teoria y practica de la unidad 6

8/18/2019 Teoria y Practica de La Unidad 6

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UNIDAD 6. RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE

Competencias específicas de la unidad de Resistencia al esfuerzo cortante

Leer la información investigada acerca del esfuerzo cortante en los suelos.Realizar las pruebas de: compresión simple, compresión triaxial (UU) y la de cortedirecto a muestras de suelo para obtener los parámetros de resistencia al corte.Obtener los esfuerzos principales, esfuerzo desviador del suelo aplicando el círculo deMohr.

Subtemas

6.1 Estado de esfuerzos y deformaciones planas.6.2 Circulo de Mohr

6.3 Relaciones de esfuerzos principales6.4 Pruebas de laboratorio para determinar la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos.

Introducción.

La resistencia al esfuerzo cortante en una masa de suelo, es la resistencia interna por unidad

de área que la masa de suelo ofrece para resistir la falla y el deslizamiento a lo largo de

cualquier plano dentro de él. Los ingenieros civiles debemos entender el concepto de esfuerzo

y de esfuerzo cortante, para al analizar los problemas de estabilidad de los suelos como:

capacidad de carga, estabilidad de taludes y el de presiones laterales en estructuras de

retención.

Cuando sometemos una masa de suelo a un incremento de presión provocado por las

estructuras o las obras de ingeniería que se colocan en ella, se generan esfuerzos que trataran

de mantener el equilibrio con los esfuerzos internos del mismo.

Si la carga o presión aplicada al suelo, sobrepasa los esfuerzos internos resultantes en la masa

de suelo, se romperá el equilibrio y se producirá una falla o deslizamiento a lo largo de un

plano que se llama plano de falla; donde una masa de suelo tiene un movimiento relativo deotra masa.


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Figura 14.1 Esquema de la falla de una cimentación.

En los planos de falla, las tensiones internas originadas por la carga externa aplicada

sobrepasaron los límites máximos de las tensiones que el suelo puede soportar en las

condiciones en que se encuentra.

Cuando se aplican cargas o presiones a los suelos se generan en el:

Tensiones o esfuerzos normales " σ". Esfuerzos de compresión o tracción y actúansiempre en forma normal al plano que estamos considerando.

Tensiones o esfuerzos cortantes "". Tensiones de corte, se ubican en forma paralela ycoinciden con el plano de falla.

Tensiones o esfuerzos neutros "u". Esfuerzos o presiones hidrostáticas, debidas alincremento o decremento del agua de los poros del suelo, cuando el plano seencuentra sumergido, actúa en todas direcciones.

Concepto de Fricción.

La figura 14.2, muestra la forma de deslizamiento en que los granos de un suelo sufrendeslizamiento al aplicar las fuerzas externas de la figura 14.1; el deslizamiento ocurre entregrano y grano, por lo que podemos decir que la resistencia que ofrece la masa de suelo aldeslizamiento tiene que ver con las fuerzas de fricción generadas entre los granos.

Figura 14.2. a) Granos del suelo sin deslizamiento b) Granos del suelo con deslizamiento.


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A mayor número de granos en contacto por unidad de superficie, mayor será el esfuerzo para

que se produzca el deslizamiento; mientras más angulosos y trabados estén los granos

mayores serán las fuerzas friccionales generadas y la resistencia al deslizamiento será mayor.

Figura 14.3. Plano Inclinado

Para poder comprender mejor el concepto de resistencia al deslizamiento, nos vamos a apoyar

en la figura 14.3; en esta se muestra un plano inclinado oa, el cual se encuentra articulado en

"o" de tal manera que el ángulo de inclinación α pueda variarse si se requiere.

Sobre el plano inclinado apoyamos el peso de un cuerpo W, cuya área de contacto con el plano

es A ; tendremos que la fuerza F será igual a el peso multiplicado por el seno del ángulo α y

tratara de deslizar el cuerpo sobre el plano; a esta fuerza se le opone otra de igual magnitud y

de sentido contrario fn que dependerá de las características friccionales de los materiales -

Si aumentamos el ángulo α, llegara un momento que la fuerza F= fn; en ese momento diremosque el deslizamiento es inminente ya que se ha alcanzado el valor máximo de la fuerza de

fricción, a el ángulo α = Φ y lo llamaremos ángulo de fricción interna y lo representaremos conel símbolo Φ.

o

a


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Si F < fn α < Φ

Si F = fn α = Φ fn = F tg Φ

Las observaciones de este ejemplo tan simple del plano inclinado nos permiten concluir:

La magnitud de la fuerza de fricción disponible es directamente proporcional a la fuerzanormal al plano de deslizamiento y al ángulo de fricción del material. Si uno de estos

dos valores es nulo, no hay fuerza de fricción.

Si la magnitud de la fuerza que intenta producir el deslizamiento es menor que Ntg Φ,

solo se pone de manifiesto una parte de la fuerza friccional fn disponible y no hay

deslizamiento.

El ángulo de fricción del material Φ es el valor límite del ángulo de oblicuidad α.

Ejemplo. Una arena limpia y seca en la que no exista fuerza de unión entre los granos

(cohesión nula).

El máximo ángulo con el que se podrá construir un talud en la arena tendrá un valor de

Φ con respecto a la horizontal, ya que a un grano apoyado sobre este talud se le podría

aplicar el esquema de la figura 14.3. A este ángulo Φ en mecánica de suelos se le

denomina ángulo de fricción interna del material.

