la arcilla según el grado de sensibilidad.

Comportamiento de la arcilla Insensible ó que no se ve afectada

Rango de variación de sensibilidad

cuando se la remoldea Moderadamente sensible Sensible Muy sensible Ultrasensible. Estas generalmente

S<2 2
se convierten en líquidos viscosos

S < 16

(quick) El ensayo de CNC es aplicable para muestras sobreconsolidadas, pero tendrá un comportamiento distinto al de una normalmente consolidada, ya que su grafica esfuerzo vs. deformación será diferente y tendrá mayores resistencias

ERRORES

EN LA PRUEBA


La elección de la magnitud de los incrementos de carga aplicadas o de la velocidad de aplicación de la carga, pueden influir en la forma de la curva esfuerzodeformación y en el valor de la resistencia ultima. El labrado del la muestra y la prueba deben realizar en un cuarto húmedo para evitar evaporación. Por un ajuste impropio de la base o el cabezal con la muestra pueden tenerse errores en las lecturas del extensómetro y en la verticalidad de las muestras; en arcillas duras y frágiles es aconsejable cabecear las muestras antes de la prueba.


CALCULOS ENSAYO TRIAXIAL ASTM-2850

Alumno : UNI

Solicitante Velocidad de carga : Gravedad Especifica : Clasificación Sucs: Estado

:

0.5 mm/min 2.633 GM Remoldeado (material < Tamiz N° 4)

Datos Iniciales

Especimen 1

Diámetro (mm)

Especimen 2

Especimen 3

71.53

71.53

71.53

142.22

142.22

142.22

Peso humedo (gr)

1050.00

1049.20

1049.10

Peso seco (gr)

1035.60

1035.20

1035.06

Especimen 1 Especimen 2

Especimen 3

Altura (mm)

Datos Finales Peso humedo (gr)

1205.0

1204.3

1204.3

CONDICIONES INICIALES: ESPECIMEN Nº1 Area inicial Volumen inicial Contenido de agua Densidad humeda Densidad seca Contenido de humedad Relación, L/D Volumen de Sólidos Grado de Saturación

: : : : : : : : :

4018.522 571514.17 14.4 1.837 1.812 1.39 1.99 393315.61 8.1

mm2 mm3

g g/cm3 g/cm3 (%) mm3

(%)

CONDICIONES INICIALES: ESPECIMEN Nº2 Area inicial Volumen inicial Contenido de agua Densidad humeda Densidad seca Contenido de humedad Relación, L/D Gravedad Especifica Volumen de Sólidos Grado de Saturación

: : : : : : : : : :

4018.52 571514.17 14.0 1.836 1.811 1.35 1.99 2.633 393861.39 7.9

mm2 mm3

g g/cm3 g/cm3 (%)

mm3

(%)


CONDICIONES INICIALES: ESPECIMEN Nº3 Area inicial Volumen inicial Contenido de agua Densidad humeda Densidad seca Contenido de humedad Relación, L/D Gravedad Especifica Volumen de Sólidos Grado de Saturación

: : : : : : : : : :

4018.522 571514.17 14.0 1.836 1.811 1.36 1.99 2.633 392082.39 7.8

LECTURAS DEL ENSAYO: ESPECIMEN Nº1 Condición Inicial Vo: Do Ao: Ho: P. Cámara (σ3): Contrapresión : Parámetro "B"

571514.17 71.53 4018.521826 142.22

mm3

mm mm2 mm

370.00 Kpa 320.00 Kpa 90.00 %

Corrección Area y Altura por la consolidación, según ASTM 4767 Metodo A ∆Η s=Cambio de altura durante la Saturación ∆Η c=Cambio de altura durante la consolidación ∆Vc=Cambio de vol. durante la consolidación leído en las buretas ∆Vsat=Cambio de vol. durante la saturación leído en las buretas

Vsat=3*Vo*( Hs/Ho) Hc=Ho- Hc

Ac=(Vo- Vsat- Vc)/Hc ∆Η s= ∆Η c= ∆Vc=

Hc= Ac= DVsat

0.00 1.06 4.26 141.16 4048.67

mm mm cm3

mm mm2

0.00

Metodo B Vwf=Contenido final de agua al final del ensayo Vs=Ws/(Gs* ρw), volumen de sólidos Ws=Peso de la masa seca del especímen ensayado

