Compresion No Confinada

INFORME DEL ENSAYO N 12

LABORATORIO DE MECNICA DE SUELOS CIV-221

TEMA: COMPRESION NO CONFINADA

DOCENTE: M. SC. ING. GERMN LIZARAZU PANTOJA

AUXILIAR: UNIV. ADALID HUGO ESPINOZA C.

ESTUDIANTE: UNIV. Ariel Nina Choque

SEMESTRE: II-2012

GRUPO A

UNIVERSIDAD AUTNOMA TOMS FRAS

FACULTAD DE INGENIERA

CARRERA DE INGENIERA CIVIL

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS CIV -221

UNIV.: NINA CHOQUE ARIEL Pgina 2

CONPRESION NO CONFINADA

1. PROCEDIMIENTO.

o La muestra deber ser secada al aire, sin embargo se considera una humedad hidroscopia

de 1% se calculara la cantidad de agua necesaria para alcanzar un contenido de humedad

entre 18 y 20%.

o Realizar el ensayo de compactacin Proctor Estndar, 3 capas con 25 golpes, martillo de 5.5

lb y 12 pulgadas de cada.

o Extraer el molde y colocar en el moldeador en la parte media, presionar para tener el

marcado del dimetro de la probeta. Sacar del moldeado y con la esptula cortar con

cuidado en una seccin cuadrada, teniendo el dimetro marcado inscrito en ella.

o Colocar nuevamente en el moldeador y apoyando la sierra en los bordes de los parantes,

raspar y hacer girar la muestra hasta darle la forma cilndrica. En esta ltima operacin se

puede utilizar agua, para evitar el agrietamiento de la muestra.

o Sacar del moldeador y colocar en el molde aluminio, asegurar las abrazaderas y cortar con la

esptula a la altura de este.

o Colocar en el aparato de compresin no confinada sobre una placa de vidrio y colocar sobre

esta a modo de tapa, otra placa cilndrica de vidrio.

o Hacer girar la manivela del aparato hasta colocar a la muestra hasta llegar a tocar la

superficie del vidrio superior.

o Ajustar en ese punto, los cuadrantes en cero, el inferior que nos dar las lecturas de

deformacin H.10^-3 (plg) y el superior que dar las lecturas de la carga P.10-4 (plg). En

este punto tambin es necesario decir que se debe calibrar o centrar la muestra.

o Hacer lecturas de H y P al mismo tiempo, moviendo la manivela del aparato a una

velocidad de 0.05 pulgadas por minuto hasta que la muestra falle, este se nota

visualmente o tambin la lectura en el dial de las cargas disminuir de valor.

o Quitar la muestra del aparato, medir la altura final de la muestra con el calibrador y con la

ayuda del transportador determinar el Angulo de ruptura.

o Colocar una parte de la muestra en una capsula, pesar y colocar en el horno a 1105C, a fin

de determinar su contenido de humedad.



2. DATOS Y CALCULOS.

Ensayo n1 Condiciones

Iniciales Condiciones Finales (1)

Condiciones Finales (2)

Condiciones Finales (3)

Capsula n 14 B 19 B 2B 10B Peso muestra hmeda (gr) + Peso Capsula (gr) 250,4 127,5 236 251

Peso muestra seca (gr) + Peso Capsula (gr) 221,5 115,1 204,9 220

Peso capsula (gr) 45,5 45,1 46,5 45 Peso agua (gr) 28,9 12,4 31,1 31 Peso suelo seco (gr) 176 70 158,4 175 Contenido de humedad (%) 16,42 17,71 19,63 17,71

Ensayo N 1

Datos iniciales Datos Finales

Dimetro Inicial (cm) 3,733 Dimetro final (cm) 3,850

Altura inicial (cm) 8,96 Altura final (cm) 8,46

rea inicial (cm2) 10,95 rea final (cm2) 11,64

Volumen Inicial (cm3) 98,08 Volumen final (cm3) 98,49



Ensayo n1

Lectura Cuadrante de carga P (pulg

10^-4)

Carga Axial (kg)

Lectura Cuadrante de deformaciones

(pulg 10^-3)

Deformacin total

Deformacin Unitaria

rea Corregida

(cm2)

Esfuerzo o Carga Ultima

(kg/cm2)

