ensayo de corte directo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

1. OBJETIVOSEste informe está basado en ensayar un espécimen realizando una serie de 3 datos predispuestos en el laboratorio de tal forma que podemos evaluar resistencias de esfuerzo de corte máximo de cada tanda para obtener los parámetros de resistencia al corte deseado.

CohesiónÁngulo de fricción interna

1.1 Objetivo temáticoCuando se le imprime una carga a una muestra de suelo en laboratorio ésta sufre deformaciones de acuerdo con el sentido de carga aplicada. Es así que debemos evaluar sobretodo las fuerzas aplicadas en el plano horizontal así como sus deformaciones horizontales. Tendremos en cuenta los esfuerzos en el eje vertical que nos permitirán diseñar gráficas adecuadas para conseguir los parámetros anteriormente señalados.

Destacamos:- Fuerzas aplicadas en el plano horizontal- Deformaciones horizontales- Esfuerzos de corte- Esfuerzos normales máximos- Obtención de parámetros mediante método gráfico

1.2 Objetivo específicoNuestro fundamental es como hemos señalado de obtener los parámetros de resistencia al corte, para ello tomaremos una muestra de suelo la cual se dividirá en tres series de las cuales tendremos que ensayar y obtener los datos necesarios para evaluarlos. La muestra será sometida a esfuerzos horizontales y verticales por lo que presentará deformaciones horizontales y verticales. Tomaremos en cuenta las horizontales (deformaciones tangenciales).

Destacamos:- Una muestra que será divida en tres series para el mismo ensayo- Someter a las series a esfuerzos compresión y de corte - Obtener datos de deformaciones tangenciales- Obtener la carga de dial para serie- Realizar gráficas para cada serie.

Informe Nº02 – Esfuerzo de Corte Directo – Mecánica de Suelos II - EC 513 J Página 1


RESUMEN

En el laboratorio tendremos un suelo de clasificación SUCS GP – GC en cual tomaremos una muestra para ser ensayada en tres oportunidades. Tendremos que preparar cada muestra antes de ser sometida al equipo que nos provee el laboratorio. Una vez preparada la muestra, es decir, predispuesta en una armadura de base cuadrada con dos piezas ancladas por tornillos ajustables, utilizaremos el equipo para la primera serie que le imprima una fuerza vertical hasta llegar a un esfuerzo máximo en dicho plano.Luego de obtener dicho dato, procederemos a someter la muestra a fuerzas tangenciales a la sección de tal forma que la armadura irá deslizándose una pieza sobre la otra. Esa distancia corrida será primordial para obtener las deformaciones tangenciales mediante los ángulos de desviación y la altura específica a analizar. Los datos serán registrados en un material de hoja de laboratorio, donde se llevara la cuenta de la carga de dial, deformación tangencial, deformación tangencial en cm., fuerza cortante y esfuerzo de corte.Los datos los necesitaremos para diseñar gráficas las cuales serán curvas de resistencia en una gráfica de deformaciones tangenciales en cm. y esfuerzos de corte en kg /cm2.Así como también se realizarán gráficas de esfuerzo normal y esfuerzos de corte de todas las series obtenidas los cuales nos permitirán en definitiva conseguir los parámetros deseados.



INTRODUCCIÓN

Este método describe y regula el método de ensayo para la determinación de la resistencia al corte de una muestra de suelo, sometida previamente a un proceso de consolidación, cuando se le aplica un esfuerzo de cizalladura o corte directo mientras se permite un drenaje completo de ella. El ensayo se lleva a cabo deformando una muestra a velocidad controlada, cerca a un plano de cizalladura determinado por la configuración del aparato de cizalladura. Generalmente se ensayan tres o más especímenes, cada uno bajo una carga normal diferente para determinar su efecto sobre la resistencia al corte y al desplazamiento y las propiedades de resistencia a partir de las envolventes de resistencia de Mohr.

