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mecánica de suelos teorica
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UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO GEOTECNIA TEÓRICA
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GEOTECNIA TEÓRICA.
UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO GEOTECNIA TEÓRICA
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CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN. PAG 3
2. SIMBOLOGÍA Y ABREVIATURAS. PAG 4
3. PRACTICAS. PAG 7
3.1 PRACTICA # 1: CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL. PAG 8
3.2 PRACTICA # 2: COMPRESIÓN TRIAXIAL RÁPIDA. PAG 33
3.3 PRACTICA # 3: COMPRESIÓN SIMPLE. PAG 44
4. ANEXOS. PAG 53
4.1 ANEXO A: DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DE
UN SUELO. PAG 54
4.2 ANEXO B: DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECIFICO RELATIVO DE
SÓLIDOS DE UN SUELO. PAG 56
4.3 ANEXO C: ANÁLISIS POR MALLA PARA LA DETERMINACIÓN DE LA
DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS DE UN SUELO;
GRANULOMETRÍA. PAG 58
4.4 ANEXO D: LIMITE LÍQUIDO, LIMITE PLÁSTICO Y LIMITE DE
CONTRACCIÓN. PAG 61
5. NOMBRES DE TABLAS Y GRAFICAS. PAG 66
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1. INTRODUCCIÓN.
En el sentido general de la ingeniería, suelo se define como el agregado no cementado de granos minerales y materia orgánica descompuesta (partículas sólidas) junto con el líquido y gas que ocupan los espacios vacíos entre las partículas sólidas. El suelo se usa como material de construcción en diversos proyectos de ingeniería civil y sirve para soportar las cimentaciones estructurales. Por esto, los ingenieros civiles deben estudiar las propiedades del suelo, tales como origen, distribución granulométrica, capacidad para drenar agua, compresibilidad, resistencia cortante, capacidad de carga, y otras más.
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2. SIMBOLOGÍA Y ABREVIATURAS.
WANILLO Peso propio del anillo de consolidación para confinar una muestra de
Suelo.
Ø Diámetro
A Área
WVIDRIO Peso propio de un vidrio de reloj.
WV+A+M Peso del vidrio de reloj-anillo de consolidación-muestra de suelo.
WV+A+M+PP Peso del vidrio de reloj-anillo de consolidación-muestra de suelo-
Piedras porosas.
e Relación de vacios.
Hs Altura de sólidos.
Hv Altura inicial de vacios.
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H Altura inicial.
Ss Gravedad especifica.
σ' Esfuerzo efectivo.
σ'c Presión de pre consolidación.
Cc Índice de compresión
Cs Índice de expansión
Cv Coeficiente de consolidación.
Hdr Trayectoria de drenaje promedio más larga durante la consolidación.
𝛾 Peso especifico.
Wm Peso de la muestra de suelo.
Ws Peso seco de la muestra de suelo.
Ww Peso de la humedad de la muestra de suelo.
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% w Porcentaje de humedad.
ε Deformación unitaria.
Ø Angulo de fricción interna.
C Cohesión.
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3. PRACTICAS.
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3.1 PRACTICA # 1
CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL
INTRODUCCIÓN
Un incremento del esfuerzo provocado por la construcción de cimentaciones u otras cargas comprime los estratos del suelo. La compresión es causada por a) deformación de las partículas del suelo, b) reacomodo de las partículas del suelo, y c) expulsión de agua o aire de los espacios vacíos. En general, el asentamiento del suelo causado por cargas se divide en tres amplias categorías: 1. Asentamiento inmediato, provocado por la deformación elástica del suelo seco y de suelos húmedos y saturados sin ningún cambio en el contenido de agua. Los cálculos de los asentamientos inmediatos se basan, generalmente, en ecuaciones derivadas de la teoría de la elasticidad. 2. Asentamiento por consolidación primaria, es el resultado de un cambio de volumen en suelos saturados cohesivos debido a la expulsión del agua que ocupa los espacios vacíos.
3. Asentamiento por consolidación secundaria, se observa en suelos saturados cohesivos y es resultado del ajuste plástico de la estructura del suelo. Éste sigue al asentamiento por consolidación primaria bajo un esfuerzo efectivo constante. Cuando un depósito de suelo se somete a un incremento de esfuerzos totales, por ejemplo, como resultado de la carga aplicada por la construcción de un edificio o un terraplén, se produce en el suelo un exceso de presión intersticial. Puesto que el agua no puede resistir esfuerzos cortantes, el exceso de presión intersticial se disipa mediante un flujo de agua hacia el exterior. La velocidad a la cual se produce este proceso depende principalmente de la permeabilidad de la masa de suelo. La disipación del exceso de presión intersticial debida al flujo de agua hacia el exterior se denomina consolidación, proceso que tiene dos consecuencias importantes:
a. Conduce a una reducción del volumen de poros y, por tanto, a una reducción del volumen total de la masa de suelo, lo cual se manifiesta en el asentamiento de la superficie del terreno y, por consiguiente, en un asentamiento de la estructura.
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b. Durante la disipación del exceso de presión intersticial, el esfuerzo efectivo
en la masa de suelo aumenta y por tanto incrementa su resistencia al cortante. La consolidación y la resistencia al cortante son, por tanto, procesos que se relacionan mutuamente.
De lo anterior se deduce que cuando un suelo se consolida se produce una disminución de la relación de vacios acompañada por un incremento del esfuerzo efectivo. Con el fin de establecer la relación entre la presión aplicada a un suelo y su reducción de volumen, y entre esta deformación y el tiempo necesario, para que se verifique, se recurre en el laboratorio a la prueba de consolidación unidimensional, originalmente ideada por el Dr. Karl von Terzaghi, a quien se debe la teoría de la consolidación.
OBJETIVO El objetico la pueba de consolidacion unidimensional es determinar el decremento de volumen y la velocidad con que este decremento se produce, en un especimen de suelo, confiando lateralmente y sujeto a una carga axial. Durante la prueba se aplica una serie de incrementos crecientes de carga axial y, por efectos de estos, el agua tiende a salir del especimen a traves de piedras porosas colocadas en sus caras. El cambio de volumen se mide con un micrometro montado en un puente fijo y conectado a la placa de carga sobre la piedra porosa superior.
EQUIPO. Consolidometro Micrometro con lectura de 0.01 mm Equipos de carga Muetra de suelo inalterada Cronometro de bolsillo Equipo necesario para el moldeo de la muetra. Anillo de consolidacion Piedras porosas
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PRODEDIMIENTO
1. Obtener una muetra de suelo inalterada a una profundidad minima de 1.20m de 20x20x20 cms. ( ver imagen 1)
Imagen 1 Obtencion de la muestra de suelo inalterada.
2. Determinese el peso propio del anillo para confinar la muestra, su espesor, su diametro y su area.
𝑤𝑎𝑛𝑖𝑙𝑙𝑜 = 409.8 𝑔𝑟
Ø = 8 𝑐𝑚
𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 = 2 𝑐𝑚
𝐴 = 𝜋 Ø2
4=
𝜋(8 𝑐𝑚)2
4= 50.265 𝑐𝑚2
3. Moldee cuidadosamente la muetra de dentro del anillo de consolidacion. (
ver imagen 2)
Imagen 2 muestra siendo moldeada por el anillo de consolidacion.
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4. Retirese la porcion de la muestra que sobresalga por la cara superior del
anillo, hasta lograr una superficie continua a nivel; para esto puede usarse una segueta de alambre, en muestras suaves, o un cuchillo para muestras mas duras. ( ver imagen 3)
Imagen 3 muestra de suelo nivelada.
