Práctica 2.

Prueba de Compresión Axial

Simple No Confinada

2023-1

• Erick Trejo Ramírez

• Exp: 292770
• 15 de marzo de 2023
• Dra. Teresa López Lara
Objetivo.
• Determinar la resistencia a la compresión no confinada de un suelo cohesivo
en estado inalterado.

Material usado.
Para la realización de la práctica se manejaron varios materiales, en los que se
tomaron una foto para su presentación dentro del reporte (Figura 1), los cuales son
los siguientes:
1. Probetas.
2. Micrómetro.
3. Taras.
4. Bascula.
5. Vernier.
6. Cinta masking.
7. Máquina de compresión. Probetas
Micrometro
8. Horno de secado.
9. Transportador

Taras
Cinta Masking
Vernier

Máquina de
Horno Bascula compresión

Figura 1. Materiales utilizados durante la práctica.

Descripción de pasos a seguir.
1. Se utilizarán las probetas que se crearon en la primera práctica, se ensayaran
únicamente 3 probetas para presentar en el reporte y si en dado caso alguna
de ellas no cumpliera con los valores similares que las otras dos, se procede
a ensayar otra de las 3 probetas que tenemos disponibles aún.

Figura 2. Probetas para ensaye.

2. Antes de ensayar las probetas a la prueba, es necesario que se tomen las

mediciones de su diámetro inferior, medio y superior para realizar un
promedio de ellos.

Figura 3. Medición de diámetros.

3. De igual manera se toman 3 mediciones con ayuda del vernier de 3 puntos
diferentes de la altura de cada probeta para el promedio de dichas lecturas.

Figura 4. Medición de alturas.

4. Posteriormente, se toma la probeta y se pasa a tomar su peso en la báscula,

el cual nos proporcionara el peso húmedo de la muestra que nos ayudara en
cálculos posteriores.

Figura 5. Pesado de las probetas.

5. Nivelamos y ponemos la base de la máquina de compresión para que las

cargas sean uniformes en la probeta.
 Figura 6. Nivelación de la máquina de compactación.

6. Posteriormente, se coloca la probeta con el cabezal en la parte superior para

que sea donde siente el vástago de la máquina de compresión.

Figura 7. Colocación de la probeta en la máquina de compresión.

7. Con la polea se hace bajar el vástago hasta que en el micrómetro del anillo
se vea un pequeño movimiento, esto quiere decir que ya esta tocando 100%
con la probeta. Se gira y de tal manera que la flecha quede exactamente en
el 0.
 Figura 8. Ajuste del vástago y la probeta.

8. Se coloca el micrómetro en la placa de la base para empezar a tomar las

mediciones con incrementos de 0.2 mm. Se presiona el botón para que
quede completamente en 0.

Figura 9. Colocación del micrómetro en la base.

9. Se bloquea la polea y se enciende la maquina de compresión para que

empiece a aplicar las cargas a la probeta. Se toman las mediciones del
micrómetro del anillo a cada incremento de 0.2 mm en el micrómetro de la
base hasta que falle la probeta.
 Figura 10. Toma de lecturas.

10. Al momento de que falla la probeta, se toman tres lecturas posteriores

únicamente para poder graficar la curva.

Figura 11. Lecturas después del fallo de la probeta.

11. Se toma la muestra de la probeta y se pone en las taras para

posteriormente llevarlas al horno durante 24 horas. Después de esto se
toma su peso para obtener el testigo de humedad.

Figura 12. Peso de muestra seca.

 Resultados.
Llenado de formatos.
Probeta 1.
Primeramente, se inicia rellenando la tabla donde nos proporciona los datos
generales del material a utilizar.

Tabla 1. Datos de generales de la probeta 1.

Obra: "Paseo 5 de febrero" Estado de muestra: Alterada Profundidad: 17 m

Banco Pila a altura de Tlacote Identificación de lab: Lab de suelos Realizó: Brigada 7
Muestra
No: 1 Prueba No: 1 Aparato No: 1
Fecha: 8 de marzo de 2023

Para la tabla #1 se le asigno de donde fue que se extrajo la muestra que se esta
estudiando, para la parte de banco se puso que fue extraída del material de una
pila con ayuda de la maquinaria de cimentación, para numero de muestra se
coloco el mismo numero que el numero de prueba, para la fecha fue el día en que
se realizo el ensaye de compresión simple, en la profundidad se registro la que
nos proporciono el tablero de la maquinaria, ya que ya llevaba un buen avance de
perforación, para el numero de aparato se identifico con el #1 ya que es el único
con el que cuenta la universidad.