El ensayo de cizalladura directa es adecuado para la determinación relativamente rápida de las propiedades de resistencia de materiales drenados y consolidados. Debido a que las trayectorias de drenaje a través de la muestra son cortas, se permite que el exceso de presión en los poros sea disipado más rápidamente que con otros ensayos drenados.Los resultados del ensayo son aplicables para estimar la resistencia al corte en una situación de campo donde ha tenido lugar una completa consolidación bajo los esfuerzos normales actuales. La ruptura ocurre lentamente bajo condiciones drenadas, de tal manera que los excesos de presión en los poros quedan disipados. Los resultados de varios ensayos pueden ser utilizados para expresar la relación entre los esfuerzos de consolidación y la resistencia a la cizalladura en condiciones drenadas.



2. FUNDAMENTO TEÓRICO2.1 Resistencia de los materiales

La resistencia de materiales clásica es una disciplina que estudia los sólidos deformables mediante modelos simplificados. La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo.

Un modelo de resistencia de materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas, también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas. Generalmente las simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo de aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de calcular.

Hay mucha variabilidad para la cual se puede aplicar la teoría de resistencia de materiales, en nuestro caso la aplicaremos para analizar la resistencia de suelos.

2.1.1 Relación entre fuerzas y áreasa) Esfuerzo normal:

Se presenta de relacionar la carga normal y el área donde es aplicada dicha carga. Generalmente, la carga actúa perpendicularmente a un plano horizontal.

b) Esfuerzo tangencial o de corte:Se presente de la relación entre la fuerza cortante y el área tomada del plano de arrastre o plano horizontal.

2.1.2 Relación entre esfuerzos y deformacionesPermite obtener las curvas de resistencia cuyo análisis se centra en resistencias picos y residuales las cuales detallaremos en el desarrollo del informe.


http://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_interno

http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza

http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos_deformables


2.2 Parámetros fundamentales a la resistencia cortante

2.2.1 Ángulo de fricciónEl ángulo de fricción es la representación matemática del coeficiente de rozamiento, el cual es un concepto básico de la física:

coeficiente derozamiento=tan∅

El ángulo de fricción en suelos granulares secos coincide con el ángulo de reposo. Todos los suelos poseen fricción. Sin embargo, a los suelos arcillosos con fricción muy baja o despreciable, se les denomina suelos cohesivos: ∅=0

El ángulo de fricción (φ) depende de una gran cantidad de factores; algunos de los más importantes son:

Tipo de mineral constitutivo de las partículas.Tamaño de los granos o partículas. A mayor tamaño de partículas, mayor es φ.Forma de los granos o partículas. φ es mayor para partículas angulosas.Distribución de los tamaños de granos o partículas. En los suelos bien gradados, φ es mayor que en los suelos uniformes.Fábrica o microestructura (organización de las partículas).Densidad.Permeabilidad (Facilidad de drenaje).Presión normal o de confinamiento.Presión de preconsolidación.

El ángulo de fricción es el resultado de la combinación de todos los factores. Por ejemplo, el ángulo de fricción es mayor al aumentar la densidad, pero si las presiones normales son muy altas, el ángulo de fricción tiende a disminuir. En arcillas, el ángulo de fricción depende de las condiciones de preconsolidación.

2.2.2 CohesiónLa cohesión es una medida de la cementación o adherencia entre las partículas de suelo. La cohesión en la mecánica de suelos, es utilizada para representar la resistencia al cortante producida por la cementación entre las partículas, mientras que en la física, este término se utiliza para representar la resistencia a la tensión.

En los suelos eminentemente granulares en los cuales no existe ningún tipo de cementante o material que pueda producir adherencia, la cohesión se supone igual a cero y a estos suelos se les denomina suelos friccionantes o “no cohesivos” (C = 0).