5. Pesar un vidrio de reloj
𝑊𝑣𝑖𝑑𝑟𝑖𝑜 = 100.6 𝑔𝑟
6. Coloquese sobre el vidrio de reloj el anillo con la muestra, y usando una balanza, pesese el conjunto de muestra, anillo y vidrio. ( ver imagen 4)
𝑤𝑉+𝐴+𝑀 = 693.200 𝑔𝑟
imagen 4 muestra de suelo siendo pesada.
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7. Pesar dos piedras porosas, luego pesarlas saturadas.
Piedra porosa seca
1 141.4 gr
2 140.9 gr
8. Retisere con cuidado el vidrio de reloj, y centrese cuidadosamente las
piedras pososas ligeramente humedas sobre cada cara de la muestra. Presionar suavemente contra la muestra, a fin de lograr que se adhieran. Asegure de que las piedras porosas entren en el anillo de forma que el ensayo pueda avanzar satisfactoriamente.
9. Coloquese con cuidado el anillo en la cazuela del consolidometro, cuidando que el anillo ya no sufra ningun movimiento, una vez colocado. ( ver imagen 5)
Imagen 5 muestra colocada en la cazuela de consolidación.
Piedra porosa saturadas
1 158.9 gr
2 158.5 gr
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10. Coloque la cazuela en el consolido metro, nivele el aparato y ajuste el
micrómetro. Llenar con agua la cazuela a la mitad de la piedra. Dejar la
muestra preparada 24 horas por si existiese una expansión. ( ver imagen 6)
Imagen 6 muestra preparada para realizar la prueba de consolidación
11. Pasado las 24 horas verificar que el micrómetro siga en cero.
12. Se empieza a cargar la muestra con diferentes tipos de carga: 135, 256,
502, 1005, 1770, 3280, 6850 y 13400 grs.
13. Para cada incremento de carga se debe hacer lecturas del micrómetro a
diferentes tiempos: 15, 30 y 45 segundos; 1, 2, 4, 8, 15 y 30 minutos; 1, 2,
4, 8 y 24 horas.
14. Después de pasar las 24 horas de la última carga, empieza la descarga a
cada 30 min hasta quitarse la última placa.
15. Se pesan el vidrio de reloj, el anillo, la muestra y las piedras porosas y
después se ponen al horno por 24 horas
𝑊𝑉+𝐴+𝑀+𝑃𝑃 = 1016.3 𝑔𝑟
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16. Después de las 24 horas se saca del horno y nuevamente se vuelve a
pesar. ( ver imagen 7)
𝑊𝑉+𝐴+𝑀+𝑃𝑃 = 942.2 𝑔𝑟
Imagen 7 muestra seca después de la prueba de consolidación.
17. Con los datos obtenidos se hacen todos los cálculos para determinar la
carga de consolidación los índices de compresión y expansión y el
coeficiente de consolidación.
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MEMORIA DE CÁLCULOS
Tabla # 1 Lecturas del micrómetro para cada carga.
PLACA
135 gr/cm2 256 gr/cm2 502 gr/cm2 1005 gr/cm2 1770
gr/cm2 3280
gr/cm2 6850
gr/cm2 13 400 gr/cm2 TIEMPO
15 seg 1.5 7.6 21 51 88.2 138.8 211.2 279.5
30 seg 1.5 7.9 21.7 52.4 90.3 142.1 215.2 282.8
45 seg 1.5 7.9 22.1 53.3 91.4 143.5 217.1 285.5
1 min 1.5 7.9 22.4 53.9 92.3 144.2 218.3 286.1
2 min 1.5 8.9 23.3 55.1 94 146.5 221.1 289.8
4 min - 8.9 23.9 56.2 95.2 148.3 224 293.8
8 min - 8.9 24.3 57.1 96.8 149.9 226.4 297.7
15 min - 9.0 24.9 57.9 97.7 151 227.9 300.4
30 min - 9.1 25.2 58.7 98.3 152.1 229.4 302.6
1 hora - 9.2 25.8 59.1 99 153.2 230.5 303.9
2 hora - 9.8 26.4 59.8 99.9 153.8 231.7 304.8
4 hora - 10.4 26.9 60.3 100.7 154.8 232.9 305.2
8 hora - 10.5 27.3 61.1 101.1 155.4 233.3 305.8
24 hora - 10.6 27.9 61.5 101.2 156.8 239.2 306.3
Tabla # 2 Lectura del micrómetro para las descargas a cada 30 minutos.
PLACA INICIO 30 MIN
135 gr/cm2 306.6 300.0
256 gr/cm2 300.0 290.1
502 gr/cm2 290.1 280.9
1005gr/cm2 280.9 270.8
1770gr/cm2 270.8 261.1
3280 gr/cm2 261.1 251.2
6850gr/cm2 251.2 243.1
13400gr/cm2 243.1 0.0
Obtención de las lecturas finales para el tiempo de 24 horas
Altura inicial= 20 mm
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Tabla # 3 cálculos de la altura final de la muestra de suelo.
carga lectura del micrómetro altura final
kg/cm2 mm mm
0.000 0.000 20-0.0=20
0.135 1.5x0.01=0.015 20-0.015=19.985
0.256 10.6x0.01=0.106 20-0.106=19.894
0.502 27.9x0.01=0.279 20-0.279=19.721
1.005 61.5x0.01=0.615 20-0.615=19.385
1.770 101.2x0.01=1.012 20-1.012=18.988
3.280 156.8x0.01=1.568 20-1.568=18.432
6.850 239.2x0.01=2.392 20-2.392=17.608
13.400 306.6x0.01=3.066 20-3.066=16.934
6.850 300x0.01=3.000 20-3.000=17.000
3.280 290.1x0.01=2.901 20-2.901=17.099
1.770 280.9x0.01=2.809 20-2.809=17.191
1.005 270.8x0.01=2.708 20-2.708=17.292
0.502 261.1x0.01=2.611 20-2.611=17.389
0.256 251.2x0.01=2.512 20-2.512=17.488
0.135 243.1x0.01=2.431 20-2.431=17.569
0.000 236.1x0.01=2.361 20-2.361=17.639
Calculo de las relaciones de vacios “e”
1. Se calcula la altura de sólidos Hs
𝐻𝑆 = 𝑊𝑆
𝐴 𝑥 𝑆𝑠 𝑥 𝛾=
114.4 𝑔𝑟
50.265𝑐𝑚2𝑥 2.57 𝑥 1 𝑔𝑟𝑐𝑚3
= 0.886 𝑐𝑚 = 8.856 𝑚𝑚
2. Se calcula la altura inicial de vacios Hv
𝐻𝑉 = 𝐻 − 𝐻𝑠 = 20 𝑚𝑚 − 8.856 𝑚𝑚 = 11.144 𝑚𝑚
datos
H0 2.00 cm
área 50.27 cm2
Ws 114.4 gr
Ss* 2.57
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3. Se calcula la relación de vacío “e”
𝑒 =𝐻𝑉
𝐻𝑆=
11.144 𝑚𝑚
8.856 𝑚𝑚= 1.258
4. Se hace el mismo procedimiento para las de más alturas finales y así
obtener todas las relaciones de vacío.
