Corte Directo

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA

FACULTAD DE ARQUITECTURA, INGENIERÍA

CIVIL Y DEL AMBIENTE

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO:Mecánica de Suelos II (Práticas)

TEMA: Informe del Ensayo de corte Directo

ALUMNOS:

Antallaca Chipana, Edwin

Navarro Coaguila, Bill

Choque Subi,a Anthony Christian

Miranda Laime, Julio

Monge apaza, Flavio

AREQUIPA – PERÚ

2012

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

1. INTRODUCCIÓN

La finalidad de los ensayos de corte, es determinar la resistencia de una muestra de suelo, sometida a esfuerzos que simulen las que existen o existirán en terreno producto de la aplicación de una carga. Para conocer una de estas resistencias, en laboratorio se usa el aparato de corte directo, siendo el más típico una caja disección cuadrada o circular dividida horizontalmente en dos mitades. Dentro de ella se coloca la muestra de suelo con piedras porosas en ambos extremos, se aplica una carga vertical de confinamiento y luego una carga horizontal creciente que origina el desplazamiento de la mitad móvil de la caja originando el corte de la muestra.

FIG. 1El ensayo induce la falla a través de un plano determinado. Sobre este plano de falla actúan dos esfuerzos:

o Un esfuerzo normal (σn), aplicado externamente debido a la carga vertical (Pv). o Un esfuerzo cortante (τ), debido a la aplicación de la carga horizontal.

Estos esfuerzos se calculan dividiendo las respectivas fuerzas por el área (A) de la muestra o de la caja de corte y deberían satisfacer la ecuación de Coulomb: τ = c + σn * Tg ( Φ )

Según esta ecuación la resistencia al corte depende de la cohesión (c) y la fricción interna del suelo (Φ).

Al aplicar la fuerza horizontal, se van midiendo las deformaciones y con estos valores es posible graficar la tensión de corte (τ), en función de la deformación (εh) en el plano de esta tensión de corte. De la gráfica es posible tomar el punto máximo de tensión de corte como la resistencia al corte del suelo.

Los valores de τ se llevan a un gráfico en función del esfuerzo normal (σn), obteniendo la recta intrínseca (FIG. 2), donde τ va como ordenada y σn como abscisa. El ángulo que forma esta recta con el eje horizontal es el ángulo Φ y el intercepto con el eje, la cohesión c.

FIG. 2

2. OBJETIVOS Calcular la cohesión del suelo. Calcular el ángulo de fricción. Interpretar correctamente los resultados. Resaltar la importancia del ensayo en los estudios previos en una obra.

3. DESARROLLO1.1. EQUIPO

Maquina de corte

FIG. 3 Molde de corte

FIG. 3DATOS PREVIOSRecolección de la muestra

Se busco una obra donde se estarían realizando excavaciones a fin de sacar una muestra de su suelo para su estudio, se vio una obra ubica en el CRUCE CHILINA y que será un importante foco de des congestionamiento del trafico entre los distritos de Yanahuara y Alto Selva Alegre

Se recogió 6 kgr. Aproximados de muestra de sueloSe tamizo y se procedió a clasificar el sueloPara un total de 3kgr. De suelo

Malla mm MallaPESO

RETENIDOGr.

RETENIDO ACUMULADO

% PARCIAL RETENIDO

%ACUMULADO

RETENIDO PASANTE

50 2" 100

37.5 1 1/2" 97 97 3.2333 3.2333 96.7667

19 3/4" 578 675 19.2667 22.5000 77.5000

6.3 1/4" 550 1225 18.3333 40.8333 59.1667

4.75 #4 102 1327 3.4000 44.2333 55.7667

2.36 #8 248 1575 8.2667 52.5000 47.5000

1.18 #16 227 1802 7.5667 60.0667 39.9333

0.425 #40 355 2157 11.8333 71.9000 28.1000

0.15 #100 442 2599 14.7333 86.6333 13.3667

0.075 #200 172 2771 5.7333 92.3667 7.6333

fondo 229 3000 7.6333 100.0000 0.0000

Del cual su clasificación es

CLASIFICACIÓN: GRAVA MAL GRADADA limosa

POR RAZONES DE TIEMPO SOLO SE TRABAJO CON EL SUELO DE UN SOLO GRUPO EL CUAL ES

Clasificación: grava pobremente gradadaMuestra recogida de la avenida ejército

PROCEDIMIENTO

Se arma correctamente el molde de corte asegurando los tornillos y colocando una piedra porosa como base.

