Ensayo de compresion simple - laboratorio de mecanica de suelos

1. UNIVERSIDADPOLITECNICA SALESIANA
Daniel Soria
13 de Juliodel 2011
Informe de laboratorio
Tema:CompresiónSimpledel suelo(EnsayoUniaxial)
NORMAS DE ENSAYO:• ASTMD-2166 • AASHTOT-208
Objetivos:
Encontrar la máximaresistenciaque tieneel suelobajolaaplicaciónde unacarga.
Alcances:
Este informe esválidoparael sueloextraídode launiversidadpolitécnicasalesiana,ademáshayque
recordar que este ensayoengeneral esválidosoloparasueloscohesivos.
Marco Teórico:
Este ensayopermite obtenerrápidamente unvaloraproximadode laresistenciaalacompresiónde los
suelosque tienensuficiente cohesiónparasersometidosaeste ensayo.}
Las muestrasde suelofisuradasoque tienenestructurade falla,arcillasmuyblandas,suelossecos,o
todoslosque exhibenpropiedadescohesivas,presentanunamayorresistenciaal corte.
La sensibilidaddel material puede serdeterminadasi se llevanacaboensayossobre lamismamuestra
encondicionesalteradae inalterada.Este métodode determinaciónde lasensibilidadesadecuadosolo
para suelosque puedenmantenerunaformaestable al serremoldeados.
Resistenciaalacompresiónnoconfinada(qu):mínimoesfuerzocompresivonecesariopararomperuna
muestrano confinadade suelo,de formacilíndrica,encondicionesnormalizadas.
En este métodolaresistenciaalacompresiónnoconfinadase tomacomo lamáximacarga alcanzada
por unidadde área durante el ensayo,olacarga por unidadde áreacuando se alcanza el 15% de
deformaciónaxial,loque ocurraprimerodurante laejecuciónde unensayo.
Resistenciaal corte (su):laresistenciaal corte puede estimarse apartirde la resistenciaala compresión,
como se define enel numeral 3.2.1.Para losespecímenessometidosal ensayode resistenciaala
compresiónnoconfinadaapartir de la ecuación.
Equipo:
Aparatode compresión:El aparatode compresiónpuede serunabásculade plataformaequipadacon
un marco de carga activadocon ungato de tornillo,oconun mecanismode carga hidráulica,ocualquier
otro instrumentode compresiónconsuficientecapacidadde control paraproporcionarla velocidadde
carga prescritaenel numeral 7.1. En lugarde labásculade plataformaescomúnque la carga sea
medidaconun anilloouna celdade carga fijadaal marco . Para sueloscuyaresistenciaala compresión
inconfinadaseamenorde 100 kPa(1kg/cm2) el aparato de ompresióndebesercapazde medirlos
esfuerzoscompresivosconunaprecisiónde 1 kPa (0.01 kg/cm2 ); para suelosconuna resistenciaala
compresióninconfinadade 100 kPa (1 kg/cm2 ) o mayorel aparato de compresióndebe sercapazde
medirlosesfuerzoscompresivosconunaprecisiónde 5 kPa(0.05 Kg/cm2).
Aparatode compresión
Deformímetro:El indicadorde deformacionesdebe ser uncomparadorde carátula graduadoa 0.02 mm,
y con un rangode mediciónde porlomenosun20% de la longituddel espécimenparael ensayo,o
algúnotro instrumentode medición,comountransductorque cumplaestosrequerimientos.

2. Micrómetro,u otro instrumentoadecuadoparamedirlasdimensionesfísicasdel espécimendentrodel
0.1% de ladimensiónmedida.
Cronómetro:Un instrumentode mediciónde tiempo,que indique el tiempotranscurridoconuna
precisiónde 1spara controlarla velocidadde aplicaciónde deformaciónprescrita.
Balanza:La balanzausadapara pesar losespecímenes,debe determinarsumasacon unaprecisiónde
0.1% de sumasa total.
Equipomisceláneo,que incluye lasherramientaspararecortary labrarla muestra,instrumentosparare
moldearlamuestra,ylas hojasde datos.