7 0,80 0,010 0,0028 0,9972 10,98 0,07

11 1,40 0,020 0,0057 0,9943 11,01 0,13

14 1,85 0,030 0,0085 0,9915 11,04 0,17

17 2,30 0,040 0,0113 0,9887 11,07 0,21

20 2,75 0,050 0,0142 0,9858 11,10 0,25

21 2,90 0,060 0,0170 0,9830 11,14 0,26

25 3,50 0,070 0,0198 0,9802 11,17 0,31

27 3,80 0,080 0,0227 0,9773 11,20 0,34

28 3,95 0,090 0,0255 0,9745 11,23 0,35

30 4,25 0,100 0,0283 0,9717 11,27 0,38

32 4,55 0,110 0,0312 0,9688 11,30 0,40

33 4,69 0,120 0,0340 0,9660 11,33 0,41

35 4,99 0,130 0,0369 0,9631 11,37 0,44

36 5,14 0,140 0,0397 0,9603 11,40 0,45

37 5,29 0,150 0,0425 0,9575 11,43 0,46

38 5,44 0,160 0,0454 0,9546 11,47 0,47

c = 0,24

s= 0,24 E= 15,47 = 0,51 0,32



Ensayo N 2






Ensayo n2


10^-4)

Carga Axial (kg)


(pulg 10^-3)

Deformacin total

Deformacin Unitaria

rea Corregida

(cm2)


(kg/cm2)

30 4,25 0,010 0,002379 0,997620553 10,70 0,397

41 5,89 0,020 0,004759 0,995241105 10,73 0,549

50 7,24 0,030 0,007138 0,992861658 10,75 0,673

54 7,84 0,040 0,009518 0,990482211 10,78 0,727

60 8,74 0,050 0,011897 0,988102763 10,80 0,809

65 9,48 0,060 0,014277 0,985723316 10,83 0,876

70 10,23 0,070 0,016656 0,983343869 10,86 0,943

74 10,83 0,080 0,019036 0,980964422 10,88 0,995

75 10,98 0,090 0,021415 0,978584974 10,91 1,007

77 11,28 0,100 0,023794 0,976205527 10,93 1,032

78 11,43 0,110 0,026174 0,97382608 10,96 1,043

85 12,48 0,120 0,028553 0,971446632 10,99 1,136

c = 0,568 s= 0,568 E= 90,638

= 2,938 0,76



Ensayo N 3






Ensayo n3


10^-4)

Carga Axial (kg)


(pulg 10^-3)

Deformacin total

Deformacin Unitaria

rea Corregida

(cm2)


(kg/cm2)

