Conclusiones y Marco Teorico - Lab Suelos

I.N.V.E - 123 ANALISIS GRANULOMETRCO DE SUELOS POR TAMIZADO

MARCO TEORICO-CONCEPTUAL

Los Anlisis Granulomtricos se realizaran mediante ensayos en ellaboratoriocontamices dediferentes enumeraciones, dependiendo dela separacin de los cuadros de la malla. Los nmeros de las mallas estndar con sus tamaos de aberturas progresivamente ms pequeas.

El conocimiento de la composicin granulomtrica de un suelo grueso sirve para discernir sobre la influencia que puede tener en la influencia que puede tener en la densidad del material compactado. El anlisis granulomtrico se refiere a la determinacin de la cantidad en por ciento de los diversos tamaos de las partculas que constituyen el suelo. Para el conocimiento de la composicin granulomtrica de un determinado suelo existen diferentes procedimientos.

Fuente: Espinace R., 1979.

La grafica granulomtrica suele dibujarse con porcentajes como ordenadas y tamaos de las partculas como abscisas. Las ordenadas se refieren al porcentaje en peso de las partculas menores que el tamao correspondiente. La forma de la curva da inmediata idea de la distribucin granulomtrica del suelo un suelo constituido por partculas de granulometra uniforme que corresponde generalmente a la arenas est representado por una lnea casi vertical.

EQUIPOS E IMPLEMENTOS DE LABORATORIO

Dos balanzas: Una con sensibilidad de 0.01 g para pesar material que pase el tamiz de 2 mm (No.10). Otra con sensibilidad 0.1 % del peso de la muestra, para pesar los materiales retenidos en el tamiz de 2 mm (No.10).

Tamices de malla cuadrada: 75 mm (3") 2.00 mm (No.10) 50 mm (2") 850 m (No.20) 37.5 mm(1-1/2") 425 m (No.40) 25 mm (1") 250 m (No.60) 19.0 mm (3/4") 106 m (No.140) 9.5 mm (3/8") 75 m (No.200) 4.75 mm (No.4)

Horno: Capaz de mantener temperaturas uniformes y constantes hasta de 110 5 C (230 9 F).

Envases: Adecuados para el manejo y secado de las muestras.

Cepillo y brocha: Para limpiar las mallas de los tamices.

CONCLUSIONES

El mejor mtodo para clasificar por tamaos las partculas gruesas es evidentemente el tamizado, ya que cada tamiz suele denominarse pornmeros que se refieren a escalas establecidas.

Los tamices al ser agitados manualmente, se dan problemas como un periodo demasiado corto de agitacin y con movimientos horizontales o rotacionales inadecuados. Los tamices deben agitarse de manera que las partculas sean expuestas a las aberturas del tamiz as tengan mayor oportunidad de pasar a travs de l.

Se deben tener en cuenta las posibles prdidas de material al sacar el retenido de cada tamiz.

Durante el tamizado siempre ocurren prdidas de material, a causa de diversos factores como, mallas en mal estado que atrapan partculas, material fino que se lleva el aire al momento de realizar el pesaje ect.Aunqueesprecisoaclararqueestasprdidasnodebensermayoresal 1% del peso final, en caso contrario de bebe repetir el ensayo, cosa que no ocurre para este ensayo, dando as como un ensayo satisfactorio.

I.N.V.E - 124 GRANULOMETRA POR HIDRMETRO


Cuando es necesario determinar la granulometra en suelos finos (menores a 0.074 mm), se utiliza el procedimiento denominado del Hidrmetro, hoy en da para suelos finos quiz esel ensayo de mayor uso, el hecho sebasa en que las partculas tienen una velocidad desedimentacin que se relaciona con el tamao de las partculas.

La ley fundamental para realizar anlisis granulomtrico por hidrmetro es formulada por Stokes, en esta ley seenuncia que si una partcula esfrica cae dentro delagua adquiere pronto una velocidad uniforme que depende del dimetro de la partcula, desu densidad y de la viscosidad del agua.

La ley de Stokes aplicada a partculas de suelo real, que se sedimentan en agua, es vlida solamente en tamaos menores de 0.2 mm aproximadamente (ya que tamaos mayores afectaran a la ley de sedimentacin considerablemente debido a la turbulencia), pero mayores a 0.2 micras.

Fuente: Bowles J., 1982.Es preciso recordar tambin, que la gravedad especifica del agua varia con la temperatura, esto ocasiona un hundimiento mayor del hidrmetro dentro de la suspensin.

Para el ensayo de hidrmetro existe correccin dependiendo del tipo de hidrmetro empleado, la correccin se har con la diferencia de la lectura del hidrmetro y un coeficiente que depende del tipo de hidrmetro.