Hc=Ho- Hc Ac=(Vwf+Vs)/Hc

mm 2 mm3

g g/cm3 g/cm3 (%)

mm3

(%)


CONSTANTE DEL ANILLO K(kg/div)= 4.6836364 Esfuerzo Efect. Máxima en falla, para d máx o Oblicuidad de Esfuerzos máximo, según Criterio σdmax (Kpa)= σ'3max (Kpa)= 19.0 Defor. Máxima en falla, para d máx

εmax (%)= Hc= Ac=

7.08

141.16 mm 4048.67 mm2

Condición Final Vf: Df Af: Hf: Contenido de agua final Densidad humedo final Densidad seca final w final

326760.95 59.37 2768.23 118.04

mm3

mm mm2 mm

169.4 g 3.688 g/cm3 3.169 g/cm3 16.36 %


LECTURAS DEL ENSAYO: ESPECIMEN Nº2

Condición Inicial Vo: Do Ao: Ho:

571514.17 71.53 4018.52 142.22

mm3

mm mm2 mm

P. Cámara (σ3):

420.00 Kpa

P. Poros (µ): Parámetro "B"

∆Η s= ∆Η c= ∆Vc=

Hc= Ac=

320.00 Kpa 90.00 %

0.00 1.50 6.03 140.72 4061.31

mm mm cm3

mm mm2


εmax (%)=

5.69



326133.46

mm3

59.33 mm 2764.68 mm2 117.96 mm 169.1 g 0.004 g/cm3 0.003 g/cm3 0.16 %


LECTURAS DEL ENSAYO: ESPECIMEN Nº3

Condición Inicial Vo: Do Ao: Ho:

571514.17 71.53 4018.52 142.22

P. Cámara (σ3):

320.00 Kpa 90.00 %

Parámetro "B"

∆Η s= ∆Η c= ∆Vc=

Hc= Ac=

mm mm2 mm

470.00 Kpa

P. Poros (µ):

Hc=Ho- Hc

mm3

Ac=(VoVsat _---------------Vc)/Hc -> 0.00 1.60 6.43 140.62 4064.20

mm mm cm3

mm mm2


εmax (%)=

5.69


Esfuerzo

'3(efect.)

Desviador L axial Dial de Dial de Carga d Deformació (Kpa) (Kpa)P. Poros (Kpa) Corregida (Kpa) n Var. Lect. Inicial (divisiones) (divisiones) (mm) Kpa d Lect. Inicial Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

' L/Lc*100% (Kpa)

'1A'(efect.) =Ac/(1'1 /100) ' d (Kpa)

(%)

mm

Fuerza Axial

2

Nº 0 1 2 25 3 50 4 75 5 100 6 125 7 150 8 175 9 200 10 250 11 300 12 350 13 400 14 500 15 600 16 700 17 800 181000 191200

00 160.40 248.36 14.2 372.41 22.0 487.31 33.0 578.47 43.2 615.55 51.3 637.78 54.6 658.91 56.6 693.67 58.5 713.84 61.6 735.18 63.4 747.57 65.3 765.53 66.4 779.04 68.0 790.18 69.2 804.81 70.2 810.44 71.5 802.56 72.0 816.07 71.3

0 0.0 12.0 20.012.0 25.020.0 31.025.0 36.031.0 39.036.0 46.039.0 52.046.0 55.052.0 57.055.0 58.057.0 58.058.0 59.058.0 59.059.0 61.059.0 61.061.0 61.061.0 61.061.0 61.061.0

150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00

150.00 310.40 0 398.36 0.12 522.41 0.20 637.31 0.25 728.47 0.31 765.55 0.36 787.78 0.39 808.91 0.46 843.67 0.52 863.84 0.55 885.18 0.57 897.57 0.58 915.53 0.58 929.04 0.59 940.18 0.59 954.81 0.61 960.44 0.61 952.56 0.61 966.07 0.61

150.00 138.00 0 130.00 0.09 125.00 0.14 119.00 0.18 114.00 0.22 111.00 0.26 104.00 0.28 98.00 0.33 95.00 0.37 93.00 0.39 92.00 0.41 92.00 0.41 91.00 0.41 91.00 0.42 89.00 0.42 89.00 0.43 89.00 0.43 89.00 0.43 89.00 0.43

