Suelos ii clase n 03 corte directo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS II

Presentado por:

Ing. Ana Beatriz Postigo Farfán

PRIMERA UNIDAD

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

3.0 Ensayo de Corte Directo

“LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS II”

Ing. Ana B. Postigo Farfán

Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236

• Comprensión Teórica:

C.A. Coulomb (1776). Atribuye a la fricción entre laspartículas la resistencia al corte de los suelos, peroadicionó el termino de cohesión propiedad de laspartículas del suelo para estar ligadas, a lacombinación de estas se le atribuye la resistencia alesfuerzo cortante.



𝑺 =σ*tan(Ø)

𝑺 = C

𝑺 = C+σ*tan(Ø)

Solo fricción

Solo Cohesión

Fricción y Cohesión

Caja Metálica

Caja Metálica

Antes de realizar el ensayo

Después de realizar el ensayo


• Descripción del ensayo:

Establece el procedimiento de ensayo paradeterminar la resistencia al corte de una muestra desuelos consolidada y drenada. El ensayo permite laobtención de los parámetros de Ø y C del suelo.

La obtención de estos parámetros sirve para calcularla capacidad portante de suelos o en el análisis deestabilidad de taludes.

Permite conocer el comportamiento de un suelofrente a la aplicación de una carga tangente y fuerzalateral que producirá el corte.



El ensayo puede ser realizado sobre todo tipo desuelos, con muestra inalteradas y remoldeadas.

• Equipos:



Equipo de Corte Directo

Anillo de fuerza cortante.

Marco para carga normal.

Panel Digital.

Deformímetro.

Celda de Corte.


• Equipos:



Caja de Corte Directo:Piedras porosas y anillos de

sujeción.

Piedras Porosas.Muestra deensayo.

Celda para confinación de

muestra.


• Equipos:



Anillos para corte o moldeado de muestra.

Balanza de Precisión de 0.01gr.

Deformímetro con sensibilidad 0.0001”)




• Preparación de la Muestra de Ensayo:

Usado generalmente muestras inalteradas obtenidasen campo (ASTM D 3550), sellados con parafina paramantener su contenido de humedad natural.

De la muestra de campo, se retira la parafina de lasparedes del bloque y con un anillo moldeador sedelimita el perímetro y con la ayuda de un cuchillo setalla la muestra.


Una vez obtenido el espécimen de acuerdo a lasdimensiones indicadas, se enrasa la cara superior einferior con el cuchillo y los posibles vacíos se llenancon el material recortado.

Se obtendrán 3 muestras talladas idénticamente comomínimo.

No permitir la pérdida de humedad de la muestrahasta el ensayo, máxima perdida del 0.5 %.



• Condiciones de la Muestra de Ensayo:


Diámetro mínimo en muestrascirculares o el ancho mínimo pararectangulares será de 50 mm (2”)

Relación D/E ó A/E según lamuestra como mínimo 2:1

Para muestras remoldeadas,considerar el remoldeo con lascondiciones de humedad y pesounitario deseados.

El espesor mínimo debe seralrededor de 12 mm (1/2”), perono menor de 1/6 del tamañomáximo de las partículas delsuelos



• Datos de la Muestra de Ensayo:

De la muestra moldeada tome los datos de la altura inicial Ho y diámetro D, con por lo menos 3 lecturas.

Con estos valores calcule el volumen inicial Vo de la muestra y el área inicial Ao.

Pese cada muestra tallada como peso húmedo.

Con los datos anteriores calcule Peso Unitario Húmedo. Contenido de Humedad. Peso Unitario Seco.


DIMENSIONES DE LA MUESTRA

Diámetro = 50.80 mm

Altura L0 = 21.50 mm

Área = 20.27 cm2

Volumen = 43.58 cm3

DENSIDAD DE LA MUESTRA

Peso = 51.48 gr

Peso Unitario húmedo = 1.18 gr/cm3

Contenido de Humedad = 18.36%

Peso Unitario seco = 1.00 gr/cm3



• Procedimiento de Ensayo:

Ensamblar la caja de corte directo colocando lamuestra moldeada entre las piedras porosaspreviamente humedecidas, e insertarla en la caja decorte.

Se coloca el marco para aplicación de carga normal yel dispositivo para carga de corte se aproxima hastael borde de la caja de corte.


Una vez instalada la caja, se coloca la primera carganormal, y se coloca sobre su marco el deformímetroen cero.

Para el corte de la muestra se aplica la fuerza de cortea través del dispositivo de aplicación con velocidadcontrolada.

Se continúan las lecturas hasta que el esfuerzo decorte sea constante, o hasta que se logre unadeformación del 10 % de Diámetro o longitudoriginal.

Ensayo con Control de Deformaciones

Ensayo con Control de Esfuerzos




Seguidamente se coloca la segunda muestra en elequipo y se adiciona la siguiente carga normal(considerar un peso que no provoque la fluencia delmaterial).


Terminado el ensayo con la primera muestra se retira la caja de corte y la muestra se lleva al horno.

Se realizan las lecturas con control de deformacioneso de esfuerzos hasta que se produzca la falla.

Finalmente se retira la caja de consolidación lamuestra va al horno y se coloca la última muestra conla última aplicación de carga.

Se sigue el mismo procedimiento realizado a laprimera muestra.



