informe

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO carrera profesional De ingenieria civil

INFORME 2: ENSAYOS DE CORTE DIRECTO

MECANICA DE SUELOS II

26/12/2013

INTEGRANTES:

Yuleisy Coaya Cupi Mirella Huaman Guillen Delcy Corahua Nicole Wilson Gonzalez Claudia Tagle Delgado

INDICE

1. INTRODUCCION……………………………………………………………………………………………………………02

2. IMPORTANCIA………………………………………………………………………………………………………………02

3. ENSAYOS DE LABORATORIO DE SUELOS

a. ENSAYO DE CORTE DIRECTO……………………………………………………………………………..0i. Objetivo

ii. Equipoiii. Marco Teóricoiv. Procedimiento

1

INTRODUCCION

El objetivo principal de la Mecánica de Suelos es estudiar el comportamiento del suelo para ser usado como material de construcción o como base de sustentación de las obras de ingeniería.

En consecuencia, las condiciones del suelo como elemento de sustentación y construcción y las del cimiento como dispositivo de transición entre aquel y la estructura, han de ser siempre observadas, aunque esto se haga en proyectos pequeños fundados sobre suelos normales a la vista de datos estadísticos y experiencias locales, y en proyectos de mediana a gran importancia o en suelos dudosos, infaliblemente, al través de una correcta investigación de mecánica de suelos. Para esto es necesario obtener muestras representativas del suelo que se someten a pruebas de laboratorio, tomando en cuenta que el muestreo y los ensayos se realizan necesariamente sobre pequeñas muestras de población, es necesario emplear algún método estadístico para estimar la viabilidad técnica de los resultados.

A un ingeniero le interesa identificar y determinar la conveniencia o no de usar el suelo como material para construir rellenos en caminos, canales de conducción y distribución de los sistemas de riego, obras hidráulicas, entre otros.

La finalidad de los ensayos de corte, es determinar la resistencia de una muestra de suelo, sometida a fatigas y/o deformaciones que simulen las que existen o existirán en terreno producto de la aplicación de una carga. 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.

Este ensayo impone sobre un suelo condiciones idealizadas, o sea indica la ocurrencia de una falla a través de un plano de localización predeterminado. Sobre este plano actúan dos fuerzas, una normal por una carga vertical aplicada y un esfuerzo cortante debido a la acción de una carga horizontal. Como el esfuerzo cortante y el esfuerzo normal tienen el mismo significado en la construcción del Círculo de Mohr, en lugar de resolver una serie de ecuaciones para C y tanФ, es posible dibujar en un plano de ejes coordenados estos valores para los diferentes ensayos y proponer promedio del valor de la cohesión en el corte en Y y f por la pendiente de esta recta.

Normalmente el ensayo se realiza sobre tres probetas de un mismo suelo, sometida cada una de ellas a una presión normal diferente, obteniéndose la relación entre la tensión tangencial de rotura y la tensión normal aplicada.

2

IMPORTANCIA

La importancia de los estudios de la mecánica de suelos radica en el hecho de que si se sobrepasan los límites de la capacidad resistente del suelo o si, aún sin llegar a ellos, las deformaciones son considerables, se pueden producir esfuerzos secundarios en los miembros estructurales, quizás no tomados en consideración en el diseño, produciendo a su vez deformaciones importantes, fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden producir, en casos extremos, el colapso de la obra o su inutilización y abandono.

ENSAYOS DE LABORATORIO DE SUELOS

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

OBJETIVO

La finalidad de los ensayos de corte, es determinar la resistencia de una muestra de suelo, sometida a fatigas y/o deformaciones que simulen las que existen o existirán en terreno producto de la aplicación de una carga.

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.

EQUIPO

Máquina de corte directo.

3

Balanza.

Herramientas y accesorios.

4

Espátulas, cuchillas.

5

Muestra inalterada de Acilla

6

MARCO TEÓRICO

DESCRIPCION

El ensayo de corte directo se realiza con el objetivo principal de determinar el valor dela cohesión, así como el ángulo de fricción interna de un suelo sometido a esfuerzo cortante.

Este ensayo impone sobre un suelo condiciones idealizadas, o sea indica la ocurrencia de una falla a través de un plano de localización predeterminado. Sobre este plano actúan dos fuerzas, una normal por una carga vertical aplicada y un esfuerzo cortante debido a la acción de una carga horizontal. Como el esfuerzo cortante y el esfuerzo normal tienen el mismo significado en la construcción del Círculo de Mohr, en lugar de resolver una serie de ecuaciones para c y tan f, es posible dibujar en un plano de ejes coordenados estos valores para los diferentes ensayos y proponer promedio del valor de la cohesión en el corte en Y y f por la pendiente de esta recta.

En este ensayo también se puede obtener los parámetros de resistencia residual cR y fR.