150.00 298.40 4064.20 378.36 4067.67 497.41 4069.99 606.31 4071.44 692.47 4073.18 726.55 4074.63 741.78 4075.50 756.91 4077.54 788.67 4079.28 806.84 4080.16 827.18 4080.74 839.57 4081.03 856.53 4081.03 870.04 4081.32 879.18 4081.32 893.81 4081.91 899.44 4081.91 891.56 4081.91 905.07 4081.91

201400 211600 221800 232000 242200 252400 262400 272400 282400 292400 302400 312400 322400 332400 342400 352400 362400 372400 382400 392400 402400 412400 422400 432400 442400 452400 462400 472400 482400 492400 502400

812.75 72.5 808.25 72.2 804.99 71.8 801.67 71.5 793.78 71.2 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5 793.78 70.5

60.061.0 60.060.0 58.060.0 57.058.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0 57.057.0

150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00 150.00

962.75 0.61 958.25 0.60 954.99 0.60 951.67 0.58 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57 943.78 0.57

90.00 0.43 90.00 0.43 92.00 0.43 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41 93.00 0.41

902.75 4081.91 898.25 4081.62 896.99 4081.62 894.67 4081.03 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74 886.78 4080.74

2400

70.5

57.0

0.57

0.41

4080.74

(N) 0 652.43992 1010.8224 1516.2336 1984.8876 2357.0541 2508.6774 2600.5704 2687.8687 2830.3027 2913.0064 3000.3047 3050.8458 3124.3602 3179.4959 3225.4424 3285.1728 3308.1461 3275.9835 3331.1193 3317.3354 3298.9568 3285.1728 3271.3889 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264 3239.2264


p p=(

q q=(

p' p=( '

q'

Oblicuidad

' q=( '

'

Oblic

'1/ '

(Kpa)

(Kpa)

(Kpa)

(Kpa)

Nº 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

150.00 230.20 274.18 336.20 393.65 439.24 457.78 468.89 479.45 496.84 506.92 517.59 523.78 532.76 539.52 545.09 552.41 555.22 551.28

0.00 80.20 124.18 186.20 243.65 289.24 307.78 318.89 329.45 346.84 356.92 367.59 373.78 382.76 389.52 395.09 402.41 405.22 401.28

150.00 218.20 254.18 311.20 362.65 403.24 418.78 422.89 427.45 441.84 449.92 459.59 465.78 473.76 480.52 484.09 491.41 494.22 490.28

0.00 80.20 124.18 186.20 243.65 289.24 307.78 318.89 329.45 346.84 356.92 367.59 373.78 382.76 389.52 395.09 402.41 405.22 401.28

1.00 2.16 2.91 3.98 5.10 6.07 6.55 7.13 7.72 8.30 8.68 8.99 9.13 9.41 9.56 9.88 10.04 10.11 10.02

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42

558.03 556.38 554.12 552.49 550.83 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89

408.03 406.38 404.12 402.49 400.83 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89

497.03 496.38 494.12 494.49 493.83 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89

408.03 406.38 404.12 402.49 400.83 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89

10.17 10.03 9.98 9.75 9.62 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54

Lect. Inicial


43 44 45 46 47 48 49 50

546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89 546.89

396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89

489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89 489.89

396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89 396.89


3844.37

mm3

71.24 mm 3986.01 mm2 141.64 mm 169.3 g 313.269 g/cm3 269.241 g/cm3 0.16 %

9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54 9.54



Conclusiones y Recomendaciones:

Ensayo de Compresión no Confinada:

Es un ensayo mucho más rápido que el de corte directo ya que en este caso se considera que el esfuerzo principal menor σ3 es cero y el ángulo de fricción interna φ también es cero. 

Constituye un medio rápido y económico para determinar aproximadamente la resistencia al corte de un suelo cohesivo.



El experimento de compresión simple puede hacerse con control de deformación unitaria o con control de esfuerzo que son procedimientos casi universalmente conocidos.



El efecto de la restricción lateral provista por la masa de suelo sobre la muestra se pierde cuando la muestra es removida del terreno.



La condición interna del suelo (presión de poros, grado de saturación y efectos de alteración del grado de saturación) no pueden controlarse.



El ensayo de compresión simple inconfinada generalmente no proporciona un valor bastante confiable de la resistencia al corte del suelo.


BIBLIOGRAFÍA 

BRAJA M. DAS Fundamentos de Ingeniería Geotécnica



JAUREZ BADILLO Mecánica de suelos

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JOSEPH BOWLES Manual de laboratorio

Lab03 Compresion No Confinada

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