LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS II.

ENSAYO DE COMPRESION SIMPLE.

OBJETIVOS:

Aprender como hacer el ensayo de compresion simple en el laboratorio con el fin de poderlo en un determinado momento utilizar para conocer condiciones del suelo y tambien para saber interpretar los datos obtenidos en el ensayo.

EQUIPO A UTILIZAR EN LA PRACTICA.

BALANZA.

BASCULA DE CARGA U OTRO EQUIPO DE SIMILAR FUNCION.

SEGUETA DE ALAMBRE O CORTA MUESTRA

EXTENSOMETRO O MICROMETRO.

CILINDRO DE METAL PARA PREPARAR MUESTRAS DE SUELO REMOLDEADO.

RECIPIENTES PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE AGUA.

PROCEDIMIENTO.

Los ensayos de compresion simple de los suelos, aunque muy parecidos a las pruebas triaxiales rápidas, no se clasifica como tal. En esta prueba los esfuerzos exteriores son nulos, pero existen en la estructura del suelo esfuerzos efectivos no muy bien definidos, debido a tensiones capilares (u) en el agua contenida por el suelo mismo.

La prueba se realiza aplicando un esfuerzo axial a una muestra de suelo, obviando la etapa de presión hidrostática y solo aplicando la etapa de carga que conduce el suelo o muestra a la falla.

Considerando que el estado de la muestra en un primer momento es de esfuerzos totales nulos y que el agua soporta toda la presion de preconsolidacion z, la tensión que producira el agua será la necesaria para que la muestra conserve su volumen. Luego de esta etapa se lleva la muestra a la falla aplicandole esfuerzo axial (qu), de forma que podamos medir la resistencia , a cuausa de el aumento de esfuerzo axial aumenta la presion neutral a u2

Los esfuerzos efectivos que apareceran al final de la prueba, en el instante de falla, valen:

3 = z - u2 1 = 3+ qu

La prueba depende del equipo de carga disponible en el laboratorio, un ejemplo de estos puede ser el EXTENSOMETRO O MICROMETRO (ver grafica).

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La prueba debe durar de 5 a 10 minutos, aplicando una carga en incrementos a cada minuto de 1/5 a 1/10 segun la carga de falla estimada .

En pruebas con deformación controlada deberá trabajarse con una velocidad tal que la prueba dure el mínimo tiempo señalado.

La muestra deberá ser preparada antes de realizar la prueba dependiendo de si es una muestra inalterada o alterada (remoldeada).

Para muestras inalteradas se seguira el procedimiento siguiente:

se cortan en prismas de 5 cm de lado de base y 12 o 13 cm de longitud de la arcilla inalterada . con un cortador y una segueta de alambre afínese los especímenes hasta su forma definitiva cilíndrica de 3.6 cm de diámetro de base, y 9 cm de altura. El material producto del labrado debe conservarse, protegiendose del secado (envolverlo en una toalla humeda, cubierto con grasa o cualquier método efectivo para evitar su evaporación).

Para muestras de suelo remoldeado .

se toma la muestra y se amasa la arcilla hasta formar una pieza homogenea sin grumos, de material inalterado. Se llena un molde cilindrico con arcilla por completo, debemos previamente engrasar el molde ligeramente. Luego extraemos la muestra.

Procedimiento de prueba con aplicacion directa de la carga. (esfuerzo controlado):

• Montar muestra en la base con base y cabezal ya instalado bien centrado bajo el marco de carga. Se verifica que el peso de marco de carga este completamente balanceado por el contrapeso y se coloca una pesa en la ménsula. se coloca el extensómetro o un micrómetro en el soporte pegado al marco de carga ajustado en cero. (ver grafica)

• Al mismo tiempo que aplicamos la priméra carga, activamos el cronómetro y antes de incrementar de nuevo la carga se registra la lectura del micrómetro 5 segundos antes de aplicar el siguiente incremento.

• Mientra más se acerque la muestra a la falla, debemos observarla para detectar los posibles planos de falla, grietas y otros puntos de interes.

• Si la muestra falla bruscamente registrese el tiempo transcurrido tras la aplicacion del último incremento de carga; despues quitense las pesas de la ménsula. Si no hay falla brusca , la prueba se dará por terminada al sufrir la muestra una deformación unitaria DEL ORDEN DE 20%.

• Cortese la muestra del aparato y hagase un esquema de su falla y agrietamientos a una escala correcta.

• Cortese una laja delgada, de unos 3 mm de espesor, paralela al plano de falla, para determinación del contenido de agua. El resto de la muestra se pondrá a secar para el mismo fin.

• Calculense las deformaciones correspondientes a los diferentes esfuerzos, según los datos observados, calculado con áreas corregídas y dibujese un diagrama esfuerzo-deformación.

Procedimiento con bascula de carga. (deformación controlada):

se coloca sobre la plataforma de la báscula de carga una placa metálica redonda con dos brazos verticales entre los que va el puente para instalar el extensómetro , sobre esa base se coloca una placa para soportar la muestra de suelo y otra placa para ponersela arriba a la muestra para hacer el papel de cabezal de la muestra. En ese cabezal se apoyara el marco de carga.

Al colocar todos los instrumentos, debemos llevar la lectura de la bascula a cero otra vez para poder iniciar la prueba.

Centramos la muestra bajo el marco movil hasta que toque el balin el cabezal de la muestra

Montamos el extensómetro y ajustamos en cero las lecturas.

Conectamos el mecanismo electrico de la báscula y iniciamos la prueba.

El marco de carga descendera a una velocidad uniforme y al mismo tiempo el aparato activa un cronómetro. El marco comprime la muestra progrtesivamente y el aparato marcará las cargas aplicadas en cada instante, se haran lecturas de carga aplicada a cada milímetro de deformación. La velocidad de deformación es por lo general 1mm/min, pero pueden verse velocidades menores cuando se prueba una muestra rígida.

Mientra más se acerque la muestra a la falla, debemos observarla para detectar los posibles planos de falla, grietas y otros puntos de interes.

La falla de la muestra por lo general ocurre al momento en que la aguja de la báscula regresa al inicio.cuando esto ocurre se debe registrar y luego se continúa la prueba hasta que se alcanzan valores del orden del 20% de deformación unitaria.

ERRORES POSIBLES.

La elección de la magnitud de los incrementos de carga aplicadas o de la velocidad de aplicación de la carga, pueden influir en la forma de la curva esfuerzo-deformacion y en el valor de la resistencia ultima.

El labrado del la muestra y la prueba deben realizar en un cuarto humedo para evitar evaporación.

Por un ajuste impropio de la base o el cabezal con la muestra pueden tenerse errores en la lecturas del extensometro y en la verticalidad de las muestras; en arcillas duras y fragiles es aconsejable cabecear las muestra antes de la prueba.