En los suelos no saturados, la tensión debida a la succión del agua en los poros, produce un fenómeno de adherencia entre partículas por presión negativa o fuerzas capilares. Esta cohesión “aparente” desaparece con la saturación.



2.3 Resistencia Pico y Residual

Desde el punto de vista de la relación esfuerzo – deformación, en la estabilidad de taludes se debe tener en cuenta dos tipos de resistencia: resistencia pico y resistencia residual.

2.3.1 Resistencia máxima o resistencia picoEs la máxima resistencia al corte que posee el material, el cual no ha sido fallado previamente y corresponde al punto más alto en la curva esfuerzo – deformación. La modelación de la resistencia pico en el análisis de la estabilidad, asume que la resistencia pico se obtiene simultáneamente a lo largo de toda la superficie de falla; sin embargo, algunos puntos en la superficie de falla han alcanzado deformaciones mayores que otros (en un fenómeno de falla progresiva) y asumir que la resistencia pico actúa simultáneamente en toda la superficie de falla puede producir errores en el análisis.

La modelación de la resistencia pico en el análisis de la estabilidad, asume que la resistencia pico se obtiene simultáneamente a lo largo de toda la superficie de falla; sin embargo, algunos puntos en la superficie de falla han alcanzado deformaciones mayores que otros (en un fenómeno de falla progresiva) y asumir que la resistencia pico actúa simultáneamente en toda la superficie de falla puede producir errores en el análisis.



2.3.2 Resistencia residualEs la resistencia al corte que posee el material después de haber ocurrido la falla. Skempton (1964) observó que en arcillas sobreconsolidadas, la resistencia calculada en el análisis de deslizamientos después de ocurridos, correspondía al valor de la resistencia residual y recomendó utilizar para el cálculo de factores de seguridad, los valores de los parámetros obtenidos para la resistencia residual φr y C r.

La resistencia residual en los suelos cohesivos se debe tener en cuenta cuando existe una superficie previa de corte donde han ocurrido desplazamientos en el pasado y en suelos licuables, expuestos a sismos de gran magnitud.

En los suelos dúctiles, la resistencia pico tiende a ser muy similar a la resistencia residual. En los suelos frágiles al producirse la falla, la disminución de la resistencia pico a la residual, es significativa. La diferencia entre la resistencia pico y la residual es un indicativo de la fragilidad de los materiales

2.4 Presión de porosEn general, la presión de poros consiste en la presión en el agua dentro de los poros del suelo y se identifica con la letra “μ”. La presión de poros disminuye los esfuerzos normales efectivos entre las partículas, trata de separarlas y disminuye la resistencia a la fricción (Figura 3.5). Al colocar una carga se puede producir un cambio en la presión de poros que se denomina como Δμ (exceso de presión de poros) o deficiencia de presión de poros inducidos por las condiciones de carga.

Si el agua en el suelo no está en movimiento, la altura del agua genera un fenómeno de presión hidrostática:

μ=γwZw

Donde : γ w=peso unitariodel aguaz w=profundidad vertical del punto por debajodel nivel deagua freática .



2.5 Límites del ensayoLa muestra está obligada a fallar en un plano predeterminado.

La distribución de esfuerzos en ésta superficie no es uniforme.

No es posible controlar el drenaje de la muestra, sólo se puede variar la velocidad de

desplazamiento.

No puede medirse la presión de poros.

Las deformaciones aplicadas están limitadas por recorrido máximo de la caja.

El área de contacto entre las dos mitades de la muestra disminuye a medida que se

realiza el ensayo. Pero como afecta a t y a σ en la misma proporción, el efecto en la

envolvente de Coulomb es despreciable.

El ensayo usa una muestra muy pequeña, con el consiguiente resultado de que los

errores de preparación son relativamente importantes.

No es posible determinar el módulo de elasticidad ni el de la relación de Poisson.

