Ensayo Compresión Inconfinada

COMPRESIÓN INCONFINADA

INTRODUCCIÓN

El ensayo de compresión no confinada también conocido como ensayo de compresión simple o ensayo de compresión uniaxial, es de importancia en la mecánica de suelos, ya que permite obtener un valor de carga máxima para el suelo, el cual, más adelante se relaciona con la resistencia al corte del suelo y entrega un valor de carga que puede utilizarse en determinados proyectos.

Es importante conocer el comportamiento de los suelos sometidos a cargas, ya que es sobre ellos que se van a fundar las estructuras ya sean puentes, edificios o carreteras, que requieran de una base firme o que puedan aprovechar la resistencia del suelo para su propia estabilidad.

Este método de ensayo es aplicable solo a materiales cohesivos que no expulsan agua durante la etapa de carga del ensayo y que mantienen su resistencia intrínseca después de remover las presiones de confinamiento, como las arcillas o los suelos cementados. Los suelos secos friables, los materiales fisurados, laminados o varvados, los limos, las turbas y las arenas no pueden ser analizados por este método para obtener valores significativos de la resistencia a la compresión no confinada.

Este ensayo se realiza con el fin de determinar la resistencia o esfuerzo último de un suelo cohesivo a la compresión inconfinada, mediante la aplicación de una carga axial con control de deformación y utilizando una muestra de suelo inalterada tallada en forma de cilindro, generalmente con una relación alto/diámetro igual a 2. (Tomado de Ensayo No Confinado- BuenasTareas.com)

El ensayo tiene por finalidad, determinar la resistencia a la compresión no confinada (qu), de una muestra de suelo cohesivo o semi- cohesivo en forma de cilindro. La práctica consiste en un ensayo uniaxial ya que solo se aplica una fuerza vertical a la muestra, sin algún soporte lateral y realizándolo en condiciones no drenadas. Se puede realizar de dos maneras, mediante un control de deformación o bien, mediante un control de esfuerzos. (Tomado Ensayo Compresión No Confinada, Universidad de Valparaíso)

OBJETIVO

Determinar la resistencia a la compresión inconfinada de suelos cohesivos bajo condiciones inalteradas, aplicando carga axial con el propósito de evaluar la resistencia al corte.

MARCO TEÓRICO

El ensayo de compresión simple tiene por finalidad, determinar la resistencia a la compresión no confinada (qu), de un cilindro de suelo cohesivo o semi-cohesivo.

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 (Φ) del suelo se supone cero.

Debido a numerosos estudios, se ha hecho evidente que este ensayo generalmente no proporciona un valor bastante confiable de la resistencia al corte de un suelo cohesivo debido a la pérdida de la restricción lateral provista por la masa de suelo, las condiciones internas del suelo como el grado de saturación o la presión de poros que no puede controlarse y la fricción en los extremos producidas por las placas de apoyo. Sin embargo, si los resultados se interpretan adecuadamente, reconociendo las deficiencias del ensayo, estos serán razonablemente confiables.

El ensayo de la compresión simple es un caso especial del ensayo triaxial, en el cual solamente se le aplica a la probeta la tensión longitudinal. Puesto que no es necesario el dispositivo para aplicar la presión lateral, y como, además, la muestra no necesita estar envuelta en una membrana de caucho, este ensayo se ha convertido en un ensayo sencillo de campo. El aparato es tan solo útil para ensayos rápidos sobre suelos predominantemente arcillosos que están saturados o casi saturados. Se podrá realizar de dos maneras, mediante un control de deformación o bien, mediante un control de esfuerzos. 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.

Como el ensayo de compresión simple en arcillas relativamente impermeables se efectúa cargando la probeta con bastante rapidez, resulta que, en definitiva, constituye también un ensayo sin drenaje si dicha arcilla está saturada. Como el ensayo de compresión simple es extraordinariamente fácil y barato de realizar, resulta que muy pocas veces se hacen los ensayos triaxiales en suelos saturados. Según el valor de la resistencia máxima a compresión simple, una arcilla se puede clasificar del modo que se indica a continuación (Terzaghi y Peck, 1948).

Tabla 1. Propiedades De Suelos Arcillosos (Hunt ,1948)

Fuente: http://html.rincondelvago.com/geotecnia_3.html

TIPOS DE ROTURA

En un ensayo de compresión simple se pueden producir distintos tipos de rotura, los cuales son la rotura frágil y la rotura dúctil. En la primera predominan las grietas paralelas a la dirección de la carga, y la rotura ocurre de un modo brusco y bajo deformaciones muy pequeñas, presentándose después de ella un desmoronamiento de la resistencia. En la segunda la muestra se limita a deformarse, sin que aparezcan zonas de discontinuidad en ella. De forma intermedia, la rotura se produce a través de un plano inclinado, apareciendo un pico en la resistencia y un valor residual.

En arcillas blandas aparece la rotura dúctil en el ensayo de compresión simple, mientras que en suelos cementados se suele registrar rotura frágil en este tipo de ensayos. Las teorías de rotura frágil fueron iniciadas por Allan Griffith en 1920, al atribuir la reducida resistencia a la tracción de muchos materiales a la presencia de diminutas fisuras en su interior, en cuyos extremos se produce concentración de tensiones. La rotura se produce debido a la propagación de las micro fisuras existentes bajo dicha concentración de tensiones.

En una probeta sometida a compresión simple también se pueden producir tracciones locales en el contorno de las fisuras, especialmente sobre planos paralelos a la dirección de la compresión. Esto explica la aparición de grietas verticales. En suelos blandos sometidos a presiones no muy altas, la rotura dúctil se presenta bajo la forma de un ensanchamiento sólo por el centro, ya que por los extremos lo impide la fricción entre el suelo y las placas de carga.

(Tomado de: http://es.scribd.com/doc/30512569/Informe-ensayo-de-compresion-simple ; MUELAS Ángel, Manual de mecánica de suelos y cimentaciones. B.1 Resistencia a la compresión simple)

MODULO DE YOUNG PARA SUELOS

Se obtiene de la gráfica de Esfuerzo

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