Ensayo Compresión Inconfinada

Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá 1 Ensayo Compresión Compresión Inconfinada – Abril Abril - 2015

ENSAYO CO!"ESI#N INCON$INA%A Fabio Aníbal Bernal López !a"ricio #"evara Acosta $lvaro %avier !elo &ega &ega  Ana !ilena 'spina Castellanos Ali( Fais"l) *"eda #arcia Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá +irigido a, -ng. Carol Andrea !"rillo Feo

!esumen: !esumen: El ensayo ensayo de compresión inconfinada inconfinada se reali"a reali"a con el fin de determinar determinar la resistenci resistencia a o esfuer"o esfuer"o #ltimo de un suelo co$esivo a la compresión inconfinada, mediante la aplicación de una carga axial con control de deformación y utili"ando una muestra de suelo inalterada tallada en forma de cilindro, generalmente con una relación alto%dimetro igual a &. El método provee un valor aproximado de la resistencia de suelos co$esivos en términos de los esfuer"os totales. Este ensayo solamente es aplicable a materiales co$esivos tales 'ue no $abr pérdidas de agua durante la carga. La prueba se reali"a aplicando un esfuer"o axial a una muestra de suelo, obviando la etapa de presión $idrosttica y solo aplicando la etapa de carga 'ue conduce el suelo o muestra a la falla. Considerando 'ue el estado de la muestra en un primer momento es de el esfuer"os nulos ysversal 'uesal el agua b. Se calcula ca lcula área área de totales la secció sección n transver tran A, A, soporta toda la presión de pre consolidación, la tensión 'ue producir el agua ser la necesaria para 'ue la para una carga aplicada dada. muestra conserve su volumen. Luego de esta etapa se lleva la muestra a la falla aplicndole esfuer"o axial, de forma 'ue podamos medir la resistencia a causa del aumento de esfuer"o axial aumenta A0 la presión neutral A = (ara este ensayo, se debe tener cierta rapide" de las operaciones, pues al estar la muestra expuesta al ε (! [ − ] 1 ambiente podr)an cambiar lasSUL condiciones -ambién -ambién se debe en 1. RESU RE LTADO DOS S de su saturación, 'ue deben ser del *++.100 cuenta 'ue la muestra est inicialmente in icialmente con esfuer"os efectivos mayores a cero y presión intersticial negativa, pues es as) como se mantiene mantiene la forma de la muestra Dónde: Formulación matemática A 0 : Área

transversal de la muestra. ε : Es la deformación axial para una carga dada.

a. Para el ensayo ensayo de compre compresión sión inconfin inconfinada ada,, se calcula la deformación axial ,

ε

=

∆L L0

∗100 (1)

media inicial de la sección

c.

Para cada carga carga se calcula calcula el esfue esfuer"o r"o utili"ando la ecuación siguiente:

σ c =

Dónde: ∆ L:

Es el cambio de longitud del espécimen, obtenido a partir de las lecturas de los deformimetros. L0 : Longitud inicial del espécimen de ensayo.

P A

(#!

Dónde: P :

es la medida de carga aplicada. Corresponde al rea media correspondiente de la sección transversal . A:

d. Para cada cada muestra muestra se determi determina na la resisten resistencia cia al corte la cual se obtiene con la siguiente formula: Su =0.5∗qu ($!

Dónde: qu% &esistencia a compresión inconfinada.

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2. ANÁLISIS a. Dato o!teni"o 'uestra inalterada Muestra, grupo 4

'uestra alterada

Muestra, grupo 3 Esfuerzo Deformació Pa n

Esfuerzo Pa

Deformación

187,26

0,0047

0

0

334,37

0,0094

70

441,3

0,0132

481,46

0,0173

Muestra, grupo 2 Esfuerzo Pa

Deformación

Muestra, grupo 4 Esfuerzo Deformació Pa n 0

0

1,24

),)

139

1,363

209

Muestra, grupa 1 Esfuerzo Deformació Pa n 0

0

*,*)

0,141

0,004

)+,+

*,*)

