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 Compresión No Confinada en esta experiencias es gravitante señalar 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 fundamental de este ensayo es introducir al estudiante a un procedimiento aproximado para evaluar la resistencia al corte de suelos cohesivos con el 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, usando cualquiera de los métodos de resistencia controlada o deformación controlada. Sirve únicamente para suelos cohesivos y se usa para determinar la Resistencia a la compresión no confinada, que es la carga por unidad de área a la cual una probeta de suelo,
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ENSAYO DE COMPRESIÓN NO CONFINADA
INTRODUCCIÓN
A continuación vamos a detallar el procedimiento, cálculos de los ensayos de
Compresión No Confinada en esta experiencias es gravitante señalar 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 fundamental de este ensayo es introducir al estudiante a un
procedimiento aproximado para evaluar la resistencia al corte de suelos cohesivos
con el 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,
usando cualquiera de los métodos de resistencia controlada o deformación
controlada.
Sirve únicamente para suelos cohesivos y se usa para determinar 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
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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
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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.
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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
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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 Rango de variación de sensibilidad
Insensible ó que no se ve afectada
cuando se la remoldea S < 2
Moderadamente sensible 2 < S < 4
Sensible 4 < S < 8
Muy sensible 8 < S < 16
Ultrasensible. Estas generalmente
se convierten en líquidos viscosos
(quick)
S < 16
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
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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 esfuerzo-
deformación 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.
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Corrección Area y Altura por la consolidación,según ASTM 4767
Metodo A s=Cambio de altura durante la Saturación
c=Cambio de altura durante la consolidaciónVc=Cambio de vol. durante la consolidación leído en las buretas
Vsat=Cambio de vol. durante la saturación leído en las buretasVsat=3*Vo*(Hs/Ho)
Hc=Ho-Hc Ac=(Vo-Vsat-Vc)/Hc
s= 0.00 mmc= 1.06 mmVc= 4.26 cm3
Hc= 141.16 mm
Ac= 4048.67 mm2
DVsat 0.00
Metodo BVwf=Contenido final de agua al final del ensayoVs=Ws/(Gs*w), volumen de sólidosWs=Peso de la masa seca del especímen ensayadoHc=Ho-HcAc=(Vwf+Vs)/Hc
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CONSTANTE DEL ANILLO
K(kg/div)= 4.6836364
Esfuerzo Efect. Máxima en falla, para d máx o Oblicuidad de Esfuerzos máximo, según Criterio
dmax (Kpa)
'max (Kpa) 19.0Defor. Máxima en falla, para d máx
max (%) 7.08
Hc= 141.16 mm
Ac= 4048.67 mm2
Dial de Dial de Carga L axialL/Lc*100% A' =Ac/(1-/100) Fuerza