Se introduce la muestra que previamente fue tamizada por la malla Nº 10 en tres capas compactando suavemente cada capa (no está normado), teniendo especial cuidado en las esquinas.Se coloca la piedra porosa superior, cuidando que quede al borde de la marca indicada en el molde, y el pistón teniendo en cuenta que este debe quedar completamente horizontal.

Se colca el molde en el equipo de corte directo y se sujeta. Se extraen los tornillos para que lo que se encuentre sometido a corte sea la

muestra y no los tornillos. Se sujeta el molde a la maquina, se colocan los diales en cero (Δ y τ), se coloca

la pesa, se enciende la maquina y se toman las lecturas. La toma de datos se realiza con diferentes pesos con 40 80 120 160 kgr. Para conocer el valor de la deformación se multiplicará el valor tomado en la

lectura del dial de deformación por 0.01 y se obtendrá el valor en [mm]. Para conocer el valor del esfuerzo cortante, se interpolarán los datos dados por la siguiente tabla:

TABLA DE CONVERSIÓNCARGA (kg) LECTURA

0 060 190.880 254.3

120 381.6160 512.2200 640.1240 771.1280 899.9320 1032360 1162.4400 1294.6450 1460.9

1.2. DATOS Y CÁLCULOS El área del molde de corte es de 36 cm2. Las cargas utilizadas son de 4, 8,12 y 16 kg.

PRIMERA CARGA

PRIMER ENSAYOCARGA= 40 KG ÁREA= 36cm2DEFORMACIÓ

NFUERZA Carga

(mm) (mm) CORTANT

E

10 0.1 27 8.4906 0.235820 0.2 30 9.4340 0.262130 0.3 33 10.377

40.2883

40 0.4 40 12.5786

0.3494

50 0.5 43 13.5220

0.3756

60 0.6 46 14.4654

0.4018

70 0.7 50 15.7233

0.4368

80 0.8 53 16.6667

0.4630

90 0.9 56 17.6101

0.4892

100 1 58 18.2390

0.5066

110 1.1 60 18.8679

0.5241

120 1.2 62 19.4969

0.5416

130 1.3 64 20.1258

0.5590

140 1.4 67 21.0692

0.5853

150 1.5 69 21.6981

0.6027

160 1.6 72 22.6415

0.6289

170 1.7 74 23.2704

0.6464

180 1.8 76 23.8994

0.6639

190 1.9 77 24.2138

0.6726

200 2 80 25.1572

0.6988

210 2.1 82 25.7862

0.7163

220 2.2 85 26.7296

0.7425

230 2.3 87 27.358 0.7600

5240 2.4 89 27.987

40.7774

250 2.5 90 28.3019

0.7862

260 2.6 92 28.9308

0.8036

270 2.7 94 29.5597

0.8211

280 2.8 95 29.8742

0.8298

290 2.9 97 30.5031

0.8473

300 3 98 30.8176

0.8560

310 3.1 99 31.1321

0.8648

320 3.2 100 31.4465

0.8735

330 3.3 101 31.7610

0.8823

340 3.4 102 32.0755

0.8910

350 3.5 103 32.3899

0.8997

360 3.6 104 32.7044

0.9085

370 3.7 104 32.7044

0.9085

380 3.8 105 33.0189

0.9172

390 3.9 105 33.0189

0.9172

400 4 105.5 33.1761

0.9216

410 4.1 105.9 33.3019

0.9251

420 4.2 106 33.3333

0.9259

430 4.3 106 33.3333

0.9259

440 4.4 106 33.3333

0.9259

450 4.5 106 33.3333

0.9259

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000

0.8000

0.9000

1.0000

GRAFICA ESFUERZO - DEFORMACION

40 KG

SEGUNDA CARGA

SEGUNDO ENSAYOCARGA= 80KG AREA= 36DEFORMACIO

N FUERZA Carga

(mm) (mm) CORTANT

E

10 0.1 29 9.1195 0.253320 0.2 50 15.723

30.4368

30 0.3 65 20.4403

0.5678

40 0.4 82 25.7862

0.7163

50 0.5 96 30.1887

0.8386

60 0.6 107 33.6478

0.9347

70 0.7 118 37.1069

1.0307

80 0.8 127 39.9371

1.1094

90 0.9 135 42.4528

1.1792

100 1 142 44.6541

1.2404

110 1.1 148 46.5409

1.2928

120 1.2 154 48.4277

1.3452

130 1.3 159 50.0000

1.3889

140 1.4 163 51.2579

1.4238

150 1.5 167.5 52.6730

1.4631

160 1.6 172 54.0881

1.5024

170 1.7 175 55.0314

1.5287

180 1.8 179 56.2893

1.5636

190 1.9 182.5 57.3899

1.5942

200 2 184.5 58.0189

1.6116

210 2.1 186.5 58.6478

1.6291

220 2.2 188 59.1195

1.6422

230 2.3 190.5 59.9057

1.6640

240 2.4 193 60.6929

1.6859

250 2.5 194 61.0079

1.6947

260 2.6 195 61.3228

1.7034

270 2.7 197 61.9528

1.7209

280 2.8 197.5 62.1102

1.7253

290 2.9 198 62.2677

1.7297

300 3 199 62.5827

1.7384

310 3.1 199.5 62.7402

1.7428

320 3.2 200 62.8976

1.7472

330 3.3 200 62.8976

1.7472

340 3.4 200 62.8976

1.7472

350 3.5 200.5 63.0551

1.7515

360 3.6 200.5 63.0551

1.7515

370 3.7 200.5 63.0551

1.7515

380 3.8 200.5 63.0551

1.7515

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40.00000.20000.40000.60000.80001.00001.20001.40001.60001.80002.0000