Balanza: Debe tener una capacidad suficiente y una sensibilidad de 0.1%

Aparato agitador: Mecnico o neumtico, con su recipiente de dispersin. El eje debe ser de una longitud tal que la paleta agitadora pueda operar a no menos de 19mm (3/4) ni ms de 38mm (1.5) por encima del fondo del recipiente de dispersin.

Hidrmetro: Conforme a los requisitos para los hidrmetros 151 H o 152 H de la norma ASTM E 100, graduado para leer, de acuerdo con la escala que tenga grabada, la gravedad especfica de la suspensin los gramos por litro de suspensin.

Cilindro de vidrio para sedimentacin: De unos 460 mm (18") de alto, y 60 mm (2.5") de dimetro y marcado para un volumen de 1000 ml a 20 C (68 F). El dimetro interior debe ser tal que la marca de 1000ml est a 360 20mm (141.0) desde el fondo, en el interior del cilindro.

Termmetro de inmersin: Con apreciacin de 0.5 C (0.9 F).

Cronmetro o reloj.

Agente Dispersante: Solucin de hexametafosfato de sodio

Agua destilada.

CONCLUSIONES

El material analizado tiene un tamao mximo de 0,06 mm y mnimo de 0,002 mm.

El dimetro equivalente mayor de la muestra fina es de 0,06 mm, menor al de 0.075mm que divide el tamiz N200, lo cual nos da fiabilidad de los resueltos obtenidos mediante los clculos respectivos.

Los Porcentajes varan entre el 21% y el 38%.

Para partculas muy pequeas su velocidad de sedimentacin ser muy pequea por lo que es recomendable dejar la muestra varios das en reposo dependiendo de lo detallado que se quiera entregar al estudio.

I.N.V.E - 128 DETERMINACIN DE LA GRAVEDAD ESPECFICA DE LOS SUELOS Y DEL LLENANTE MINERAL


La gravedad especfica de un suelo se toma como el valor promedio para granos del suelo. El valor de la gravedad especfica es necesario para calcular la relacin de vacos de un suelo, se utiliza tambin en el anlisis del hidrmetra y es til para predecir el peso unitario del suelo. Ocasionalmente el valor de la gravedad especfica puede utilizarse en la clasificacin de los minerales del suelo.

La gravedad especfica de cualquier sustancia se define como el peso unitario del material en cuestin dividido por el peso unitario del agua destilada a 4C. As se consideran solamente los granos del suelo obteniendo la gravedad especfica (Gs).

Tambin se pueda calcular con la siguiente frmula:

Dnde:

K: Es el factor de correccin basado en la densidad del agua a 20C. Ws: Masa del suelo seco. Wma: Masa del picnmetro + agua + suelo, a temperatura del ensayo. Wmas: Masa del picnmetro ms agua a la temperatura del ensayo de gravedad especfica, en gramos.

Fuente: I.N.V. E 128 07


Picnmetro: El picnmetro debe ser un frasco con tapn o un frasco volumtrico con una capacidad mnima de 250 ml. El volumen del picnmetro debe ser de 2 a 3 veces mayor que el volumen de la mezcla del suelo con agua usada durante la actividad de extraccin de aire en la prueba.

Bomba de vaco: Capaz de producir un vaco parcial de 100mm de mercurio (Hg) de presin absoluta.

Balanzas: Con capacidad de 2000 g y sensibilidad de 0.01g

CONCLUSIONES

De acuerdo a los valores obtenidos de la gravedad especfica, se puede identificar el suelo como como un suelo orgnico.

I.N.V.E - 122. DETERMINACION EN LABORATORIO DEL CONTENIDO DE AGUA (HUMEDAD) DE SUELO, ROCA Y MEZCLAS DE SUELO AGREGADO


Los suelos pueden tener algn grado de humedad lo cual est directamente relacionado con la porosidad de las partculas. La porosidad depende a su vez del tamao de los poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros.

Las partculas de suelo pueden pasar por cuatro estados, los cuales se describen a continuacin:

Totalmente seco. Se logra mediante un secado al horno a 110C hasta que los suelos tengan unpeso constante (generalmente 24 horas). Parcialmente seco. Se logra mediante exposicin al aire libre. Saturado y Superficialmente seco (SSS). En un estado lmite en el que los suelos tienen todos sus poros llenos de agua pero superficialmente se encuentran secos. Este estado solo selogra en el laboratorio. Totalmente Hmedo. Todos los suelos estn llenos de agua y adems existe agua libre superficial.

El mtodo tradicional de determinacin de la humedad del suelo en laboratorio, es por medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relacin expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partculas slidas, es decir:

El ensayo de laboratorio para determinar el contenido de humedad se hace utilizando dos muestras de la siguiente manera: Una muestra de suelo regular (muestra No.2) extrada con tubo Shelby del campus de la UMNG en Cajic (Cundinamarca) a una profundidad entre 1,50 m y 2,00 m, la cual se mantendr a temperatura constante 3 o 4 C hasta realizar el ensayo de laboratorio para que mantenga sus propiedades inciales, puesto que su resultado implica la determinacin de la cohesin, propiedades mecnicas, entre otros; una vez analizada la muestra se lleva a laboratorio y tomados los pesos y volumen obtenidos se lleva al horno a una temperatura de 110 5 C por 24 horas para su posterior secado y toma de datos con el fin de determinar el contenido de humedad.