12 1,551 0,010 0,00235 0,9977 10,86 0,143

17 2,300 0,020 0,00469 0,9953 10,88 0,211

20 2,749 0,030 0,00704 0,9930 10,91 0,252

24 3,348 0,040 0,00938 0,9906 10,93 0,306

27 3,797 0,050 0,01173 0,9883 10,96 0,346

29 4,096 0,060 0,01407 0,9859 10,98 0,373

32 4,545 0,070 0,01642 0,9836 11,01 0,413

35 4,994 0,080 0,01876 0,9812 11,04 0,452

37 5,293 0,090 0,02111 0,9789 11,06 0,478

40 5,742 0,100 0,02345 0,9765 11,09 0,518

42 6,042 0,110 0,02580 0,9742 11,12 0,544

45 6,491 0,120 0,02814 0,9719 11,14 0,582

47 6,790 0,130 0,03049 0,9695 11,17 0,608

49 7,090 0,140 0,03284 0,9672 11,20 0,633

51 7,389 0,150 0,03518 0,9648 11,22 0,658

52 7,539 0,160 0,03753 0,9625 11,25 0,670

55 7,988 0,170 0,03987 0,9601 11,28 0,708

57 8,287 0,180 0,04222 0,9578 11,31 0,733

59 8,587 0,190 0,04456 0,9554 11,33 0,758

60 8,736 0,200 0,04691 0,9531 11,36 0,769

62 9,036 0,210 0,04925 0,9507 11,39 0,793

64 9,335 0,220 0,05160 0,9484 11,42 0,817

67 9,784 0,230 0,05394 0,9461 11,45 0,855

68 9,934 0,240 0,05629 0,9437 11,48 0,866

70 10,233 0,250 0,05863 0,9414 11,50 0,889

72 10,532 0,260 0,06098 0,9390 11,53 0,913

74 10,832 0,270 0,06333 0,9367 11,56 0,937

75 10,981 0,280 0,06567 0,9343 11,59 0,947

77 11,281 0,290 0,06802 0,9320 11,62 0,971

79 11,580 0,300 0,07036 0,9296 11,65 0,994

80 11,730 0,310 0,07271 0,9273 11,68 1,004



81 11,880 0,320 0,07505 0,9249 11,71 1,015

82 12,029 0,330 0,07740 0,9226 11,74 1,025

84 12,329 0,340 0,07974 0,9203 11,77 1,048

85 12,478 0,350 0,08209 0,9179 11,80 1,058

87 12,778 0,360 0,08443 0,9156 11,83 1,080

88 12,927 0,370 0,08678 0,9132 11,86 1,090

89 13,077 0,380 0,08913 0,9109 11,89 1,100

92 13,526 0,390 0,09147 0,9085 11,92 1,135

93 13,676 0,400 0,09382 0,9062 11,95 1,144

94 13,826 0,410 0,09616 0,9038 11,98 1,154

95 13,975 0,420 0,09851 0,9015 12,01 1,163

96 14,125 0,430 0,10085 0,8991 12,04 1,173

97 14,275 0,440 0,10320 0,8968 12,08 1,182

98 14,424 0,450 0,10554 0,8945 12,11 1,191

99 14,574 0,460 0,10789 0,8921 12,14 1,201

100 14,724 0,470 0,11023 0,8898 12,17 1,210

102 15,023 0,480 0,11258 0,8874 12,20 1,231

c = 0,616

s= 0,616 E= 17,502 = 0,519

0,821



RESISTENCIA MXIMA DEL SUELO 0,63139897

3. CUESTIONARIO.

3.1. Explique la teora de la resistencia al corte propuesta por Coulomb.

ECUACION DE FALLA DEL CORTE DE COULOMB

En 1776 Coulomb observ que si el empuje que produce un suelo contra un muro de contencin

produce un ligero movimiento del muro, en el suelo que est retenido se forma un plano de

deslizamiento esencialmente recto. El postul que la mxima resistencia al corte, , en el plano de falla

esta dada por

= c + tan

Donde es el esfuerzo normal total en el plano de falla

es el ngulo de friccin del suelo

c es la cohesin del suelo

La utilizacin de la ecuacin de Coulomb no condujo siempre a diseos satisfactorios de estructuras

de suelo. La razn para ello no se hizo evidente hasta que Terzaghi public el principio de esfuerzos

efectivos.

= + u

Donde u = presin intersticial



= esfuerzo efectivo

Pudo apreciarse entonces que, dado que el agua no puede soportar esfuerzos cortantes substanciales, la

resistencia al corte de un suelo debe ser el resultado nicamente de la resistencia a la friccin que se

produce en los puntos de contacto entre partculas; la magnitud de sta depende solo de la magnitud de

los esfuerzos efectivos que soporta el esqueleto de suelo. Por tanto, cuanto ms grande sea el esfuerzo

efectivo normal a un plano de falla potencial, mayor ser la resistencia al corte en dicho plano. Entonces,

si se expresa la ecuacin de Coulomb en trminos de esfuerzos efectivos, se tiene:

= c + tan

En la cual los parmetros c y son propiedad del esqueleto de suelo, denominadas cohesin efectiva y

ngulo de friccin efectiva, respectivamente.

Puesto que la resistencia al corte depende de los esfuerzos efectivos en el suelo, los anlisis de

estabilidad se harn entonces, en trminos de esfuerzos efectivos. Sin embargo, en ciertas

circunstancias el anlisis puede hacerse en trminos de esfuerzos totales y por tanto, en general, se

necesitar determinar los parmetros de resistencia al corte del suelo en esfuerzos efectivos y en

esfuerzos totales. Es decir, los valores de c, y c, . Estos se obtienen, a menudo en ensayos de

laboratorio realizados sobre muestras de suelo representativas mediante el ensayo de corte directo

(ASTM D-3080-72) o el ensayo de compresin Triaxial (ASTM D-2805-70).

COMPONENTES DE LA RESISITENCIA AL CORTE

De la ley de Coulomb se desprende que la resistencia al corte de suelos en trminos generales

tiene dos componentes:

Friccin (tg ) que se debe a la trabazn entre partculas y al roce entre ellas cuando estn

sometidas a esfuerzos normales.

Cohesin (C) que se debe a fuerzas internas que mantienen unidas a las partculas en una masa.

Como en la ecuacin f = c + n * tg existen dos cantidades desconocidas (c y ), se requiere

obtener dos valores, como mnimo de esfuerzo normal y esfuerzo cortante para obtener una solucin.

Como el esfuerzo cortante y el esfuerzo normal n tienen el mismo significado dado en la construccin

del crculo de Mohr, en lugar de resolver una serie de ecuaciones simultneas para c y para tg , es

posible dibujar en un plano de ejes cordenados los valores de contra n para los diferentes ensayos

(generalmente con como ordenada), dibujar una lnea a travs del lugar geomtrico de los puntos, y

establecer la pendiente de la lnea como el ngulo y la interseccin con el eje como la cohesin c.



