3: Resistencia al corte de los suelos
3.4: Ensayos de laboratorio
3.4.1. Introducción
La estimación de los parámetros de resistencia al corte en suelos puede ser realizada bien mediante medida directa, llevada a cabo en ensayos sobre muestras de calidad y representatividad adecuada y bajo condiciones controladas (para lo cual son precisos medios que requieren de un laboratorio especializado), o bien mediante ensayos «in situ», que permiten medir también directamente la resistencia del terreno, o alternativamente determinar un índice semicuantiativo que la experiencia asume como correlacionable con los parámetros geotécnicos fundamentales del suelo (en este caso los relacionados con la resistencia del mismo.)
En la sección segunda se desarrollan las cuestiones referidas a los ensayos «in situ», cuya realización va aparejada a la de los reconocimientos geotécnicos, describiéndose allí también la metodología adecuada para la obtención de muestras que mantengan inalteradas en la medida adecuada las propiedades mecánicas originales del terreno. Se recomienda la lectura de dicho capítulo antes de iniciar el punto dedicado a las correlaciones entre ensayos «in situ» y los parámetros característicos del suelo, que por coherencia temática se incluirá en la presente sección.
3.4.2. Ensayo de compresión simple
El procedimiento tal vez más intuitivo y más simple de valorar la resistencia de un material consiste en someterlo a un esfuerzo axil llevado hasta rotura. Por lo general, este sistema se utiliza en gran variedad de materiales en el ámbito de la ingeniería, y en especial para aquellos en los que se supone una situación de servicio a compresión y de los cuales llega incluso a desestimarse en un cálculo simplificado su resistencia a tracción, tal cual no es inusual en el caso del hormigón, de los aglomerados asfálticos o de las rocas ornamentales. El ensayo de rotura a compresión se utiliza con profusión como parámetro supervisor en el control de calidad de materiales.
Para el caso de suelos, la estimación de la resistencia, y en especial, de la resistencia al esfuerzo cortante, requiere de consideraciones más específicas, por lo que la resistencia a la compresión simple por sí misma únicamente es suficiente para valorar la resistencia al corte no drenado (o cohesión no drenada, ver punto 3.3.) en arcillas saturadas.
En el laboratorio de mecánica de suelos la metodología de ensayo es similar a la que se utiliza en cualquier otro laboratorio de materiales, utilizando una prensa de compresión uniaxial con una resolución de medida y registro adecuados, y consistiendo de forma resumida en las siguientes operaciones:
– Obtención de una muestra representativa del terreno (por lo general, correspondiente a una muestra inalterada tomada bien en sondeo, o bien por medios manuales en una cata o un afloramiento.)
– Tallado cuidadoso de una probeta y refrentado (si procede) de las caras de misma que vayan a estar en contacto con los platos de la prensa. Deberá ponerse especial cuidado en que las condiciones de la probeta no se vean alteradas antes del ensayo, evitando su desecación y su alteración mecánica.
– Rotura a compresión uniaxial, por lo general a velocidad (deformación axil) constante, tomando lecturas de la relación entre la deformación y el valor de la carga aplicada.
Esquema del ensayo de compresión simple (Mecánica de Suelos – Tomo 1, JUÁREZ BADILLO)
compresión simple muestra de suelo
Representación gráfica convencional de la rotura a compresión simple de un suelo (según las indicaciones de la norma UNE 103.400-93), nótese que en abscisas se indica la deformación en función del porcentaje de la altura inicial de la probeta (cortesía de GEOPAYMA).
compresión simple prensa
Prensa electromecánica (de husillo) habitual para el ensayo de compresión simple en suelos (ELE)
Como se observa, si bien el procedimiento es muy semejante al que se utiliza en la realización de ensayos de rotura a compresión para probetas de hormigón (por ejemplo) difiere del mismo en que se controla la velocidad de deformación en lugar de la velocidad de carga. El registro de valores deformación / tensión permite la representación de la curva de rotura, de la cual pueden ser obtenidos parámetros adicionales: el módulo de deformación inicial o entre intervalos determinados de la curva, los módulos tangente y secante, etc.
Módulos de deformación tangente y secante (fuente: INSTRON)
Para una descripción más detallada del procedimiento de ensayo puede consultarse el enlace a la Universidad Nacional de Colombia (AENOR y la ASTM no permiten la libre difusión de las normas de ensayo).
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que importante informacion para ensayes de compresion simple para personas dedicadas a estudios de mecanica de suelos
Interesante articulo de apoyo, creo que debería llevar la interpretación del ensayo así como también de que hacer con los valores obtenidos.
ver página «sobre el blog y sus autores»:
los autores deseamos aclarar que no hemos pretendido preparar un manual de introducción a la geotecnia, y menos aún un texto especializado sobre el tema; este espacio pretende cubrir un lugar que entendemos algo desatendido, hoy día: en realidad, más que a los profesionales de la geotecnia, se dirige a los “usuarios” de la geotecnia, entendiendo por tales a aquellos técnicos que planifican o abordan en primera instancia las necesidades o los problemas geotécnicos del proyecto o de la obra, y derivan la resolución de los mismos a técnicos especializados, para finalmente trasponer los resultados de la labor de los mismos a esa obra o proyecto;
por supuesto se puede ampliar este post (y todos) con contenidos mucho más amplios… pero – modestamente – nunca pretendimos hacer de este blog un substitutivo de los imprescindibles textos de geotecnia que superan, con mucho, estas pequeñas aportaciones