En arenas y otros materiales que no tengan cohesión, la resistencia al deslizamiento sobre

cualquier plano a través del material se basa en las consideraciones anteriores, es decir, que

depende de la presión normal al plano y del ángulo de fricción interna.

Sin embargo la resistencia friccional en las arenas es un poco más compleja que la de los

cuerpos sólidos; ya que es la suma de una resistencia a la fricción entre sus granos y de otra

fricción debida al rodamiento de los mismos.

En las arenas limpias donde no hay adhesión u otra forma de unión entre los granos el término

fricción es sinónimo de resistencia al corte, ya que como se ha visto en la figura 14.3 tenemos

que:


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Concepto de Cohesión.

Existen suelos (arcillas) donde además de los esfuerzas friccionales, otros factores contribuyen

y se suman al momento de evaluar la resistencia final al esfuerzo de corte.

Las arcillas cuando han soportado en su vida geológica sobrecargas, se llaman pre consolidadas.

Si extraemos una muestra de este material y la protegemos de pérdidas o incrementos de

humedad observaremos que una parte importante de las presiones intergranulares a las que

fue sometida en su proceso de consolidación, es retenida por efecto de la acción capilar sobre

la superficie de la muestra. Es decir que por acción del fenómeno de “capilaridad”, actúa sobre

los granos de la muestra una tensión superficial, que provoca una resistencia adicional alesfuerzo cortante, que se suma a la definida en la ecuación 14.7 y a la que llamaremos

cohesión aparente. Este nombre deriva por la circunstancia de que es un valor relativo y no

permanente ya que depende del contenido de agua que tenga la muestra de suelos.

Si intentamos pegar un grano de arena fina con otro grano de arena del mismo tamaño, si los

dos granos están secos, de ninguna manera se unirán. Pero si hay una pequeña capa de agua

sobre los mismos, es posible que se unan de tal manera que la tensión superficial que

desarrolla el menisco que se forma por la unión de los granos, soporte el peso de grano y se

pegue al otro. En las arenas la unión es muy débil ya que los esfuerzos de gravedad (peso

grano) son muy importantes comparándolos con los esfuerzos de atracción que genera la

tensión superficial.

Este fenómeno es muy importante entre las partículas de arcillas que son 500 veces más

pequeñas que el grano de arena fina y donde la forma de las mismas deja de ser redondeadas

para ser laminares.

La atracción entre las partículas de los limos y las arcillas se conoce como cohesión aparente.

En muchas arcillas esa atracción entre las partículas como consecuencia de la tensión

superficial, se pierde rápidamente si se sumergen en agua, ya que la muestra absorbe agua, los

meniscos aumentan de radio con lo cual los esfuerzos que mantienen unidas a las partículas

disminuyen, las partículas se separan y la muestra se desgrana totalmente en trozos

perdiendo la cohesión aparente debida a la tensión superficial.


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En otros tipos de arcilla esta pérdida de cohesión no se manifiesta cuando son sumergidas en

agua. Evidentemente en estos casos las partículas son retenidas por fuerzas de otro tipo, que

no alcanzan a ser destruidas, por la inmersión en agua.

Estas fuerzas pueden ser de carácter electrostático, que son generadas por la película de agua

absorbida que se forma sobre cada partícula. A esta forma casi permanente de resistencia alcorte, o resistencia al desplazamiento relativo de partículas adyacentes motivada por esta

fuerza de origen interno se la denomina cohesión verdadera. Tanto la cohesión aparente como

la verdadera reciben el nombre general de cohesión y se identifica en la Mecánica de suelos

con la letra c.

De esta forma la ecuación 14.7 toma la siguiente forma general conocida como Ecuación de

Coulomb.

El primer trabajo relacionado con la resistencia al esfuerzo cortante de una masa de suelo, se le

atribuye a Charles A. Coulomb (1776), su idea consistió en atribuir a la fricción entre las

partículas del suelo la resistencia al corte del mismo.

En 1900 otro científico, Mohr presento una teoría sobre la ruptura de los materiales. En su

teoría Mohr afirma que la falla de un suelo se debe a la combinación crítica de esfuerzo normal

y esfuerzo cortante, y no solo por la presencia de un esfuerzo máximo normal o de un esfuerzo

máximo cortante. Es decir existe una relación funcional entre un esfuerzo normal y un esfuerzocortante sobre un plano de falla y lo expreso con una ecuación.

Siendo:

f = el esfuerzo cortante máximo en el plano de falla.σ = esfuerzo normal sobre el plano de falla.

La envolvente de falla de la ecuación 14.9, es una línea curva como muestra la figura 14.4. En

mecánica de suelos aproximamos el esfuerzo cortante sobre el plano de falla como una

función lineal del esfuerzo normal (Coulomb 1776), esta relación se llama criterio de falla

Mohr – Coulomb.


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El fundamento de dicho trabajo consiste en valorar la resistencia al corte del suelo en base a la

a la expresión 14.8. Es decir la resistencia del suelo ante el esfuerzo cortante es la suma de su

cohesión y de la fricción en el plano de falla, y que tal rozamiento o fricción, viene determinado

por el producto de la tensión normal a dicho plano por la tangente del ángulo de fricción

interno del material.Si bien el concepto cohesión, es intuitivamente asimilable, el concepto fricción o rozamiento

requiere probablemente una pequeña reflexión adicional. Nótese que la fuerza de rozamiento

depende de la existencia de una tensión perpendicular a la fuerza tangencial o de corte, y que

en caso que dicha fuerza normal fuese nula, el rozamiento sería también nulo (sea cual fuere el

ángulo de rozamiento interno).