Limitación: Los esfuerzos de cizalladura y los desplazamientos no se distribuyen uniformemente dentro de la muestra y no se puede definir una altura apropiada para el cálculo de las deformaciones por cizalladura. En consecuencia, a partir de este ensayo no pueden determinarse las relaciones esfuerzo-deformación o cualquier otro valor asociado, como el modulo de cizalladura.

Los resultados del ensayo pueden ser afectados por la presencia de partículas de suelo o fragmentos de roca, o ambos.



Las condiciones del ensayo, incluyendo los esfuerzos normales y la humedad, son seleccionadas para representar las condiciones de campo que se investigan. La velocidad de deformación debe ser lo suficientemente lenta para asegurar las condiciones de drenaje equivalentes a una presión instersticial nula.

2.6 Gráficas necesarias para este ensayo

a)Curva de resistenciaLa elaboración de esta gráfica se realizará en el eje de las abscisas las deformaciones tangenciales en cm. y en el eje de las ordenadas los esfuerzos de corte en kg /cm2.



b)Gráfica de línea de tendencia de los esfuerzos normales y esfuerzos de corte



3. MATERIALES Y EQUIPO3.1 Aparatos3.1.1 Dispositivo de carga. El dispositivo de carga debe ceñirse a lo siguiente.Sostener la probeta con seguridad entre dos piedras porosas colocadas una en cada cara, de tal manera que no se presenten movimientos de torsión sobre ella.Estar provisto de los dispositivos necesarios para:Aplicar una fuerza normal en las caras de la muestra.Determinar los cambios en el espesor de la muestra.Drenar el agua a través de las piedras porosas.Sumergir la muestra en agua.Ser capaz de aplicar una fuerza de corte para hacer fallar la muestra a lo largo de un determinado plano (corte único) o de planos (corte doble) paralelos a las caras de la muestra.Los marcos que sostienen la probeta deben ser lo suficientemente rígidos para evitar su deformación durante el corte.Las diferentes partes del dispositivo deben ser de un material resistente a la corrosión por sustancias contenidas en el suelo o por la humedad del mismo.

3.1.2Piedras porosas. Las piedras porosas deben ceñirse a lo siguiente:Deben ser de carburo de silicio, óxido de aluminio o de un metal que no sea susceptible a la corrosión por sustancias contenidas en el suelo o la humedad del mismo.Dependiendo del tipo de suelo que se va a ensayar, las piedras porosas deben tener la calidad adecuada para desarrollar el contacto necesario con la muestra y, además, deben evitar la intrusión excesiva de partículas de suelo dentro de sus poros.Para ensayos con suelos normales, la calidad de las piedras debe permitir una permeabilidad de 0.5 mm/s a 1 mm/s.

NOTA: Dispositivo para la aplicación de la fuerza normal. Debe estar capacitado para aplicar rápidamente la fuerza especificada sin excederla y para mantenerla con una variación máxima de ± 1 % durante el proceso de ensayo.

3.2 Dispositivo para la aplicación de la fuerza de corte.La capacidad depende más que todo del tipo de control: con control de deformaciones o con control de esfuerzos. Se prefiere generalmente el primero por la facilidad para determinar, tanto el esfuerzo último, como la carga máxima.El equipo con control de deformaciones debe tener la capacidad para cortar la muestra a una velocidad de desplazamiento uniforme, con una desviación de ± 10 % y debe permitir el ajuste de la velocidad de desplazamiento dentro de un rango más o menos amplio.La velocidad de aplicación de la carga, depende de las características de consolidación del suelo. Se logra usualmente por medio de un motor con caja



de transmisión y la fuerza de corte se determina por medio de un indicador de carga.Si se usa el equipo con control de esfuerzos, debe ser capaz de aplicar la fuerza de corte sobre la muestra con incrementos de carga y grado de precisión.Equipo para el corte de la muestra. Debe ser adecuado para tallar la muestra de acuerdo con las dimensiones interiores de la caja de corte con un mínimo de alteración. Puede necesitarse un soporte exterior para mantener en alineamiento axial una serie de 2 o 3 anillos.