Para la muestra irregular se utiliza una muestra de suelo (muestra No. 5) extrada con tubo Shelby del campus la UMNG en Cajic (Cundinamarca) a una profundidad entre 2,70 m y 3,00 m la cual se analiza obteniendo pesos antes y despus de impermeabilizarla con parafina, volumen y por ltimo se lleva al horno como la muestra regular para obtener los datos finales y obtener el contenido de humedad aplicando la norma INV E 122.


Horno: Controlado termostticamente, preferiblemente de tiro forzado y que mantenga una temperatura uniforme de 110 5C (230 9F) en toda la cmara de secado.

Balanzas: que tengan una precisin de 0.01 g para muestras que tengan una masa de 200 g o menos; y 0.1 g para muestras que tengan una masa por encima de 200g.

Recipientes: Vasijas apropiadas hechas de un material resistente a la corrosin y a cambios en su masa al ser sometidas a repetidos calentamientos y enfriamientos y a operaciones de limpieza.

Tallador de muestras: Instrumento utilizado para tallar las muestras a diferentes dimetros con una sierra de hilo, de acuerdo al dimetro requerido.

Parafina.

Agua destilada.

CONCLUSIONES

La muestra de suelo ensayada tiene un contenido de humedad medioiguala49,29%

Segn el valor obtenido de los contenidos de humedad en las muestras, se pueden clasificar como arcilla.

Una vez obtenido el contenido de humedad de las muestras y el peso unitario total, se puede calcular el peso unitario seco.

I.N.V.E - 125, I.N.V.E - 126, NTC 4630DETERMINACIN DEL LMITE LQUIDO, DEL LMITE PLSTICO Y DEL NDICE DE PLASTICIDAD DE LOS SUELOS COHESIVOS

MARCO TEORICO-CONCEPTUAL.

Los lmites se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino solo pueden existir 4 estados de consistencia segn su humedad. As, un suelo se encuentra en estado slido, cuando est seco. Al agregrsele agua poco a poco va pasando sucesivamente a los estados de semislido, plstico, y finalmente lquido. Los contenidos de humedad en los puntos de transicin de un estado al otro son los denominados lmites de Atterberg.

Los ensayos se realizan en el laboratorio y miden la cohesin del terreno y su contenido de humedad, para ello se forman pequeos cilindros de 3mm de espesor con el suelo. Siguiendo estos procedimientos se definen tres lmites:

Lmite lquido: Cuando el suelo pasa de un estado semilquido a un estado plstico y puede moldearse. Para la determinacin de este lmite se utiliza la cuchara de Casagrande. Lmite plstico: Cuando el suelo pasa de un estado plstico a un estado semislido y se rompe. Lmite de retraccin o contraccin: Cuando el suelo pasa de un estado semislido aun estado slido y deja de contraerse al perder humedad.


LIMITE LIQUIDO

Vasija de evaporacin: Una vasija de porcelana de 115 mm (4") de dimetro, aproximadamente.

Esptula: Una esptula de hoja flexible de 75mm a 100 mm (3"a 4) de longitud y 20mm (3/4") de ancho, aproximadamente.

Aparato del Lmite Lquido de operacin manual: Es un aparato consistente en una cazuela de bronce con sus aditamentos conocida como cuchara de Casagrande.

Ranurador: Un ranurador plano terminado en punta, para separar la muestra en la cuchara de Casagrande.

Calibrador: Ya sea incorporado o separado del ranurador, el cual puede ser, si fuere separado, una barra de metal de 10.0 0.2mm (0.394 0.008") de espesor y de aproximadamente 50 mm (2") de longitud.

Recipientes: Hechos de material resistente a la corrosin, y cuya masa no cambie con calentamientos y enfriamientos repetidos

Balanza: Una balanza con una sensibilidad de 0.01 gr.

Horno: Un horno termostticamente controlado, capaz de mantener temperaturas de 110 5C (230 9F) para secar las muestras.

LIMITE PLASTICO

Esptula: De hoja flexible, de unos 76.2 mm (3") de longitud por 20 mm (3/4") de ancho. Cpsula para evaporacin: De porcelana, o similar, de 115 mm (4 1/2 ) de dimetro.

Balanza: De 100 g de capacidad con aproximacin a 0.01 g.

Papel para el aparato de enrollamiento: Papel no satinado que no aada materias ajenas (fibras, fragmentos de papel, etc.) al suelo durante el proceso de moldeo de rollos de suelo. Este papel deber adherirse a las bandejas superior e inferior del aparato, ya sea usando un pegante auto adhesivo.

