MÉTODO DE COMPRESIÓN NO CONFINADA (SUELOS COHESIVOS). ASTM D2166

METODO DE COMPRESION NO CONFINADA (SUELOS COHESIVOS). ASTM D2166

 

1.Alcance y campo de aplicación

  • Este método de ensayo abarca la determinación de la resistencia a la compresión no confinada de suelos cohesivos en condiciones de compresión, intactas, o remoldeados, utilizando la aplicación de una carga axial de deformación controlada.
  • Este método de ensayo entrega valores aproximados de la resistencia de suelos cohesivos en términos de tensiones totales.
  • Este método de ensayo es aplicable sólo a materiales cohesivos que no expulsan agua (agua expulsada del suelo debido a deformación o conpactación) durante la parte de carga del ensayo, en la cual mantendrán resistencia intrínseca después de remover presiones de confinamiento, tales como arcillas o suelos No pueden ser ensayadas con éste método suelos secos y frágiles, materiales fisurados, limos, turba y arenas para obtener valores válidos de resistencia de compresión no confinada.
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NOTA1 – El Método de Ensayo D 2850 cubre la determinación de la resistencia no consolidada, no drenada de suelos cohesivos con confinamiento lateral.

  • Este método de ensayo no es un substituto para el Método de Ensayo D 2850
  • Todos los valores calculados y observados deben adherirse a las normas para dígitos significativos y redondeo establecido en la Práctica D2850
    • Los procedimientos utilizados para especificar como se recopilan, registran, y calculan los datos se consideran como norma dentro de la También se consideran representativos de los dígitos significativos que deberían obtenerse generalmente. Los procedimientos utilizados no consideran la variación del material, propósito para obtención de datos, propósitos para estudios especializados, o cualquier otra consideración de los objetivos del usuario; también es práctica regular incrementar o reducir los dígitos significativos de los datos reportados para conmensurar con estas consideraciones. El considerar los dígitos significativos utilizados en los ensayos, para diseño ingeneril, está más allá del alcance de esta norma.
  • Los valores en medidas SI se consideran como la norma. 
  • Esta norma no pretende abordar lodos los aspectos de seguridad, si alguno, asociadas a su uso. Es responsabilidad del usuario de estas normas establecer medidas de seguridad y salubridad apropiadas, y determinar la aplicabilidad de las limitaciones regulatorias. 

2.Referencias

Normas ASTM:

  • D 653 Terminología Relacionada a Suelos, Rocas, y Fluidos Contenidos
  • D 854 Método de Ensayo para Gravedad Específica de Suelos Sólidos por Picnómetro de Agua
  • D 1587 Práctica para Muestreo de Suelos con Tubos de Paredes Delgadas para Propósitos Geotécnicos
  • D 2216 Métodos de Ensayo para Laboratorio para Determinar Contenido de Agua (Humedad) en Suelos y Rocas por masa
  • D 2488 Prácticas para Descripción e Identificación de Suelos (Procedimiento Manual Visual)
  • D 2850 Método de Ensayo para Resistencia a la compresión, no Consolidada, no Drenada de Suelos Cohesivos D 3740 Prácticas para Requerimientos Mínimos para Agencias involucradas con el Muestreo y/o Inspección de Suelos y Rocas usados para Diseño Ingeneril o Construcción
  • D 4220 Prácticas para Preservación y Transporte de Muestras de Suelo
  • D 4318 Método de Ensayo para Límite Liquido, Límite Plástico, e índice de Plasticidad de Suelos D 6026 Prácticas para Utilizar Dígitos Significativos en Datos Geotécnicos
  • D 6913 Método de ensayo para distribución de tamaño- partículas (graduacion) de suelos, utilizando el análisis por
  • E 177 Prácticas para la Precisión de Términos y Sesgo en los Métodos de Ensayo de ASTM
  • E 691 Prácticas para conducir un Estudio entre Laboratorios para Determinar la Precisión de un Método de Ensayo D2850.

3.Aparatos para determinar la Compresión no Confinada.

  • Aparato de Compresión- el aparato de compresión puede ser una balanza de plataforma equipada con un yugo de carga activado por tornillo tipo gata, un aparato de carga hidráulico, o cualquier otro aparato de compresión con la capacidad y control suficiente como para proporcionar la velocidad de carga descrita en 7.1. Para suelos con una resistencia de compresión no confinada de menos de 100 kPa (1.0 ton/pies2) el aparato de compresión deberá ser capaz de medir la tensión de compresión con una precisión de I kPa (0.001 ton/pies2). Para suelos con una resistencia a la compresión no confinada igual o mayor a 100 kPa (1.0 ton/pies2) el aparato de compresión deberá ser capaz de medir con una precisión de hasta 5 kPa (0.005 ton/pies2).
  • Extractor de Muestra, capaz de extraer el centro de la muestra en el tubo, a una velocidad constante, en la misma dirección en que la muestra fue insertada en el tubo, a una velocidad razonable y con el menor trastorno posible de la muestra. Las condiciones de la muestra, en el momento de su remoción, pueden indicar la dirección de remoción, pero la principal preocupación es reducir el potencial adicional de perturbación, más allá del producido por la remoción.
  • Indicador de Deformación- el indicador de deformación deberá ser un dial indicador graduado a 0.03 mm (0.001″) o mejor, y que tenga una rango de desplazamiento de por lo menos 20% del largo de la muestra, o puede ser un indicador electrónico de deformación que cumpla con la D2166.
  • Comparador de Dial, o cualquier otro aparato pertinente, para medir las dimensiones físicas de la muestra dentro del 0.1% de la dimensión.