GRAFICA ESFUERZO - DEFORMACIóN

80KG

TERCERA CARGA

TERCER ENSAYOCARGA= 12KG AREA= 36DEFORMACIO

N FUERZA Carga

(mm) (mm) CORTANT

E

10 0.1 36 11.3208

0.3145

20 0.2 54 16.9811

0.4717

30 0.3 69 21.6981

0.6027

40 0.4 85 26.7296

0.7425

50 0.5 102 32.0755

0.8910

60 0.6 116 36.4780

1.0133

70 0.7 131 41.1950

1.1443

80 0.8 145 45.5975

1.2666

90 0.9 156 49.0566

1.3627

100 1 168 52.8302

1.4675

110 1.1 178 55.9748

1.5549

120 1.2 186 58.4906

1.6247

130 1.3 194 61.0079

1.6947

140 1.4 203 63.8425

1.7734

150 1.5 210 66.0472

1.8346

160 1.6 218 68.5669

1.9046

170 1.7 225 70.7717

1.9659

180 1.8 232 72.9764

2.0271

190 1.9 237 74.5512

2.0709

200 2 243 76.4409

2.1234

210 2.1 248 78.0157

2.1671

220 2.2 253 79.5906

2.2108

230 2.3 258 81.1626

2.2545

240 2.4 261.5 82.2624

2.2851

250 2.5 265.5 83.5192

2.3200

260 2.6 270 84.9332

2.3593

270 2.7 273 85.8759

2.3854

280 2.8 275 86.5043

2.4029

290 2.9 278 87.4470

2.4291

300 3 280 88.0754

2.4465

310 3.1 282 88.7038

2.4640

320 3.2 284 89.3323

2.4815

330 3.3 285 89.6465

2.4902

340 3.4 286 89.9607

2.4989

350 3.5 287 90.2749

2.5076

360 3.6 288 90.5892

2.5164

370 3.7 288.5 90.7463

2.5207

380 3.8 289.5 91.0605

2.5295

390 3.9 290 91.2176

2.5338

400 4 290 91.2176

2.5338

410 4.1 290 91.2176

2.5338

420 4.2 290 91.2176

2.5338

GRAFICA ESFUERZO - DEFORMACIÓN

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.50.0000

0.5000

1.0000

1.5000

2.0000

2.5000

3.0000


120KG

CUARTA CARGA

CUARTO ENSAYOCARGA= 16KG ÁREA= 36cm2DEFORMACIÓ

N FUERZA Carga

(mm) (mm) CORTANT

E(KGR)

10 0.1 16 5.0314 0.139820 0.2 95 29.8742 0.829830 0.3 134 42.1384 1.170540 0.4 163 51.2579 1.423850 0.5 183 57.5472 1.598560 0.6 201 63.2126 1.755970 0.7 218 68.5669 1.904680 0.8 236 74.2362 2.062190 0.9 253 79.5906 2.2108

100 1 267 83.9906 2.3331110 1.1 281 88.3896 2.4553120 1.2 290.5 91.3747 2.5382130 1.3 294 92.4745 2.5687140 1.4 306 96.2451 2.6735150 1.5 312 98.1304 2.7258