Recipientes: Se deben emplear recipientes apropiados, hechos de material resistente a la corrosin y que no estn sujetos a cambios en su masa o a desintegracin por repetidos calentamientos y enfriamientos.

Horno: Termostticamente controlado, regulable a 110 5C (230 9F).

Tamiz: De 425 m (No.40)

Agua destilada.

Superficie lisa: Para amasado y enrollamiento. Usualmente se utiliza un vidrio grueso esmerilado.

CONCLUSIONES

El ndice deplasticidad(IP) obtenido es de 9.48%, porlo que se concluye que el suelo estudiado es de tipo limos y arcillas de tipo CL.

La variacin del ndice de plasticidad con la temperatura muestra que la localizacin o el lugar de tales suelos en la carta de plasticidad se traslada paralelamente a la lnea A. Esto prueba que la lnea A est definida de tal forma que la clasificacin de cualquier suelo no cambia con la variacin de temperatura.

I.N.V.E - 130 DETERMINACIN DE LA PERMEABILIDAD DE SUELOS GRANULARES. (CABEZA CONSTANTE)


Los suelos tienen vacos interconectados a travs de los cuales el agua puede fluir de puntos de alta energa a puntos de baja energa. El estudio de flujo de agua a travs de un suelo como medios porosos es importante en la mecnica de suelos, siendo necesario para estimar la cantidad de infiltracin bajo varias condiciones hidrulicas, para investigar problemas que implican el bombeo de agua para construcciones subterrneas y para el anlisis de estabilidad de las presas de tierra y de estructuras de relacin de tierra sometidas afuerzas de infiltracin.

La permeabilidad de un suelo puede medirse en el laboratorio o en el terreno; las determinaciones de laboratorio son muchosmsfciles de hacerque las que se hacen en el terreno o tambin conocido como in situ.

Debido a que la permeabilidad depende mucho de la estructura del suelo y debido a la dificultad de obtener muestras de suelo representativo, suelen ser necesarias las determinaciones en el terreno de la permeabilidad media. Sin embargo, las pruebas de laboratorio permiten estudiar la relacin entre la permeabilidad.

El Permemetro de carga constante ofrece un mtodo ms simple para determinar el coeficiente de permeabilidadde esesuelo.El inconveniente es que en suelos poco permeables, el tiempo de prueba se hace tan largo que deja de serprctico

El coeficiente de permeabilidad es una caracterstica de los suelos, especficamente est ligado a la Ley de Darcy que se refiere al flujo de fluidos a travs de los suelos. El coeficiente de permeabilidad, generalmente representado por la letrak, es extremadamente variable, segn el tipo de suelo.

Fuente: Terzaghi K. y Peck R., 1980.


Permemetros: Los cuales debern tener cilindros para muestras con dimetro mnimo de aproximadamente 8 a 12 veces el tamao mximo de partculas. El permemetro deber ajustarse con: (1) un disco poroso o una malla reforzada adecuada para el fondo, con una permeabilidad mayor que la de la muestra de suelo, pero con aberturas suficie ntemente pequeas para impedir el movimiento de partculas; (2) tomas de manmetros para medir la prdida de carga, h, sobre una longitud, l, equivalente al menos al dimetro del cilindro; (3) un disco poroso o una malla adecuada reforzada con un resorte adherido a la parte superior, o cualquier otro dispositivo, para aplicar una ligera presin de resorte, de 22 a 44 N (5 a 10 lbf) de carga total, cuando la placa superior se halla colocada en su sitio. Esto mantendr el peso unitario y el volumen del suelo sin cambio durante la saturacin y durante el ensayo de permeabilidad.

Tanque de cabeza constante: Con filtro, para suministrar agua y para remover el aire de la conexin de agua, provisto de vlvulas de control, se puede emplear agua desaireada.

Embudos amplios: Equipados con canalones cilndricos especiales de 25 mm (1") de dimetro para partculas de tamao mximo de 9.5 mm (3/8"), y de 12.7 mm (1/2") de dimetro para partculas de tamao de 2.00 mm (No.10). La longitud del canaln deber ser mayor que la longitud total de la cmara de permeabilidad por lo menos 152 mm (6").

Equipo para la compactacin del espcimen: Se puede emplear el equipo de compactacin que se considere deseable.

Bomba de vaco: con grifo para evacuar y saturar muestras de suelo con vaco completo.

Tubos manomtricos: Con escalas mtricas para medir cabeza de agua.

Balanza: de capacidad de 2 kg y sensibilidad de 1 g

CONCLUSIONES

Encontramos que en los tubos correspondientes a la probeta izquierda, el volumen de agua tiende a disminuir desde al primero hasta el ltimo tubo como reaccin al tipo de suelo analizado, mostrando una disminucin de alturas considerables.