La envolvente de falla se explica como sigue:

Si el esfuerzo normal y el esfuerzo de corte sobre el plano en una masa de suelo son tales

que son representados por el punto A de la figura 14.4, entonces no ocurrirá una falla cortante

a lo largo de ese plano.

Si el esfuerzo normal y el esfuerzo de cortante sobre un plano son representados por el

punto B, entonces ocurrirá una falla cortante de ese plano.

Un estado de esfuerzos sobre el plano en el punto C no existe porque por arriba de la

envolvente de falla y la falla cortante ya ha ocurrido en el suelo.

Figura 14.4. Envolvente de falla de Mohr y los criterios de falla Mohr- Coulomb.


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Círculos de Mohr para una prueba No Consolidada – No drenada (UU).

Los círculos de Mohr, son una técnica usada en ingeniería para el cálculo de los momentos de

inercia, deformaciones y esfuerzos adaptándose a las características de un circulo (radio,

centro), con los círculos también se puede calcular el esfuerzo cortante máximo y la

deformación máxima. Este método fue desarrollado en 1882 por el ingeniero civil ChristianOtto Mohr.

La representación del circulo de Mohr en un sistema de ejes cartesianos ortogonales, se

realiza colocando sobre el eje de las abscisas a los esfuerzos o tensiones normales σ y en el eje

de las ordenadas las tensiones tangenciales , y sobre él representamos los puntoscorrespondientes a cada par de valores (σ, t) dados por la ecuación siguiente:

( ) (

)

para todos los valores posibles de θ , hallaremos que el lugar geométrico de esos puntos

(de coordenada σ - ) es una circunferencia de diámetro (σ1 - σ3) llamado círculo de Mohr.Si observamos la probeta cilíndrica de la Figura 14.9, esta se encuentra sometida a un estado

de esfuerzos o tensiones triaxial en el cual σ2 = σ3, podemos perfectamente decir que: las

coordenadas de cualquier punto del círculo de Mohr representan las tensiones normales σ y

tangenciales que se manifiestan sobre un plano que corta a la probeta formando un ángulo θ con el plano principal mayor.

Esfuerzos del círculo de Mohr.

σ1 = Esfuerzo principal mayor. σ3 = Esfuerzo principal menor

σ = esfuerzo normal (eje de las abscisas) = esfuerzo de corte (eje de las ordenadas)C = cohesiónφ= ángulo de fricción interna del suelo θ = ángulo de falla. σ1- σ3 = Esfuerzo desviador en la falla


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Figura 14.5 Representación de Mohr

Suelos Friccionantes.

Figura 14.6 Círculos de Mohr de un suelo fricciónate.


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Suelos Cohesivos

Figura 14.7 Círculos de Mohr de un suelo Cohesivo

Suelos Mixtos Friccionantes- Cohesivos.

Figura 14.8 Círculos de Mohr de suelos mixtos


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El ensayo de compresión no confinada, también conocido con el nombre de ensayo de

compresión simple o ensayo de compresión uniaxial, es muy importante en Mecánica de

Suelos, ya que permite obtener un valor de carga última del suelo, que se relaciona

con la resistencia al corte del suelo y nos proporciona un valor de carga que puede

utilizarse en proyectos. Este ensayo puede definirse en teoría como un caso particular del

ensayo triaxial.

El ensayo de compresión simple, se realiza con el fin de determinar la resistencia o esfuerzo

ultimo de un suelo cohesivo a la compresión no confinada, mediante la aplicación de carga axial

con control de deformación - carga, utilizando por lo general una muestra inalterada en forma

cilíndrica con una relación de altura/diámetro entre 2 y 3.

Figura 13.1 Esquema de la prueba de compresión simple.

Para los suelos, la estimación de la resistencia, y en especial, de la resistencia al esfuerzocortante, requiere de consideraciones más específicas, por lo que la resistencia a la compresión

simple por sí misma únicamente es suficiente para valorar la resistencia al corte no drenado (o

cohesión no drenada) en arcillas saturadas.


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El ensayo de compresión simple consiste en colocar una muestra de suelo arcilloso, de

longitud adecuada (L =2-3φ), entre dos placas (aparatos para transferir la carga al suelo), con

piedras porosas insertadas. Se aplica una carga axial y a medida que la muestra se deforma

crecientemente, se obtienen cargas correspondientes. Se registran las cargas de "falla" y

deformación. Estos datos se utilizan para calcular las áreas corregidas y la resistencia a lacompresión inconfinada.

La resistencia a la compresión simple qu, es igual a la carga aplicada al suelo entre el área

corregida e igual a dos veces la cohesión (C) del suelo, para obtener la cohesión utilizamos los

círculos de Mohr.

Donde:

qu = esfuerzo máximo en kg/cm2

= diámetro del círculo.C = cohesión del suelo en Kg/cm2 = radio del círculo.P = carga aplicada a la probeta en la prueba en kg.Ac = área de la probeta corregida en cm2.

Figura 13.2. Circulo de Mohr para un suelo en la prueba de compresión simple.


