compresion uniaxial

PRACTICA # 3 ENSAYO DE COMPRESION UNIAXIAL O COMPRESION INCONFINADA Norma: ASTM D2166 1. OBJETIVOS: •

Tiene por finalidad, determinar la resistencia a la compresión no confinada de un cilindro de suelo cohesivo o semi - cohesivo, e indirectamente la resistencia al corte, por la expresión: S u

•

•

•

=

c

=

qu 2

Este calculo se basa en el hecho de que el esfuerzo principal mennor es cero me cero (ya (ya que al suel sueloo lo rod rodea solo solo la presi resión ón atmosférica) y que el Angulo de fricción interna del suelo se supone cero. Este ensayo es ampliamente utilizado, ya que constituye un método rápido y económico. Consiste en un ensayo uniaxial, en donde donde la probet probetaa no tiene tiene soport soportee latera lateral, l, realiz realizán ándol doloo en condiciones no drenadas. Se podrá realizar de dos maneras, mediante un control de deformación bien mediante un control de esfuerzos. Tamb Tambié iénn se hall hallar araa el área área camb cambia iant ntee de la secc secció iónn de la probeta cilíndrica.

2. MARC MARCO O TEOR TEORIC ICO: O: •

•

El ensayo de compresión uniaxial o de compresión de suelos cohesivos no confinados es muy utilizada en parte del mundo. Se trata de un ensayo muy simple donde el suelo se rodea de la presión atmosférica Como finalidad tiene hallar valores haciendo uso del circulo de Mohr Mohr;; de dell únic únicoo circ circul uloo de una una seri seriee de ensa ensayo yoss pode podemo moss extrapolar solamente la envolvente de falla considerando el ángul nguloo de fric friccción ión igu igual a cer cero y hallar llar el esfu esfuer erzo zo de compresión sin drenar Su así: S u

=

c

=

qu 2

•

Donde: qu=carga vertical=σ1 σ 3= carga horizontal= 0

σ 1

φ  ) + 2.c.tg ( 45 2 φ  σ 1 = 2.c.tg ( 45 + ); φ  = 0 2 2

= σ 3 .tg 

( 45

+

σ 1

c c

•

•

=

qu 2

+

φ  ) 2

= 2.c =

σ  1

2

; Resistencia al corte de un suelo cohesivo

Algunos autores consideran que si existe agua presente existe una presión de confinamiento efectivo interno en la muestra de un ensayo de compresión inconfinada debido a los efectos de capilaridad ya que estos efectos pueden efectivamente confinar la muestra tanto como si estuviera in-situ si esto es correcto entonces también lo que es el grado de saturación, tamaño de las partículas sólidas, fisuración y la humedad del laboratorio serán consideradas importantes. Se toma que como el máximo esfuerzo de compresión y se dibuja en el círculo de Morh.

•

El ensayo se realizara con muestras obtenidas con tubos de pared delgada y sin perturbar hasta donde sea posible. Cuando la longitud de la muestra es suficiente la muestra se divide en varias con una relación largo vs diámetro para asegurar que el plano de falla no afecte los cabezotes de carga

 D ≥ 1.3" 3≥

•

 H   D

≥2

Esta información se usa para dibujar la curva de esfuerzo deformación para obtener el valor de esfuerzo de compresión el esfuerzo de compresión se calcula según la ecuación siguiente: ∆σ 1 =

 P   A

A: sección trasversal original de la muestra •

•

A medida que el suelo se deforma verticalmente produce deformaciones laterales que incrementan la sección transversal efectiva que tiene a resistir los esfuerzos de compresión en esta sección transversal aumentada A’. Esta área puede calcularse usando la suposición de que el volumen de la muestra permanece constante:

V 0

 A0 . L0

V   f  

=

=  A' ( L0 − ∆L )

ε 0 =

 A =  A'.(

 A

∆ L

 L0

 L0  L0

−

∆ L

 L0

=  A'.(1 − ε  0 )

 A' =

A (1 − ε 0 )

3. HERRAMIENTAS Y EQUIPOS

)

• • • • • • • • • •

Muestra de suelo Tamiz # 10 Pizon compactador Cilindro o molde para elaborar la probeta Agua Pipeta Probeta Martillo Bandeja Maquina de compresión uniaxial

4. DATOS Y PROCEDIMIENTOS

•

Trituramos las rocas de arcilla hasta volverlas sueltas por lo menos la cantidad solicitada