Caso contrario para la probeta de la derecha, en que los tubos a pesar de mostrar una tendencia a disminuir, no hay diferencias considerables, siendo constantes en los ltimos tubos.

Dado que usamos diferentes tipos de suelos para realizar este ensayo, obtuvimos diferentes valores de K, obteniendo valores superiores a 10-3, mostrando tipos de suelos usados con grado de permeabilidad media para los ms finos y permeabilidad elevada para los gruesos.

I.N.V.E - 130. DETERMINACIN DE LA PERMEABILIDAD DE SUELOS GRANULARES (CABEZA VARIABLE)


El ensayode permeabilidadcon carga variable es aplicable asuelos de medianaa baja permeabilidad como lo son limos y arcillas, se debe tener presente que la permeabilidad en estos tipos de suelos vara entre distintos rdenes de magnitud.

As, mientras que para una arena limpia, el coeficiente de permeabilidad, k, puede variar entre 10-2 y 10-4 [cm/s], para una arcilla ste valor puede oscilar entre 10-5 y 10-8 [cm/s]

En este tipo de permemetro (cabeza variable) se mide la cantidad de agua que atraviesa una muestra de suelo, por diferencia de niveles en un tubo alimentador. Este permemetro puede ser utilizado en suelos finos y gruesos variando el dimetro del tubo alimentador, pero lo ms comn es utilizarlo con los suelos finos poco permeables.

Fuente: Bowles J., 1982.El coeficiente de permeabilidad es una caracterstica de los suelos, especficamente est ligado a la Ley de Darcy que se refiere al flujo de fluidos a travs de los suelos. El coeficiente de permeabilidad, generalmente representado por la letrak, es extremadamente variable, segn el tipo de suelo.

Fuente: Terzaghi K. y Peck R., 1980.


Permemetrodecabezavariable

Probeta

Piezmetro

Cronmetro

CONCLUSIONES

Al iniciar el procedimiento con una altura mxima del tanque de 138 cm, notamos que el cambio de altura se hace cada vez ms lento debido a la presin y el volumen del agua en el tubo, a menor altura menor volumen y menor presin y por ende menos velocidad para salir el fluido.

El valor de K depende de la forma, el tamao y la distribucin de sus partculas, de esto se infiere que la constante est dada en funcin del tamao de los poros.

El valor de k=0,0114 cm/s nos da como resultado un tipo de suelo arena del tipo arcillosa y moderadamente permeable.

I.N.V. E 154 DETERMINACIN DE LA RESISTENCIA AL CORTE MTODO DECORTE DIRECTO (CD) (CONSOLIDADO DRENADO)


Esta resistencia del suelo determina factores como laestabilidad de un talud, la capacidad de carga admisible para una cimentacin y el empuje de un suelo contra un muro de contencin.

Coulombobservque sielempuje deunsuelocontraun muroproduceun desplazamiento en el muro, en el suelo retenido se forma un plano recto de deslizamiento.

Dnde: = Es el esfuerzo normal total en el plano de falla. = Es elngulo de friccin del suelo (por ejemplo, arena)c = Es la cohesin del suelo (por ejemplo, arcilla).

Esta es una relacin emprica y se basa en laLey de Friccin de Amonton para el deslizamiento de dos superficies planas, con la inclusin de un trmino de cohesin c para incluir la Stiction propia del suelo arcilloso.

Puesto que la resistencia al cortante depende de los esfuerzos efectivos, en el suelo los anlisis deben hacerse en esos trminos, involucrando c y , cuyos valores se obtienen del ensayo de corte directo: Aplicando al suelo una fuerza normal, se puede proceder a cizallarlo con una fuerza cortante. El movimiento vertical de la muestra se lee colocando un deformmetro en elbastidor superior. El molde no permite control de drenaje, que en el terreno pueden fallar encondicionesdehumedaddiversas(condicinsaturadanodrenada,parcialmente drenadas o totalmente drenadas), para reproducir las condiciones de campo se programa la velocidad de aplicacin de las cargas. En arenas, como el drenaje es libre,el ensayo se considera drenado.

Los valores caractersticos del ngulo de friccin de algunos suelos son:

Fuente: Duque Escobar, G. y Escobar Potes, C., 2002.


Aparato o Dispositivo de corte directo: El dispositivo de corte directo deber sostener la probeta con seguridad entre dos piedras porosas colocadas una en cada cara, de tal manera que no se presenten movimientos de torsin sobre ella. Debe estar provisto de los dispositivos necesarios para aplicar una fuerza normal en las caras de la muestra, para determinar los cambios en el espesor de la muestra, para permitir el drenaje del agua a travs de las piedras porosas insertadas en el fondo y parte superior de la muestra y para sumergir la muestra en agua. El equipo debe ser capaz de aplicar y medir una fuerza de corte para hacer fallar la muestra a lo largo de un determinado plano (corte simple) o de determinados planos (corte doble), los cuales sern paralelos a las caras de la muestra y determinar los desplazamientos laterales de sta. Los marcos que sostienen la probeta deben ser lo suficientemente rgidos para evitar su deformacin durante el corte. Las diferentes partes del dispositivo deben ser de un material resistente a la corrosin por sustancias contenidas en el suelo o por la humedad del mismo.