Otros

Balanza. Debe tener una sensibilidad de 0.1 g o 0.1 % del peso de la probeta.Deformímetros o diales. Deben ser adecuados para medir los cambios en el espesor de la muestra con una sensibilidad de 0.002 mm (0.0001") y la deformación con sensibilidad de0.02 mm (0.001").Estufa u Horno de secado. Capaz de mantenerse a 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F)Recipientes para muestras de humedad.Equipo para el remoldeo o compactación de probetas.Misceláneos. Incluyen: cronómetro, sierra de alambre, espátula, cuchillos, enrasadores, agua destilada y demás elementos necesarios.



4. PROCEDIMIENTO4.1 MUESTRAPREPARACIÓN DE LOS ESPECIMENESSi se usa una muestra inalterada, debe ser suficientemente grande para proveer un mínimo de tres muestras idénticas.La preparación de la muestra debe efectuarse de tal manera que la pérdida de humedad sea insignificante.La muestra se talla sobre medida para las dimensiones del dispositivo de corte directo.Para muestras inalteradas de suelos sensibles, debe tenerse extremo cuidado al labrar las muestras, para evitar la alteración de su estructura natural.Se determina el peso inicial de la muestra para el cálculo posterior del contenido inicial de humedad de acuerdo con la norma.Si se utilizan muestras de suelos compactados, la compactación debe hacerse con las condiciones de humedad y peso unitario deseados. Se puede efectuar directamente en el dispositivo de corte, en un molde de dimensiones iguales a las del dispositivo de corte o en un molde mayor para recortarlas.El diámetro mínimo de las muestras circulares o el ancho mínimo para muestras rectangulares debe ser alrededor de 50 mm (2").Para minimizar las alteraciones causadas por el muestreo, el diámetro de las muestras obtenidas de tubos sacamuestras debe ser, por lo menos, 5 mm (1/5") menor que el diámetro del tubo.El espesor mínimo de la muestra de ensayo, debe ser alrededor de 12 mm (½ "), pero no menor de un sexto el tamaño máximo de las partículas del suelo.La relación mínima diámetro/espesor o ancho/espesor, según la muestra, debe ser 2:1.



El material requerido para el especimen, debe ser preparado mezclando completamente el suelo con suficiente agua para producir el contenido de humedad deseado. Deje reposar elespecimen antes de la compactación de acuerdo con la siguiente guía:

4.2 Procedimiento de EnsayoSe ensambla la caja de corte con los marcos alineados y se bloquea. Se aplica una capa de grasa entre los marcos para lograr impermeabilidad durante la consolidación y reducir la fricción durante el corte.Se introduce la muestra de ensayo con sumo cuidado. Se conecta el dispositivo de carga y se ajusta el dial para medir tanto la deformación durante el corte, como el cambio del espesor de la muestra y luego se determina el espesor inicial. La costumbre de humedecer las piedras porosas antes de la colocación y aplicación de la fuerza normal sobre las muestras, dependerá del tipo de problema en estudio. Para muestras inalteradas obtenidas bajo el nivel freático, deben humedecerse las piedras.Para suelos expansivos se debe efectuar el humedecimiento después de la aplicación de la fuerza normal, para evitar expansiones que no son representativas de las condiciones de campo.