• Condiciones del Procedimiento de ensayo:


La velocidad de Deformación Horizontalpara arcillas 0.50 mm/ minuto

¿Cuál será la velocidad de aplicación paraotros tipos de suelos en el ensayo decorte?

¿Cuáles deben ser las cargas normal parael ensayo de corte?

¿En qué tipos de muestras se considerarála saturación de la muestra?

Indicar las respuestas en el informe




Ensayo con control de Deformacionesse considera la lectura de la cargahorizontal y deformación de longitud.


DEFORMÍMETRO DE LONGITUD DE

CORTE

LECTURA DE CARGA HORIZONTAL

DEFORMÍMETRO DE LONGITUD VERTICAL

M-01 M-02 M-03 M-01 M-02 M-03

mm N mm

0.20 2.3 3.1 4.0 0.000 0.000 0.000

0.40 13.7 4.3 14.6 0.000 0.000 -0.001

0.60 29.0 4.8 21.6 0.000 0.000 -0.007

0.80 37.1 10.1 29.0 0.001 0.000 -0.013

1.00 49.3 17.6 35.8 0.001 -0.004 -0.020

1.50 58.2 26.0 43.0 0.001 -0.008 -0.026

2.00 68.3 30.6 52.6 0.001 -0.012 -0.030

2.50 73.9 39.6 61.7 0.001 -0.015 -0.032

3.00 81.9 44.7 69.7 0.001 -0.016 -0.033

3.50 88.4 44.2 77.8 0.001 -0.018 -0.033

4.00 95.3 42.9 85.6 0.001 -0.018 -0.033

4.50 109.5 42.9 101.6 0.009 -0.020 -0.033

5.00 119.3 54.0 115.5 0.027 -0.020 -0.036

5.50 129.6 76.6 126.6 0.047 -0.021 -0.040

6.00 140.3 95.4 138.5 0.070 -0.019 -0.040

6.50 146.8 137.4 148.4 0.088 -0.012 -0.040

7.00 160.9 166.6 167.4 0.156 -0.012 -0.024

Las deformaciones de longitud decorte se realizan en mm (o enunidades del deformímetro), suvariación podrá ser cada 0.20 mmhasta la unidad y seguidamente cada0.50 mm, hasta que se produzca lafalla (la fuerza de corte seaconstante)

Lectura de carga horizontal en N (o enunidades del equipo), y eldeformímetro de longitud vertical enmm (o en unidades del deformímetro)



• Procedimiento de Cálculo:

Se calcula la fuerza de corte horizontal:

F=P(kg)

Se calcula el área corregida A’:

A’=Ao-A1

Se calcula el esfuerzo cortante T:

T=F/A’


FUERZA DE CORTE HORIZONTAL

ÁREA CORREGIDA

A'

ESFUERZO CORTANTEτ

M-01 M-02 M-03 M-01 M-02 M-03kg cm2 kg/cm2

0.23 0.32 0.41 20.17 0.01 0.02 0.021.40 0.44 1.49 20.07 0.07 0.02 0.072.96 0.49 2.20 19.96 0.15 0.02 0.113.78 1.03 2.96 19.86 0.19 0.05 0.155.03 1.79 3.65 19.76 0.25 0.09 0.185.93 2.65 4.38 19.51 0.29 0.13 0.226.96 3.12 5.36 19.25 0.34 0.15 0.267.54 4.04 6.29 19.00 0.37 0.20 0.318.35 4.56 7.11 18.75 0.41 0.22 0.359.01 4.51 7.93 18.49 0.44 0.22 0.399.72 4.37 8.73 18.24 0.48 0.22 0.43

11.17 4.37 10.36 17.99 0.55 0.22 0.5112.17 5.51 11.78 17.73 0.60 0.27 0.5813.22 7.81 12.91 17.48 0.65 0.39 0.6414.31 9.73 14.12 17.23 0.71 0.48 0.7014.97 14.01 15.13 16.98 0.74 0.69 0.7516.41 16.99 17.07 16.72 0.81 0.84 0.84



Se plotea la gráfica Deformación Horizontal (mm) (constante para las 3 muestras) vs Esfuerzo Cortante (kg/cm²)





Se plotea la gráfica Deformación Vertical (mm) vs Deformación Horizontal (mm)



Expansión

Compresión




Muestras M-01 M-02 M-03

Carga Vertical (kg) 4.00 8.00 12.00

Área en Corte (cm2) 9.91 16.22 14.72

σn (kg/cm2) 0.40 0.49 0.81

τ (kg/cm2) 0.97 0.99 1.05

Para cada muestra M-01, M-02 y M-03:

Se ubica el esfuerzo decorte máximo y severifica en que área decorte se ha producidoeste.

Con los datos de CargaVertical (kg) y Área enCorte (cm²) se obtieneel Esfuerzo Normal paracada muestra.

Con los datos de la tablase plotea la gráfica Esf.Cortante vs Esf. Normal





De la gráfica se calculael ángulo de fricción y lacohesión.

El ángulo de fricción Øes igual al angulo queforma la recta.

La cohesión es igual a laordenada que interceptala recta.


Ø

Cohesión = 0.88 kg/cm2

Ángulo de fricción interna = 11° 46' 13"


UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL


GRACIAS

Suelos ii clase n 03 corte directo

Engineering

Transcript of Suelos ii clase n 03 corte directo