INGENIERÍA CIVIL

PRESENTACIÓN

El presente informe realizado por los estudiantes de la facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco en el curso de Mecánica de Suelos II, presentando mediante este informe, la práctica en laboratorio concerniente al tema de estudio de CORTE DIRECTO, denotado como :

“ENSAYO DE CORTE DIRECTO”

Informando nuestro desarrollo de este mediante sistemas de cálculos estudiados previamente en el curso, y recurriendo a información sobre el procedimiento de realización de la práctica en laboratorio.

Cusco, 21 de Octubre del 2015

1 MECANICA DE SUELOS II

INGENIERÍA CIVIL

ContenidoPRESENTACIÓN.........................................................................................................1

INTRODUCCIÓN.........................................................................................................3

OBJETIVOS……………………………………………………………………………4

MATERIALES…………………………………………………………………………5

METODOLOGIA………………………………………………………………………6

PRESENTACIÓN DE RESULTADOS………………………………………………...7

CÁLCULOS…………………………………………………………………………….8

DISCUSION DE RESULTADOS................................................................................11

OBSERVACIONES......................................................................................................11

CONCLUSIONES.........................................................................................................11

ANEXO.............................................................................................................................

PANEL FOTOGRAFICO.............................................................................................12

2 MECANICA DE SUELOS II

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INTRODUCCIÓN

La evaluación de la resistencia al esfuerzo normal y cortante del suelo, permite cuantificar parámetros necesarios para solucionar problemas relacionados con la resistencia del terreno, que nos permite analizar problemas de la estabilidad de suelos tales como: el estudio de estabilidad de taludes para carreteras, la determinación de la capacidad de soporte en cimentaciones, la presión lateral sobre estructuras de retención de tierras. El ensayo de corte directo se realiza con el objetivo principal de determinar el valor de la cohesión, así como el ángulo de fricción interna de un suelo sometido a esfuerzo cortante.

Con 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, bajo la norma ASTM D 3080.

3 MECANICA DE SUELOS II

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1. OBJETIVOS Determinar los parametros de resistencia al corte del suelo:

Angulo de fricción al corte (φ).

Cohesion (c).

4 MECANICA DE SUELOS II

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2. MATERIALES A UTILIZAR

5 MECANICA DE SUELOS II

TRES ESPECIMENES DE SUELOLas cuales provienen de la muestra de

suelo.

ELEMENTOS MENORES (CUCHILLOS O ESPATULA CORTANTE)

Utilizadas para el tallado de los especimenes.

Ensayo de Corte Directo. Normativa: ASTM D-0380, ASSHTO T – 230

Con la muestra inalterada de campo, tallamos 3 especímenes en laboratorio los cuales someteremos a la prueba de corte directo de las cuales obtenemos sus valores intrínsecos (Peso, Dimensiones)

Preparamos la máquina de corte directo, acoplando los diales de deformación en cero y tensionando el dinamómetro.

(La máquina utilizada no presenta parámetros de diseño que propone la normativa, siendo esta una máquina de producción propia del Laboratorio de la Facultad de Ingeniería Civil, en la cual los valores obtenidos no son los más idóneos.)

*Los especímenes deben estar saturados, ya que esta simula la condición crítica de su estado.

Posterior a esto, se procede a efectuar el ensayo en cada espécimen variando el esfuerzo normal que actuará sobre cada elemento, mediante el aumento progresivo de la fuerza cortante en un rango que permite obtener lecturas de 5mm en el dial de deformación cada minuto.

Anotamos los valores del esfuerzo cortante (Medido por el dinamómetro) en cada unidad de tiempo planteado empíricamente hasta la falla o la discontinuidad de la deformación.

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6 MECANICA DE SUELOS II

METOLOGÍA

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1. PRESENTACIÓN DE RESULTADOSTOMA DE DATOS:

L A H pesoMuestra #1 4.8 4.8 5.1 237.78Muestra #2 4.5 5 5.1 196.2Muestra #3 4.8 4.8 4.8 216.5

Deformación Carga (KG)(0.001") 8 16 32

0 0 0 010 15 8 820 28 10 1630 39 12 2340 18 3050 27 3760 37 4370 44 4980 50 5490 53 58100 60110 62120 63130 64

Cambiamos la deformación en mm

Deformación Carga

(mm) 8 16 320 0 0 0

0.254 15 8 80.508 28 10 160.762 39 12 231.016 18 301.27 27 371.524 37 431.778 44 492.032 50 542.286 53 582.54 602.794 623.048 633.302 64

