Compresión Simple

Ensayo de compresión simple o uniaxial

El ensayo permite determinar en laboratorio la resistencia uniaxial no confinada de la roca, o resistencia a la compresión simple _c, y sus constantes elásticas: el módulo de Young, E, y su coeficiente de Poisson, v. Es por tanto, un ensayo para la clasificación de la roca por su resistencia y para la determinación de su deformabilidad. La relación entre los esfuerzos aplicados en el ensayo es: _1≠0; _2=_3=0.

Alcances:

Este método de ensayo da un valor aproximado de la resistencia de los suelos cohesivos en términos de esfuerzos totales.

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.

Nota 1: La determinación de la resistencia, de los suelos cohesivos, con confinamiento lateral, sin consolidación previa y sin drenaje, está regulada por la

Norma D2850.

Este método no sustituye el método de la Norma D2850.

Los valores dados en el Sistema Internacional de Unidades deben ser tomados como los estándares.

Significado y uso

El objetivo primario del ensayo de compresión no confinada es obtener rápidamente un valor aproximado de la resistencia a la compresión de los suelos que tienen suficiente cohesión para ser sometidos a dicho ensayo.

Las muestras de suelos fisuradas o que tienen estructuras de falla, algunos tipos de loess o de cenizas volcánicas, arcillas muy blandas, suelos secos y friables y materiales laminados y varvados, o muestras que contienen cantidad significante de limo y arena, o ambos (todos loscuales normalmente exhiben propiedades cohesivas), frecuentemente presentan una mayor resistencia al corte cuando se ensayan de acuerdo con la Norma D2850. También algunos suelos no saturados normalmente presentan resistencia al corte cuando se ensayan de acuerdo con la Norma D2850.

La sensibilidad del material puede ser determinada si se llevan a cabo ensayos sobre la misma muestra en condiciones alterada e inalterada. Este método de determinación de la sensibilidad es adecuado solo para suelos que pueden mantener una forma estable al ser remoldeados.

Nota 2: Para los suelos que no mantienen una forma estable, se puede utilizar un ensayo de resistencia al corte con veletas o el método de la Norma D2850 para determinar su sensibilidad.

Equipo

Aparato de compresión: El aparato de compresión puede ser una báscula de plataforma equipada con un marco de carga activado con un gato de tornillo, o con un mecanismo de carga hidráulica, o cualquier otro instrumento de compresión con suficiente capacidad de control para proporcionar la velocidad de carga prescrita en el numeral 7.1. En lugar de la báscula de plataforma es común que la carga sea medida con un anillo o una celda de carga fijada al marco (Figura 1). Para suelos cuya resistencia a la compresión inconfinada sea menor de 100 kPa (1kg/cm2) el aparato de compresión debe ser capaz de medir los esfuerzos compresivos con una precisión de 1 kPa (0.01 kg/cm2); para suelos con una resistencia a la compresión inconfinada de 100 kPa (1 kg/cm2) o mayor el aparato de compresión debe ser capaz de medir los esfuerzos compresivos con una precisión de 5 kPa (0.05 Kg/cm2).

Figura 1. Equipo para compresión inconfinada

Extractor de muestras: Capaz de extraer el núcleo de suelo del tubo de muestreo en la misma dirección en que la muestra entró al tubo, a una velocidad uniforme y con la mínima alteración. Las condiciones en el momento de la extracción de la muestra pueden indicar la dirección del movimiento pero la principal preocupación debe ser mantener en un mínimo su grado de alteración

Fig.2. Extractor de muestras.

Deformímetro: El indicador de deformaciones debe ser un comparador de carátula graduado a 0.02 mm, y con un rango de medición de por lo menos un 20% de la longitud del espécimen para el ensayo, o algún otro instrumento de medición, como un transductor que cumpla estos requerimientos.

Micrómetro, u otro instrumento adecuado para medir las dimensiones físicas del espécimen dentro del 0.1% de la dimensión medida.

Nota 3: Los piederrey o calibradores Vernier no son recomendados para especímenes blandos que se deformarán a medida que los calibradores se colocan sobre el espécimen.

Cronómetro: Un instrumento de medición de tiempo, que indique el tiempo transcurrido con una precisión de 1s para controlar la velocidad de aplicación de deformación prescrita en el numeral 7.1.