160 1.6 319 100.3299

2.7869

170 1.7 329 103.4721

2.8742

180 1.8 335 105.3574

2.9266

190 1.9 343 107.8712

2.9964

200 2 349 109.7565

3.0488

210 2.1 354.5 111.4847

3.0968

220 2.2 364 114.4698

3.1797

230 2.3 368 115.7266

3.2146

240 2.4 371 116.6693

3.2408

250 2.5 375 117.9262

3.2757

260 2.6 379 119.1830

3.3106

270 2.7 382.5 120.2757

3.3410

280 2.8 386.5 121.5008

3.3750

290 2.9 389.5 122.4196

3.4005

300 3 393 123.4916

3.4303

310 3.1 395 124.1041

3.4473

320 3.2 397.5 124.8698

3.4686

330 3.3 400.5 125.7887

3.4941

340 3.4 402.5 126.4012

3.5111

350 3.5 405.5 127.3201

3.5367

360 3.6 408 128.0858

3.5579

370 3.7 410 128.6983

3.5750

380 3.8 411.5 129.1577

3.5877

390 3.9 414.5 130.0766

3.6132

400 4 416 130.5360

3.6260

410 4.1 417 130.8423

3.6345

420 4.2 418 131.1485

3.6430

430 4.3 418 131.1485

3.6430

440 4.4 419 131.4548

3.6515

450 4.5 419 131.4548

3.6515

460 4.6 419 131.4548

3.6515

470 4.7 419 131.4548

3.6515

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50.0000

0.5000

1.0000

1.5000

2.0000

2.5000

3.0000

3.5000

4.0000

GRAFICA ESFUERZO - DEFOR-MACION

160KG

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50.0000

0.5000

1.0000

1.5000

2.0000

2.5000

3.0000

3.5000

4.0000

GRAFICA ESFUERZO - DEFORMACIóN

40 KG80KG120KG160KG

GRAFICA ESFUERZO – DEFORMACIÓN

CARGA σ τ

40 1.1111 0.9259

80 2.2222 1.7515

120 3.3333 2.5338

160 4.4444 3.6515

0.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000 3.0000 3.5000 4.0000 4.5000 5.00000.0000

0.5000

1.0000

1.5000

2.0000

2.5000

3.0000

3.5000

4.0000

f(x) = 0.806317374470904 x − 0.0240699876782853R² = 0.992948231147009


ECLinear (EC)

GRAFICA ESFUERZO CORTANTE – ESFUERZO NORMAL

Sin tendencia a cero

τ = tanφ*σ + c

τ = 0.806 σ + 0.024

φ = 38.8688⁰

c = -0.024kgf

cm2

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Corte Directo