Caja de corte: La caja de corte podr ser redonda o cuadrada, deber ser de acero inoxidable, bronce, o aluminio, con los aditamentos necesarios para el drenaje por la parte de arriba y por el fondo. La caja de corte deber estar dividida por un plano horizontal que separa dos mitades de igual espesor, sta deber estar provista con tornillos de alineacin o bloqueo. Adicionalmente la caja de corte tambin deber poseer tornillos que controlen el espaciamiento entre el marco superior y el inferior.

Piedras porosas

Dispositivos de carga:

Dispositivo para la aplicacin de la fuerza normal: Debe estar capacitado para aplicar rpidamente la fuerza especificada sin excederla y para mantenerla con una variacin mxima de 1 % durante el proceso de ensayo

Dispositivo para la aplicacin de la fuerza de corte: La capacidad depende ms que todo del tipo de control: con control de deformaciones o con control de esfuerzos. Se prefiere, generalmente, el primero por la facilidad para determinar tanto el esfuerzo ltimo como la carga mxima

El peso del marco de corte superior: En el caso que ste se apoye en el momento del corte sobre la muestra, deber ser menor al 1% del valor de la fuerza normal aplicada, en el caso que no sea as se deber tener en cuenta como parte de la fuerza normal aplicada o modificar este marco.

Dispositivos para medir fuerza de corte: Deber poseer un medidor de fuerza de corte, el cual podr ser un anillo calibrado o una celda de carga que tendr precisin de 2.5 N (0.5 lbf) o al menos el 1% de la carga lateral de falla, cualquiera que sea ms grande.

Recipiente para caja de corte: Caja metlica que soporte la caja de corte y produzca , bien sea , una reaccin contra la mitad de la caja de corte que esta frenada o una base slida con las guas para encuadrar la mitad de la caja de corte que est libre de movimiento cuando la fuerza horizontal de corte es aplicada.

Cuarto hmedo: Tal que garantice que la prdida de humedad durante la preparacin de la muestra no exceda de 0.5 %, tanto para su almacenamiento como para su preparacin.

Balanza: Debe tener una sensibilidad de 0.1 g o 0.1 % de la masa de la probeta.

Medidores de desplazamiento: Deben ser adecuados para medir los cambios en el espesor de la muestra con una sensibilidad de 0.002 mm (0.0001") y para medir los desplazamientos laterales con una sensibilidad de 0.02 mm (0.001").

CONCLUSIONES

Debido a que el ngulo de friccin hallado es de ________ podemos afirmar que se trata de un suelo ___________.

Se logr determinar laresistencia al esfuerzo cortante o capacidad portante del suelo en estudio,utilizando el ensayo de corte directo.

I.N.V.E - 152.COMPRESION INCONFINADA EN MUESTRA DE SUELOS


El ensayo de compresin simple, tiene por finalidad determinar la resistencia a la compresin no confinada (qu), de un cilindro de suelo cohesivo o semi-cohesivo, e indirectamente laresistencia al corte (qc).

Este clculosebasaen elhecho deque elesfuerzo principal menor es cero. Ya que el suelo solo lo rodea la presin atmosfrica y el ngulo de friccin interna del suelo se supone es cero. Este experimento es ampliamente utilizado, ya que constituye un mtodo rpido y econmico.

Consiste en un ensayo uniaxial en donde la probeta no tiene soporte lateral, realizndolo en condiciones ordenadas.

Debido a numerosos estudios, se ha hecho evidente que este ensayo generalmente no proporciona un valor bastante confiable de laresistencia al corte de un suelo cohesivo, debido a la prdida de la restriccin lateral provista por la masa de suelo, las condiciones internas del suelo como el grado de saturacin o la presin de poros que no puede controlarse y la friccin en los extremos producidas por las placas de apoyo. Sin embargo, si los resultados se interpretan adecuadamente, reconociendo las deficiencias del ensayo, estos sernrazonablemente confiables.

El ensayo de laboratorio para determinar la resistencia a la compresin incofinada en un cilindro de suelo cohesivo en esfuerzos totales se hace utilizando la mquina de compresin, se debe tener en cuenta que este material debe mantener su resistencia intrnseca despus de las presiones de confinamiento. La resistencia a la compresin incofinada se da por la carga mxima alcanzada por unidad de rea.

En un ensayo decompresin simple se pueden producir distintos tipos de rotura, los cuales son la rotura frgil y la rotura dctil. En la primera predominan las grietas paralelas a la direccin de la carga, y la rotura ocurre de un modo brusco y bajo deformaciones muy pequeas, presentndose despus 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 travs de un plano inclinado, apareciendo un pico en la resistencia y un valor residual.