Tabla # 4 Tabla de cálculo de las relaciones de vacios
carga altura final Hv e
kg/cm2 mm mm
0.000 20 11.144 1.258
0.135 19.985 11.129 1.257
0.256 19.894 11.038 1.246
0.502 19.721 10.865 1.227
1.005 19.385 10.529 1.189
1.770 18.988 10.132 1.144
3.280 18.432 9.576 1.081
6.850 17.608 8.752 0.988
13.400 16.934 8.078 0.912
6.850 17.000 8.144 0.920
3.280 17.099 8.243 0.931
1.770 17.191 8.335 0.941
1.005 17.292 8.436 0.953
0.502 17.389 8.533 0.964
0.256 17.488 8.632 0.975
0.135 17.569 8.713 0.984
0.000 17.639 8.783 0.992
* El cálculo de la gravedad específica Ss se encuentra en el Anexo B
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Con la tabla # 4 se procede hacer la grafica e-log σ' (grafica # 1)
Con la grafica realizada se procede a calcular la presión de pre consolidación σ'c
mediante el método de Casagrande
Procedimiento:
1) Por observación visual, se establece un punto a en donde la grafica e-log
σ' tenga un radio de curvatura mínimo. (grafica # 2)
2) Dibuje una línea horizontal ab. (grafica # 3)
3) Dibuje la línea ac tangente en a (grafica # 4)
4) Dibuje la línea ad, que es la bisectriz del ángulo bac (grafica # 4)
5) Proyecte la porción recta gh de la grafica e-log σ' hacia atrás para
intersecar ad en f; la abscisa del punto f es la presión de preconsolidacion
σ'c. (grafica # 5)
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GRAFICA e-log σ'
GRAFICA # 1 RELACION DE VACIOS-LOG ESFUERZO
0.850
0.900
0.950
1.000
1.050
1.100
1.150
1.200
1.250
1.300
0.100 1.000 10.000 100.000
REL
AC
ION
DE
VA
CIO
PRESION σ' (Kg/cm2)
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Paso 1) Por observación visual, se establece un punto a en donde la grafica e-log
σ' tenga un radio de curvatura mínimo.
Grafica # 2 RADIO DE CURVATURA MINIMA.
0.850
0.900
0.950
1.000
1.050
1.100
1.150
1.200
1.250
1.300
0.100 1.000 10.000 100.000
REL
AC
ION
DE
VA
CIO
PRESION σ' (Kg/cm2)
a
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Paso 2) Dibuje una línea horizontal ab.
Grafica # 3 PASO 2 DEL METODO DE CASA GRANDE.
0.850
0.900
0.950
1.000
1.050
1.100
1.150
1.200
1.250
1.300
0.100 1.000 10.000 100.000
REL
AC
ION
DE
VA
CIO
PRESION σ' (Kg/cm2)
a b
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Paso 3 y 4) Dibuje la línea ac tangente en a y Dibuje la línea ad, que es la
bisectriz del ángulo bac.
Grafica # 4 TANGENTE Y ANGULO BISECTRIZ
0.850
0.900
0.950
1.000
1.050
1.100
1.150
1.200
1.250
1.300
0.100 1.000 10.000 100.000
REL
AC
ION
DE
VA
CIO
PRESION σ' (Kg/cm2)
a b
c
d
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Paso 5) Proyecte la porción recta gh de la grafica e-log σ' hacia atrás para
intersecar ad en f; la abscisa del punto f es la presión de preconsolidacion σ'c.
Grafica # 5 CARGA DE PRECONSOLIDACION.
0.850
0.900
0.950
1.000
1.050
1.100
1.150
1.200
1.250
1.300
0.100 1.000 10.000 100.000
REL
AC
ION
DE
VA
CIO
PRESION σ' (Kg/cm2)
a b
c
d
h
g
f
σ'c = 1.6 kg/cm2
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Calculo de los índices de compresión y expansión
Grafica # 6 INDICE DE COMPRESION Y EXPANSION.
INDICE DE COMPRESION INDICE DE EXPANSIÓN
PUNTO σ' e A 3.280 1.081
B 6.850 0.988
𝐶𝐶 = 𝛥𝑒
log 𝜎 ′𝐵 − log 𝜎 ′𝐴 𝐶𝑆 =
𝛥𝑒
log 𝜎 ′𝐶 − log 𝜎 ′𝐷
𝐶𝐶 =1.081 − 0.988
log 6.850 − log 3.280 𝐶𝑆 =
0.931 − 0.920
log 6.850 − log 3.280
𝐶𝐶 = 0.291 𝐶𝑆 = 0.034
0.850
0.900
0.950
1.000
1.050
1.100
1.150
1.200
1.250
1.300
0.100 1.000 10.000 100.000
REL
AC
ION
DE
VA
CIO
PRESION σ' (Kg/cm2)
A
DC
B
PUNTO σ' e D 3.280 0.931
C 6.850 0.920
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CALCULO DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACIÓN Cv
Método del logaritmo del tiempo
Paso 1
Extienda las porciones de linea recta de las consolidaciones primaria y secundaria
hasta que se intersequen en A. La ordenada de A es representada por d100 es
decir, la deformacion al final del 100% de consolidacion primaria.
Paso 2
La porcion curva inicial de la grafica de deformacion versus log t es
aproximadamente a una parabola sobre la escala natural. Seleccione tiempos t1 y
t2 sobre la porcion curva tal que t2= 4t1. Haga la diferencia de la dedormacion del
especimen durante el tiempo ( t2 – t1) igual a 𝑥.
Paso 3
Dibuje una línea horizontal D E tal que la distancia vertical BD es igual a 𝑥. la
deformación correspondiente a la línea D E es d0 (es decir, la deformación para
0% de consolidación).
Paso 4
La ordenada del punto F sobre la curva de consolidacion representa la
deformacion a 50 % de consolidacion primaria y su abscisa representa el tiempo
correspondiente ( t50).
Paso 5
Para un grado de consolidacion promedio del 50%, Tv= 0.197
𝐶𝑉 =0.197𝐻𝑑𝑟
2
𝑡50
Donde Hdr = trayectoria de drenaje promedio mas larga durante la consolidacion.
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Para la placa 3280 gr/cm2
TABLA # 5 deformación para la placa 3280 gr.
PLACA 3280 gr
TIEMPOS LEC MICRO DEFORMACION
min mm mm
0.0 1.022 10.122
0.3 1.388 9.756
0.5 1.421 9.723
0.8 1.435 9.709
1.0 1.442 9.702
2.0 1.465 9.679
4.0 1.483 9.661
8.0 1.499 9.645
15.0 1.51 9.634
30.0 1.521 9.623
60.0 1.532 9.612
120.0 1.538 9.606
240.0 1.548 9.596
480.0 1.554 9.590
1440.0 1.568 9.576
t1 t2= 4 t1 d1 d2 x= d1 - d2 d 0= d1 + x d 100 d50 =(d0 +d100)/2
0.5 2 9.723 9.679 0.044 9.767 9.604 9.686
Hf df Hdr CV
mm2/min
8.783 9.576 4.446 3.229
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27
Grafica # 7 método del logaritmo del tiempo para la 3280 gr
9.550
9.600
9.650
9.700
9.750
9.800
9.850
9.900
0.1 1.0 10.0 100.0 1000.0 10000.0
DEF
OR
MA
CIO
N m
m
TIEMPO min
COEFICIENTE DE CONSOLIDACIONPLACA 3280 gr
Ad100=9.604
t1=0
.5
t2=
2
X
X
d 0 = 9.767
d50=9.686
t50
=1.2
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28
Para la placa 3280 gr/cm2
TABLA # 6 deformación para la placa 6850 gr.