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Figura 13.3. Prueba de Compresión simple en arcilla.El ensayo nos da directamente la cohesión sin drenaje = Cu, que coincide con el radio delcírculo de Mohr.En la tabla 13.1 se muestran las consistencias de las arcillas según el valor de la resistencia a lacompresión simple, las arcillas pueden clasificarse se Terzaghi y Peck en:

Consistencia de las arcillas qu ( kg/cm2

)Muy Blanda 0.25Blanda 0.25- 0.50

Media 0.50 – 1.0

Firme 1.0- 2.0

Muy Firme 2.0 -4.0Dura > 4.0

Tabla 13.1 Consistencia de las arcillas en base a su resistencia a la compresión simple.

Prueba de compresión simple.

Competencias que específicas y genéricas de la práctica Prueba de compresión simple.

Competencia especifica. Realizar una prueba de compresión simple a una muestra de suelo

arcilloso, para determinar los parámetros de resistencia al corte (qu).


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Objetivo Específico:

Determinar la resistencia a la compresión simple (qu) de una muestra de suelo arcilloso.

Material y equipo necesarios para la práctica Prueba de Compresión simple.

Prensa con buena aproximación o una prensa triaxial. Calibrador con vernier.

Balanza con aproximación a 0.1 gr.

Horno de secado

Cronómetro.

Torno de labrado

Espátula

Cuchillo y arco con alambre acerado.

Micrómetro o deformimetro con aproximación de 0.001 mm

Molde cilíndrico. Pisón.

Suelo arcilloso. Muestra inalterada

Procedimiento de la Prueba de compresión simple.

Paso 1. Cuando la muestra es inalterada, se cortan prismas del tamaño adecuado para obtener

dos cilindros del diámetro y altura especificados, esto lo hacemos con el torno y cortador de

arco con alambre o con la cuchilla circular; en el labrado hacemos girar el torno y vamos

cortando hasta dar a la probeta la forma cilíndrica; posteriormente se saca la probeta del torno

y se coloca en el enrasador para darle la altura indicada de 2 a 3 veces el diámetro.

Las muestras también se pueden remoldear tratando de reproducir el peso volumétrico que se

requiera, buscando que el diámetro de estos, sea de 3.6 cm y la altura sea de 2 a 2.5 veces el

diámetro.

Cuando la muestra es remoldeada se toma una porción del suelo de dos a tres kilogramos, el

cual ya ha pasado por la malla No.4, se desmoronan los grumos con una madera evitando

romper los granos, se humedece la muestra y se revuelve con la espátula para uniformizar la

humedad. Se le da a la muestra la humedad de saturación considerando el 95 % del peso

volumétrico obtenido en una prueba Proctor.


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Para la construcción de la probeta se hace un primer tanteo volumétrico, que consiste en

compactar una probeta en cinco capas, el peso de cada capa es constante y se separan con un

disco metálico, la presión y el tiempo se aumentan encada capa para obtener una

compactación uniforme.

Una vez terminada se saca del molde, se separan se miden la altura y el diámetro, se pesan por

separado y se anotan los valores. Si los valores de la compactación no coinciden se repiten los

tanteos hasta lograrlo. Una vez encontrada la presión y el tiempo se construyen las probetas

para realizar la prueba. Se sugiere realizar las probetas y llevarlas a la compresión casi

inmediatamente para evitar pérdidas de humedad.

Paso 2. Con el vernier procedemos a medir el diámetro (superior, medio e inferior) y la altura

media de las probetas, con estos valores determinaremos el área y el volumen de la probeta;

asi mismo la altura nos servirá para el cálculo de las deformaciones unitarias. Estos datos los

anotamos en la lámina 13.

Figura 13.4. Labrado de la probeta en el torno

Paso 3. Procedemos al pesado de las probetas en la báscula, anotando los pesos en la lámina

13, en W.


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Figura 13.5. Pesado y medición del diámetro y la altura de la probeta.

Paso 4. Del recorte de la muestra al labrar, tomamos una muestra testigo para determinar elcontenido de humedad en la probeta. Los valores de los pesos de la tara y la tara + muestra

húmeda se anotan en la lámina 13.

Paso 5. Se coloca la probeta en la prensa, se le coloca la placa de aplicación de carga. Se ajusta

el micrómetro y se toman las lecturas de iniciales de la carga y el micrómetro anotándolo en la

lámina 13.

Paso 6. Se procede a aplicar la carga a la muestra, tomando simultáneamente las lecturas de

carga y la del micrómetro para medir la deformación correspondiente a cada 30 segundos si la

prensa es de deformación controlada, y 60 seg cuando es de carga controlada hasta que el

espécimen falle, esto es, que se registren 2 cargas iguales o que de una carga menor que la

inmediata anterior. Estos datos se anotan en la lámina 13.

Como el equipo de nuestra institución es de carga controlada utilizamos el banco de la prueba

triaxial para realizar la práctica.


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Figura 13.6 Equipo de carga de la prueba de Compresión simple.

Figura 13.7. Equipo de Compresión simple con deformación controlada.