Tabla 2. Datos de la probeta 1.

Numero de probeta 1 Diámetro Área

Altura promedio 8.06867 Ds 3.722 As 10.880
Área promedio 10.863 Dm 3.737 Am 10.968
Volumen promedio 87.650 Di 3.698 Ai 10.740
Div. Micrómetro Digital Promedio 3.719 Promedio 10.863

Para el llenado de la tabla 2, fue necesario identificar la probeta con un número,

en este caso el número 1.
De igual manera se midieron 3 veces la probeta para poder rellenar la altura
promedio. El volumen promedio de obtuvo de multiplicar el área promedio por la
altura promedio.
Los diámetros se midieron con el vernier, cada apartado corresponde al diámetro
superior (Ds), inferior (Di) y medio (Dm). Para las áreas se utiliza la formula de un
circulo y se obtiene un promedio para poder obtener el volumen.

Tabla 3. Datos del ensaye 1.

DEFORMACIONES ESFUERZOS
Deformació Area Esfuerzo
Lectura del n Corregida
Lectura del
micrometro acumulada Carga
Anillo
( )

mm mm % kg cm2 kg/cm2
0 0 0.00 0 0 10.8630 0.000
0.2 0.2 2.48 3 2.448 11.1391 0.220
0.4 0.4 4.96 4.1 3.3456 11.4296 0.293
0.6 0.6 7.44 5 4.08 11.7357 0.348
0.8 0.8 9.91 6 4.896 12.0586 0.406
1 1 12.39 7.8 6.3648 12.3998 0.513
1.2 1.2 14.87 10 8.16 12.7609 0.639
1.4 1.4 17.35 12 9.792 13.1436 0.745
1.6 1.6 19.83 13 10.608 13.5499 0.783
1.8 1.8 22.31 13.2 10.7712 13.9822 0.770
2 2 24.79 13 10.608 14.4430 0.734
2.2 2.2 27.27 12.2 9.9552 14.9353 0.667
2.4 2.4 29.74 11 8.976 15.4622 0.581
2.6 2.6 32.22 10.8 8.8128 16.0277 0.550
Para los datos de la tabla 3 se obtuvieron de la siguiente manera:
Para la primera columna, son los valores que se fueron tomando en cuenta del
micrómetro de la base, por recomendación de la maestra fueron incrementos de
0.2 mm.
La deformación acumulada se obtiene por la división del micrómetro y la lectura
del micrómetro (aplica para micrómetros de analógicos) pero en este caso el valor
fue el mismo para esta columna, ya que se utilizó un micrómetro digital.
La deformación unitaria se obtiene de la división de la deformación acumulada
entre la longitud promedio de la probeta y multiplicada por 100 para obtener un
valor en porcentaje.
La lectura del anillo se anoto de acuerdo al valor que se obtiene del micrómetro
que esta en el anillo de la máquina de compactación.
Para el llenado de la columna de carga, es una multiplicación de la constante del
anillo (0.816) por la lectura del anillo.
En el área corregida se utiliza el valor del área promedio, dejándolo preestablecido
para las demás y dividida entre la resta 1 menos la deformación unitaria (debe
dividirse entre 100 para que no aparezca en porcentaje).
El esfuerzo se obtiene mediante la división de la carga y el área acumulada.
La fila que esta señalada en amarillo es el valor del esfuerzo máximo que presento
la probeta al momento de ser ensayada.

Tabla 4. Relaciones volumétricas y gravimétricas de probeta 1.

Wmflanera 131 gr
Wmprobeta 121 gr
Ws 94.1 gr
Ww 26.9 gr
0.286 %
10.863 cm2
Vv 26.9 cm3
Resistencia a la compresión simple (qu) 0.7703 kg/cm2
Cohesión (c) 0.3852 kg/cm2
Densidad de solidos (Ss) 2.6
Volumen de solidos (Vs) 36.192 cm3
Relación de vacíos € 0.743
Saturación inicial (Gw) 1.29 %
Peso volumetrico húmedo (ym) 1.380 kg/cm3
Constante del anillo 0.816
Para el llenado de la siguiente tabla se hizo uso de las formulas que fueron
proporcionadas por el manual de practicas utilizando despejes y sustituciones.
Para obtener 𝑊𝑚𝑓𝑙𝑎𝑛𝑒𝑟𝑎 basto con pesar la flanera sin ningún material en ella,
mientras que para 𝑊𝑚𝑝𝑟𝑜𝑏𝑒𝑡𝑎, se peso la probeta antes de ensayarla o meterla al
horno.
Por otra parte, el 𝑊𝑠 representa el peso seco de la muestra, que no es otra cosa
mas que restar el peso de la probeta y el material seco menos el peso de la
flanera y a si es como se obtiene.
El valor de resistencia de compresión simple (qu) se toma del valor que se marca
de color amarillo en la tabla 3, es el valor del esfuerzo máximo que se obtuvo
durante la prueba, y el valor de la cohesión se obtiene de dividir el valor de qu/2.