PLACA 6850 gr
TIEMPOS LEC MICRO DEFORMACION
min mm mm
0.0 1.568 9.576
0.3 2.112 9.032
0.5 2.152 8.992
0.8 2.171 8.973
1.0 2.183 8.961
2.0 2.211 8.933
4.0 2.24 8.904
8.0 2.264 8.880
15.0 2.279 8.865
30.0 2.294 8.850
60.0 2.305 8.839
120.0 2.327 8.817
240.0 2.349 8.795
480.0 2.363 8.781
1440.0 2.392 8.752
t1 t2= 4 t1 d1 d2 x= d1 - d2 d 0= d1 + x d 100 d50 =(d0 +d100)/2
0.5 2 8.992 8.933 0.059 9.051 8.843 8.947
Hf df Hdr CV
mm2/min
8.783 8.752 4.489 3.038
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29
Grafica # 8 método del logaritmo del tiempo para la 6850 gr
8.710
8.760
8.810
8.860
8.910
8.960
9.010
9.060
0.1 1.0 10.0 100.0 1000.0 10000.0
DEF
OR
MA
CIO
N m
m
TIEMPO min
COEFICIENTE DE CONSOLIDACIONPLACA 6850 gr
A
X
X
d100=8.843
d 0 = 9.051
t1=0
.5
t2=
2
t50
=1.3
d50=8.947
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30
Para la placa 13400 gr/cm2
TABLA # 7 deformación para la placa 13400 gr.
PLACA 13400 gr
TIEMPOS LEC MICRO DEFORMACION
min mm mm
0.0 2.392 8.749
0.3 2.795 8.346
0.5 2.828 8.313
0.8 2.845 8.296
1.0 2.861 8.280
2.0 2.898 8.243
4.0 2.938 8.203
8.0 2.977 8.164
15.0 3.004 8.137
30.0 3.026 8.115
60.0 3.039 8.102
120.0 3.048 8.093
240.0 3.052 8.089
480.0 3.058 8.083
1440.0 3.063 8.078
t1 t2= 4 t1 d1 d2 x= d1 - d2 d 0= d1 + x d 100 d50 =(d0 +d100)/2
0.5 2 8.313 8.243 0.07 8.383 8.117 8.250
Hf df Hdr CV
mm2/min
8.783 8.078 4.478 2.183
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31
Grafica # 9 método del logaritmo del tiempo para la placa 13400 gr
8.050
8.100
8.150
8.200
8.250
8.300
8.350
8.400
0.1 1.0 10.0 100.0 1000.0 10000.0
DEF
OR
MA
CIO
N m
m
TIEMPO min
COEFICIENTE DE CONSOLIDACIONPLACA 13400 gr
A
d 0 = 8.383
d100=8..117
X
Xd50=8.250
t1=
0.5
t2=
2
t50
=1
.8
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32
CONCLUSIONES.
En esta práctica de consolidación unidimensional se aprendió el procedimiento
para poder llevar a cabo esta prueba para cualquier tipo de suelo. Además se
llevo a practica toda la teoría de consolidación realizando así cada uno de los
cálculos expuestos en clase a una muestra de suelo real.
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33
3.2 PRACTICA # 2
COMPRESIÓN TRIAXIAL RÁPIDA.
INTRODUCCIÓN
La resistencia al corte de un suelo determina factores tales como la estabilidad de
un talud, la capacidad de carga admisible para una cimentación y el empuje de un
suelo contra un muro de contención. El conocimiento de la resistencia al corte es
requisito indispensable para cualquier análisis relacionado con la estabilidad de
una masa de suelo.
La resistencia cortante de una masa de suelo es la resistencia interna por área
unitaria que la masa de suelo ofrece para resistir la falla y el deslizamiento a lo
largo de cualquier plano dentro de el. Los ingenieros deben entender la naturaleza
de la resistencia cortante para analizar los problemas de la estabilidad del suelo,
tales como la capacidad de carga, estabilidad de taludes y la presión lateral sobre
estructuras de retención de tierras.
OBJETIVO
Las pruebas de compresión triaxial se realizan con el propósito de determinar las
características de esfuerzo-deformación y resistencia de los suelo sujetos a
esfuerzos cortantes, producidos cuando varían los esfuerzos principales que
actúan sobre un espécimen cilíndrico del suelo de que se trate.
EQUIPO Y MATERIALES. Muetras de suelo inalterada Maquina de compresion Camara triaxil Equipo para tallar la muetra
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34
PROCEDIMIENTO
1. De una muetra de suelo inalterada se procede a formar tres cilindros de
aprocimadamente 5 cm de diametro y 10 cm de largo.(ver imagen # 8)
Imagen # 8 formación de los cilindros.
2. Los cilindros formados se envuelven en un plástico transparente, de
manera la muestra no pierda humedad. (ver imagen # 9)
Imagen # 9 cilindros envueltos en plástico
transparente.
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35
3. Con el equipo necesario s procede a darle las medidas aproximadas
correctas a los cilindros. Ø= 3.5 cm y h= 8.6 cm. (ver imagen # 10)
Imagen # 10 detalla miento de los cilindros a las medidas correctas.
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36
4. Se procede se medir los diámetros de cada cilindro en la parte superior
media e inferior. Calculando a su vez el área para cada diámetro y con el
peso del cilindro se procede a calcular su peso volumétrico 𝛾.
Tabla # 8 cálculos de área volumen y peso especifico.
DATOS Y CÁLCULOS DEL CILINDRO # 1
ALTURA (cm) NO.
DIAMETRO (cm)
AREAS (cm^2)
VOLUMEN PROMEDIO
(cm^3) PESO (grs)
𝜸 m
(kg/cm^3)
8.600
3.400 9.079
76.573 137.100 1.790 3.300 8.553
3.400 9.079
PROMEDIO 3.367 8.904
DATOS Y CÁLCULOS DEL CILINDRO # 2
ALTURA (cm) NO.
DIAMETRO (cm)
AREAS (cm^2)
VOLUMEN PROMEDIO
(cm^3) PESO (grs)
𝜸 m
(kg/cm^3)
8.600
3.400 9.079
79.635 137.100 1.722 3.400 9.079
3.500 9.621
PROMEDIO 3.433 9.260
DATOS Y CÁLCULOS DEL CILINDRO # 3
ALTURA (cm) NO.
DIAMETRO (cm)
AREAS (cm^2)
VOLUMEN PROMEDIO
(cm^3) PESO (grs)
𝜸 m
(kg/cm^3)
8.600
3.500 9.621
79.635 137.100 1.722 3.400 9.079
3.400 9.079
PROMEDIO 3.433 9.260
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37
5. Ya pesados y medidos los cilindros se procede a realizar la prueba de
compresión triaxial rápida para esfuerzos de confinamiento de 0.5, 1 y 2 𝑘𝑔
𝑐𝑚2
6. Se procede a tomar las correspondientes lecturas.
Tabla # 9 lecturas carga-deformación.
CILINDRO # 2
CILINDRO # 3
CILINDRO # 1
σ = 0.5 kg/cm2
σ = 1.0 kg/cm2
σ = 2.0 kg/cm2
DEFORMACION CARGA
DEFORMACION CARGA
DEFORMACION CARGA
0 0.00
0 0.00
0 0.00
10 1.70
10 2.20
10 2.90
20 3.50
20 3.90
20 4.40
30 5.10
30 5.20
30 6.30
40 6.60
40 5.80
40 7.80
50 7.60
50 7.10
50 9.40
60 8.60
60 7.60
60 10.50
70 9.70
70 8.90
70 12.00
80 10.50
80 9.50
80 12.90
90 11.50
90 10.00
90 13.50
100 12.30
100 10.70
100 14.10
110 12.80
110 11.40
110 14.60
120 13.60
120 12.20
120 15.00
130 14.00
130 12.60
130 15.40
140 14.10
140 13.40
140 15.90
150 14.10
150 13.90
150 16.40
160 14.10
160 14.20
160 16.70
170 14.60
170 16.90
180 14.90
180 17.10
190 15.30
190 17.20
200 15.50
200 17.70
210 15.70
210 17.90
220 15.70
220 18.00
230 15.70
230 18.20
240 18.40
250 18.40
260 18.40
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38
7. Se procede a realizar la memoria de cálculos.
Tabla # 10 cálculo de las humedades.