Micrómetro

Portapesas

Marco de

aplicación de

cargaVástago


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El procedimiento consiste colocar la probeta en la cámara, esta se coloca en el banco triaxial,

se ajusta el vástago y el marco de carga, se coloca el micrómetro y se toma la lectura inicial , al

poner en marcha el cronómetro se coloca la primera pesa en el portapesas, transcurridos los

60 segundos, tomamos nuevamente la lectura del micrómetro e inmediatamente colocamos

otra pesa acumulando los pesos , esto rutina de leer y cargar se repite hasta que la probeta falleo sufra una deformación unitaria entre 20 a 30%. Los datos de carga y lectura del micrómetro

se anotan en la lámina 13.

Paso 7. Cuando la probeta ha fallado se retiran las pesas, se eleva el marco de carga, retiramos

la cámara del banco triaxial y por último la probeta de la cámara, observamos la probeta para

realizar un dibujo donde se muestra la falla y la forma de deformarse. En esta prueba deben

probarse mínimo dos probetas para tener un resultado confiable.

Reporte del alumno (resultados) de la Prueba de compresión simple.

Para determinar el valor de qu y de C, de la muestra inalterada o alterada de suelo, realizamos

los cálculos utilizando la lámina 13.

Lámina 13 Datos Generales de la prueba

1. Procedencia. En este espacio se coloca el lugar de procedencia de la muestra de suelo.

2. Identificación de laboratorio. Se anota la identificación del laboratorio asignada a la muestra.

3. Banco. Se coloca el nombre del banco de procedencia de la muestra.

4. Profundidad. Se anota la profundidad a la que se extrajo la muestra.

5. Muestra. Se coloca el tipo de muestra utilizado inalterada o alterada.

6. Probeta No. Colocamos el número de la probeta probada.

7. Diámetro (cm). Se colocan los diámetros tomados con el vernier a la parte inferior, media y

superior de la probeta, asi como el diámetro promedio.

8. Altura Media Hm (cm). Colocamos la altura promedio de la probeta, calculada al medir con

el calibrador vernier en tres puntos diferentes de la probeta.

9. Área de la probeta (cm2). El área inicial de la probeta se calcula aplicando la fórmula:


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10. Volumen de la probeta (cm3). El volumen de la muestra lo obtenemos al multiplicar el área

por la altura media.

11. Testigo de humedad (%).

Wh + tara. En esta celda vamos a anotar el peso de la muestra húmeda + tara en gr,

obtenido al realizar la prueba de compresión simple.

Ws + tara. Peso seco de la muestra testigo + tara en gr, después de haber permanecido

un periodo de 18 a 24 horas en el horno de secado a una temperatura constante de 100

°C sacamos la muestra del horno, la dejamos enfriar y se pesa anotando el peso en esta

celda.

W tara. Peso de la tara vacía en gr, utilizado para el testigo de humedad.

Ww. Peso del agua de la muestra testigo , se obtiene al restar :

……. 13.5 Ws. Peso de los sólidos de la muestra testigo , obtenido con :

ω. Contenido de Humedad de la muestra testigo

12. Esfuerzo σ3 (kg 7cm2). Se coloca el esfuerzo principal menor que para una prueba de

compresión simple es cero por no existir confinamiento.

13. Esfuerzo Máximo σ1 (kg/cm2). Se coloca el esfuerzo máximo obtenido al dividir la carga

entre el área corregida, corresponde al valor el valor máximo observado en la columna de

esfuerzo.

14. W (gr). Peso de la probeta obtenida al pesar en la báscula antes de la prueba.

15. Υ (kg/m3). Peso volumétrico de la probeta obtenida al dividir el peso entre el volumen de la

misma. Para obtenerlo en las unidades de kilogramos y metros cúbicos aplicamos la siguiente

formula.

x 1000 ………13.8


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16. Carga (kg). Se anota la carga acumulada al fallar la probeta. La primera carga es cero y

posteriormente se colocan las cargas acumuladas.

17. Lectura del Micrómetro (mm). Se anota la lectura del micrómetro, la primera es la lectura

inicial, las lecturas siguientes serán las observadas al aplicar la carga durante 60 seg.

18. Deformación lineal δ (mm). En esta columna se anota la deformación que sufre la probeta,

para cada carga aplicada en los 60 segundos, la deformación lineal se calcula restando a la

lectura inicial las lecturas subsecuentes.

19. Deformación Unitaria (E%). El valor de la deformación unitaria se expresa en porcentaje y

se calcula dividiendo la deformación lineal entre la altura media de la probeta en mm y se

multiplica por 100.

)* 100…….13.9

20. = En esta columna calculamos la expresión 1-E, para ello restamos a 1 el valorde la deformación unitaria expresada en decimal al dividirla entre 100.

21. Área Corregida. El área de la probeta sufre un aumento a medida que incrementamos la

carga durante la prueba, para ello debemos corregirla al aplicar cada carga, lo hacemos

aplicando la fórmula:

22. Esfuerzo (kg /cm2). Para calcular el esfuerzo aplicado al suelo en cada carga, dividimos la

carga entre el área corregida.

Curva Esfuerzo deformación Unitaria.

En la parte inferior izquierda de la lámina 13, colocamos la curva esfuerzo deformación

unitaria, para realizarla vamos a graficar las columnas de deformación unitaria en el eje de las

abscisas y en el de las ordenadas los valores de los esfuerzos para cada una de ellas.


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Dibujo de la Probeta.

En la parte inferior derecha de la lámina 13, vamos a realizar un dibujo de la probeta después

de la prueba, aquí se observa la falla y la deformación sufrida.

