Download - Medición de Resistencia Al Corte
RESISTENCIACORTANTE
DE LOS SUELOS
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
Facultad de Ingeniería Civil
Mecánica de Suelos II Dr. Ing. Zenón Aguilar Bardales
CONCEPTO DE ESFUERZO EFECTIVO
hA
v
h
A
v
σv = γm.h
σ'v = σv
σv = γsat.h
σ' v = σv - µ
σ' v = γ'.h
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Piston
ANALOGÍA MECÁNICA DE TERZAGHI
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RESISTENCIA CORTANTE DE LOS SUELOS
N
F
T
T
N
F
T = µ.Ntgφσ'cτ
tgφσ'τ
A
N , σ
A
Tτ
v
v
v
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MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA AL CORTE
Y DE LOS PARÁMETROS DE RESISTENCIA
Ensayos de laboratorio
Corte directo
Compresión triaxial
Compresión no confinada
Consolidación isotrópica
Ensayos “in situ”
Aparato de veleta de corte
Ensayo de Penetración Estándar (SPT)
Ensayo de Penetración con Cono Holandés (CPT)
Ensayo de Carga Directa
Ensayo de Corte Directo Insitu
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ENSAYO DE CORTE DIRECTO
Objetivo:Medir la resistencia cortante de suelos granulares.
Equipo:Se utiliza el aparato para Corte Directo (caja partida una fija y la
otra se puede mover horizontalmente con una fuerza horizontal
aplicada).
Procedimiento del Ensayo:- Colocar el espécimen al interior de la caja
- Aplicar esfuerzo vertical
- Aplicar esfuerzo horizontal hasta la falla
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ESPECIMEN
INALTERADO
Y TALLADO
ESPECIMEN
REMOLDEADO
con los datos
obtenidos del
ensayo Proctor o
con la densidad y
humedad natural.
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PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
Ensayo de corte Directo : ASTM D3080
Muestra de
Suelo
CARGA NORMAL:
Se aplica por un mecanismo
de suspensión y palanca
Tornillos separadores
CARGA
CORTANTE:
Se mide con un
anillo de carga
o celda de carga
Placas acanaladas para
ayudar a una mejor distribución
del esfuerzo cortante
(perforadas en las pruebas drenadas)
CAJA DE CORTE DIRECTO
Piedras porosas
(en pruebas drenadas)
CAJA CORTANTE:
Se aplica con un
gato de tornillo
Tornillos que mantienen
unidas las dos mitades
de la caja de corte que
se sacan al momento
correr el ensayo.
A
N
A
Ft
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(a)
N
R
T
T
(a) Diagrama esquemático del equipo usado en el ensayo.
(b) Gráfica para obtener el ángulo de fricción,
S1
S2
S3
Esfuerzo
Cortante
Esfuerzo
Normal
S = c + tan
1 23
ENSAYO DE CORTE DIRECTO EN SUELO ARENOSO
(b)
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Envolvente de falla para una arena
seca ensayada en corte directo
t
t
C
Envolvente de falla para una arcilla
dura ensayada en corte directo
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Muestra de Suelo
Piston de carga
Detalles del Ensayo y la Caja de Corte Directo
P
Juego de tornillos para fijar en
posición la cabeza de carga
Deformimetro para medir
el desplazamiento lateral
Espacio ligeramente
mayor que el tamaño
de la máxima
partícula en la muestra
Bordes estriados para
retener la muestra
Juego de tornillos para separar las
partes de la caja de corte. Retrocederlos
después de ajustar los tornillos contra
el pistón o bloque de carga
Pasadores de alineación
asegurarse de removerlos antes
de aplicar la carga horizontal
Deformimetro para medir desplazamientos
verticales y observar la consolidación en
ensayos “consolidados”
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Resistencia Residual : Anillo de Corte Directo
MUESTRA PARA PRUEBA
RÁPIDA DE CORTE
Bishop et al, 1964
Bromhead , 1979
n
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=+
2° ETAPA1° ETAPA
3
1
3
3 d 1
1 3 d
d 1- 3
ENSAYO TRIAXIAL
Objetivo:
Medir la resistencia cortante de diferentes tipos de suelos en
diferentes condiciones de carga y drenaje.
1 1 -
3 3 -
d3
3 3
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- Ensayo No Consolidado - No Drenado (UU)
• Construcción rápida en arcillas blandas
• Análisis al final de la construcción de presas de tierra
Tipos de Ensayos Triaxiales
- Ensayo Consolidado - Drenado (CD)
• Construcción en arenas.
