INFORME DE LABORATORIO DE SUELOS ENSAYO DE COMPRESION INCONFINADA
PRSENTADO POR: WARGELIN ENRIQUE TAPIA ALVAREZ ELEAZAR ARTURO ACOSTA APARICIO JORGE ARMANDO ZAMBO GARCIA GEISON POLO PADILLA
PRESENTADO A: ING. M.SC. CESAR E. PEREIRA LÓPEZ
CARTAGENA DE INDIAS, COLOMBIA 2014
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CONTENIDO INTRODUCCIÓN. .................................................................................................................................. 2 OBJETIVO GENERAL . .................................................................................................................... 3
OBJETIVOS ESPECIFICOS. .......................................................................................................... 3 1. EQUIPOS UTILIZADOS. ..................................................................................................................... 4 2. PROCEDIMIENTO. ............................................................................................................................ 5 3. MARCO TEORICO. ............................................................................................................................ 6 4. CÁLCULOS Y ANALISIS DE RESULTADOS. ......................................................................................... 8 4.1. MUESTRA DE SUELO NO 1 ............................................................................................................ 8 Datos: .................................................................................................................................................. 8 4.1.1 DIMENSIONES............................................................................................................................. 8 4.1.2 CONTENIDO DE HUMEDAD ........................................................................................................ 9 6.1.3 TABLA 1 DE CÁLCULOS ............................................................................................................... 9 6.1.4 GRAFICA 1 ESFUERZO VS DEFORMACION ................................................................................ 10 4.2. MUESTRA DE SUELO NO 2 ......................................................................................................... 10 4.2.1 DIMENSIONES........................................................................................................................... 10 4.2.2 CONTENIDO DE HUMEDAD: .................................................................................................... 11 4.2.3 TABLA 2 DE CALCULOS ............................................................................................................ 11 4.2.4 GRAFICA 2. ESFUERZO VS DEFORMACION PARA SUELO NO 2................................................. 12 CONCLUSION ..................................................................................................................................... 14 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................................... 15
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INTRODUCCIÓN En el presente informe se presentaran los resultados obtenidos en la práctica de laboratorio realizada para dos muestras de suelos cohesivos. El ensayo realizado a dichas muestras es el de compresión inconfinada, que a saber, es el más práctico y menos costoso que se utiliza para la determinación del parámetro de resistencia al cortante c (cohesión), dado que dicho ensayo solo puede aplicarse a suelos finos, debido a la ausencia de presiones laterales que hacen posible mantener la muestra en forma vertical. La ejecución del ensayo, los resultados obtenidos y las conclusiones se presentaran con detalle en las páginas siguientes.
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OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL.
Determinar el parámetro de resistencia al cortante c (cohesión) para las dos muestras en estudio.
OBJETIVOS ESPECIFICOS.
Generar para ambas muestras las gráficas de Esfuerzo vs Deformación unitaria. Determinar a partir del parámetro c obtenido, cuál de los dos tipos de suelo presenta la condición más favorable a la falla por cortante.
Observar y entender el funcionamiento del equipo utilizado en la ejecución del ensayo.
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1. EQUIPOS UTILIZADOS. Según la Norma INV E- 152 – 07 los equipos que se deben utilizar para un correcto y garantizado ensayo de compresión inconfinado son los siguientes:
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. El dispositivo de medida de la fuerza aplicada debe tener una sensibilidad del 1 % de la resistencia a la compresión simple de la muestra ensayada. Extractor de muestras: Capaz de sacar corazones 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. Aparatos para determinar la humedad de la muestra según se indica en la norma INV E – 122. Un cronómetro: Si el control de la prensa es manual. Un calibrador: Con nonio capaz de medir las dimensiones físicas de la probeta con aproximación de 0.1 mm. Balanzas: Que den el peso de la muestra con una precisión del 0.1 % de su peso total. Horno: Capaz de mantener una temperatura de 110° ± 5° C (230° ± 9° F).
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2. PROCEDIMIENTO.
Como primer medida se toman las muestras, luego Se miden tres alturas de la muestra cada una separada 120 grados de la otra y tres diámetros en las tres líneas imaginarias centrales que resultan de dividir la probeta en cuartos, con una precisión de 0.1 mm mediante un calibrador con nonio o un objeto análogo. Se determina la masa de 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. El ensayo se podrá hacer controlando la deformación o controlando la carga. se tomaran valores de carga ejercida cada 10 milésimas de pulgada de deformación de la muestra, hasta que esta falle. Por último se determina la humedad de la muestra, para luego comenzar con el análisis y cálculo de los resultados obtenidos en el laboratorio.
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3. MARCO TEORICO.