En la parte inferior de la lámina 13, se piden datos de identificación del estudiante como son: laclave del grupo, el número de equipo en que trabajo, su nombre completo, y la fecha en que se

realizó la práctica: así como el sello y la firma del encargado de dirigir la práctica


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PROCEDENCIA ( 1 ): ZAPATA , TABASCO IDENTIFICACION DE LAB (2): M-45

BANCO (3): 2.50 metrosMUESTRA (5 ): PROBETA No.(6) 1

d1 = 3.56 Area i (9) = 9.972 cm2 σ3 (12) = 0.00 Kg/cm2

d2= 3.57 Vol. (10) = 85.963 cm3

d3= 3.56

dm = 3.563 Wh+tara = 100 gr Centro 0.387 Kg/cm2

Ws +tara = 90 gr Radio 0.387 Kg/cm2

Wtara = 30 gr W ( 14)= 129.20 gr

ω (%) = 16.67 % Υ (15) 1502.97 Kg/cm3

(16) (18) (20) (21) (22)0.00 0.000 1.000 9.972 0.000

2.00 0.150 0.998 9.989 0.200

3.00 0.200 0.998 9.995 0.300

3.50 0.290 0.997 10.006 0.350

4.00 0.450 0.995 10.024 0.399

4.50 0.600 0.993 10.042 0.448

5.00 0.780 0.991 10.063 0.497

5.50 1.150 0.987 10.107 0.544

6.00 1.355 0.984 10.131 0.592

6.50 1.580 0.982 10.158 0.640

6.70 1.800 0.979 10.185 0.6587.00 2.042 0.976 10.214 0.685

7.50 2.350 0.973 10.251 0.732

8.00 3.100 0.964 10.344 0.773

8.50 9.320 0.892 11.200 0.759

9 14.100 0.836 11.950 0.753

9.780 10.812

5.000 16.357

17.058 2.369

16.750 2.726

16.000 3.596

17.745 1.572

17.520 1.833

17.300 2.088

18.500 0.696

18.320 0.905

17.950 1.334

18.900 0.232

18.810 0.336

18.650 0.522

Esfuerzo σ1

( Kg/cm2)

(17) (19)19.100 0.000

18.950 0.174

Carga P

( Kg)

Lectuar del

Micrometro mm

Deformacion

Lineal mm

Deformacion Unitaria

E%1- (E/100)

Ac

cm2

DIÁMETRO

( 7) (

cm)Testigo de Hunedad (11)

Altura Media

( 8 ) ( cm)Hm = 8.62

Esfuerzo Máx.

(13)0.773 Kg/cm2

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA

COMPRESIÓN SIMPLE

LÁMINA 13

EL ZACATAL PROFUNDIDAD ( 4 ):Cubica Inalterada

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

E s f u e r z o e n K g / c m 2

DIBUJO DE LA PROBETA

Curva Esfuerzo - Deformación Unitaria


23/64

PROCEDENCIA ( 1 ): ZAPATA , TABASCO IDENTIFICACION DE LAB (2): M-45BANCO (3): 2.50 metros

MUESTRA (5 ): PROBETA No.(6) 2

d1 = 3.55 Area i (9) = 9.917 cm2 σ3 (12) = 0.00 Kg/cm2

d2= 3.56 Vol. (10) = 85.332 cm3

d3= 3.55

dm = 3.553 Wh+tara = 100 gr Centro 0.388 Kg/cm2

Ws +tara = 90.5 gr Radio 0.388 Kg/cm2

Wtara = 31 gr W ( 14)= 128.75 gr

ω (%) = 15.97 % Υ (15) 1508.81 Kg/cm3

(16) (18) (20) (21) (22)

0.00 0.000 1.000 9.917 0.000

2.00 0.100 0.999 9.929 0.201

3.00 0.250 0.997 9.946 0.302

3.50 0.290 0.997 9.951 0.352

4.00 0.450 0.995 9.969 0.401

4.50 0.600 0.993 9.987 0.451

5.00 0.779 0.991 10.008 0.500

5.50 1.150 0.987 10.051 0.547

6.00 1.355 0.984 10.076 0.595

6.50 1.580 0.982 10.102 0.6436.70 1.800 0.979 10.129 0.661

7.00 2.050 0.976 10.159 0.689

7.50 2.350 0.973 10.195 0.736

8.00 3.250 0.962 10.306 0.776

8.50 9.470 0.890 11.156 0.762

9 14.250 0.834 11.920 0.755



COMPRESIÓN SIMPLE

LÁMINA 13

EL ZACATAL PROFUNDIDAD ( 4 ):

Cubica Inalterada

DIÁMETRO

( 7) (

cm)

Esfuerzo Máx.

(13)0.776 Kg/cm2

Testigo de Hunedad (11)

Altura Media

( 8 ) ( cm)Hm = 8.605

Carga P

( Kg)

Lectuar del

Micrometro mm

Deformacion

Lineal mm

Deformacion Unitaria

E%1- (E/100)

Ac

cm2

Esfuerzo σ1

( Kg/cm2)(17) (19)

19.250 0.000

19.150 0.116

19.000 0.291

18.960 0.337

18.800 0.523

18.650 0.697

18.471 0.905

18.100 1.336

17.895 1.575

17.670 1.83617.450 2.092

17.200 2.382

16.900 2.731

16.000 3.777

9.780 11.005

5.000 16.560

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

E s f u e r z o e n K g / c m 2

DIBUJO DE LA PROBETA

Curva Esfuerzo - Deformación Unitaria


24/64

Prueba de Compresión Triaxial No Consolidada- No drenada (UU).

