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1. INTRODUCCIÓNCon la elaboración de este informe, se describe el método de ensayo para la determinación de la resistencia al corte de una muestra de suelo, utilizando para ello un aparato de corte directo que simula la aplicación de las cargas reales a las que estará sometido el suelo.El ensayo induce la falla a través de un plano determinado, sobre el que actúan un esfuerzo normal aplicado externamente debido a la carga vertical y un esfuerzo cortante originado de la aplicación de la carga horizontal.Al aplicar la fuerza horizontal, se van midiendo las deformaciones con las cuales podremos obtener la tensión de corte mediante un gráfico, además podremos obtener la cohesión y el ángulo de fricción interna del suelo.2. OBJETIVOS Saber realizar el ensayo de corte directo. Conocer la curva esfuerzo tangencial vs deformación. Calcular el coeficiente de cohesión y el ángulo de fricción interna.3. MARCO TEÓRICOLa resistencia cortante de una masa de suelo es la resistencia interna por área unitaria que la masa de suelo ofrece para resistir la falla y el deslizamiento a lo largo de cualquier plano dentro de él. Los ingenieros deben entender la naturaleza de la resistencia cortante para analizar los problemas de la estabilidad del suelo, tales como capacidad de carga, estabilidad de taludes y la presión lateral sobre estructuras de retención de tierras.Es así que el criterio de Mohr-Coulomb se utiliza para determinar la resistencia de suelos sometidos a cargas en problemas de la ingeniería geotécnica. De esta manera podemos decir que materiales que tienen resistencia pueden soportar esfuerzos de corte y la resistencia es el máximo esfuerzo de corte que pueda ser soportado. Solo los materiales con resistencia pueden tener taludes porque los esfuerzos de corte son requeridos para mantener un talud. Un material sin resistencia al corte, como agua estacionaria, no puede soportar un talud y el círculo de Mohr se reduce a un punto.Los parámetros c y ɸ de resistencia al corte de Mohr – Coulomb, no son propiedades fundamentales del suelo. Ellos dependen del tipo de ensayo en la cual fueron determinados.La teoría del estado crítico es un esfuerzo por predecir el comportamiento de un suelo saturado sujeto a un sistema de esfuerzos asimétricos mediante un concepto matemático. La idea central en la teoría del estado crítico es que todos los suelos fallan en una única superficie de falla en un espacio q, p, e. El modelo de estado crítico incorpora en su criterio de falla cambios de volumen diferente al criterio de Mohr-Coulomb donde la falla solo está definida por la pendiente de la línea de esfuerzos máximos. De acuerdo con el modelo de estado crítico el estado de falla de esfuerzos es insuficiente para garantizar la falla en los suelos.4. EQUIPOS Máquina de corte directo en este caso del tipo manual mecánico. Cuchillos para poder tallar los especímenes. Dinamómetro y un deformímetro para tomar mediadas de los esfuerzos tangenciales y deformaciones respectivamente Pesas para poder realizar el experimento necesario para los esfuerzos normales. Cajas de corte para alojar los especímenes al momento de realizar el ensayo.x vista de la caja de corte y dinamometro5. METODOLOGÍA De acuerdo a la norma ASTM D 3080 y AASHTO T 236, se moldean 3 probetas de una muestra de suelo inalterada, utilizando un anillo cortante para controlar el tamaño. Para realizar el ensayo se deberá contar con especímenes inalterados previamente tallados Se tomara los datos tales como longitudes peso de cada espécimen, en nuestro caso se puso en el informe datos promedios. Los especímenes se colocaran en la caja de corte directo, enseguida se calibrara el Dinamómetro y deformímetro en la marca cero en ambos casos. Se tomara datos de cargas tangenciales primeramente para deformaciones de 0.2mm correspondiente a lectura de cada 8 en el caso del deformímetro una vez que ll
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL
CUSCO
FACULTAD DE INGENIERA CIVIL
CURSO: MECANICA DE SUELOS II
DOCENTE: ing. FERNANDEZ BACA VIDAL
DOCENTE DE PRACTICAS: ing.
TEMA: ENSAYO DE CORTE DIRECTO
INTEGRANTES:
CCORAHUA PANPAYAUPA HAROL
JALIXTO CONDORI RONALD JANSH
MUOZ QUISPE ROMULO
QUESLLOYA CONDORI MAX
SONCCO CUTY CHARLY
SEMESTRE ACADEMICO:2015 - I
CUSCO PERU
1. INTRODUCCIN
Con la elaboracin de este informe, se describe el mtodo de ensayo para la determinacin de la resistencia
al corte de una muestra de suelo, utilizando para ello un aparato de corte directo que simula la aplicacin
de las cargas reales a las que estar sometido el suelo.
El ensayo induce la falla a travs de un plano determinado, sobre el que actan un esfuerzo normal aplicado
externamente debido a la carga vertical y un esfuerzo cortante originado de la aplicacin de la carga
horizontal.