Balanza: La balanza usada para pesar los especímenes, debe determinar su masa con una precisión de 0.1% de su masa total.

Equipo para la determinación del contenido de humedad, como se especifica en la Norma D2216.

Equipo misceláneo, que incluye las herramientas para recortar y labrar la muestra, instrumentos para remoldear la muestra, y las hojas de datos.

Preparación de las muestras

Tamaño de las muestras: Los especimenes deben tener un diámetro mínimo de 30 mm y la partícula mayor contenida dentro del espécimen de ensayo debe ser menor que 1/10 del diámetro del espécimen. Para muestras que tengan un diámetro de 72 mm o mayores, el tamaño mayor de partícula debe ser menor que 1/6 del diámetro del espécimen. Si después de terminar un ensayo sobre una muestra inalterada, se encuentra, con base en la observación directa, que hay presentes partículas mayores que las permitidas, registre esta información en la sección de observaciones del informe (Nota 4). La relación de altura a diámetro debe encontrarse entre 2 y 2.5. Determine la altura promedio y el diámetro de la muestra para el ensayo utilizando los instrumentos especificados en el numeral

Tome un mínimo de 3 mediciones de la altura (separadas 120º), y por lo menos tres mediciones del diámetro espaciadas igualmente a lo largo de la generatriz del cilindro.

Nota 4: Si se encuentran partículas de suelo grandes en la muestra después del ensayo, puede hacerse un análisis granulométrico de acuerdo con la norma D422 para confirmar la observación visual; los resultados de este ensayo deben ser incluidos en el informe del ensayo principal.

Muestras inalteradas: Prepare los especimenes inalterados a partir de muestras grandes inalteradas o de muestras obtenidas de acuerdo con la Norma D1587 y preservadas y transportadas de acuerdo con las normas para el grupo de muestras C en la Norma D4220.

Las muestras de tubo pueden ser ensayadas sin labrar, excepto sus extremos, si las condiciones de la muestra justifican este procedimiento. Maneje las muestras cuidadosamente para prevenir cualquier alteración, cambios en la sección transversal o pérdidas en el contenido de agua. Si el aparato de extracción puede causar compresión o cualquier otro tipo de alteración notoria de la muestra, divida el tubo de muestreo a lo largo o córtelo en secciones pequeñas para facilitar la remoción del espécimen sin alteración. Cuando sea posible, prepare los especímenes labrados a partir de muestras mayores intactas en un cuarto con humedad controlada. Haga todo lo posible para prevenir cualquier cambio en el contenido de agua del suelo. Los especímenes deben tener una sección transversal circular con sus extremos perpendiculares al eje longitudinal de la muestra. Cuando recorte o labre una muestra, remueva cualquier guijarro pequeño o concha que encuentre. Llene cuidadosamente los vacíos en la superficie del espécimen con suelo remoldeado obtenido de los recortes. Cuando la presencia de guijarros o desmoronamiento de lugar a una irregularidad excesiva en los extremos, emparéjelos con un espesor mínimo de yeso, cemento, o un material similar. Cuando la condición de la muestra lo permita puede utilizarse un torno vertical, que acomode la muestra completa, como una ayuda en el labrado de la muestra hasta el diámetro requerido. Cuando se considere importante la prevención del desarrollo de fuerzas de capilaridad, selle el espécimen con una membrana de caucho con un recubrimiento de plástico delgado, con un recubrimiento de grasa o de plástico pulverizado durante todo el ensayo. Determine las dimensiones y la masa de la muestra para el ensayo. Si el espécimen debe ser emparejado con yeso o cemento, su masa y dimensiones deben ser determinadas antes de emparejar sus extremos. Si la muestra completa no se va a utilizar en la determinación del contenido de agua, tome una muestra representativa de cortes para este objeto colocándolas inmediatamente en una cápsula cubierta. La determinación del contenido de agua debe ser ejecutada de acuerdo con la Norma D2216.

Muestras remoldeadas: Las muestras remoldeadas pueden ser preparadas a partir de una muestra inalterada o a partir de una muestra alterada, siempre y cuando sea representativa de la muestra inalterada fallada. En el caso de las muestras inalteradas falladas, envuelva el material en una membrana de caucho delgado y amase el material completamente con los dedos para asegurar un remoldeo completo. Evite que quede aire atrapado en la muestra.

Tenga

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