Se debe permitir una consolidación inicial de la muestra bajo una fuerza normal adecuada.Después de aplicar la fuerza normal predeterminada, se llena el depósito de agua hasta un nivel por encima de la muestra, permitiendo el drenaje y una nueva consolidación de la misma. El nivel del agua se debe mantener durante la consolidación y en las fases siguientes de corte de tal manera que la muestra esté saturada en todo momento.La fuerza normal que se aplique a cada una de las muestras depende de la información requerida. Un solo incremento de ella puede ser apropiado para suelos relativamente firmes.Para los demás suelos pueden ser necesarios varios incrementos con el objeto de prevenir el daño de la muestra. El primer incremento dependerá de la resistencia y de la sensibilidad del suelo. En general, esta fuerza no debe ser tan grande que haga fluir el material constitutivo de la muestra por fuera del dispositivo de corte.Durante el proceso de la consolidación deben registrarse las lecturas de deformación normal, en tiempos apropiados, antes de aplicar un nuevo incremento de la fuerza.Cada incremento de la fuerza normal debe durar hasta que se complete la consolidación primaria. El incremento final debe completar la fuerza normal especificada.Se representan gráficamente las lecturas de la deformación normal contra el tiempo.Corte de la muestra. Luego de terminada la consolidación se deben soltar los marcos separándolos aproximadamente 0.25 mm (0.01"), para permitir el corte de la muestra.Se debe aplicar la fuerza de corte lentamente para permitir la disipación completa del exceso de presión de poros.Se continúa el ensayo hasta que el esfuerzo de corte sea constante, o hasta que se logre una deformación del 10 % del diámetro o de la longitud original.En el ensayo con control de esfuerzos, se comienza con incrementos de la fuerza de corte de aproximadamente un 10 % de la máxima estimada.Antes de aplicar un nuevo incremento, se permitirá por lo menos un 95 % de consolidación bajo el incremento anterior.Cuando se ha aplicado del 50 % al 70 % de la fuerza de falla estimada, los nuevos incrementos serán de la mitad del valor de los aplicados hasta ese momento, o sea el 5 % de la máxima fuerza de corte.

Tener en cuenta:En la proximidad de la falla, los incrementos de la fuerza pueden ser iguales a un cuarto del incremento inicial (2.5 % de la fuerza normal de corte estimada).Se debe llevar registro de la fuerza de corte aplicada y la deformación normal y de corte para intervalos convenientes de tiempo. Con preferencia, el incremento de la fuerza de corte debe ser continuo.Terminado el ensayo, se remueve la muestra completa de la caja de corte, se seca en la estufa y se determina el peso de los sólidos.



5. CÁLCULOS Análisis de los datos

Calicata C-2 Peso Suelo SecoMuestra M-1 Diámetro 6.36

Prof.(m) 1.50-3.10 Área 31.77

P. t.+ S.Humedo 131.40 Altura 2.16

P. t + S. Seco 116.40 VolumenPeso Agua D. HúmedaPeso Tara 0.00 D. Seca

Contenido de humedad inicial:

Humedad ω=ωωωs

ω=131.4116.4

ω=1.13 Densidad seca y húmeda:

Densidad seca :

γ d=ωsV


Inicial

Peso Peso

Seco Humedo

116.4 131.4


γ d=116.468.62

γ d=1.696gr /cm3

Densidad húmeda :

Considerando que la muestra está saturada (S=1)

γ sat=γ d(1+ω)γ sat=1.696(1+1.13)

γ sat=3.61gr /cm3

Completando la tabla de datos:

Calicata C-2 Peso Suelo SecoMuestra M-1 Diámetro 6.36

Prof.(m) 1.50-3.10 Área 31.77

P. t.+ S.Humedo 131.40 Altura 2.16

P. t + S. Seco 116.40 Volumen 68.62

Peso Agua 15.00 D. Húmeda 3.61

Peso Tara 0.00 D. Seca 1.696

5.1 Corrección de las deformaciones tangenciales a cm.

Recomendaciones:Multiplicar por 0.01 a la deformación tangencial para llevarla a mm. Luego por 0.1 para tenerla en cm.

MOLDE I MOLDE II MOLDE III

Dial de Deform. Deform. Dial deDeform

. Deform. Dial de Deform. Deform.

Carga Tang. Tang. Carga Tang. Tang. Carga Tang. Tang.

