Informe de Compresion No Confinada

 

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T 

1.-PRESENTACION El estudio de suelos se considera imprescindible; ya que es este quien cumple un rol de gran y vital importancia dentro de la construcción, puesto que son los suelos los que soportan las cargas de las estructuras como pueden ser cargas estáticas y dinámicas. Para la mecánica de suelos, es fundamental reconocer las propiedades e índices de las muestras de estudio, dado que ello permitirá la clasificación y estudio adecuado de las mismas. El presente informe se realiza con la finalidad de determinar las propiedades físicas y mecánicas del suelo aplicando los conocimientos aprendido aprendidoss en el curso de mecánica de suelos.

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T  PRACTICA DELABORATORIO N°2

COMPRESIÓN NO CONFINADA 2.-REFERENCIAS: ASTM D 2166 , AASHTO T 208 208 , MTC E 121-2000 121-2000 , NTP339.167 INFORMACION PREVIA: UBICACIÓN: Laboratorio de mecánica de suelos UANCV-PUNO FECHA:

15/05/2019

3.-ASPECTO TEÓRICO Tiene por finalidad, determinar la resistencia a la compresión no confinada (qu), de un cilindro de suelo cohesivo o semi-cohesivo, e indirectamente la resistencia al corte (qc), por la expresión.

Para lo anterior se somete una muestra de suelo a un esfuerzo vertical con la deformación controlada, y se mide la máxima carga que resiste.

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Los siguientes cálculos son necesarios:   Deformación Vertical Unitaria = Lectura    Calibración / Altura de la Probeta    Área corregida = Área inicial / (1  – Deformación Vertical Unitaria) 

  

       

   

Carga = lectura  Calibración del Anillo Tensión Vertical qu = Carga / Área Corregida  Sensitividad (S)= qu Probeta Natural / qu Probeta Remoldeada 

El ensayo de la compresión no confinada es un caso especial del ensayo triaxial, en el cual solamente se le aplica a la probeta la tensión longitudinal. El aparato es tan solo útil para ensayos rápidos sobre suelos predominantemente arcillosos que están saturados o casi saturados. Se podrá realizar de dos maneras, mediante un control de deformación o bien, mediante un control de esfuerzos Como el ensayo de compresión no confinada en arcillas relativamente impermeables se efectúa cargando la probeta con bastante rapidez, resulta que, en definitiva, constituye también un ensayo sin drenaje si dicha arcilla está saturada. Como el ensayo de compresión simple es extraordinariamente fácil y barato de realizar, resulta que muy pocas veces se hacen los ensayos triaxial en suelos saturados. Según el valor de la resistencia máxima a compresión simple, una arcilla se puede clasificar del modo que se indica a continuación (Terzaghi y Peck, 1955).

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Tipos de rotura En un ensayo de compresión no confinada se pueden producir distintos tipos de rotura, los cuales son la rotura frágil y la rotura dúctil. En la primera predominan las grietas paralelas a la dirección de la carga, y la rotura ocurre de un modo brusco y bajo deformaciones muy pequeñas, presentándose despu después és de ella un desmoronamiento de la resistencia. En la segunda la muestra se limita a deformarse, sin que aparezcan zonas de discontinuidad en ella. De forma intermedia, la rotura se produce a través de un plano inclinado, apareciendo un pico en la resistencia y un valor residual. En arcillas blandas aparece la rotura dúctil en el ensayo de compresión simple, mientras que en suelos cementados se suele registrar rotura frágil en este tipo de ensayos. En una probeta sometida a compresión no confinada también se pueden producir tracciones locales en el contorno de las fisuras, especialmente sobre planos paralelos a la dirección de la compresión. Esto explica la aparición de grietas verticales. En suelos blandos sometidos a presiones no muy altas, la rotura dúctil se presenta bajo la forma de un ensanchamiento sólo por el centro, ya que por los extremos lo impide la fricción entre el suelo y las placas de carga. (fuente: 1Jiménez J., Geotecnia y Cimientos I

4.-ASPECTO PRACTICO 1.1. OBJETIVOS Objetivos generales: |LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS II  

 

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T   

Determinar la gran import importancia ancia que tiene el estudio de suelos.