• Construcción lenta en arcillas.
• Análisis en el estado de infiltración constante de presas de tierra.
- Ensayo Consolidado - No Drenado (CU)
• Construcción rápida sobre arcillas sobreconsolidadas.
• Análisis de desembalse rápido de presas de tierra.
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Esfuerzo
Normal
Cámara de Lucita
Cámara con fluido
(agua)
Roca
Porosa
Válvula
Roca
Porosa
Membrana
Elástica
Placa
Base
Para drenaje y/o
Mecanismo para la presión de
Poros de agua
Diagrama Esquemático del Equipo
de Ensayo Triaxial
(a)
Esfuerzo
Efectivo
Ensayo Consolidado-Drenado (CD)
(b)
c 3
3 33
Pistón
Espécimen
de Suelo
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3 3 1 1
ccuEsfuerzo
Normal
Esfuerzo
Cortante
Envolvente de Falla
Esfuerzo Total
cu
3 3 1
c
Esfuerzo
Cortante
Envolvente de Falla
Esfuerzo Efectivo
Ensayo Consolidado- No Drenado (CU)
(c)
S=CCU
Ensayo No Consolidado- No Drenado (UU)
(d)
Esfuerzo
Cortante
1
3 13
Envolvente de falla
Esfuerzo Total(=0)
Esfuerzo
Normal
Esfuerzo
Normal
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a
q
Q = a b tg
P
Sen = tg
a
cos c =
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ENSAYO DE COMPRESIÓN SIMPLE
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ENSAYO DE CORTE DIRECTO IN-SITU
Preparación del espécimen para la aplicación de las
cargas normal y lateral.
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Montaje de las gatas hidráulicas para la aplicación de las
cargas vertical y lateral en el espécimen.
ENSAYO DE CORTE DIRECTO IN-SITU
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Ejecución del ensayo de Corte Directo In-Situ
ENSAYO DE CORTE DIRECTO IN-SITU
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Vista del espécimen luego de la realización del ensayo de
Corte Directo .
ENSAYO DE CORTE DIRECTO IN-SITU
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RESULTADOS
Para cada muestra, las especificaciones dadas para las presiones axiales
fueron:
Muestra 1 = 0.50 Kg/cm2
Muestra 2 = 1.00 Kg/cm2
Muestra 3 = 1.50 Kg/cm2
Obteniendo los siguientes parámetros de resistencia cortante del
conglomerado (fricción () y cohesión (C) ).
= 39.9°
C = 0.55 Kg/cm2
ENSAYO DE CORTE DIRECTO IN-SITU
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
LABORATORIO GEOTECNICO - CISMID
INFORME Nº : LG97-048
SOLICITANTE : HIDROENERGIA CONSULTORES EN INGENIERIA
PROYECTO : ESTABILIDAD DE TALUDES DE LA COSTA VERDE Clasificación S.U.C.S. : GP
UBICACION : MALECON DE LA MARINA - MIRAFLORES Estado : INALTERADO
FECHA : JUNIO, 1997 Velocidad de Ensayo (cm/s) 0,10
Leyenda
Esfuerzo Cortante
Av. Túpac Amaru 1150 - Campus de la U.N.I. Puerta Nº 07 - Lima 28 - Perú Apartado Postal 1301 - Lima 100 - Teléfono: 4820790 - 4820804 - 4810170
ESFUERZO NORMAL vs. ESFUERZO CORTANTE
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50
Esfuerzo Normal (Kg/cm²)
Esfu
erzo C
orta
nte
( K
g/c
m²
)
Cohesión
Kg/cm²
Angulo de Fricción
C =
= °
0,55
ENSAYO DE CORTE DIRECTO
IN SITU
DEFORMACION TANGENCIAL vs. ESFUERZO
NORMALIZADO
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
0 2 4 6 8 10 12
Deformación Tangencial (% )
Esfu
erzo N
orm
ali
zado (
Kg
/cm
²)
0.50 Kg/cm²
1.00 Kg/cm²
1.50 Kg/cm²
_
_
C
39,9
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VELETA DE MANO
Para la determinación rápida del
esfuerzo cortante en suelos
cohesivos, tanto en campo como en
el laboratorio.
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PENETRÓMETRO DE BOLSILLO