No CILINDRO Wm Ws Ww %w
1 141.94 118.66 23.28 19.619
2 161.51 135.80 25.71 18.932
3 159.20 134.00 25.20 18.806
MEMORIA DE CÁLCULOS
CILINDRO # 2
Tabla # 11 cálculos de los esfuerzos cilindro 2
CÁLCULOS DEL CILINDRO # 2
Lectura del micrometro
Carga en kg. Lectura de
extensometro Deformacion
unitaria 1-def.
unitaria Área
corregida Esfuerzo
(-) (Kg) (mm) (%) (%) (cm2) (Kg/cm2)
10 1.70 0.25 0.295 0.997 9.287 0.183
20 3.50 0.51 0.591 0.994 9.315 0.376
30 5.10 0.76 0.886 0.991 9.343 0.546
40 6.60 1.02 1.181 0.988 9.371 0.704
50 7.60 1.27 1.477 0.985 9.399 0.809
60 8.60 1.52 1.772 0.982 9.427 0.912
70 9.70 1.78 2.067 0.979 9.455 1.026
80 10.50 2.03 2.363 0.976 9.484 1.107
90 11.50 2.29 2.658 0.973 9.513 1.209
100 12.30 2.54 2.953 0.970 9.542 1.289
110 12.80 2.79 3.249 0.968 9.571 1.337
120 13.60 3.05 3.544 0.965 9.600 1.417
130 14.00 3.30 3.840 0.962 9.630 1.454
140 14.10 3.56 4.135 0.959 9.659 1.460
150 14.10 3.81 4.430 0.956 9.689 1.455
160 14.10 4.06 4.726 0.953 9.719 1.451
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39
CILINDRO # 3
Tabla # 12 cálculos de los esfuerzos cilindro 3
CÁLCULOS DEL CILINDRO # 3
Lectura del micrometro
Carga en kg. Lectura de
extensometro Deformacion
unitaria 1-def.
unitaria Área
corregida Esfuerzo
(-) (Kg) (mm) (%) (%) (cm2) (Kg/cm2)
10 2.20 0.254 0.295 0.997 9.287 0.237
20 3.90 0.508 0.591 0.994 9.315 0.419
30 5.20 0.762 0.886 0.991 9.343 0.557
40 5.80 1.016 1.181 0.988 9.371 0.619
50 7.10 1.270 1.477 0.985 9.399 0.755
60 7.60 1.524 1.772 0.982 9.427 0.806
70 8.90 1.778 2.067 0.979 9.455 0.941
80 9.50 2.032 2.363 0.976 9.484 1.002
90 10.00 2.286 2.658 0.973 9.513 1.051
100 10.70 2.540 2.953 0.970 9.542 1.121
110 11.40 2.794 3.249 0.968 9.571 1.191
120 12.20 3.048 3.544 0.965 9.600 1.271
130 12.60 3.302 3.840 0.962 9.630 1.308
140 13.40 3.556 4.135 0.959 9.659 1.387
150 13.90 3.810 4.430 0.956 9.689 1.435
160 14.20 4.064 4.726 0.953 9.719 1.461
170 14.60 4.318 5.021 0.950 9.749 1.498
180 14.90 4.572 5.316 0.947 9.780 1.524
190 15.30 4.826 5.612 0.944 9.810 1.560
200 15.50 5.080 5.907 0.941 9.841 1.575
210 15.70 5.334 6.202 0.938 9.872 1.590
220 15.70 5.588 6.498 0.935 9.903 1.585
230 15.70 5.842 6.793 0.932 9.935 1.580
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40
CILINDRO # 1
Tabla # 13 cálculos de los esfuerzos cilindro 1
CÁLCULOS DEL CILINDRO # 1
Lectura del micrometro
Carga en kg. Lectura de
extensometro Deformacion
unitaria 1-def.
unitaria Área
corregida Esfuerzo
(-) (Kg) (mm) (%) (%) (cm2) (Kg/cm2)
10 2.90 0.254 0.295 0.997 8.930 0.325
20 4.40 0.508 0.591 0.994 8.957 0.491
30 6.30 0.762 0.886 0.991 8.983 0.701
40 7.80 1.016 1.181 0.988 9.010 0.866
50 9.40 1.270 1.477 0.985 9.037 1.040
60 10.50 1.524 1.772 0.982 9.064 1.158
70 12.00 1.778 2.067 0.979 9.092 1.320
80 12.90 2.032 2.363 0.976 9.119 1.415
90 13.50 2.286 2.658 0.973 9.147 1.476
100 14.10 2.540 2.953 0.970 9.175 1.537
110 14.60 2.794 3.249 0.968 9.203 1.586
120 15.00 3.048 3.544 0.965 9.231 1.625
130 15.40 3.302 3.840 0.962 9.259 1.663
140 15.90 3.556 4.135 0.959 9.288 1.712
150 16.40 3.810 4.430 0.956 9.317 1.760
160 16.70 4.064 4.726 0.953 9.345 1.787
170 16.90 4.318 5.021 0.950 9.375 1.803
180 17.10 4.572 5.316 0.947 9.404 1.818
190 17.20 4.826 5.612 0.944 9.433 1.823
200 17.70 5.080 5.907 0.941 9.463 1.870
210 17.90 5.334 6.202 0.938 9.493 1.886
220 18.00 5.588 6.498 0.935 9.523 1.890
230 18.20 5.842 6.793 0.932 9.553 1.905
240 18.40 6.096 7.088 0.929 9.583 1.920
250 18.40 6.350 7.384 0.926 9.614 1.914
260 18.40 6.604 7.679 0.923 9.644 1.908
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41
Resumen de datos.
Unidades de esfuerzo kg/cm2
PRUEBA 1
𝜎 = 1.460
𝜎3 = 0.5
𝜎1 = 1.460 + 0.5 = 1.960
𝜎1 = 𝜎3 tan(45 +Ø
2)
2
+ 2𝐶 tan(45 +Ø
2)
1.460 = 0.5 tan(45 +Ø
2)
2
+ 2𝐶 tan(45 +Ø
2) 𝐸𝐶𝑈𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 # 1
PRUEBA 2
𝜎 = 1.590
𝜎3 = 1.0
𝜎1 = 1.590 + 1.0 = 2.590
𝜎1 = 𝜎3 tan(45 +Ø
2)
2
+ 2𝐶 tan(45 +Ø
2)
2.590 = 1 tan(45 +Ø
2)
2
+ 2𝐶 tan(45 +Ø
2) 𝐸𝐶𝑈𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 # 2
PRUEBA 2
𝜎 = 1.920
𝜎3 = 2.0
𝜎1 = 1.920 + 2.0 = 3.920
𝜎1 = 𝜎3 tan(45 +Ø
2)
2
+ 2𝐶 tan(45 +Ø
2)
3.920 = 2 tan(45 +Ø
2)
2
+ 2𝐶 tan(45 +Ø
2) 𝐸𝐶𝑈𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 # 3
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42
De las tres ecuaciones obtenidas se procede a calcular los parámetros de la
resistencia cortante del suelo.
Solución de las ecuaciones.
C=0.547
Ø = 8.130°
PRUEBA σ1 σ3 σ PROM σ
1 1.960 0.500 1.230 1.460
2 2.590 1.000 1.795 1.590
3 3.920 2.000 2.960 1.920
Grafica # 10 circulo de Mhor.
0.0000
1.0000
0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000
ESFU
ERZO
CO
RTA
NTE
τ (
kg/c
m2
)
ESFUERZO NORMAL σ (kg/cm2)
C=0.547
Ø=8.130°
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43
CONCLUSIONES.