  Comprender con exactitud la meto metodología dología y proc procedimientos edimientos usados en el



ensayo, incluido el tiempo e intervalos con los que será ensayada la muestra. Objetivos específicos:  

Obtener los par parámetros ámetros de resistenc resistencia ia y deformación de u un n suel suelo o fino sometido a compresión sin confinamiento lateral

 

Evaluar la resistencia al corte de suelos cohesivos

5.-MATERIALES Y EQUIPOS 1. Aparato de compresión 2. Cronómetro 3. Balanza-Con precisión de ± 1 [g] 4. Muestra de suelo 5. Horno.- Controlado termostáticamente capaz de mantener una temperatura uniforme de 110°C ± 5°C por toda la cámara de secado. 6. Vernier 7. Cuchillo 8. Bandeja

6.-DESARROLLO DE LA PRACTICA: 7.1.- UBICACIÓN |LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS II  

 

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PAIS : Perú DEPARTAMENTO : Puno PROVINCIA : Puno DISTRITO : Puno LUGAR : LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS UANCV-PUNO

METODOLOGÍA 1.-PRIMERO:  

Para la realizació realización n del ensayo de la compresión compresión no con confinada finada se ex extrajo trajo una muestra de suelo con masa entre 10 a 15 Kg, era una muestra arcillosa de consistencia húmeda.   De este suelo ex extraído traído se tomó una porción pequeña inalterada y sse e la pesó húmeda, para luego meterla al horno con la finalidad de obtener el contenido de humedad del suelo. Es importante mencionar que el recipiente en el cual se puso la muestra estaba llena y enrazada.

2.-SEGUNDO:  

Se pesó un bloq bloque ue de suelo inalterado inalterado (m1), seguidamente seguidamente se cubrió ssu u superficie con parafina, se pesó este bloque parafinado (m2) y se obtuvo el volumen total de esta masa 2 mediante rebalse (desplazamiento de un fluido igual al de la masa que se sumerge en él). Luego se deduce el volumen de la parafina mediante la relación:   Para este c caso aso se utili utilizó zó vela derretida en vvez ez de parafina

 =

2  −  

 

Dónde: Vp=Volumen de la parafina m2=masa del bloque recubierto con la parafina |LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS II  

 

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m1=masa del suelo inalterado ρparafina= Densidad de la parafina 

Una vez obtenido el contenido de humedad se obtiene la densidad seca del suelo mediante:    =



 

1+

Dónde: ρd=densidad del suelo seco  ρp=densidad de la parafina  

w= contenido de humedad

3.-TERCERO:   Para la realización realización del e ensayo nsayo se necesita un recipiente cilíndrico para utilizarlo como molde para el suelo compactado, por lo cual se calculó el volumen de un cilindro hecho de PVC de diámetro 5cm y de altura 10cm con la fórmula:   Para este caso se tallo la muestra de la bobeta haciendo uso de un cuchillo hasta quedar una forma de cilindro de un promedio de 5cm de diámetro y de altura 10cm para la primera muestra y para la 2° y3° muestra se tomó 7.5cm de diámetro y de altura 15cm





 =

Dónde: D=Diámetro del cilindro H= Altura del cilindro Volc= volumen del cilindro

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 ∗ 2 ∗  4

 

 

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4.- CUARTO: Una vez que se obtuvo el volumen del cilindro y la densidad del suelo seco se obtiene la masa seca para la probeta que será sometida a la ruptura a partir de la siguiente relación:   =

Dónde: md: Masa seca del suelo V: Volumen del cilindro ρd= densidad seca del suelo 

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 

 

 

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5.-QUINTO:  A partir de la masa seca obtenida se obtiene la masa de agua necesaria para obtener el mismo contenido de humedad que tenía el suelo en un principio se logra mediante la relación:  

 =



 =

 

Dónde: ω= Contenido de humedad 

md= Masa seca del suelo mw= Masa de agua Ws= Peso de del suelo seco Ww= peso del agua

6.-SEXTO: Ensamblar el aparato de compresión con la muestra evitando cualquier cambio en el contenido de humedad de ésta.     Acomodar el cconsolidómetro onsolidómetro en el aparato de ccarga arga y aplicar



una carga base 4.5 de kPa. Inmediatamente ajustary el deformímetro a la de lectura deformación de 9 vueltas ,0 divisiones do. La probeta no está sometida a una presión isotrópica de confinamiento alrededor de ella.   Para determinar el parámetro no drenado cu, se recolectan



periódicamente valores de los deformímetros que controlan el anillo de carga (celda) y la deformación vertical (DL) de la probeta.  probeta. 

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7.-SEPTIMO: Una vez hecho el respectivo respectivo procedimiento se procede a tomar una una porcion de las muestras para luego pesarlas y ser llevadas al horno para despues sacar su contenido de humedad de cada muestra respectivamen te.