Procedimiento:
Coloque el espécimenenel aparatode carga de tal manera que quede centradoenlaplatinainferior.
Ajuste el instrumentode cargacuidadosamente de tal maneraque laplatinasuperiorapenashaga
contacto con el espécimen.Lleveacerosel indicadorde deformación.Aplique lacargade tal manera
que se produzca unadeformaciónaxial aunavelocidadde 2 a 2.5% por minuto.Registre losvaloresde
carga, deformaciónytiempoaintervalossuficientes paradefinirlacurvaesfuerzo-deformación
(normalmentesonsuficientes10a 15 puntos).
La velocidadde deformacióndebe escogerse de tal maneraque el tiemponecesarioparalafallano
excedade 15 minutos(nota6).Continúe aplicandocargahastaque losvaloresde carga decrezcanal
aumentarla deformaciónohastaque se alcance una deformaciónigual a15%. La velocidadde
deformaciónutilizadaparaensayarmuestrasselladaspuededisminuirse si se consideradeseablepara
obtenermejoresresultadosenel ensayo.Registre lavelocidadde deformaciónenel informe de los
datosde ensayo.
Determine el contenidode aguade lamuestrade ensayoutilizandotodoel espécimenamenosque se
hayanobtenidocortesrepresentativosparaeste fin,comoenel caso de lasmuestrasinalteradas.
FórmulasUtilizadas:
Calculamosladeformaciónaxial,e1,hastael 0.1% más próximo,paracada carga de interés,
así:
donde:
DL: Cambiode longituddel espécimencomose lee apartirdel indicadorde deformaciones(mm).
Lo: Longitudinicial de lamuestrapara el ensayo(mm).
Calculamosel áreatransversal media,A,paraunacarga aplicadadada,como sigue:
donde:
Ao:Área transversal mediainicial de lamuestra(mm2)
e1: Deformaciónaxial paraunacarga dada,%
Calculamosel esfuerzocompresivo,sC,contrescifrassignificativasoconuna precisiónde 1 kPa(0.01
kg/cm2 ),para cada carga de interésasí:
donde:
P: Carga aplicada,kPa(kg/cm2)
A: Áreatransversal mediacorrespondiente(mm2)
Cálculos:
El ensayose realizócon2 muestrasa continuaciónse veráloscálculosrealizados:

3. Muestra 1:
Datos:
ho(mm)=128
Ao(mm^2)=3518.64
humedad|
REC Nº | 91 | 36 |
M.humeda+Rec| 63,41 | 69,23 |
M.seca+Rec | 58,3 | 63,53 |
M.Rec | 27,36 | 28,8 |
Masa agua | 5,11 | 5,7 |
Masa seca| 30,94 | 34,73 |
% agua | 16,52 | 16,41 |
%promedio|16,46 |
Ecuacióndel aparato de carga: y= (10,04004*x+46,64964), donde x esla carga
Deformimetro|Deformimetro|Def.de Carga| Carga | Carga | ε | A (corregida) | σ |
0,001" | Δh (mm) | 0,0001" | q (Lb) | q (Kg) | Δh/ho| mm² | (Kg/cm²) |
10 | 0,254 | 0,5 | 51,67 | 23,444 | 0,00198 | 3525,636 | 0,6649 |
20 | 0,508 | 0,9 | 55,69 | 25,266 | 0,00397 | 3532,660 | 0,7152 |
30 | 0,762 | 1,0 | 56,69 | 25,721 | 0,00595 | 3539,712 | 0,7266 |
40 | 1,016 | 1,8 | 64,72 | 29,366 | 0,00794 | 3546,793 | 0,8279 |
50 | 1,270 | 2,1 | 67,73 | 30,732 | 0,00992 | 3553,901 | 0,8647 |
60 | 1,524 | 3,0 | 76,77 | 34,832 | 0,01191 | 3561,039 | 0,9781 |
70 | 1,778 | 4,0 | 86,81 | 39,387 | 0,01389 | 3568,205 | 1,1038 |
80 | 2,032 | 4,9 | 95,85 | 43,487 | 0,01588 | 3575,399 | 1,2163 |
90 | 2,286 | 5,1 | 97,85 | 44,398 | 0,01786 | 3582,623 | 1,2393 |
100 | 2,540 | 5,5 | 101,87 | 46,220 | 0,01984 | 3589,877 | 1,2875 |
150 | 3,810 | 6,0 | 106,89 | 48,498 | 0,02977 | 3626,588 | 1,3373 |
200 | 5,080 | 7,0 | 116,93 | 53,054 | 0,03969 | 3664,057 | 1,4479 |
250 | 6,350 | 5,0 | 96,85 | 43,943 | 0,04961 | 3702,309 | 1,1869 |
280 | 7,112 | 4,0 | 86,81 | 39,387 | 0,05556 | 3725,646 | 1,0572 |
Deformaciónunitaria
σ (Kg/cm^2)
qmáx:1.447
EsfuerzovsDeformaciónUnitaria
En base a este gráficoEsfuerzovsdeformaciónunitaria,podemosencontrarque el máximoesfuerzo
encontradofue de:1.4479 Kg/cm^2, y que sumódulode deformación(ε) fue de 0,03969.