Los valores que no mencione se obtienen con ayuda de las siguientes formulas:

Figura 13. Formulas para llenado de tabla 4.

Probeta 2.

Tabla 1. Datos de generales de la probeta 2.

Obra: "Paseo 5 de febrero" Estado de muestra: Saturada Profundidad: 17 m

Banco Pila a altura de Tlacote Identificación de lab: Lab de suelos Realizó: Brigada 7
Muestra
No: 2 Prueba No: 2 Aparato No: 2
Fecha: 8 de marzo de 2023

Tabla 2. Datos de la probeta 2.

Numero de probeta 2 Diametro Area

Altura promedio 8.004 Ds 3.661 As 10.527
Area promedio 10.761 Dm 3.749 Am 11.039
Volumen promedio 86.1301341 Di 3.694 Ai 10.717
Div. Micrometro Digital Promedio 3.70133333 Promedio 10.761
Tabla 3. Datos del ensaye 2.
DEFORMACIONES ESFUERZOS
Deformación Area Esfuerzo
Lectura del acumulada Corregida
Lectura del
micrometro Carga
Anillo
( )

mm mm % kg cm2 kg/cm2
0 0 0.00 0 0 10.761 0.000
0.2 0.2 2.50 0.8 0.6528 11.037 0.059
0.4 0.4 5.00 2 1.632 11.327 0.144
0.6 0.6 7.50 3.5 2.856 11.633 0.246
0.8 0.8 10.00 5 4.08 11.956 0.341
1 1 12.49 8 6.528 12.297 0.531
1.2 1.2 14.99 10 8.16 12.659 0.645
1.4 1.4 17.49 12 9.792 13.042 0.751
1.6 1.6 19.99 13.5 11.016 13.449 0.819
1.8 1.8 22.49 14 11.424 13.883 0.823
2 2 24.99 14 11.424 14.345 0.796
2.2 2.2 27.49 13.8 11.2608 14.840 0.759
2.4 2.4 29.99 13 10.608 15.369 0.690
2.6 2.6 32.48 12.5 10.2 15.938 0.640

Tabla 4. Relaciones volumétricas y gravimétricas de probeta 2.

Wmflanera 126.8 gr
Wmprobeta 120.4 gr
Ws 93.9 gr
Ww 26.5 gr
0.282
10.761 cm2
Vv 26.5 cm3
Resistencia a la compresión simple (qu) 0.8229 kg/cm2
Cohesión (c) 0.4114 kg/cm2
Densidad de solidos (Ss) 2.6
Volumen de solidos (Vs) 36.115 cm3
Relación de vacíos € 0.734
Saturación inicial (Gw) 1.28 %
Peso volumetrico húmedo (ym) 1.398 kg/cm3
Constante del anillo 0.816
Probeta 3.
Tabla 1. Datos de generales de la probeta 2.

Obra: "Paseo 5 de febrero" Estado de muestra: Saturada Profundidad: 17 m

Banco Pila a altura de Tlacote Identificación de lab: Lab de suelos Realizó: Brigada 7
Muestra
No: 3 Prueba No: 3 Aparato No: 1
Fecha: 14 de marzo de 2023

Tabla 2. Datos de la probeta 2.

Numero de probeta 3 Diametro Area

Altura promedio 7.924 Ds 3.711 As 10.816
Area promedio 10.725 Dm 3.705 Am 10.781
Volumen promedio 84.983 Di 3.67 Ai 10.578
Div. Micrometro Digital Promedio 3.695 Promedio 10.725

Tabla 3. Datos del ensaye 2.