(0.001") (cm) (0.001") (cm) (0.001") (cm)

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

20 25 0.025 27 25 0.025 52 25 0.025

28 50 0.050 40 50 0.050 79 50 0.050

35 75 0.075 55 76 0.075 129 75 0.075

42 100 0.100 62 100 0.100 151 100 0.100

48 150 0.150 83 150 0.150 174 150 0.150

55 200 0.200 98 200 0.200 185 200 0.200

58 250 0.250 120 250 0.250 190 250 0.250

64 300 0.300 127 300 0.300 197 300 0.300



67 350 0.350 134 350 0.350 203 350 0.350

71 400 0.400 135 400 0.400 204 400 0.400

72 450 0.450 136 450 0.450 205 450 0.450

73 500 0.500 137 500 0.500 207 500 0.500

74 550 0.550 138 550 0.550 207 550 0.550

74 600 0.600 137 600 0.600 205 600 0.600

74 650 0650 136 650 0650 205 650 0650

74 700 0.700 136 700 0.700 205 700 0.700

74 700 0.700 136 700 0.700 205 700 0.700

74 700 0.700 136 700 0.700 205 700 0.700

74 700 0.700 136 700 0.700 205 700 0.700

74 700 0.700 136 700 0.700 205 700 0.700

74 700 0.700 136 700 0.700 205 700 0.700

74 700 0.700 136 700 0.700 205 700 0.700

74 700 0.700 136 700 0.700 205 700 0.700

5.2 Cálculo del esfuerzo de corte

Fórmula:τ (kg /cm2)=Dial∗cte . anillo

AreaDial enmm.Cte . Anillo=0.1315kg/mmÁrea=31.77cm2

Dial deDeform

. Esfuerzo Deform. Dial deDeform

.Esfuerz

o Deform. Dial de Deform. Esfuerzo Deform.

Carga Tang. Corte Tang. Carga Tang. Corte Tang. Carga Tang. Corte Tang.

(0.001") (kg/cm2) (cm) (0.001") (kg/cm2) (cm) (0.001") (kg/cm2) (cm)