En una probeta sometida a compresin simple tambin se pueden producir tracciones locales en el contorno de las fisuras, especialmente sobre planos paralelos a la direccin de la compresin. Esto explica la aparicin de grietas verticales. En suelos blandos sometidos a presiones no muy altas, la rotura dctil se presenta bajo la forma deun ensanchamiento slo por el centro, ya que por los extremos lo impide la friccin entre el suelo y las placas de carga.

Segn el valor de la resistencia mxima a compresin simple, una arcilla se puede clasificar del modo que seindica a continuacin.

Fuente: Terzaghi K. y Peck R., 1980


Aparato de Compresin: Conformado por una prensa para rotura de las probetas, de velocidad controlada manual o mecnicamente, con capacidad suficiente para llegar a la carga de rotura. El dispositivo de medida de la fuerza aplicada debe tener una sensibilidad del 1 % de la resistencia a la compresin simple de la muestra ensayada.

Extractor de muestras: Capaz de sacar corazones de suelos; si las muestras llegan al laboratorio en tubos no abiertos longitudinalmente, es preciso que produzca poca alteracin en el suelo.

Torno: Con motor o tallador de probetas de muestras inalteradas con accesorios (sierra de alambre, cuchillos, caja de ingletes, etc.).

Moldes: Para preparar probetas de suelo amasado o compactado

Aparatos para determinar la humedad de la muestra segn se indica en la norma INV E 122.

Cronmetro

Calibrador

Balanzas: Que den el peso de la muestra con una precisin del 0.1 % de su pe so total.

Horno: Capaz de mantener una temperatura de 110 5 C (230 9 F).

CONCLUSIONES

Si los resultados se interpretanadecuadamente, reconociendo las deficiencias del ensayo estos sern razonablemente confiables.

Segn como he expuesto en la tabla de Terzaghiy Peck y los resultados obtenidos del ensayo, se ha llegado a una conclusin que el esfuerzo ltimo es de 4,9383 x 10 ^-2 MPa obteniendo por tanto una consistencia Blanda.

I.N.V.E 151DETERMINACIN DE LA CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL DE SUELOS


La rata y la magnitud de consolidacin en muestras de suelos comprenden tres partes importantes para lograr una mejor comprensin de la prctica:

La consolidacin inicial donde se reduce al mximo instantneamente el volumen de la masa de la carga antes de la compresin primaria porque se pretende expulsar el aire contenido en los vacos del suelo.

La consolidacin primaria reduce el volumen de la masa al aplicar una carga permanente y expulsa el agua de los vacos del suelo, existe una variacin de carga de agua partculas slidas por efecto de la presin de poros disipados.

La consolidacin secundaria reduce el volumen de masa del suelo debido a la carga permanente y al asentamiento de la estructura de la masa despus de transferirse las partculas slidas del suelo.

El exceso depresin intersticial generado por losincrementos de esfuerzos debidos a la sobrecarga que representa una estructura, se disipan mediante el flujo de agua contenida en la masa de suelo. Ladisipacin de dicho exceso por medio del flujo de agua se debe a la incapacidad que sta tiene para resistir esfuerzos de corte y se denomina consolidacin. Este proceso se origina debido a que al cargar una masa de suelo dicha carga es inicialmente absorbida por el agua contenida en los poros de suelo, no obstante, al transcurrir el tiempo el agua iniciara un flujo ascendente obligando a las partculas de suelo a soportar los incrementos de esfuerzos generados por la carga. El anterior planteamiento y definicin implica: 1. Una reduccin en el volumen de poros, por tanto un cambio volumtrico manifestado en asentamientos en el suelo de fundacin y por ende en la estructura.2. Un aumento del esfuerzo efectivo, que a su vez incrementa la resistencia al corte del suelo.

El estudio del proceso de consolidacin se basa en la teora unidimensional propuesta por Terzagui, la cual concluye que la ecuacin de comportamiento que rige los procesos de consolidacin vertical es:

Donde Cv es elcoeficiente de consolidacin vertical expresado por:


Dispositivos de carga: Un dispositivo adecuado para aplicar cargas verticales a la muestra. El dispositivo deber ser capaz de mantener las cargas especificadas durante perodos prolongados con una precisin de 0.5 % de la carga aplicada y deber permitir la aplicacin de un incremento de carga, dentro de un perodo de 2 segundos sin que se produzca ningn efecto de significacin.

Consolidmetro: Es un tipo de anillo flotante cuya carga es accionada mediante la presin del aire y es controlado por un regulador de presin constante para determinar la capacidad requerida.

Piedras porosas

Deformmetro: Para medir el cambio de espesor de la muestra con una sensibilidad de 0.0025 mm (0.0001").