7.-CÁLCULOS Y RESULTADOS CALCULO DEL AREA Y VOLUMEN DEL MOLDE MEDIDAS

1

2

3

PROMEDIO

DIAMETRO SUP (CM) DIAMETRO MEDIA (CM)

5 5

7.5 7.48

7.5 7.49

6.67 6.66

DIAMETRO INF (CM)

5

7.5

7.5

6.67

10

15

15

13.33

ALTURA

CALCULO DEL CONTENIDO DE HUMEDAD INICIAL HUMEDADES DE CORTE PESO SUELO HUMEDO+MOLDE gr PESO DEL MOLDE gr PESO DEL SUELO HUMEDO gr PESO DEL SUELO SECO gr PESO DEL AGUA gr HUMEDAD gr

MUESTRA 1

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355 50 305 129 175.77 136.01%

MUESTRA 2 265 85 180 106.9 73.1 68.38%

MUESTRA3 270 85 185 104.7 80.3 76.69%

 

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CALCULO DE LA DENSIDAD HUMEDA DENSIDAD HUMEDA DE CORTE PESO SIELO HUMEDO gr VOLUMEN DE LA MUESTRA gr DENSIDAD HUMEDA gr/cm3

MUESTRA1 305 196.35 0.66

MUESTRA2 180 662.68 0.16

MUESTRA3 185 662.68 0.16

CALCULO DE LA DENSIDAD SECA DENSIDAD SECA DE CORTE DENSIDAD HUMEDA HUMEDAD DENSIDAD SECA

MUESTRA1 0.66 136.01 0.28

CALCULO DE LA DEFORMACION UNITARIA

MUESTRA 1 0.7

CARGA MUESTRA 2 1.4

MUESTRA 3 1.6

0.9

3.5

0.5

1.5

0.73

0.92

2.8 2.2

1.2 1.58

1.58 2.1

1.2

1.8

20.05

0

2.68

19.2

0.7

15 10.2 0.9 0.8 0.72 0.68 0.65 6 0

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MUESTRA2 0.16 68.38 0.095

MUESTRA3 0.16 76.69 0.09

 

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MUESTRA 1 Def. Esfuerzo Carga Desviador stress: Unit. 1 - Def. Area Deformimetro ∆H σ1 -σ3 = σ  Strain Unit. corregida ε σ  (0.001pulg.) [∆H/Ho]  1-ε   Ac (cm2) P (kg) (Kg/cm2) σ (KPa) 1.70 7.755 4.755 0.00 0.90 5.068 5.068 15.00 1.5 6.005 6.005 30.00 2.8 8.036 8.036 45.00 2.2 7.099 7.099 60.00 1.2 5.54 5.54 75.00

Def. Falla ε%

MUESTRA 2

Deformimetro

H

∆

(0.001pulg.)

Def. Esfuerzo Carga Desviador stress: Unit. 1 - Def. Area σ1 -σ3 = σ  Strain Unit. corregida ε σ  1   ε  Ac (cm2) P (kg) (Kg/cm2) σ (KPa) [∆H/Ho] 

0.00 15.00 30.00 45.00 60.00 75.00

1.70

7.755

4.755

0.90

5.068

5.068

1.5

6.005

6.005

2.8

8.036

8.036

2.2

7.099

7.099

1.2

5.54

5.54

Def. Falla ε%

MUESTRA 3 Def. Esfuerzo Carga Desviador stress: Unit. 1 - Def. Area Deformimetro ∆H σ1 -σ3 = σ  Strain Unit. corregida ε σ  (0.001pulg.) [∆H/Ho]  1-ε   Ac (cm2) P (kg) (Kg/cm2) σ (KPa) 1.70 7.755 4.755 0.00 0.90 5.068 5.068 15.00 1.5 6.005 6.005 30.00 2.8 8.036 8.036 45.00 2.2 7.099 7.099 60.00 75.00 |LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS II  

1.2

5.54

5.54

Def. Falla ε%

 

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ESFUERZO AXIAL 120.0000 100.0000 96.8920

    ]    2 80.0000    m     /    N    K     [ 60.0000    o    z    r    e    u     f    s 40.0000    E

Esfuerzo Axial Pico Maáximo

20.0000 0.0000 0

0.05

0.1

0.15

Deformación

8.-OBSERVACIONES   Al medir el conteni contenido do de humedad de las diferentes pro probetas, betas,

o

se apreció que este fue menor al contenido de humedad de la muestra inalterada.   Se pudo observar que que para la p primera rimera muestra de nuestro

o

ensayo no resistió la carga establecida por tanto fue fácilmente deformada en corto tiempo

9.-CONCLUSIÓN  

El ensayo de compresión o no confinada es un ensayo relativamente sencillo que nos permite medir la carga última a la que un suelo sometido a una carga compresión falla.

 

Se trabajó con una deformaci deformación ón constante a una velo velocidad cidad de 1mm/min, lo que nos permitió realizar la curva esfuerzo axial, ya que el deformimetro solo cuenta con 3 vueltas de deformación, y la resistencia del suelo alcanzo más deformación que el deformimetro.

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10.-ANEXOS:  

1 MUESTRA

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2° MUESTRA

 

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MUESTRAS YA DEFORMADAS

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