0,318

0,007

1,08

),)$

*,*

0,389

0,011

274

2,848

,

*,*

0,66

0,014

342

3,004

#-,)-

*,*#

0,707

0,018

410

3,116

$),*

*,*#

0,778

0,021

478

3,228

$)

*,*#

0,919

0,02

$#,)

*,*$

0,99

0,028 0,032 0,03

0,000

0,000

46

3,31

802,761

0,382

613

3,48

$-,

*,*$

1,06

1867,724

0,668

681

3,608

#$2%2&

'%'$

1,06

269,629

0,986

748

3,73

1,17

0,039

3446,406

1,30

747

3,864

1,27

0,042

399,94

1,718

814

3,96

1,34

0,046

4341,846

2,037

813

4,066

1,41

0,049

494,17

2,29

879

4,211

0,000

0,000

1,

0,03

4702,711

2,737

946

4,334

33,893

0,10

1,9

0,07

4684,248

3,119

1012

4,468

844,986

1,021

1,63

0,06

1078

4,79

1330,996

1,31

1,7

0,064

1144

4,713

1671,962

2,076

1,73

0,067

1142

4,89

2009,06

2,620

1,77

0,07

Muestra, grupo 1

Muestra, grupo 3 Esfuerzo Deformació Pa n

Esfuerzo Pa

Deformación

1208

4,99

2212,242

2,824

1,8

0,074

0,11

0

1274

,071

2397,612

3,709

1,8

0,078

0,11

0,004

1272

,194

288,404

4,23

1,8

0,081

0,11

0,007

1404

,316

2709,144

4,798

1,87

0,08

0,13

0,01

1469

,4

2829,31

,308

1,94

0,088

0,13

0,014

132

,696

2881,104

,818

2,01

0,092

0,14

0,017

130

,808

2931,06

6,363

2,0

0,09

0,16

0,02

128

,931

2980,21

6,907

2,08

0,099

0,16

0,024

126

6,04

3027,0

7,486

2,12

0,102

0,16

0,027

190

6,16

3141,74

7,996

2,1

0,106

0,17

0,031

188

6,299

3188,229

8,40

2,19

0,11

0,18

0,034

186

6,422

3233,930

9,08

2,19

0,113

0,19

0,038

184

6,4

3278,87

9,629

2,22

0,117

0,19

0,041

1648

6,668

3324,267

10,140

2,26

0,12

0,19

0,044

164

6,791

3302,869

10,718

2,26

0,124

0,16

0,048

1641

7,036

3347,141

11,228

2,3

0,127

0,16

0,01

170

7,19

3326,614

11,773

2,33

0,131

0,161

0,0

1702

7,271

3368,467

12,317

2,33

0,134

0,161

0,08

1700

7,394

3344,938

12,930

2,37

0,138

0,161 0,161

0,061 0,06

1698 1761

7,17 7,64

3326,638 3307,03

13,406 13,916

2,4 2,4

0,141 0,144

Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá 0 Ensayo Compresión Inconfinada – Abril - 2015

1 0,162

0,068

178

7,774

2,4

0,148

0,162

0,071

176

7,908

2,4

0,12

0,162

0,07

1819

8,019

2,44

0,155

0,162

0,078

1816

8,131

1874

8,

1871

Muestra, grupo 2 Esfuerzo Deformació Pa n 0

0

8,622

212

0,299

1869

8,74

349

1,622

1866

8,879

22

1,96

181

9,60

761

2,67

1861

9,12

827

2,886

189

9,237

993

3,33

186

9,371

1024

3,881

1855

9,404

1021

4,16

Los datos obtenidos corresponden a la carga aplicada ) a la deormación de la probeta prod"cida por esta 2asta llegar a la má(ima carga antes de 3"e alle la probeta. #raicando los res"ltados obtenidos se obt"vieron las c"rvas de es"erzo deormación para ambos ensa)os, 000 400 4000 300 3000 Esfer!o " (#a)