Al aplicar la fuerza horizontal, se van midiendo las deformaciones con las cuales podremos obtener la
tensin de corte mediante un grfico, adems podremos obtener la cohesin y el ngulo de friccin interna
del suelo.
2. OBJETIVOS
Saber realizar el ensayo de corte directo.
Conocer la curva esfuerzo tangencial vs deformacin.
Calcular el coeficiente de cohesin y el ngulo de friccin interna.
3. MARCO TERICO
La resistencia cortante de una masa de suelo es la resistencia interna por rea unitaria que la masa de suelo ofrece para resistir la falla y el deslizamiento a lo largo de cualquier plano dentro de l. Los ingenieros deben entender la naturaleza de la resistencia cortante para analizar los problemas de la estabilidad del suelo, tales como capacidad de carga, estabilidad de taludes y la presin lateral sobre estructuras de retencin de tierras. Es as que el criterio de Mohr-Coulomb se utiliza para determinar la resistencia de suelos sometidos a cargas en problemas de la ingeniera geotcnica. De esta manera podemos decir que materiales que tienen resistencia pueden soportar esfuerzos de corte y la resistencia es el mximo esfuerzo de corte que pueda ser soportado. Solo los materiales con resistencia pueden tener taludes porque los esfuerzos de corte son requeridos para mantener un talud. Un material sin resistencia al corte, como agua estacionaria, no puede soportar un talud y el crculo de Mohr se reduce a un punto. Los parmetros c y de resistencia al corte de Mohr Coulomb, no son propiedades fundamentales del suelo. Ellos dependen del tipo de ensayo en la cual fueron determinados. La teora del estado crtico es un esfuerzo por predecir el comportamiento de un suelo saturado sujeto a un sistema de esfuerzos asimtricos mediante un concepto matemtico. La idea central en la teora del estado crtico es que todos los suelos fallan en una nica modelo de estado crtico incorpora en su criterio de falla cambios de volumen diferente al criterio de Mohr-Coulomb donde la falla solo esta definida por la pendiente de la lnea de esfuerzos mximos. De acuerdo con el modelo de estado crtico el estado de falla de esfuerzos es insuficiente para garantizar la falla en los suelos.
4. EQUIPOS
Mquina de corte directo en este caso del tipo manual mecnico.
Cuchillos para poder tallar los especmenes. Dinammetro y un deformmetro para tomar mediadas de los esfuerzos tangenciales y
deformaciones respectivamente Pesas para poder realizar el experimento necesario para los esfuerzos normales. Cajas de corte para alojar los especmenes al momento de realizar el ensayo.
x vista de la caja de corte y dinamometro
5. METODOLOGA De acuerdo a la norma ASTM D 3080 y AASHTO T 236, se moldean 3 probetas de una muestra de suelo inalterada, utilizando un anillo cortante para controlar el tamao.
Para realizar el ensayo se deber contar con especmenes inalterados previamente tallados
Se tomara los datos tales como longitudes peso de cada espcimen, en nuestro caso se puso
en el informe datos promedios.
Los especmenes se colocaran en la caja de corte directo, enseguida se calibrara el
Dinammetro y deformmetro en la marca cero en ambos casos.
Se tomara datos de cargas tangenciales primeramente para deformaciones de 0.2mm
correspondiente a lectura de cada 8 en el caso del deformmetro una vez que llegue a la
lectura de 60 se tomara los datos a lecturas de cada 20 correspondiente a 0.5mm.
Muestra fallada
La velocidad de deformacin ser de 0.5mm/min.
Estos pasos se realizaran para cargas de 16, 32 y 48Kg de carga normal
6. INTEGRANTES DEL GRUPO
7. ANLISIS DE RESULTADOS
Toma de datos de los especmenes en el cuadro se ha considerado para cada dimensin el promedio de
cada longitud correspondiente
En esta parte se determina el clculo del peso unitario a partir de los datos anteriores.
Datos tomados a partir del ensayo de corte directo
DATOS PARA REALIZAR LOS CALCULOS DEL ENSAYO DE CORTE DIRECTO
DEFORMACION CARGA (TANGENCIAL)
LECTURA DEFORM (mm) 16 Kg 32 Kg 48 Kg
0 0 0 0 0
92 0.20 22 8 4
84 0.40 40 10 6
76 0.60 50 13 7
68 0.80 54 14 10
60 1.00 16 12
40 1.50 17 12
20 2.00 22 14
0 2.50 40 37
20 3.00 57
Clculos para carga normal de 16 Kg el rea de contacto se obtendr de acuerdo a las deformaciones.
CALCULOS PARA CARGA NORMAL DE 16 Kg
DEFORMACION CARGA
(TANGENCIAL) AREA (cm^2) ESFUERZO NORMAL
(Kg/cm^2) ESFUERZO TANGENCIAL
(Kg/cm^2) LECTURA DEFORM (mm) 16 Kg
0 0 0 19.800 0.808 0.000
92 0.20 22 19.712 0.812 1.116
84 0.40 40 19.624 0.815 2.038
76 0.60 50 19.536 0.819 2.559
68 0.80 54 19.448 0.823 2.777
DATOS DE LA MUESTRA
ALTO (cm) 6.5
ANCHO (cm) 4.5
LARGO (cm) 4.4
PESO (gr) 301
PESO UNITARIO (Kg/m^3) 2338.772
En esta parte se realiza los mismos pasos que el caso anterior con un incremento de carga normal de 16
Kg.