En esta práctica de compresión triaxial rápida se aprendió el procedimiento para
poder llevar a cabo esta prueba para cualquier tipo de suelo. Además se llevo a
practica toda la teoría de mhor- coulomb realizando así cada uno de los cálculos
expuestos en clase a una muestra de suelo real.
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44
3.3 PRACTICA # 3
COMPRESIÓN SIMPLE.
INTRODUCCIÓN
La prueba de compresión simple es la más usada en los laboratorios de mecánica
de suelos para los trabajos de rutina. Esta prueba tiene la ventaja de ser de fácil
realización y de exigir equipo relativamente sencillo, en comparación con las
pruebas triaxiales. Sin embargo, una correcta interpretación de sus resultados es
más difícil que en el caso de las pruebas triaxiales, se desea ir al fondo de los
mecanismos de la falla que tiene lugar; por el contrario, los resultados de la
prueba son de fácil aplicación a los trabajos de rutina, por lo menos en apariencia,
pero es recomendable que las conclusiones que se deriven de esta prueba vayan
siempre sancionadas por un especialista.
OBJETIVO
Determinar los esfuerzos a carga axial de una muestra de suelo y calculas sus
deformación, así como realizar la grafica esfuerzo deformación.
EQUIPO Y MATERIALES. Muetras de suelo inalterada Maquina de compresion Camara triaxil Equipo para tallar la muetra
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45
PROCEDIMIENTO 1. De una muetra de suelo inalterada se procede a formar tres cilindros de
aprocimadamente 5 cm de diametro y 10 cm de largo. (ver imagen # 11)
Imagen # 11 detalla miento de los cilindros a las medidas correctas.
2. Los cilindros formados se envuelven en un plástico transparente, de
manera la muestra no pierda humedad. (ver imagen # 12)
Imagen # 12 cilindros cubiertos con papel
transparente.
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46
3. Con el equipo necesario s procede a darle las medidas aproximadas
correctas a los cilindros. Ø= 3.5 cm y h= 9 cm. (ver imagen # 13)
Imagen # 13 detalla miento de los cilindros a las medidas requeridas para la
prueba.
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47
4. Se procede se medir los diámetros de cada cilindro en la parte superior
media e inferior. Calculando a su vez el área para cada diámetro y con el
peso del cilindro se procede a calcular su peso volumétrico 𝛾.
Tabla # 14 cálculos del área, volumen y peso especifico.
DATOS Y CÁLCULOS DEL CILINDRO # 4
ALTURA (cm)
NO. DIAMETRO
(cm)
AREAS (cm^2)
VOLUMEN PROMEDIO
(cm^3) PESO (grs)
𝜸 m
(kg/cm^3)
9.000
3.400 9.079
83.339 161.180 1.934 3.500 9.621
3.400 9.079
PROMEDIO 3.433 9.260
DATOS Y CÁLCULOS DEL CILINDRO # 5
ALTURA (cm)
NO. DIAMETRO
(cm)
AREAS (cm^2)
VOLUMEN PROMEDIO
(cm^3) PESO (grs)
𝜸 m
(kg/cm^3)
9.000
3.500 9.621
89.936 175.640 1.953 3.600 10.179
3.600 10.179
PROMEDIO 3.567 9.993
DATOS Y CÁLCULOS DEL CILINDRO # 6
ALTURA (cm)
NO. DIAMETRO
(cm)
AREAS (cm^2)
VOLUMEN PROMEDIO
(cm^3) PESO (grs)
𝜸 m
(kg/cm^3)
9.000
3.600 10.179
88.263 175.460 1.988 3.500 9.621
3.500 9.621
PROMEDIO 3.533 9.807
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48
5. Ya pesados y medidos los cilindros se procede a realizar la prueba de
compresión triaxial rápida para esfuerzos de confinamiento de 0.5, 1 y 2 𝑘𝑔
𝑐𝑚2
6. Se procede a tomar las correspondientes lecturas.
Tabla # 15 lecturas carga- deformación.
CILINDRO # 5
CILINDRO # 4
CILINDRO # 6
DEFORMACION CARGA
DEFORMACION CARGA
DEFORMACION CARGA
0 0
0 0
0 0
10 1
10 8
10 8
20 3.5
20 10
20 10.1
30 6.5
30 11
30 12
40 9.5
40 12
40 13
50 12
50 13
50 14
60 12
60 13.1
60 15.1
70 12
70 13.1
70 15.4
80 13.1
80 16
90 16.6
100 17
110 17
120 17
7. Se procede a realizar la memoria de cálculos.
Tabla # 16 cálculo de las humedades
No CILINDRO
Wm Ws Ww %w
4 161.18 135.11 26.07 19.295
5 175.64 151.87 23.77 15.652
6 175.46 145.54 29.92 20.558
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49
MEMORIA DE CÁLCULOS
CILINDRO # 5
Tabla # 17 cálculo de los esfuerzos cilindro 5
CÁLCULOS DEL CILINDRO # 5
Lectura del micrometro
Carga en kg. Lectura de
extensometro Deformacion
unitaria 1-def.
unitaria Área
corregida Esfuerzo
(-) (Kg) (mm) (%) (%) (cm2) (Kg/cm2)
10 1 0.245 0.272 0.997 10.020 0.100
20 3.5 0.490 0.544 0.995 10.048 0.348
30 6.5 0.735 0.817 0.992 10.075 0.645
40 9.5 0.980 1.089 0.989 10.103 0.940
50 12 1.225 1.361 0.986 10.131 1.185
60 12 1.470 1.633 0.984 10.159 1.181
70 12 1.715 1.906 0.981 10.187 1.178
Grafica # 11 esfuerzo deformación C 5
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500
ESFU
ERZO
σ(k
g/cm
2)
DEFORMACION UNITARIA
GRAFICA ESFUERZO-DEFORMACION
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50
CILINDRO # 4
Tabla # 18 cálculo de los esfuerzos cilindro 4
CÁLCULOS DEL CILINDRO # 4
Lectura del micrometro
Carga en kg. Lectura de
extensometro Deformacion
unitaria 1-def.
unitaria Área
corregida Esfuerzo
(-) (Kg) (mm) (%) (%) (cm2) (Kg/cm2)
10 8 0.245 0.272 0.997 9.285 0.862
20 10 0.490 0.544 0.995 9.311 1.074
30 11 0.735 0.817 0.992 9.336 1.178
40 12 0.980 1.089 0.989 9.362 1.282
50 13 1.225 1.361 0.986 9.388 1.385
60 13.1 1.470 1.633 0.984 9.414 1.392
70 13.1 1.715 1.906 0.981 9.440 1.388
80 13.1 1.960 2.178 0.978 9.466 1.384
Grafica # 12 esfuerzo deformación C 4
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
1.600
0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500
ESFU
ERZO
σ (
kg/c
m2
)
DEFORMACION UNITARIA
GRAFICA ESFUERZO-DEFORMACION
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51
CILINDRO # 6
Tabla # 19 cálculo de los esfuerzos cilindro 6
CÁLCULOS DEL CILINDRO # 6
Lectura del micrometro
Carga en kg. Lectura de
extensometro Deformacion
unitaria 1-def.
unitaria Área
corregida Esfuerzo
(-) (Kg) (mm) (%) (%) (cm2) (Kg/cm2)
10 8 0.245 0.272 0.997 9.834 0.814
20 10.1 0.490 0.544 0.995 9.311 1.085
30 12 0.735 0.817 0.992 9.336 1.285
40 13 0.980 1.089 0.989 9.362 1.389
50 14 1.225 1.361 0.986 9.388 1.491
60 15.1 1.470 1.633 0.984 9.414 1.604
70 15.4 1.715 1.906 0.981 9.440 1.631
80 16 1.960 2.178 0.978 9.466 1.690
90 16.6 2.205 2.450 0.976 9.492 1.749
100 17 2.450 2.722 0.973 9.519 1.786
110 17 2.695 2.994 0.970 9.546 1.781
120 17 2.940 3.267 0.967 9.573 1.776
Grafica # 13 esfuerzo deformación C 6
0.000
0.200
0.400
0.600
0.800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
2.000
0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500
ESFU
ERZO
σ (
kg/c
m2
)
DEFORMACION UNITARIA
GRAFICA ESFUERZO-DEFORMACION
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52
CONCLUSIONES.
