PRÁCTICAS DE LABORATORIO MECÁNICA DE SUELOS

TATIANA GONZÁLEZ MANTILLA Código d7301981 NIXON JAVIER TORRES OTÁLVARO Código d7302009

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C.

NOVIEMBRE DE 2014

PRÁCTICAS DE LABORATORIO MECÁNICA DE SUELOS

TATIANA GONZÁLEZ MANTILLA Código d7301981 NIXON JAVIER TORRES OTÁLVARO Código d7302009

Laboratorio No. 8 COMPRESIÓN INCONFINADA

Profesora JOHANA CAROLINA RUÍZ ACERO

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C.

NOVIEMBRE DE 2014

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OBJETIVOS

1. Determinar mediante la aplicación del ensayo de comprensión inconfinada la consistencia del suelo a la compresión no confinada.

2. Determinar el cambio de longitud de la muestra.

3. Hallar la deformación unitaria

4. Determinar la resistencia a la compresión no confinada (qu), de un cilindro de suelo cohesivo o semi-cohesivo, e indirectamente la resistencia al corte

MARCO TEÓRICO

Se define como resistencia a la compresión Inconfinada como el esfuerzo que puede soportar una muestra de suelo a compresión axial en estado inconfinado. Cuando la muestra llegue a un 20% de deformación sin alcanzar el esfuerzo máximo, se toma como resultado del ensayo el esfuerzo obtenido para esa deformación. La norma técnica que corresponde a este ensayo es INV E-152:1996, según

resolución 35021 del 26 de diciembre de 2005.

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 (c), por la expresión:

c = qu / 2 ( kgs/cm2 )

Este cálculo se basa en el hecho de que el esfuerzo principal menor es cero (ya

que al suelo lo rodea sólo la presión atmosférica) y que el ángulo de fricción

interna (f ) 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 la probeta no tiene soporte

lateral (s3=0), realizándolo en condiciones no drenadas. Se podrá realizar de dos

maneras, mediante un control de deformación o bien, mediante un control de

esfuerzos.

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El primero, es ampliamente utilizado, controlando la velocidad de avance de la

plataforma del equipo. El segundo, requiere ir realizando incrementos de carga, lo

que puede causar errores en las deformaciones unitarias al producirse una carga

adicional de impacto al aumentar la carga, por lo que resulta de prácticamente

nula utilización.

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.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Se coloca la muestra centrada en la placa inferior del aparato de carga, se ajusta cuidadosamente de manera que la placa superior quede justamente en contacto con la muestra, y se colocan en cero los controles.

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2. Se aplica la fuerza para conseguir la relación de deformación axial unitaria de

1/2% a 2% por minuto y se anota la fuerza en cada porcentaje de deformación establecido. Se debe regular la relación de deformación para que el tiempo de falla de la muestra no supere los 10 minutos.

3. Se continúa cargando hasta cuando la fuerza disminuya con un incremento de deformación o hasta alcanzar una deformación del 20%.

4. Una vez finalizado el ensayo se retira con cuidado del equipo, se describe y se realiza un esquema de la forma de la falla y se establece la humedad de la muestra.

DATOS TOMADOS DE LABORATORIO

Deformación (mm) x 10-3

Carga

0 0

50 6

100 18

150 22

200 35

250 39

300 42

350 45

400 49

450 53

500 58

550 59

600 61

650 63

700 64

750 64

800 64

850 64

900 63

La muestra fue extraída del campus de Cajicá de la UMNG. Tomada a una

profundidad de 3,5 a 4 metros. Es una arcilla de color gris, blanda, con alta

plasticidad.