•

Luego tamizamos la muestra por la malla # 10

•

Pesamos tanta agua como el contenido de humedad lo requiere

•

Mezclamos y homogenizamos la muestra

•

•

•

•

•

•

•

Introducimos la muestra en un cilindro de D=8cm; D=3.6cm El proceso de el proceso de compactación de la muestra en el cilindro es de tres capas y a un numero similar de golpes por capa Los golpes se realizan con el pizon Retiraremos el molde cilíndrico e incrustaremos levemente la villa de acero pequeña para proceder a someter la la probeta a la compresión uniaxial Ponemos en marcha la maquina y tomamos inicialmente valores pero antes la muestra debe estar debidamente sujeta y que encaje perfectamente con la prensa que aplicara la carga Habrá dos deformimetros uno nos indica la deformación y el otro la fuerza vertical aplicada a la muestra Tomaremos valores peor antes los deformimetros debe n marcar cero cada 20 divisiones tomaremos nota de la fuerza aplicada y luego de 5 ocasiones cada 100 divisiones se tomara nota de la fuerza aplicada como se indica en el cuadro siguiente:

Desplaz.

Lectura

DL

carga

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050

0 9 12 15 17 19 22 24 26 29 31 37 43 49 59 64 68 72 76 79 82 85 87 88 88 90 92 91

5. CALCULOS Y RESULTADOS:

DL

Fv

Ao

Lo

(mm)

(kg) 0 1.35 1.8 2.25 2.55 2.85 3.3 3.6 3.9 4.35 4.65 5.55 6.45 7.35 8.85 9.6 10.2 10.8 11.4 11.85 12.3 12.75 13.05 13.2 13.2 13.5 13.8 13.65

(cm2) 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788 10.1788

(cm) 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05 8.05

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 10.5

Є 0.0000 0.0025 0.0050 0.0075 0.0099 0.0124 0.0149 0.0174 0.0199 0.0224 0.0248 0.0311 0.0373 0.0435 0.0497 0.0559 0.0621 0.0683 0.0745 0.0807 0.0870 0.0932 0.0994 0.1056 0.1118 0.1180 0.1242 0.1304

Af

σv

(cm2) 10.1788 10.2041 10.2296 10.2552 10.2809 10.3068 10.3328 10.3589 10.3852 10.4116 10.4381 10.5050 10.5728 10.6414 10.7110 10.7814 10.8529 10.9252 10.9985 11.0728 11.1482 11.2245 11.3019 11.3804 11.4600 11.5407 11.6226 11.7056

(kg/cm2) 0.0000 0.1323 0.1760 0.2194 0.2480 0.2765 0.3194 0.3475 0.3755 0.4178 0.4455 0.5283 0.6101 0.6907 0.8263 0.8904 0.9398 0.9885 1.0365 1.0702 1.1033 1.1359 1.1547 1.1599 1.1518 1.1698 1.1873 1.1661

CURVA ESF. VS DEFORMACIONES

1.40

1.20

  s   e    l   a   v    i    t   r   e   v   s   o   z   r   e   u    f   s   e

1.00

0.80 CURVA ESF. V DEFORMACION 0.60

0.40

0.20

0.00 0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

Deformaciones

•

Del grafico hallamos el esfuerzo máximo σ v max

•

= 1.19 kg  / cm

este valor es igual a: c=

c •

2

=

σ  v max

2

0.59 kg  /

cm

2

Que vendría a ser el esfuerzo cortante por el grafico del circulo de Morh. c=r

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES •

•

•

•

•

•

• •

Se observa que la carga máxima esta entre los rangos establecidos es decir que se obtuvo en menos de un 20% de la longitud de la muestra en lo que se refiere a: ΔL Este ensayo se realiza sin consolidar y sin drenar y con suelos cohesivos. El esfuerzo de compresión se calcula de acuerdo al tipo de material solo en suelos cohesivos. En ocasiones no será fácil obtener un muestra perfectamente perpendicular con respecto al área de contacto ya que el suelo presenta pedacitos de grava que distorsionan el ensayo. Es necesario hallar el área corregida por que en las muestras de laboratorio influye contundentemente el efecto de poisson se considera mas correcto basar los esfuerzos de compresión en esta sección transversal aumentada. Como se desarrolla cierta fricción a medida que la muestra se expande se introduce un pequeño error aunque los investigadores indican que es despreciable. Nuestro valor c=0.59kg/cm2 En este ensayo debe considerar el contenido de humedad y el peso especifico que acompaña el valor c por que depende de ellos; pero por falta de coordinación con el equipo de trabajo no se llego a obtener