Normalmente el ensayo se realiza sobre tres probetas de un mismo suelo, sometida cada una de ellas a una presión normal diferente, obteniéndose la relación entre la tensión tangencial de rotura y la tensión normal aplicada.

PROCEDIMIENTO

7

UBICACIÓN DE LA MUESTRA

Ubicación: Asociación Picol Orcopunquio

Referencia : Ladrillera El Mirador

COORDENADAS:

Zona: 19LS: 8499577.63E: 186659.01Elevacion: 3257 m.s.n.m.

8

MUESTREO

1. Se extrae una muesra inalterada del tamaño suficiente como para obtener tres muestras de la misma.2. Se guarda la muestra en una bolsa de tal forma que no pierda su humedad hasta llegar a laboratorio.3. Se moldean tres mustrs de arcilla con unarea de 36 cm2 con 2 cm de espesor cuidadosamente.

9

ENSAYO

1. Se pesa una muestra arcilla suficiente para hacer tres ensayos a la misma densidad. Se ensambla la caja de corte, se obtiene la sección (A) de la muestra y se coloca la arena en la caja junto al pistón de carga y la piedra porosa.

10

2. Se aplica la carga vertical (Pv) y se coloca el dial para determinar el desplazamiento vertical (se debe incluir el peso del pistón de carga y la mitad superior de la caja de corte en el peso Pv). En ensayos consolidados se comienza cuando el asentamiento se ha detenido; en suelos no cohesivos esto puede hacerse a partir de la aplicación de Pv.

3. Se separa la caja de corte, se fija el bloque de carga y se ajusta el deformímetro para medir el desplazamiento cortante (en ensayos saturados se debe saturar la muestra el tiempo necesario). Luego se comienza a aplicar la carga horizontal midiendo desde los deformímetros de carga, de cambio de volumen y de desplazamiento cortante.

11

Si el ensayo es del tipo deformación controlada se toman esas lecturas a desplazamientos horizontales de 5, 10 y cada 10 o 20 unidades. La tasa de deformación unitaria debe ser del orden de 0, 5 a no más de 2 mm/min. y deberá ser tal que la muestra falle entre 3 y 5 minutos. Se repite el procedimiento por lo menos en dos muestras utilizando un valor distinto de carga vertical (se sugiere doblar la carga).

CALCULOS

PESOS Y SOBRECARGAS

RECIPIENTE (Kg)BASE 0.4945TAPA 0.485PLACAS 0.2798

TOTAL 1.2593

PESO DE MUESTRAS SOBRECARGAS1° 1.929 20 2 PESAS2° 1.4907 10 1PESA

12

3° 1.9403 30 3 PESAS

RESULTADOS

MUESTRA 1

Peso Recipiente + Muestra 1.39 kgPeso Recipiente 1.26 kgPeso Muestra 0.13 kg

Dimensiones de la muestraAltura 2 cmÁrea 36 cmVolumen 72 cm3

Carga Normal 10.485 kgConstante del anillo de carga 0.1406 kg/divVelocidad de Carga 2 mm/min

Lectura Deformimetro Horizontal (mm)

Desplazamiento Horizontal ΔH

Desplazamiento Horizontal (mm)

0 0 02.5 20 0.028 40 0.04

13 60 0.0618 80 0.0823 100 0.129 120 0.1236 140 0.1445 160 0.1654 180 0.1862 200 0.272 220 0.2279 240 0.2487 260 0.2692 280 0.2898 300 0.3

104 320 0.32110 340 0.34116 360 0.36

13

121 380 0.38125 400 0.4

ESFUERZO CORTANTEPh ultimo = 17.575 kgA = 36 cm3ESFUERZO CORTANTE = 0.48819444 kg/cm3

ESFUERZO NORMALPv = 10.485 kgA = 36 cm3ESFUERZO NORMAL = 0.29125 kg/cm3

MUESTRA 2





Desplazamiento Horizontal ΔH (mm)


0 0 013 20 0.0220 40 0.0431 60 0.0642 80 0.0856 100 0.1

14

72 120 0.1291 140 0.14

108 160 0.16112 180 0.18



MUESTRA 3





Desplazamiento Horizontal ΔH (mm)


0 0 05 20 0.02

10 40 0.04

15

27 60 0.0640 80 0.0851 100 0.161 120 0.1275 140 0.1486 160 0.1699 180 0.18

106 200 0.2117 220 0.22132 240 0.24139 260 0.26147 280 0.28158 300 0.3167 320 0.32176 340 0.34186 360 0.36200 380 0.38212 400 0.4123 420 0.42



CARGA VS DESPLAZAMIENTO

16

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.450

50

100

150

200

250

Ensayo de corte directo

Series2Series4Series6


Carg

a x

1.37

9 N

/div

CONCLUSIONES

* El ensayo de corte directo 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.

* El ensayo puede ser hecho en todo tipo de suelos inalterados, remoldeados o compactos.

* 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 actuantes.

17

informe

Documents