NOTA 4 – Los calibradores tipo Vernier (pie de metro), no son recomendados para especimenes blandos, los cuales son deformados cuando se aplica el Calibrador.

  • Cronómetro- se utilizará un cronómetro que indique el tiempo transcurrido del ensayo al segundo más cercano para establecer la aplicación de la velocidad de deformación descrita en 1.
  • Balanza- La balanza utilizada para pesar las muestras deberá determinar la masa de la muestra dentro del 0.1% de la masa total.
  • Equipamiento, como especificado en Método de Ensayo
  • Aparatos Varios, incluyendo herramientas para tallar y recortar las muestras, aparatos para remoldear, recipientes para el agua removida, y hoja de datos.

4.Acondicionamiento de las Muestras de ensayo para determinar la Compresión no Confinada.

  • Tamaño de  la  Muestra-  las  muestras   deberán   tener   un   diámetro   mínimo   de   30   mm   (1.3″)   y    la    partícula    más    grande    contenida    dentro    de    la    muestra    debe    ser    menor    que    un    décimo    del    diámetro    de    la        Para     especimenes     que     tengan     un     diámetro   igual  o  mayor  a   72   mm   (2.8″)   la   partícula   más   grande   debe   ser   menor   a   un   sexto   del   diámetro    de    la    muestra.    Si,     posterior     a     un     ensayo     en     una     muestra     intacta     encuentra,     basándose     en     la     observación,     que     hay      partículas      mayores      a      las  permitidas    indíquelo    en    la    sección     de     comentarios     del     informe     de     los     resultados     de  los   ensayos   (Nota   5).   El   coeficiente   de   altura    –    diámetro    debe    ser    entre    2    y    2.5.  Determine   la    altura    y    el    diámetro    promedio    de    la    muestra    utilizando    el    aparato    especificado    en    5.4.    Tome    por     lo     menos     tres     mediciones     de     altura     (120°     de diferencia), y por los menos 3 mediciones de diámetro en los cuartos de la altura.

NOTA 5 – Si partículas grandes de suelo son encontradas en las muestras después del ensayo, se puede realizar un análisis granulométrico, de acuerdo con el método de ensayo D 6913, para confirmar la observación visual y los resultados entregados por el informe de resultados.

  • Muestras intactas- Prepare muestras intactas de una muestra mayor sin perturbar o de muestras aseguradas, de acuerdo a la Práctica  D1587 y  preservada    y transportada   de   acuerdo   a    las    prácticas    para    muestras    del    Grupo    C    en    la    Práctica    D        Las    muestras    de    tubos    pueden     ser     ensayadas     sin     haber     sido     recortadas,     pero   con    los    extremos    cuadrados,    si    las    condiciones    de     la     muestra     justifican     éste     procedimiento. Manipule las muestras con cuidado para reducir el potencial de perturbaciones adicionales, en la sección transversal, o pérdida de contenido de agua. Si el aparato de extracción fuese a generar cualquier tipo de compresión o alteración notable, divida la muestra a lo largo o córtela en pequeñas secciones para facilitar la remoción con mínima perturbación. Prepare especimenes tallados con mínimas perturbaciones y en una pieza de humedad controlada, cuando sea posible. Haga todos los esfuerzos necesarios para prevenir un cambio en el contenido de agua del suelo. Las muestras deberán tener una sección transversal uniforme y los extremos deben ser perpendiculares al eje longitudinal de la muestra. Cuando se talle o recorte, retire cualquier piedra o concha encontrada. Llene los vacíos en la superficie cuidadosamente con suelo obtenido de los recortes. Cuando los guijarros o el desmoronamiento resulten en irregularidades excesivas del extremo tape la muestra con yeso, o hydrostone, o algún material similar. Cuando las condiciones de la muestra lo permitan un torno vertical que se acomode a la muestra total puede ser utilizado como apoyo para tallar la muestra al diámetro requerido. Cuando se considere importante prevenir la resistencia capilar apreciable, selle la muestra con una membrana de goma, plástico delgado, cubiertas, o una cubierta de grasa o plástico rociado inmediatamente después de la preparación y durante todo el ciclo de ensayo. Determine la masa y dimensiones de la muestra de ensayo. Si la muestra ha de efectuársele capping, se debe determinar la masa y dimensiones antes de taparlo. Si no se ha de usar la muestra completa para determinar el contenido de agua, asegure una cantidad representativa de recortes y deposítelos en un contenedor cerrado. La determinación del contenido de agua se debe hacer de acuerdo al Método de Ensayo D 2216.
  • Muestras remoldadas- Las muestras se pueden preparar, ya sean, de suelos fallados intactos o de suelos perturbados, siempre y cuando sea representativa del espécimen fallado intacto. En el caso de suelos fallados intactos envuelva el material en una delgada membrana de goma y trabaje el material con los dedos cuidadosamente para asegurar que esté completamente remoldeado. Evite que quede aire en la Sea cuidadoso para obtener una densidad uniforme, para que sea remoldeada con el mismo coeficiente de vacío del espécimen sin perturbar, y para preservar el contenido de agua natural del suelo. Forme el material perturbado en un molde de sección transversal circular que tenga las dimensiones que cumplan con 6.1. Después de remover la muestra del molde, determine la masa y dimensiones de la muestra de ensayo.
  • Muestras Reconstituida- Las muestras deben ser preparadas con el contenido de agua predeterminado y la densidad prescritas por el individuo asignando el ensayo (Nota 6) después de que la muestra sea formada recorte los bordes de forma perpendicular al eje longitudinal, retírelo del molde, y determine la masa y dimensiones de la muestra de ensayo.