En esta práctica de compresión simple se aprendió el procedimiento para poder
llevar a cabo esta prueba para cualquier tipo de suelo. Además se llevo a práctica
toda la teoría de compresión simple realizando así cada uno de los cálculos
expuestos en clase a una muestra de suelo real.
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53
4. Anexos
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54
4.1 ANEXO A
“DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN SUELO.”
OBJETIVO:
El objetivo de la práctica es determinar el grado de humedad de la muestra de
suelo.
INTRODUCCIÓN:
La importancia del contenido de agua que presenta un suelo representa junto con
la cantidad de aire, una de las características más importantes para explicar el
comportamiento de este.
Materiales:
Balanza
Capsula de aluminio
Segueta
Horno de secado
Residuos del prisma de arcilla.
PROCEDIMIENTO:
1. Se pesa la capsula metálica.
𝑊𝐶 = 55.8 𝑔𝑟
2. Con los residuos que quedaron para preparar los cilindros para la prueba
de compresión simple y triaxial, se colocan en la capsula para después
pesarlo.
𝑊𝐶+𝑚 = 167.7 𝑔𝑟
3. Se calcula el peso de la muestra.
𝑊𝑚 = 𝑊𝑐 + 𝑊𝑚 − 𝑊𝑐 = 167.7 − 55.8 = 111.90𝑔𝑟
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55
4. Se seca la muestra en el horno a 100°c durante 24 horas y al sacarla del
horno se pesa de nuevo la muestra. (ver imagen # 14)
Imagen # 14 peso seco de la muestra
𝑊𝐶 + 𝑊𝑆 = 149.5 𝑔𝑟
𝑊𝑚𝑠 = 𝑊𝑐 + 𝑊𝑠 − 𝑊𝑐 = 149.5𝑔𝑟 − 55.8 𝑔𝑟 = 93.70𝑔𝑟
5. Se calcula el peso húmedo de la muestra de suelo (Ww)
Wm = Ww+Wms donde Ww = Wm - Wms
𝑊𝑤 = 111.90𝑔𝑟 − 93.70 𝑔𝑟 = 18.20 𝑔𝑟.
6. Con los datos obtenidos se calcula el contenido de humedad (w %)
𝑤 % =𝑊𝑤
𝑊𝑠 𝑥 100 =
18.20 𝑔𝑟
93.70 𝑔𝑟 𝑥 100 = 19.424 %
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56
4.2 ANEXO B
“DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECIFICO RELATIVO DE LOS SÓLIDOS DE
UN SUELO.”
OBJETIVO:
Determinar el peso específico relativo de la muestra de un suelo.
INTRODUCCIÓN:
El peso específico relativo de sólidos se puede definir como la relación que existe
entre el peso específico del suelo seco y el peso especifico del agua a cierta
temperatura.
Generalmente la variación de la densidad de los sólidos es de 2.60 a 2.80.
El peso especifico relativo, se define como el peso especifico del suelo con
respecto al peso especifico del agua a 4°c, destilada y sujeta a presión
atmosférica.
Materiales:
Matraz calibrado con marca de aforo de 500 ml.
Muestra de tierra.
Agua.
Recipiente.
Embudo.
Balanza.
Mortero con mano.
PROCEDIMIENTO:
1. Tomamos una muestra seca y la pesamos.
𝑊𝑆 = 93.70 𝑔𝑟
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57
2. Se toma un matraz con marca de aforo, se llena de agua hasta la marca de
aforo y se pesa (𝑊𝑓𝑤 ).
𝑊𝑓𝑤 = 668.5 𝑔𝑟
3. Se retira un poco de agua del matraz y con ayuda del embudo se agrega el
suelo seco. Después se llena el matraz hasta la marca de aforo, se deja
reposar 24 horas.
4. Luego transcurrido las 24 horas, lo pesamos, dicho peso, será el peso de la
muestra con agua. (ver imagen # 15)
𝑊𝑓𝑤𝑠 = 725.80 𝑔𝑟
Imagen # 15 peso de la muestra con agua.
5. Con los datos obtenidos se calcula el peso específico relativo del sólido.
𝑆𝑠 =𝑊𝑠
𝑊𝑓𝑤 + 𝑊𝑠 − 𝑊𝑓𝑤𝑠 =
93.70 𝑔𝑟
668.5 𝑔𝑟 + 93.70 𝑔𝑟 − 725.80 𝑔𝑟
𝑆𝑠 = 2.57
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58
4.3 ANEXO C
“ANÁLISIS POR MALLAS PARA LA DETERMINACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN
DE TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS DE UN SUELO, GRANULOMETRÍA.”
OBJETIVO:
Determinar la relación entres os tamaños de las partículas solidas que lo
constituyen y el porciento del peso total que representa cada porción de un mismo
tamaño.
INTRODUCCIÓN:
Se denomina granulometría, a la medición y graduación que se lleva a acabo de
los granos de una formación sedimentaria, de los materiales sedimentarios, así
como de los suelos, con fines de análisis, tanto de su origen como de sus
propiedades mecánicas, y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a
cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica.
Materiales:
Balanza.
Juego de mallas.
Charola.
Cucharon de lámina.
Material de suelo.
Recipiente.
PROCEDIMIENTO:
1. Pesar 200 kg de material de suelo, se deposita en un recipiente con agua
para dejarlo reposar por 24 horas.
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59
2. Después de las 24 horas se lava el material con la malla # 200, hasta que
quede limpia y se le retira el agua. (ver imagen # 16)
Imagen # 16 muestra siendo lavada.
3. Se pone a secar la muestra en el horno por 24 horas, después de las 24
horas transcurridas se deposita en las mallas ordenadas en forma
descendentes de acuerdo a la abertura # 4, 10, 20, 40, 60, 100, 200.
4. Mover las mallas durante 3 min y luego pesar lo retenido en cada malla.
(ver imagen # 17)
Imagen # 17 muestra siendo pasada por las diferentes tipos de malla.
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60
5. Hacer los cálculos.
MEMORIA DE CALCULOS
Tabla # 20 cálculos de porcentaje que pasa.
PESO DE LA MUESTRA = 200 gr
MALLA ABERTURA EN
mm
RETENIDO RETENIDO ACUMULADO
% QUE PASA gr %
#4 4.76 0.00 0.00 0 100
#10 2 4.90 2.45 2.45 97.55
#20 0.84 23.70 11.85 14.30 85.7
#40 0.42 87.70 43.85 58.15 41.85
#60 0.25 40.10 20.05 78.20 21.8
#100 0.15 15.80 7.90 86.10 13.9
#200 0.075 24.40 12.20 98.30 1.7
PASA # 200 3.40
Grafica # 14 curva granulométrica
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.010.1110
% Q
UE
PA
SA
ABERTURA EN mm
CURVA GRANULOMETRICA
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61
4.4 ANEXO D
“LIMITE LIQUIDO, LIMITE PLASTICO Y LIMITE DE CONTRACCION”
OBJETIVO:
Determinar el límite de plasticidad de una muestra de suelo.
INTRODUCCIÓN:
Los límites son empleados para clasificar los suelos finos y estimar la calidad
de sus propiedades mecánicas y así proveer su posible comportamiento. Con
la carta de la plasticidad se clasifican los suelos finos en función del límite
líquido y el índice plástico.