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

20 25 0.0828 0.0250 27 25 0.1118 0.0250 52 25 0.2152 0.0250

28 50 0.1159 0.0500 40 50 0.1656 0.0500 79 50 0.3270 0.0500

35 75 0.1449 0.0750 55 76 0.2277 0.0760 129 75 0.5339 0.0750

42 100 0.1738 0.1000 62 100 0.2566 0.1000 151 100 0.6250 0.1000

48 150 0.1987 0.1500 83 150 0.3435 0.1500 174 150 0.7202 0.1500

55 200 0.2277 0.2000 98 200 0.4056 0.2000 185 200 0.7657 0.2000

58 250 0.2401 0.2500 120 250 0.4967 0.2500 190 250 0.7864 0.2500

64 300 0.2649 0.3000 127 300 0.5257 0.3000 197 300 0.8154 0.3000

67 350 0.2773 0.3500 134 350 0.5546 0.3500 203 350 0.8402 0.3500



71 400 0.2939 0.4000 135 400 0.5588 0.4000 204 400 0.8444 0.4000

72 450 0.2980 0.4500 136 450 0.5629 0.4500 205 450 0.8485 0.4500

73 500 0.3022 0.5000 137 500 0.5671 0.5000 207 500 0.8568 0.5000

74 550 0.3063 0.5500 138 550 0.5712 0.5500 207 550 0.8568 0.5500

74 600 0.3063 0.6000 137 600 0.5671 0.6000 205 600 0.8485 0.6000

74 650 0.3063 0.6500 136 650 0.5629 0.6500 205 650 0.8485 0.6500

74 700 0.3063 0.7000 136 700 0.5629 0.7000 205 700 0.8485 0.7000

74 700 0.3063 0.7000 136 700 0.5629 0.7000 205 700 0.8485 0.7000

74 700 0.3063 0.7000 136 700 0.5629 0.7000 205 700 0.8485 0.7000

74 700 0.3063 0.7000 136 700 0.5629 0.7000 205 700 0.8485 0.7000

74 700 0.3063 0.7000 136 700 0.5629 0.7000 205 700 0.8485 0.7000

74 700 0.3063 0.7000 136 700 0.5629 0.7000 205 700 0.8485 0.7000

74 700 0.3063 0.7000 136 700 0.5629 0.7000 205 700 0.8485 0.7000

74 700 0.3063 0.7000 136 700 0.5629 0.7000 205 700 0.8485 0.7000

6. RESULTADOSMétodo de ajuste recta para la gráfica de esfuerzo normal vs esfuerzo de corte

Y=bX+a

X Y X2 XY

0.5 0.429 0.25 0.2145

1 0.637 1 0.637

1.5 0.842 2.25 1.263

Con esto obtenemos los valores de a y b de la ecuación lineal, las ecuaciones correspondientes:

b=N (∑ XY )−(∑ X )(∑Y )

N (∑ X 2)−(∑ X )2

b=0.356 N=3

a=∑ Y

N−b

∑ X

N



a=0.163Entonces la recta ajustada tiene por ecuación:

Y=0.356 X+0.163En nuestro caso:

τ=0.163+0.356 σ

De la recta obtenemos los parámetros de resistencia al corte:

Cohesión:C=0.163

Ángulo de fricción interna:∅=arctan (0.356 )

∅=19 º 35'63 ' '


5.642.163.611.6961.13

5.642.163.611.6961.13

5.642.163.611.6961.13

142.00 141.00 140.20

0.50.3063

1.00.5712

2.00.8568

19º35’63’’0.163


7. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES DE LOS GRÁFICOS Y RESULTADOS

De las gráficas anexadas al informe podemos distinguir que en el gráfico deformación tangencial y esfuerzo de corte los puntos de resistencia pico variaban en su expresión para obtenerlas ya que para la primera gráfica la resistencia residual y pico estaban cruzadas, por ello se tuvo que tomar el último punto como resistencia pico.

Las segunda y tercera gráfica era fácilmente distinguibles los esfuerzos de corte máximo luego señalamos en esas gráficas la zona de resistencia residual.

Diseñamos dos gráficas una donde se muestra una recta de las resistencias picos y otra donde se muestra los datos de las resistencias residuales.

Los resultados obtenidos son compatibles con los esperados para suelos de clasificación GP – GC de acuerdo con lo detallado en la teoría.

Notamos que mientras menos sea la cohesión se presentará zonas de resistencia residual es por ellos que tiende a ser cero, pero en nuestro caso se muestra rectas casi paralelas esto se ha debe a que las zonas residuales no presentan mucha curvatura y es muy cercana a la resistencia pico.

8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES FINALES

Conclusiones Se ha encontrado que los parámetros de resistencia al corte C y∅ obtenidos por el método

de corte directo son casi tan confiables como los valores triaxiales, por tanto son resultados que se pueden adoptar para diseñar de acuerdo al tipo de obra requerida.

Recomendaciones Se pueden necesitar seis muestras si el suelo está inalterado. Mantener las muestras en ambiente de humedad controlada mientas se hace el moldeo, la

preparación de la máquina de corte y los demás tipos de ensayo. La manivela de la máquina de corte directo debe manejarse a una velocidad constante todo el

tiempo que dure el ensayo. Luego de las gráficas: Normalmente se acepta que la falla corresponde al máximo esfuerzo de

cizalladura alcanzado, o al esfuerzo de cizalladura cuando ha tenido lugar del 15% al 20% de desplazamiento lateral relativo. Dependiendo del comportamiento del suelo y de la aplicación en el campo pueden definirse otros criterios más adecuados.

9. BIBLIOGRAFÍA Norma ASTM D 3080 y AASHTO T 236



10. ANEXO


ensayo de corte directo

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