Cizalla cortador cilndrico: Para tallar la muestra hasta el dimetro interior del anillo del consolidmetro, con el mnimo de alteracin. El cortador deber tener una superficie altamente pulida y deber cubrirse con un material de baja friccin.

Balanza: Con aproximacin a 0.1 g o a 0.1% del peso total de la muestra.

Horno: Que pueda mantener una temperatura uniforme de 110 5 C (230 9 F).

Recipientes: Para el contenido de humedad, los cuales debern estar de acuerdo con la norma INV E 141

CONCLUSIONES

Por medio de este tipo de experimento pudimos demostrar y conocer el lmite de consolidacin de un suelo cuando es sometido a una fuerza vertical determinando la magnitud de drenado.

Se puede determinar el grado de consolidacin mediante una aplicacin constante de un esfuerzo, con una capacidad de carga determinada regulada y variable en relacin al tiempo mediante dos mtodos diferentes.

I.N.V.E - 153.PARMETROS DE RESISTENCIA DEL SUELO MEDIANTE COMPRESIN TRIAXIAL

MARCO TEORICO-CONCEPTUALEl crculo de Mohr se utiliza para representar o describir la resistencia al cortante de los suelos, utilizando la envolvente de falla Mohr-Coulomb, lo cual equivale a que una combinacin crtica de esfuerzos se ha alcanzado. Los esfuerzos por encima de la envolvente de falla no pueden existir. La envolvente de falla Mohr-Coulomb es generalmente una lnea curva que puede representarse en la forma:

Dnde:

s = Resistencia al cortantes = Esfuerzo normal efectivo A y b =Constantes

En la prctica normal de Ingeniera, generalmente, esta curva se define como una recta aproximada dentro de un rango seleccionado deesfuerzos en el cual

Fuente: Terzaghi K. y Peck R., 1980

Dnde:

c = Intercepto del eje de resistencia (cohesin) yF = Pendiente de la envolvente (ngulo defriccin).

Se atribuye a Arthur Casagrande la idea de utilizar un aparato triaxial para medir la resistencia al corte de los suelos. Construy en 1930 el primer aparato de este tipo en el Instituto Tecnolgico de Massachusetts, sobre el modelo de un aparato de consolidacin triaxial que haba visto en Alemania en 1929. El aparato triaxial es hoy un elemento fundamental en todo laboratorio de Mecnica de Suelos.

Existen 3 tipos de ensayo triaxial:

Ensayo triaxial con consolidacin y drenaje: llamado tambin ensayo CD o ensayo lento. Prueba de resistencia de una muestra de suelo a la compresin, en la que el espcimen es sometido a un proceso completo de consolidacin, bajo un esfuerzo de confinamiento dado, antes de la aplicacin del esfuerzo desviador (axial o cortante, segn sea el caso). La aplicacin del esfuerzo desviador se hace de modo tal que an los suelos de baja permeabilidad completamente saturados pueden adaptarse a los cambios de esfuerzos debidos al esfuerzo desviador; durante todo el proceso de aplicacin del esfuerzo desviador se elimina el exceso de presin de poros mediante un adecuado sistema de drenaje (Norma ASTM D3080).

Ensayo triaxial con consolidacin y sin drenaje: llamado tambin ensayo CU, o ensayo consolidado rpido; pruebade resistenciade un sueloa la compresin en el que a laconsolidacin completa del espcimen bajo una carga vertical (en el ensayo de corte directo) o bajo un esfuerzo de confinamiento dado (en el ensayo triaxial) sigue la aplicacin del esfuerzo axial o cortante con un contenido de agua constante; durante todo el proceso de aplicacin del esfuerzo desviador se mide yregistra la presin del agua en los porosdel suelo (Normas ASTM D4767 y D3080).

Ensayo triaxial sin consolidacin y sin drenaje: llamado tambin ensayo rpido, o ensayo UU. Ensayo de resistencia a la compresin sobre una muestra que se lleva a la caja de cizalladura o a la cmara triaxial sin someterla a un proceso deconsolidaciny en el que el contenido de agua del espcimen permanece prcticamente constante durante la aplicacin del esfuerzo de confinamiento ydel esfuerzo desviador. Durante la ejecucin de este ensayo puede medirse y registrarse las presiones intersticiales (NormaASTMD2850).

BIBLIOGRAFIA

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Duque Escobar, G. y Escobar Potes, C. E., Mecnica de los Suelos. Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ingeniera y Arquitectura. 2002.

Hoyos Patio, F., Geotecnia. Diccionario bsico. Universidad Nacional de Colombia. Escuela de Ingeniera Civil. Facultas de Minas. 2001

Terzaghi, K. y Peck, R., Mecnica de suelos en la ingeniera prctica. 2da. Ed., El Ateneo S.A.

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https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/tablas-de-referencia.pdf

Norma INVIAS

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Conclusiones y Marco Teorico - Lab Suelos