Las pruebas de compresión triaxial, utilizadas para determinar los parámetros de resistencia al corte de

los suelos tienen las siguientes modalidades:

Prueba No consolidada- No drenada (UU) o prueba rápida

Prueba Consolidada – No drenada ( CU) o prueba consolidada

Prueba Consolidada- drenada ( CD) o prueba lenta

En este manual solamente desarrollaremos la primera llamada prueba UU o rápida.

La prueba de compresión triaxial No Consolidada – No drenada, no permite el drenaje ni en la

aplicación de la presión de confinamiento (σ3), ni en la etapa de falla. La probeta o espécimen se lleva a

la falla aplicando un esfuerzo desviador (σ1-σ3) sin permitir el drenaje; como el drenaje no es permitido

la prueba se realiza rápidamente.

Figura 14.9. Estado de esfuerzos en una probeta de suelos

Etapa de confinamiento Etapa falla

σ3

σ3

σ3

σ3

σ1

σ1 σ1-σ3

σ3 σ3

σ1-σ3 = Esfuerzo desviador


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Prueba de compresión triaxial UU.

Competencias que específicas y genéricas de la Prueba de compresión triaxial UU.

Competencia especifica. Realizar una prueba de compresión triaxial No consolidada – No

drenada (UU) a una muestra de suelo, para determinar los parámetros de resistencia al corte C

(cohesión) y φ (ángulo de fricción interna).


Determinar los parámetros C (cohesión) y ф (ángulo de fricción interna) de resistencia alesfuerzo cortante de una muestra de suelo utilizando la prueba triaxial No consolidada –Nodrenada (UU).

Material y equipo necesarios para la práctica No. 11. Prueba de Compresión triaxial UU.

Cámara Triaxial

Banco de Compresión triaxial /Prensa compresión triaxial.

Depósito para agua con manómetro.

Compresor

Calibrador con vernier Cronómetro Balanza con aproximación a 0.1 gr.

Horno Membranas de látex Torno para el labrado

Mangueras de plástico reforzada Cuchillo y arco con alambre acerado Molde cilíndrico Pisón Muestra inalterada

Procedimiento de la Prueba de compresión triaxial UU.

Paso 1. Para esta prueba se requiere probar 3 especímenes a diferente presión confinante,

aunque se preparan 4 por si se necesita verificar algún resultado. Los especímenes podrán

obtenerse de muestras inalteradas, labrándose en el torno especial, o de muestras alteradas,


26/64

que en este caso se remoldan, utilizando un molde y un pisón, compactando el suelo y

reproduciendo un cierto peso volumétrico.

Probetas Inalteradas

Cuando la muestra es inalterada, se cortan prismas del tamaño adecuado para obtener los

cuatro cilindros del diámetro y altura especificados, esto lo hacemos con el torno y cortador de

arco con alambre acerado; en el labrado hacemos girar el torno y vamos cortando hasta dar a la

probeta la forma cilíndrica; posteriormente se saca la probeta del torno y se coloca en el

enrasador para darle la altura indicada de 2 a 3 veces el diámetro.

Probetas Remoldeadas

Las muestras también se pueden remoldear tratando de reproducir el peso volumétrico que se

requiera, buscando que el diámetro de estos, sea de 3.6 cm y la altura sea de 2 a 2.5 veces el

diámetro

Cuando la muestra es remoldeada se toma una porción del suelo de dos a tres kilogramos, el

cual ya ha pasado por la malla No.4, se desmoronan los grumos con una madera evitando

romper los granos, se humedece la muestra y se revuelve con la espátula para uniformizar la

humedad. Se le da a la muestra la humedad de saturación considerando el 95 % del peso

volumétrico obtenido en una prueba Proctor.

Para la construcción de la probeta se hace un primer tanteo volumétrico, que consiste en

compactar una probeta en cinco capas, el peso de cada capa es constante y se separan con un

disco metálico, la presión y el tiempo se aumentan en cada capa para obtener una

compactación uniforme.

Una vez terminada se saca del molde, se separan se miden la altura y el diámetro, se pesan por

separado y se anotan los valores. Si los valores de la compactación no coinciden se repiten los

tanteos hasta lograrlo. Una vez encontrada la presión y el tiempo se construyen las probetas


27/64

para realizar la prueba. Se sugiere realizar las probetas y llevarlas a la compresión casi

inmediatamente para evitar pérdidas de humedad.

Paso 2. Determínese la densidad y la humedad del suelo en estudio.

Paso 3. Con el vernier procedemos a medir el diámetro (superior, medio e inferior) y la alturamedia de las probetas, con estos valores determinaremos el área y el volumen de la probeta;

asi mismo la altura nos servirá para el cálculo de las deformaciones unitarias. Estos datos los

anotamos en la lámina 14.

Paso 4. Procedemos al pesado de las probetas en la báscula, anotando los pesos en la lámina

14, en W+ tara. Las muestras se introducen a un recipiente hermético para que no pierdan

humedad.

Paso 5. La prueba se inicia con la muestra No. 1, la cual es medida y pesada, anotándose estos

datos en la lámina 14.