7 MECANICA DE SUELOS II

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CÁLCULOS:

Muestra #1Deformación Área carga kg esfuerzo cortante

(cm) cm^2 8 kg/cm^20 23.04 0 0

0.0254 22.91808 15 0.6545050890.0508 22.79616 28 1.2282770430.0762 22.67424 39 1.720013548

máximo 1.720013548

Muestra #2Deformación Área Carga esfuerzo cortante

(cm) cm^2 16 kg/cm^20 22.5 0 0

0.0254 22.3857 8 0.3573710.0508 22.2714 10 0.4490063490.0762 22.1571 12 0.5415871210.1016 22.0428 18 0.8165931730.127 21.9285 27 1.2312743690.1524 21.8142 37 1.6961428790.1778 21.6999 44 2.0276591140.2032 21.5856 50 2.3163590540.2286 21.4713 53 2.468411321

máximo 2.468411321

Muestra #3Deformación Área Carga esfuerzo cortante

(cm) cm^2 32 kg/cm^20 23.04 0 0

0.0254 22.91808 8 0.3490693810.0508 22.79616 16 0.7018725960.0762 22.67424 23 1.0143669640.1016 22.55232 30 1.3302400820.127 22.4304 37 1.6495470430.1524 22.30848 43 1.9275181460.1778 22.18656 49 2.2085442720.2032 22.06464 54 2.4473546820.2286 21.94272 58 2.6432456870.254 21.8208 60 2.749670040.2794 21.69888 62 2.857290330.3048 21.57696 63 2.91978110.3302 21.45504 64 2.982982087

máximo 2.982982087Graficamos la curva Esfuerzo Cortante Vs Deformación con los valores máximos:

8 MECANICA DE SUELOS II

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Deformación

esfuerzo cortante

(mm) kg/cm^20 0

0.254 0.6545050890.508 1.2282770430.762 1.720013548

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.350

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Curva Esfuerzo Cortante Vs Deformación

8 kgLogarithmic (8 kg)Logarithmic (8 kg)Logarithmic (8 kg)Polynomial (8 kg)16 kgPolynomial (16 kg)32 kgPolynomial (32 kg)

Deformación (cm)

Esfu

erzo

Cor

tant

e kg

/cm

^2

Finalmente graficamos la Curva de Esfuerzo Cortante Vs Esfuerzo Normal para obtener los parámetros de resistencia del suelo φ y c.

Carga Vertical 8 16 32Área Corte 22.67424 21.4713 21.45504

σ (kg/cm^2) 0.35282329 0.74518078 1.49149104τ (kg/cm^2) 1.72001355 2.46841132 2.98298209

9 MECANICA DE SUELOS II

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0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.60

0.51

1.52

2.53

3.5

f(x) = 1.05393946010318 x + 1.48074529223972R² = 0.921454518136729

Esfuerzo Cortante Vs Esfuerzo Normal

Esfuerzo Normal Kg/cm^2

Esfu

erzo

Cor

tant

e kg

/cm

^2

De este gráfico sacamos la ecuación de una recta de regresión que va ajustar los puntos de esfuerzos, con los cuales podemos determinar matemáticamente los valores

de c y φ.

c 1.4807 kg/cm^2

φ46.503254

2 kg/cm^2

10 MECANICA DE SUELOS II

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2. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Se necesita de más precisión en las lecturas.

3. OBSERVACIONES

Como no se contó con piedra porosa se utilizó madera.

El deformímetro se tuvo que sujetar con cinta adhesiva para dar las

respectivas lecturas, con lo cual se indujo al error.

En la muestra de ensayo se utilizó una arcilla no saturada.

4. CONCLUSIONES

Se determinó la Cohesión (1.4807) y el Ángulo de fricción Interna,

(46.50°) permitiendo establecer la resistencia al corte del suelo.

Los resultados nos indican que el esfuerzo cortante es mayor al del

esfuerzo normal, y que su deformación al corte (la curva) es de falla

gradual o progresiva, teniendo una resistencia media al corte.

El ensayo se hizo en un suelo cohesivo- friccionante (arcilla).

11 MECANICA DE SUELOS II

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ANEXO

PANEL FOTOGRÁFICO

12 MECANICA DE SUELOS II

Muestras talladas y preparadas para ser ensayadas.

Lectura del deformímetro

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13 MECANICA DE SUELOS II

Instalación del deformímetro de corte.

Falla de los 3 especímenes.