En este ensayo no drenado se aplica un esfuerzo axial mediante una prensa a una probeta cubierta de una vaina de látex que impide el drenaje. La probeta no está sometida a una presión isotrópica de confinamiento alrededor de ella, en la Figura 6.58 se muestra el sistema para realizar este ensayo. La preparación de la probeta (saturación), el montaje del vástago y el anillo de carga es similar al caso de los ensayos triaxiales. Para determinar el parámetro no drenado cu, se recolectan periódicamente valores de los deformímetros que controlan el anillo de carga y la deformación vertical (ΔL) de la probeta. Con el área corregida A de la probeta puede
7 determinarse el esfuerzo desviador que actúa en la probeta, entonces se grafica la variación de la deformación vertical respecto al esfuerzo desviador, como veremos posteriormente. La curva mostrada a continuación presentará un valor pico o crítico dependiendo al Tipo de suelo, donde en cualquiera de estos puede considerarse el instante de la falla. A este valor en el momento de la falla se lo denomina esfuerzo de compresión inconfinada q u, que será el esfuerzo principal mayor de falla σ1, mientras que el esfuerzo principal menor de falla será cero ya que la probeta no está sometida a un esfuerzo de confinamiento.
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4. CÁLCULOS Y ANALISIS DE RESULTADOS. Siguiendo la norma INV E-152-07 se realizó el ensayo de compresión inconfinada en dos muestras de suelo obtenidos en el mismo sitio de estudio pero extraídas a diferentes profundidades.
4.1. MUESTRA DE SUELO NO 1 Datos:
Tipo de suelo: Arcilla Lugar de muestreo: El laguito, edif. Palmet Sunset Profundidad de la muestra: 35m
6.1.1 DIMENSIONES
Ds Dm Di H1 H2 H3
Valor 3,8 3,76 3,58 7,73 7,75 7,72
Und. Cm Cm Cm Cm Cm Cm
Áreas As Am Ai Ao Ao
Cm2 11,34 11,10 10,07 10,90 1,69
Und Cm2 Cm2 Cm2 Cm2 Pulg2
Altura real Ho
Cm 7.73
Pulg 3,0433
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4.1.1. CONTENIDO DE HUMEDAD
Nota: el valor del peso seco fue asumido por el laboratorista, por lo tanto este contenido de humedad es inexacto.
4.1.2. TABLA 1 DE CÁLCULOS Carga en Kg 0,6 1 1,4 1,8 2,2 2,4 2,8 3,2 3,6 4 4,4 4,6 5 5,4 5,8 6,2 6,4 6,8 7,2 7,4 7,6 7,8 8,2 8,2 8,2 8,2
Def 0,001'' 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,2 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26
Def Unitaria 0,0033 0,0066 0,0099 0,0131 0,0164 0,0197 0,0230 0,0263 0,0296 0,0329 0,0361 0,0044 0,0427 0,0460 0,0493 0,0526 0,0559 0,0591 0,0624 0,0657 0,0690 0,0723 0,0756 0,0789 0,0821 0,0854
% Def unitaria 0,2938 0,5876 0,8814 1,1753 1,4691 1,7629 2,0567 2,3505 2,6443 2,9381 3,2319 0,3974 3,8196 4,1134 4,4072 4,7010 4,9948 5,2886 5,5824 5,8763 6,1701 6,4639 6,7577 7,0515 7,3453 7,6391
Acorr. 1,6956 1,7012 1,7069 1,7126 1,7183 1,7241 1,7299 1,7357 1,7416 1,7475 1,7534 1,6976 1,7655 1,7716 1,7777 1,7838 1,7901 1,7963 1,8026 1,8089 1,8153 1,8218 1,8282 1,8348 1,8413 1,8479
Carga Lb 1,3228 2,2046 3,0865 3,9683 4,8502 5,2911 6,1729 7,0548 7,9366 8,8185 9,7003 10,1413 11,0231 11,9050 12,7868 13,6687 14,1096 14,9914 15,8733 16,3142 16,7551 17,1961 18,0779 18,0779 18,0779 18,0779
σ(Lb/pul)
0,7801 1,2959 1,8082 2,3172 2,8227 3,0690 3,5685 4,0645 4,5572 5,0464 5,5322 5,9739 6,2437 6,7201 7,1930 7,6625 7,8822 8,3457 8,8058 9,0186 9,2298 9,4393 9,8882 9,8530 9,8179 9,7827
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4.1.3. GRAFICA 1 ESFUERZO VS DEFORMACION
Esfuerzo vs Deformacion unitaria 12.0000 ) 2 g l
p / b l ( o z r e u f s E
10.0000 8.0000 6.0000 4.0000 2.0000 0.0000
8 6 4 3 1 9 7 5 3 1 9 4 6 4 2 0 8 6 4 3 1 9 7 5 3 1 3 7 1 5 9 2 6 0 4 8 1 7 9 3 7 1 4 8 2 6 0 3 7 1 5 9 9 8 8 7 6 6 5 5 4 3 3 9 1 1 0 0 9 8 8 7 7 6 5 5 4 3 2 . 9 . 5 . 8 . 1 . 4 . 7 . 0 . 3 . 6 . 9 . 2 . 3 . 8 . 1 . 4 . 7 . 2 . 5 . 8 . 1 . 4 . 7 . 0 . 3 . 6 . 0 0 0 1 1 1 2 2 2 2 3 0 3 4 4 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7
% Deformacion unitaria
4.2. MUESTRA DE SUELO NO 2
Tipo de suelo: Arcilla Lugar de muestreo: El laguito, edif. Palmet Sunset Profundidad de la muestra: 40m
4.2.1 DIMENSIONES
Ds Dm
Valor 3,55 3,48
Unidad Cm Cm
11 Di H1 H2 H3
3,52 7,3 7,35 7,34
Cm Cm Cm Cm
Áreas As Am Ai Ao Ao
Valor 9,90 9,51 9,73 9,66 1,50
Unidad Cm2 Cm2 Cm2 Cm2 Pulg2
Altura real Ho
Cm 7.33
Pulg 2.88
4.2.2 CONTENIDO DE HUMEDAD
Nota: el valor del peso seco fue asumido por el laboratorista, por lo tanto este contenido de humedad es inexacto.