Para materiales no cohesivos, la cohesin debera ser cero por definicin y la ecuacin de Coulomb se

convierte en:

f = n * tg

Siendo N la fuerza vertical que acta sobre el cuerpo, la fuerza horizontal necesaria ( T ) para hacer

deslizar el cuerpo, debe ser superior a N, siendo el coeficiente de roce entre los dos materiales. Esta

relacin tambin puede ser escrita de la forma siguiente:

T = N tg

siendo , el ngulo de roce o ngulo formado por la resultante de las dos fuerzas con la fuerza normal.

La resistencia al deslizamiento es proporcional a la presin normal y puede ser representada.

3.2. Detalle y explique los componentes del aparato de compresin no confinada (soitest U-160)

3.3. Explique el desarrollo del ensayo de compresin no confinada realizada in situ.

3.4. El ensayo puede realizarse sobre muestras inalteradas y remoldadas, en caso de ensayarse una

misma muestra de suelo en estos dos casos, cual tendra mayor resistencia al corte, justifique.

En ese caso el que tendra mas resistencia al cote es la muestra remoldada ya que se compacta

para asemejar al densidad de suelo natural pero no se asemeja al real y por el mismo hecho de

que se compacta las partculas de suelo se densifican ms

3.5. Indique lo positivo, negativo e interesante que aprecio durante el ensayo.

Lo negativo fue que no se pudo obtener ninguna fisura en ninguno de los tres ensayos

Se comprendi correctamente el funcionamiento del ensayo y sus aplicaciones

4. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES.

Podemos observar en el todos los ensayo su ngulo de plano de falla fue de 90 esto se debi a causa que la muestra tena mucho contenido de arcilla.



A mayor humedad, menor resistencia al corte y a menor humedad mayor resistencia al corte.

Tambin cabe hacer notar que el ngulo de friccin del material en los suelos cohesivos es cero, caso que en la muestra ensayada nuestro ngulo es 0 en todos los casos.

La resistencia al corte, la cohesin y el ngulo de friccin, varan con el contenido de humedad del suelo. Mientras un suelo este hmedo, se podr hacer un ensayo confiable. Cuando un suelo est muy seco se fractura muy rpido, la probeta se rompe por aplastamiento no se puede identificar bien el ngulo de rotura.

El presente ensayo se nota que la muestra no tiene respaldo lateral o algo que le ayude a que no se desmorone por las paredes esto nos da a entender que el ensayo no es factible para suelos no cohesivos como las arenas y que el ensayo solo sirve para suelos cohesivos y semi cohesivos.

Tambin podemos decir que la cohesin del suelo depende del grado de humedad que tenga el suelo a ensayarse, mientras ms humedad el suelo ms cohesin tendr.

Es necesario aclarar que las lecturas obtenidas en el aparato de C.NC. son obtenidas en plg. * 10E-4 , estas unidades se convierten en lb. Por medio de una grfica o curva de calibracin.

En las arcillas la muestra tiene una rotura por bombeo la cual es caracterstica por tanto el ngulo de rotura es cero, es un hecho caracterstico de las arcillas y de suelos no cohesivos que el ngulo de friccin del material en los suelos no cohesivos es cero.

Hay dos formas de hacer la prctica de ensayo a compresin no confinado, la primera con deformacin controlada y la segunda con carga controlada.

Cuando un suelo es totalmente cohesivo (arcilla), este suelo no tiene ngulo de friccin y su ngulo de rotura es de 45, sin embargo, tiene un grado de cohesin mxima. En cambio un suelo no cohesivo (arena suelta pura), no tiene un grado de cohesin, pero su ngulo de friccin es mximo.

El suelo siempre fallar en su plano ms dbil, este es uno de los motivos por los cules no se hace mucho el ensayo de corte directo, por que en este ensayo se obliga a fallar al suelo en un plano ya determinado por el molde de ensayo, en cambio en los ensayos de compresin no confinada el suelo falla en su plano ms dbil, que es como falla este en el terreno o in situ.

Segn normas establecidas y viendo los resultados del ensayo, este ensayo no es recomendado para suelos no cohesivos.

Este ensayo no es muy recomendable porque el terreno in situ, no se presentar en las condiciones del ensayo (presin lateral 0), sino que este suelo tendr presiones axiales y laterales. Por esto es ms confiable el ensayo de Triaxial.



5. BIBLIOGRAFIA Y ANEXOS.

Mecnica de suelos. Roy-Whitlow.

Gua de laboratorio de suelos Ing. Sergio Barrientos.

Apuntes de Suelos I. Ing. Sergio Barrientos.

Mecnica de suelos Ing. Germn Lizarazu Pantoja.

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