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
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. 4
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 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900
Carga 0 6 18 22 35 39 42 45 49 53 58 59 61 63 64 64 64 64 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
ESFUERZO
x10-2mm
x10-4"
mm
Kn
Kg
CM2
Cm2
0
0
0
0.1034
0
20.29
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
300
42
2.5 3
0.1771 18.06 20.29 20.0505364 0.2394636 0.90077 0.1828 18.64 20.29 20.00264368 0.2873563 0.93182
350
45
3.5
0.1885 19.22 20.29 19.95475096
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
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
650 700
63 64
6.5
0.2225 22.69 20.29 19.66739464 0.6226054 1.15347
750
64
7 7.5
0.2244 22.88 20.29 19.61950192 0.6704981 1.1661 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
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DEF: UNITARIA
0.213 21.72 20.29
kg / cm2
0
19.8110728
0.2225 22.69 20.29 19.42793103
6
Є
0.335249 0.96303
0.4789272 1.09647
0.862069 1.16768
1,7
ESFUERZO ( kg/cm2)
1,5 1,3 1,1 Series1 0,9 0,7 0,5 0
0,2
0,4
0,6
0,8
deformacion unitaria
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 (108.33−96.31)
Humedad = (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
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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
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