4.2.3 TABLA 2 DE CALCULOS Carga en Kg 1,4 2,4 3,6 4,4
Def 0,001'' 0,01 0,02 0,03 0,04
Def Unitaria 0,0035 0,0069 0,0104 0,0139
% Def unitaria 0,3333 0,6667 1,0000 1,3333
Acorr. 1,6960 1,7019 1,7079 1,7139
Carga Lb 3,0865 5,2911 7,9366 9,7003
σ(Lb/pul)
1,8199 3,1090 4,6471 5,6599
12 5,2 6,4 6,8 7,2 8 8,8 9,4 10 10,6 11,6 12 12,2 12,6 13,2 13,6 14,2 14,4 14,8 14,8 14,8
0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,2 0,21 0,22 0,23 0,24
0,0174 0,0208 0,0243 0,0278 0,0313 0,0347 0,0382 0,0417 0,0451 0,0486 0,0521 0,0556 0,0590 0,0625 0,0660 0,0694 0,0729 0,0764 0,0799 0,0833
1,6667 2,0000 2,3333 2,6667 3,0000 3,3333 3,6667 4,0000 4,3333 4,6667 5,0000 5,3333 5,6667 6,0000 6,3333 6,6667 7,0000 7,3333 7,6667 8,0000
1,7199 1,7260 1,7322 1,7383 1,7446 1,7509 1,7572 1,7635 1,7700 1,7764 1,7829 1,7895 1,7961 1,8027 1,8094 1,8162 1,8230 1,8298 1,8367 1,8437
11,4640 14,1096 14,9914 15,8733 17,6370 19,4007 20,7235 22,0462 23,3690 25,5736 26,4555 26,8964 27,7782 29,1010 29,9829 31,3056 31,7466 32,6284 32,6284 32,6284
4.2.4 GRAFICA 2. ESFUERZO VS DEFORMACION PARA SUELO NO 2
Esfuerzo vs Deformacion unitaria 20 18 16 14 12 10 o z 8 r e 6 u f s 4 E 2 0 ) 2 g l p / b l (
a i 3 r 3 a 3 t i 3 , n 0 u f e D %
7 6 6 6 , 0
0 0 0 0 , 1
3 3 3 3 , 1
7 6 6 6 , 1
0 0 0 0 , 2
3 3 3 3 , 2
7 6 6 6 , 2
0 0 0 0 , 3
3 3 3 3 , 3
7 6 6 6 , 3
0 0 0 0 , 4
3 3 3 3 , 4
7 6 6 6 , 4
0 0 0 0 , 5
% Deformacion unitaria
3 3 3 3 , 5
7 6 6 6 , 5
0 0 0 0 , 6
3 3 3 3 , 6
7 6 6 6 , 6
0 0 0 0 , 7
3 3 3 3 , 7
7 6 6 6 , 7
0 0 0 0 , 8
6,6654 8,1746 8,6547 9,1312 10,1096 11,0807 11,7936 12,5011 13,2032 14,3962 14,8383 15,0303 15,4660 16,1427 16,5703 17,2370 17,4146 17,8313 17,7642 17,6972
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Ahora:
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CONCLUSION PARA EL SUELO No 1: Tipo de suelo: Arcilla
PARA EL SUELO No 2: Tipo de suelo: Arcilla
De acuerdo a los resultados obtenidos se puede concluir que la segunda muestra en estudio presenta un valor de c aproximadamente el doble más alto que la primera muestra; se debe tener en cuenta que el parámetro de resistencia al cortante en este tipo de suelos es la cohesión, por lo tanto se puede decir con relativa certeza que el segundo suelo posee un valor de resistencia al corte más favorable. Lo anterior es bastante coherente si se tiene en cuenta que la profundidad a la que fue extraída la primera muestra es menor a la segunda, esto es, a menor profundidad el suelo estará menos consolidado, y por lo tanto tendrá condiciones de resistencia menos favorables.
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BIBLIOGRAFIA
Norma INV E- 152 – 07. Cheng Liu, Soils and foundations.