Alturas: 10.46 cm + 10.43 cm + 10.43 mm = 10.44 cm

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Diámetro: 5.11 cm + 5.04 cm + 5.10 cm = 5.08333 cm

Peso de la muestra: 381,19 g

Velocidad de Desplazamiento 2.08 mm x min

𝐸𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑛𝑖𝑙𝑙𝑜 = 𝐹 = 𝐴𝑥𝑎 + 𝐵

𝐴 = 0.0018898 𝐵 = 0.1034168

CALCULOS

DEFORMACION CARGA DEFORMACION CARGA CARGA AREA AREA CORREGIDA

DEF: UNITARIA

ESFUERZO

x10-2mm x10-4" mm Kn Kg CM2 Cm2 Є kg / cm2

0 0 0 0.1034 0 20.29 0

50 6 0.5 0.1148 11.7 20.29 20.24210728 0.0478927 0.57808

10 18 0.1 0.1374 14.01 20.29 20.28042146 0.0095785 0.69101

150 22 1.5 0.145 14.78 20.29 20.14632184 0.1436782 0.73387

200 35 2 0.1696 17.29 20.29 20.09842912 0.1915709 0.86027

250 39 2.5 0.1771 18.06 20.29 20.0505364 0.2394636 0.90077

300 42 3 0.1828 18.64 20.29 20.00264368 0.2873563 0.93182

350 45 3.5 0.1885 19.22 20.29 19.95475096 0.335249 0.96303

400 49 4 0.196 19.99 20.29 19.90685824 0.3831418 1.00407

450 53 4.5 0.2036 20.76 20.29 19.85896552 0.4310345 1.0453

500 58 5 0.213 21.72 20.29 19.8110728 0.4789272 1.09647

550 59 5.5 0.2149 21.91 20.29 19.76318008 0.5268199 1.10887

600 61 6 0.2187 22.3 20.29 19.71528736 0.5747126 1.13112

650 63 6.5 0.2225 22.69 20.29 19.66739464 0.6226054 1.15347

700 64 7 0.2244 22.88 20.29 19.61950192 0.6704981 1.1661

750 64 7.5 0.2244 22.88 20.29 19.5716092 0.7183908 1.16896

800 64 8 0.2244 22.88 20.29 19.52371648 0.7662835 1.17183

850 64 8.5 0.2244 22.88 20.29 19.47582375 0.8141762 1.17471

900 63 9 0.2225 22.69 20.29 19.42793103 0.862069 1.16768

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CALCULOS.

Contenido de humedad

Peso Recipiente No. 2: 59.89 gr

Peso Recipiente No. 2 + Muestra Húmeda: 108.33 gr

Peso Recipiente No. 2 + Muestra Seca: 96.31 gr

Humedad =(108.33−96.31)

(96.31−59.89) 𝑥100 = 33.00%

Área de la muestra.

Área = п *r2

Diámetro: 5.11 cm + 5.04 cm + 5.10 cm = 5.08333 cm

Área = п*(2.54)2 = 20.29cm2

Alturas: 10.46 cm + 10.43 cm + 10.43 mm = 10.44 cm

0,5

0,7

0,9

1,1

1,3

1,5

1,7

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

ESFU

ERZO

( k

g/cm

2)

deformacion unitaria

Series1

8

Volumen de la muestra.

Volumen = A*h.

Volumen de la muestra = 20.29cm2 *10.44cm = 211.85cm3.

Peso unitario= peso / volumen (W/ V).

Peso de la muestra: 381,19 g

Peso unitario de la muestra = 381.19g / 211.85cm3 = 1.799g/cm3

Carga P = lectura del anillo *ecuación del anillo.

Deformación unitaria = Δh / h. =Є.

Área corregida = área inicial / 1-Є.

Esfuerzo (σ)= fuerza (P) / área corregida.

ANALISIS DE RESULTADOS

La resistencia a la compresión (qu) de este material dio un valor de 1.2kg/cm2,

comparando este valor con los valores tabulados de la Norma 152 de Envías, nos

indica que es una muestra de consistencia firme.

Tabla de Norma Envías (qu)

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BIBLIOGRAFIA

http://icc.ucv.cl:8080/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/co

mpresion_no_confinada.pdf

NORMA INV E – 152.07