DEFORMACIONES ESFUERZOS
Deformación Area Esfuerzo
Lectura del
acumulada Lectura del Corregida
micrometro Carga
Anillo
( )
mm mm % kg cm2 kg/cm2
0 0 0.0000 0 0 10.725 0.0000
0.2 0.2 2.5241 2.5 2.04 11.003 0.1854
0.4 0.4 5.0482 4 3.264 11.295 0.2890
0.6 0.6 7.5723 5.5 4.488 11.604 0.3868
0.8 0.8 10.0963 7.5 6.12 11.930 0.5130
1 1 12.6204 9 7.344 12.274 0.5983
1.2 1.2 15.1445 10 8.16 12.639 0.6456
1.4 1.4 17.6686 11.5 9.384 13.027 0.7204
1.6 1.6 20.1927 12 9.792 13.439 0.7286
1.8 1.8 22.7168 12 9.792 13.878 0.7056
2 2 25.2408 11.2 9.1392 14.346 0.6370
2.2 2.2 27.7649 10.2 8.3232 14.848 0.5606
2.4 2.4 30.2890 9 7.344 15.385 0.4773
Tabla 4. Relaciones volumétricas y gravimétricas de probeta 2.
Wmflanera 124.7 gr
Wmprobeta 121.2 gr
Ws 94.1 gr
Ww 27.1 gr
0.2880 %
10.725 cm2
Vv 27.1 cm3
Resistencia a la compresión simple (qu) 0.7056 kg/cm2
Cohesión (c) 0.3528 kg/cm2
Densidad de solidos (Ss) 2.6
Volumen de solidos (Vs) 36.192 cm3
Relación de vacíos € 0.749
Saturación inicial (Gw) 1.29 %
Peso volumetrico húmedo (ym) 1.426 kg/cm3
Constante del anillo 0.816

Como ya se tienen las 3 tablas de deformación y esfuerzos es posible realizar la

grafica que nos permita conocer el tipo de falla que representa el ensaye de
dichas probetas. La grafica se muestra a continuación:

Esfuerzo deformación.
0.900
0.800
0.700
Esfuerzo (Kg/cm2)

0.600
0.500
Probeta 1
0.400
Probeta 2
0.300
0.200 Probeta 3

0.100
0.000
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00
Deformación unitaria. (є)

Figura 14. Grafica esfuerzo- deformación.

Como se puede notar y como se sabe, se estuvo trabajando con una arcilla
compacta, ya que al momento de realizar las probetas estas se compacto para
que quedara formada correctamente la probeta. Entonces podemos concluir
que cada una de las probetas ensayadas presento una falla frágil (se da en
arcillas compactas) esto lo podemos ver con claridad en las graficas que se ver en
la figura 14.
Con el valor de qu es posible obtener el valor de la cohesión, esto promediando
los 3 valores que se obtuvieron y graficándolos para obtener el circulo de Mohr de
dichas probetas, tal y como se ve a continuación.
𝜏

𝑘𝑔
𝐶 0.383
𝑐𝑚2

𝜎
𝑘𝑔
𝑞𝑢 0.7662
𝑐𝑚2

Figura 14. Circulo de Mohr de las probetas.

Conclusiones.
Como es sabido en la práctica a las probetas solo se le aplico un esfuerzo de falla
vertical sin confinamientos, es decir solo se le está aplicando el 𝜎1 , es por esta
razón que también se le llama prueba no confinada, el fin de este ensaye es
encontrar el valor de la cohesión y el esfuerzo máximo que presento para poder
realizar su grafica esfuerzo-deformación. En este caso, nuestro suelo no presenta
ángulo de fricción, ya que solo estamos midiendo el valor de la cohesión que
existe, tal es así que como se puede apreciar, el circulo de Mohr esta pegado al
origen por lo que significa que no existe confinamiento en la prueba de ensaye.
Como se realizaron tres ensayes de probetas diferentes, se realizo un promedio
para así poder obtener su valor de cohesión correcto. En este caso se tiene la
plena certeza que el suelo es arcilla por las propiedades que plásticas que
presentaba al momento de su extracción.
Debido a que estamos en meses donde no ha habido lluvia en Querétaro, es por
eso que el valor de cohesión que presenta es un bajo a comparación de los
valores que se toman de referencia para analizar dicho valor, se puede comprobar
con el porcentaje de humedad existente en las probetas, que fue en promedio de
25%.
Se puede decir que se analizo un suelo puramente cohesivo, ya que se trabajó
con una arcilla.
Referencias.
• Juárez Badillo, E., & Rico Rodríguez, A. (2006). Mecánica de suelos:
Fundamentos de la mecánica de suelos (1a ed. --.). México, D.F.: Limusa.
• Das, Braja. (2001). fundamentos de ingeniería geotécnica.
• Terzaghi, K.; Peck, R. B. and Mesri, G. (1996). Soil Mechanics in
Engineering Practice.