200

!rupo 4

2000

!rupo 3

100

!rupo 2

1000

!rupo 1

00 0 0

2

4

6

8

Deformacion Axial ε (%)

&rafica 1' (es)ras inal)eradas

10

12


3 2" 2

Esfer!o " (#a)

!rupo 4

1"

!rupo 2 !rupo 3

1

!rupo 1 0" 0 0

0"02

0"04

0"06

0"08

0"1

0"12

0"14

0"16

0"18

Deformacion Axial ε (%) &rafica 2' (es)ra al)erada Analizando los datos se obt"vieron los sig"ientes res"ltados respecto al cálc"lo de la resistencia a la compresión se seleccionó el valor má(imo del es"erzo de compresión o el es"erzo de compresión correspondiente al 156 de deormación a(ial o lo 3"e se alcanzó primero. 7ara la resistencia al corte se "tilizó la orm"la 849 donde se determina la resistencia al corte a partir de la resistencia de compresión má(ima. $esra ro 1 ro 2 ro 3 ro 4

(na%tera$a &%tera$a (na%tera$a &%tera$a (na%tera$a &%tera$a (na%tera$a &%tera$a

Dimensiones &me'a' Di+mero Alra ,026 cm 11,4 cm 107 ,13 cm 9,91 cm 8,93 cm 3,6 cm 11,07 10,049 cm ,01 cm 3,647 cm 7,982 cm 60,19 ,011 cm 7,466 cm 3,62 cm 8,648 cm 111 ,024 cm 10,73 cm

esisencia a la comresi*n (#a)

0,163 3 1876 1024 4700 3300 481,46 42,27

esisencia al core (#a)

0,08 1, 938 12 230 1660 240,73 226,14

:abla 1. *es"ltados de resistencia a la compresión ) resistencia al corte

#onsistencia $e %a &rci%%a Mu/ %an$a %an$a Me$io #ompacta #ompacta

'esistencia a %a #ompresion (ncon)na$a *+gcm-.  0,2 0,2  0, 0,  1 12

'esistencia a %a #ompresion (ncon)na$a *Pa. 24"1 24"1 49"03 49"03  98"06 98"06  196"13


Mu/ #ompacta Dura

24 54 :abla /. &alores teóricos de clasiicación

196"13  392"27 5 392"27

A partir de la tabla / la c"al es obtenida de la teoría )a e(istente se ded"ce 3"e la consistencia de las arcillas para cada m"estra es la sig"iente ded"cida a partir de los valores de resistencia a la compresión inconinada ) la resistencia al corte,

$esra ro 1

ro 2

ro 3

ro 4

esisencia (#a)

esisencia al core (#a)

(na%tera$ 0,163 a 0,08 1, &%tera$a 3 (na%tera$ a 1876 938 &%tera$a 1024 12 (na%tera$ a 4700 230 &%tera$a 3300 1660 (na%tera$ a 481,46 240,73 &%tera$a 42,27 226,14 :abla 0 Consistencia de la arcilla para cada m"estra

-onsisencia 'e la arcilla

Mu/ %an$a Mu/ %an$a Mu/ %an$a Mu/ %an$a %an$a %an$a Mu/ %an$a Mu/ %an$a

*+ CONC,SIONES •

•

•

•

•

•

•

Analizando la resistencia a la compresión obtenida ) la tabla / se p"ede tener "na clasiicación en c"anto a te(t"ra de cada m"estra de s"elo. 7ara la m"estra del s"elo de gr"po 1 se trata de "na arcilla m") blanda. 7ara el gr"po / se trata de "na arcilla m") d"ra. 7ara los gr"pos 0 ) 4 se trató de "na arcilla m") d"ra tambi;n.
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.+ /I/,IO&"A$A

•

-N&-AS /??@. *elaciones de 2"medad – masa "nitaria seca en los s"elos 8ensa)o modiicado de compactación9 -.N.&.< 15/.

•

B<** 7. 10. !ecánica de s"elos.
•

D-LL-A! LA!B< *'B<*: DE-:!AN. 1> !ecánica de S"elos. !;(ico +.F.

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