Materiales:
Muestra de suelo.
Copa de Casagrande.
Ranurador plano.
Ranurador triangular.
Espátula.
Capsula de porcelana.
6 vidrios de reloj.
Horno de secado.
Balanza franela.
Recipiente.
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62
PROCEDIMIENTO:
1. de una muestra de suelo inalterada se pone a secar, se disgrega y se pasa
por la malla # 40. (ver imagen # 18)
Imagen 18 muestra siendo disgregada.
2. Colocar el material disgregado en un recipiente, un poco arriba de la tercera
parte.
3. Se humedece el material, hasta llegar a una mezcla homogénea.
4. Se deja reposar durante 24 horas en el recipiente.
5. Se coloca el material en una capsula, se le agrega agua y con una espátula
se mezcla hasta tener una mezcla suave.
6. Se pesan todos los vidrios de reloj.
7. En la copa de Casagrande se coloca una cantidad de muestra, y con la
espátula se expande hacia la izquierda y luego hacia la derecha.
8. Con la punta del ranurador se coloca en forma perpendicular a la muestra
de suelo y se hace una abertura.
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63
9. Hecha la abertura se acciona la manivela del dispositivo a razón de 2
golpes/seg. Contando que a 35 golpes cierre.
10. Se coloca una parte del material de un vidrio de reloj y se pesa.
11. Los pasos se repiten, hasta que cierren a un punto arriba de 25 golpes y a
dos puntos abajo de 25 goles.
12. Se dejan en el horno 24 horas, se sacan del horno y se pesan.
CÁLCULOS.
Limite líquido
Tabla # calculo de % W
No VIDRIO W VIDRIO GOLPES WV+Wm Wv+Ws Wm Ws Ww w%
# 27 22.28 33 35.71 31.68 13.43 9.4 4.03 42.872
#32 22.38 28 35.37 31.45 12.99 9.07 3.92 43.219
#37 22.38 21 31.77 28.82 9.39 6.44 2.95 45.807
#4 22.32 17 30.21 27.7 7.89 5.38 2.51 46.654
Ajuste de curva.
n Xi Yi Xi Yi X^2 GOLPES w%
1 33 42.872 1414.787 1089 33 42.522
2 28 43.219 1210.143 784 28 43.805
3 21 45.807 961.957 441 21 45.600
4 17 46.654 793.123 289 17 46.627
Σ 99.000 178.553 4380.010 2603.000
nΣXi Yi ΣXiΣYi nΣX^2 (ΣXi)(ΣXi)
a1 -0.2565546
17520.039 17676.79 10412 9801
a0 50.9880937
Ecuación del ajuste de curva.
W% = a0-a1golpes
W%=50.988-0.257golpes
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64
Grafica # 15 curva W%- golpes.
Con la ecuación del ajuste de curva se procede a calcular el límite líquido
LL=44.574
Grafica # 16 limite líquido.
42.000
42.500
43.000
43.500
44.000
44.500
45.000
45.500
46.000
46.500
47.000
0 5 10 15 20 25 30 35
w %
GOLPES
42.000
42.500
43.000
43.500
44.000
44.500
45.000
45.500
46.000
46.500
47.000
0 5 10 15 20 25 30 35
w %
GOLPES
LL=44.574
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65
Limite plástico.
Tabla # 22 cálculo del LP
LIMITE PLASTICO
No VIDRIO W VIDRIO WV+Wm Wv+Ws Wm Ws Ww w%
#64 16.02 21.9 20.87 5.88 4.85 1.03 21.237
LP= 21.237
Limite de contracción.
Tabla # 23 cálculo del CL
Wb + Wm Wb+ Ws L
INICIAL B
INICIAL h
INICIAL L FINAL B FINAL h FINAL VOL
INICIAL VOL FINAL
151.72 129.5 10 2 2 8.75 1.7 1.7 40 25.2875
wi % Δw % CL
17.158 11.3610039 5.797
CL = 5.797
Grafica # 17 resumen de estados.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
ESTADOS
LL= 44.574
LP= 21.237
CL= 5.707
PLATICO.
SEMI SOLIDO
SOLIDO
LIQUIDOS O SEMI LIQUIDOS.
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66
5. NOMBRES DE TABLAS Y GRAFICAS.
TABLA # 1 LECTURAS DEL MICRÓMETRO PARA CADA CARGA.
TABLA # 2 LECTURAS DEL MICRÓMETRO PARA LAS DESCARGAS A CADA 30
MINUTOS.
TABLA # 3 CÁLCULOS DE LA ALTURA FINAL DE LA MUESTRA DE SUELO.
TABLA # 4 TABLA DE CÁLCULOS DE LAS RELACIONES DE VACÍO.
TABLA # 5 DEFORMACIÓN PARA LA PLACA 3280 GR.
TABLA # 6 DEFORMACIÓN PARA LA PLACA 6850 GR.
TABLA # 7 DEFORMACIÓN PARA LA PLACA 13400 GR.
TABLA # 8 CÁLCULOS DE ÁREA, VOLUMEN Y PESO ESPECIFICO.
TABLA # 9 LECTURAS DE CARGA DEFORMACIÓN.
TABLA # 10 CÁLCULO DE LAS HUMEDADES.
TABLA # 11 CÁLCULOS DE LOS ESFUERZOS C 2.
TABLA # 12 CÁLCULOS DE LOS ESFUERZOS C 3.
TABLA # 13 CÁLCULOS DE LOS ESFUERZOS C 1.
TABLA # 14 CÁLCULOS DE ÁREA, VOLUMEN Y PESO ESPECIFICO.
TABLA # 15 LECTURAS DE CARGA DEFORMACIÓN.
TABLA # 16 CÁLCULO DE LAS HUMEDADES.
TABLA # 17 CÁLCULOS DE LOS ESFUERZOS C 5.
TABLA # 18 CÁLCULOS DE LOS ESFUERZOS C 4.
TABLA # 19 CÁLCULOS DE LOS ESFUERZOS C 6.
TABLA # 20 CÁLCULOS DE % QUE PASA
TABLA # 19 CALCULO DE % W
TABLA # 19 CALCULO DE LP
TABLA # 19 CALCULO DE CL
UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO GEOTECNIA TEÓRICA
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GRAFICA #1 RELACIÓN DE VACIOS- LOG ESFUERZO
GRAFICA #2 RADIO DE CURVATURA MÍNIMA
GRAFICA #3 PASÓ 2 DEL MÉTODO DE CASA GRANDE
GRAFICA #4 TANGENTE Y ÁNGULO BISECTRIZ
GRAFICA #5 CARGA DE PRE CONSOLIDACIÓN
GRAFICA #6 ÍNDICE DE COMPRESIÓN Y EXPANSIÓN.
GRAFICA #7 MÉTODO DEL LOGARITMO DEL TIEMPO PARA LA PLACA 3280 GR
GRAFICA #8 MÉTODO DEL LOGARITMO DEL TIEMPO PARA LA PLACA 6850 GR
GRAFICA #9 MÉTODO DEL LOGARITMO DEL TIEMPO PARA LA PLACA 13400 GR
GRAFICA #10 CIRCULO DE MHOR.
GRAFICA #11 ESFUERZO-DEFORMACIÓN C. 5
GRAFICA #12 ESFUERZO-DEFORMACIÓN C. 4
GRAFICA #13 ESFUERZO-DEFORMACIÓN C. 6
GRAFICA #14 CURVA GRANULOMÉTRICA
GRAFICA #15 CURVA %W-GOLPES
GRAFICA #16 LIMITE LÍQUIDO
GRAFICA #17ESTADOS