NOTA 6 – La experiencia muestra que es complejo compactar, maniobrar, y obtener resultados con muestras que tengan un grado de saturación que sea mayor que 90%.

5.Procedimiento para determinar la Compresión no Confinada.

    • Haga un bosquejo, o tome una fotografía de la muestra en el momento de la falla mostrando el ángulo de la superficie de falla, si el ángulo se puede
    • Se incluye una copia de la hoja de datos en el Anexo XI. Se puede utilizar cualquier hoja de datos si la hoja contiene toda la informaciónUbique la muestra en el aparato de carga de manera que esté centrado sobre el plato Ajuste el aparato de carga cuidadosamente para que el plato superior apenas haga contacto con la muestra. Ponga el indicador de deformación en cero o registre la lectura inicial del equipo electrónico. Aplique la carga para producir una deformación axial a un coeficiente de 14 a 2%/minuto. Registre los valores de carga, deformación, y tiempo con suficientes intervalos como  para definir la forma de la curva tensión • deformación (generalmente 10 a 15 puntos son suficientes). La razón de deformación deberá ser elegida para que el tiempo de falla no exceda los 15 minutos (Nota 7). Continúe cargando hasta que los valores de carga disminuyan con el incremento de deformación, o hasta que alcance un 15% de deformación. Indique la razón de deformación en el informe de los resultados del ensayo como se requiere en 9.1.7. Determine el contenido de agua de la muestra utilizando un espécimen entero, a menos que para este propósito se obtengan cortes representativos, como es el caso de especimenes intactos. En el informe de ensayo indique si la muestra de contenido de agua fue obtenida antes o después del ensayo de corte, como se requiere.

      NOTA 7 – Materiales más blandos que exhiben una deformación de fallo mayor deberán ser ensayadas a un coeficiente de deformación más grande. Al contrario, si el material es rígido o frágil y exhibe una deformación de fallo menor deberá ser ensayado con un coeficiente de deformación menor.

    • Haga un bosquejo, o tome una fotografía de la muestra en el momento de la falla mostrando el ángulo de la superficie de falla, si el ángulo se puede
    • Se incluye una copia de la hoja de datos en el Anexo XI. Se puede utilizar cualquier hoja de datos si la hoja contiene toda la información

5.Expresión de Resultados

  • Calcule el deformación axial, €1, lo más cercano  al 1%, para una carga determinada, como sigue:

1=   L  X 100

Donde:

∆L       = cambio de longitud de la muestra leída del indicador de deformación o del equipo electrónico, mm (pulgadas), y

L0= longitud inicial de la muestra, mm (pulgadas).

  • Calcule el área transversal promedio, A, para una carga determinada,
  • Calcule la resistencia a la compresión, σc, a      tres cifras significativas,  o lo  más cercano a 1 kPa (0.001 ton/pies2) para una carga determinada.

Gráficos — Si se requiere se puede hacer un gráfico que muestra la relación entre la resistencia a la compresión (ordenadas) y deformación axial (abscisas). Seleccione el máximo valor de la resistencia a la compresión, o la resistencia a la compresión al 15% de la deformación axial, cualquiera se alcance primero, y repórtela como la resistencia a la compresión no confinada, qu. Incluya el gráfico de tensión -deformación cuando sea considerado necesario para una interpretación correcta.

  • Si la resistencia a la compresión intacta y la resistencia a la compresión remoldeada son medidas, determine la sensibilidad, ST.
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