CALCULOS PARA CARGA NORMAL DE 32 Kg
DEFORMACION CARGA (TANGENCIAL) AREA
(cm^2) ESFUERZO NORMAL
(Kg/cm^2) ESFUERZO TANGENCIAL
(Kg/cm^2) LECTURA
DEFORM (mm)
32 Kg
0 0 0 19.800 0.808 0.000
92 0.20 8 19.712 0.812 0.406
84 0.40 10 19.624 0.815 0.510
76 0.60 13 19.536 0.819 0.665
68 0.80 14 19.448 0.823 0.720
60 1.00 16 19.360 0.826 0.826
40 1.50 17 19.140 0.836 0.888
20 2.00 22 18.920 0.846 1.163
0 2.50 40 18.700 0.856 2.139
20 3.00 57 18.480 0.866 3.084
CALCULOS PARA CARGA NORMAL DE 48 Kg
DEFORMACION CARGA (TANGENCIAL) AREA (cm^2)
ESFUERZO NORMAL (Kg/cm^2)
ESFUERZO TANGENCIAL (Kg/cm^2)
LECTURA DEFORM
(mm) 48 Kg
0 0 0 19.800 0.808 0.000
92 0.20 4 19.712 0.812 0.203
84 0.40 6 19.624 0.815 0.306
76 0.60 7 19.536 0.819 0.358
68 0.80 10 19.448 0.823 0.514
60 1.00 12 19.360 0.826 0.620
40 1.50 12 19.140 0.836 0.627
20 2.00 14 18.920 0.846 0.740
0 2.50 37 18.700 0.856 1.979
8. OBTENCIN DE LA CURVA ESFUERZO DEFORMACIN
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
(M
AX
)
L
ESFUERZO VS DEFORMACION
NORMAL 16 Kg NORMAL 32 Kg NORMAL 48 Kg
9. FALLA DE MOHR - COULOMB
Los resultados obtenidos al graficar el esfuerzo versus el desplazamiento horizontal nos permitir obtener
los esfuerzos mximos del suelo; una vez obtenido esto, realizamos la grfica de esfuerzo versus la
presin a la que es sometido el suelo, y obtenemos la siguiente grfica:
10. OBTENCIN DE LOS PARMETROS C, .
ENSAYO ESFUERZO (MAXIMO)
NORMAL TANGENCIAL
16 Kg 0.823 2.777
32 Kg 0.866 3.084
48 Kg 0.856 1.979
C (Rad)
3.097 -0.518
11. OBSERVACIONES CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
OBSERVACIONES
Se observa que el deformmetro se encuentra en malas condiciones es por eso que algunos datos
salieron dispersos.
La manera de cmo esta tallado un espcimen juega un papel muy importante en el desarrollo del
ensayo.
A mayor carga normal la deformacin horizontal es mnima por lo que se necesita una mayor
fuerza tangencial para poder fallarla.
Como se puede ver es una manera fcil de obtener los parmetros C, .
y = -0.5698x + 3.0965
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
0.820 0.830 0.840 0.850 0.860 0.870
Esfu
erz
o t
ange
nci
al
Esfuerzo normal
Falla de Mohr - Coulomb
CONCLUSIONES
El ensayo es relativamente rpido y fcil de llevar a cabo.
Concluimos que los planos de falla de la muestra obtenida de la parte baja de salineras suelen
suceder aproximadamente a los 30.
Tambin se concluye que la muestra es muy cohesiva.
RECOMENDACIONES
Es recomendable tener ms especmenes para poder realizar un mejor ajuste lineal y as obtener
los parmetros ms confiables.
Es importante la velocidad con que se realiza las deformaciones ya que influye en los clculos
adems de los parmetros que queremos obtener.
La muestra a utilizar deber ser estrictamente inalterado ya que la humedad juega un papel muy
importante en las deformaciones peor si el suelo es de consistencia arcillosa.
Como se ha podido observarse en los ensayos a medida que se incrementa la carga tangencial es
recomendable no llegar al lmite del deformmetro ya que la reaccin al producirse el corte
tendera a malograr el equipo de corte directo inclusive el dinammetro.
12. BIBLIOGRAFA
Norma ASTM D 3080 y AASHTO T 236
S. N., ENSAYO DE CORTE DIRECTO, disponible en:
http://icc.ucv.cl:8080/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/corte
directo.pdf
Tecnotest, ENSAYO DE CORTE DIRECTO EN SUELOS, disponible en: http://www.tecnotest.it/f/sp/Prods/mecanica-del-suelo/ensayo-de-corte-directo-en-
suelos
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