Muestra 2:
Datos:
Se tomó 3 medidasdel diámetrode lamuestraparaluegosacar un promedioytrabajarcon ese
diámetro,lomismosucedióconlaaltura.

4. d1 | 6,82 | h1 | 13,23 | Peso(gr) |
d2 | 6,84 | h2 | 13,26 | 809,88 |
d3 | 6,89 | h3 | 13,24 | Área(cm^2) |
dm | 6,85 | hm | 13,243 | 36,85 |
Constante del deformímetro:0.001 in
Ecuacióndel aparato de carga: y=(10,04004 X)+46,64964
Ilustración1 EsfuerzovsDeformaciónunitaria
Deformación|carga | carga (lb) |carga (Kg) | Esfuerzo(Kg/cm2) |DeformaciónUnitaria|Área
corregida(cm2) | Esfuerzocorregido(Kg/cm2) |
10 | 1 | 56,69 | 25,72 | 0,698 | 0,0019 | 36,921 | 0,696660472 |
20 | 3 | 76,77 | 34,83 | 0,945 | 0,0038 | 36,992 | 0,941612013 |
30 | 10 | 147,05 | 66,72 | 1,811 | 0,0058 | 37,063 | 1,800155359 |
40 | 30 | 347,85 | 157,83 | 4,283 | 0,0077 | 37,135 | 4,25010162 |
60 | 37 | 418,13 | 189,71 | 5,148 | 0,0115 | 37,279 | 5,089049911 |
70 | 43 | 478,37 | 217,05 | 5,890 | 0,0134 | 37,351 | 5,810933698 |
80 | 40 | 448,25 | 203,38 | 5,519 | 0,0153 | 37,424 | 5,43446929 |
90 | 36 | 408,09 | 185,16 | 5,025 | 0,0173 | 37,497 | 4,937941988 |
100 | 35 | 398,05 | 180,60 | 4,901 | 0,0192 | 37,571 | 4,80705656 |
140 | 25 | 297,65 | 135,05 | 3,665 | 0,0269 | 37,867 | 3,566456812 |
150 | 23 | 277,57 | 125,94 | 3,418 | 0,0288 | 37,942 | 3,319302012 |
160 | 19 | 237,41 | 107,72 | 2,923 | 0,0307 | 38,017 | 2,833443994 |
Luegode realizadoel ensayose obtuvounqúltimo=58.1T/m^2
Conclusiones:
* En lasmuestrasinalteradaspuedenexistirzonasalgoperturbadasque deberándesecharse paraeste
tipode ensayo.
* La aplicaciónde lacarga continuaráhastaalcanzar la rotura o hastaque la probetatengauna
deformacióndel 15por 100 de la altura.
Bibliografía:
* www.scribd.com›Research› Math & Engineering
* www.constructorcivil.org/.../ensayo-de-compresion-simple
* informesdelaconstruccion.revistas.csic.es/index.php/.../article/.../745/830