Paso 6. Se saturan los drenes de la cámara, colocando agua en la pipeta, se abren las llaves de

los drenes para saturarlos eliminando el aire atrapado en las mangueras que van hacia el

cabezal y el pedestal de la cámara triaxial.

Paso 7. Se coloca en la base de la cámara triaxial la piedra porosa saturada, encima un disco de

papel filtro e inmediatamente la probeta, encima de esta se coloca otro disco de papel filtro y

más arriba la otra piedra porosa. Colocamos el cabezal encima, para cubrirla con la membrana

de látex utilizamos el menbranero de metal, colocamos la membrana en el menbranero e

inmediatamente succionamos en la manguera para que esta se adhiera a las paredes y nosfacilite la colocación en la probeta, una vez introducida la muestra se retira y procedemos a

colocar los aros sellos en el cabezal y el pedestal para evitar que penetre el agua en la

muestra al dar el confinamiento al suelo.

Paso 8. Después de haber verificado que los sellos estén bien colocados, procedemos a colocar

la cámara y sellarla herméticamente, para ello sacamos el vástago de carga, se coloca la

cámara triaxial sobre la probeta, se ajustan los tornillos, se baja el vástago hasta que este toque

el cabezal. Se procede a llenar la cámara con agua , teniendo cuidado de revisar la válvula que

se encuentra en la parte superior de la cámara, la cual debe estar ligeramente abierta y cuando

salga poca agua, esto nos indica que la cámara se llenó completamente de agua, por lo que se

procede a cerrar esta válvula. La llave de entrada del agua a la cámara debe estar cerrada.

Paso 9. Se coloca la cámara en el banco / prensa, centrándola sobre la base del banco y

colocando el marco de carga sobre el vástago, enseguida colocamos la manguera que

proviene del tanque de confinamiento en la llave de entrada de esta presión que se encuentra


28/64

en la cámara triaxial. Con el compresor se da al tanque la presión de confinamiento que

aplicaremos, que puede variar de 0 a 5 kg/cm2 esta presión se anota en la lámina 14.1 como

σ3, una vez ajustada esta la introducimos a la cámara, teniendo cuidado de que al momento de

introducirla se coloque un contrapeso en el portapesas del banco, este contrapeso se calcula

multiplicando el área del vástago por la presión de confinamiento aplicada. Al momento deintroducir la presión de confinamiento debemos verificar que no exista aire en la cámara asi

como que la presión confinante sea la correcta, si esta baja o sube debemos ajustarla. Después

de aplicar la presión de confinamiento a la probeta colocamos en la parte superior del marco de

carga el micrómetro que nos indicara la deformación que sufrirá la probeta cuando se le

apliquen las cargas (pesas).

Paso 10. A continuación se inicia la carga de la probeta, para ello tomamos la lectura inicial del

micrómetro y se anota en la lámina 14.1, al poner en marcha el cronometro se coloca la

primera pesa en el portapesas, transcurridos los 60 segundos tomamos nuevamente la lectura

del micrómetro e inmediatamente colocamos otra pesa acumulando los pesos , esto rutina deleer y cargar se repite hasta que la probeta falle o sufra una deformación unitaria entre 20 a

30%, en el transcurso de la etapa de carga debemos verificar que la presión de confinamiento

se mantenga constante hasta que falle la probeta. Los datos de carga y lectura del micrómetro

se anotan en la lámina 14.1.

Paso 11. Cuando la probeta ha fallado se retiran las pesas, se disipa la presión confinante

abriendo la válvula superior de la cámara, se eleva el marco de carga, retiramos la cámara del

banco triaxial y por último la probeta de la cámara, después de retirarle la membrana pesamos

la probeta húmeda y lo anotamos en las láminas 14, observamos la probeta y realizamos undibujo donde se muestre la falla. . Después del pesado de la probeta la introducimos en el

horno de secado durante un periodo de 18 a 24 horas a una temperatura de 100°C. Una vez

seca se retira del horno, se deja enfriar y se pesa anotando este en la lámina 14, para iniciar los

cálculos de la prueba. En esta prueba deben probarse mínimo tres probetas con tres

diferentes presiones de confinamiento para poder obtener los parámetros de resistencia al

corte utilizando los círculos de Mohr.

Figura 14.10. Labrado de la probeta


29/64

Figura 14.11 Medición de los diámetros, la altura y pesado de la probeta antes de la prueba.

Figura 14.12. Montaje de la probeta en la base de la cámara. Colocación del papel filtro y laspiedras porosas.

Figura 14.13. Colocación de la membrana en el menbranero e introducción de la probeta en

ella.


30/64

Figura 14.14. Ajuste de la membrana y colocación de los aros sellos en el pedestal y cabezal dela cámara.

Figura 14.15. Colocando la cámara de Lucita para el ajuste de los tornillos.


31/64

Figura 14.16. Colocación de la cámara en el banco triaxial ajustando la manguera de entrada delagua para introducir la presión confinante y colocación del contrapeso al momento de aplicar

la confinante..

Figura 14.17. Conjunto de pesas, micrómetro y manómetro del equipo de compresión triaxial .

Llave de entrada deagua y de la presión

confinante

Micrómetro para

leer deformaciones

Tanque de

agua a

presión

Manómetro indicador

de la presión

Contrapeso

Vástago


32/64

Figura 14.18. Aplicación del esfuerzo a la probeta con las pesas hasta la falla.

Figura 14.19. Aspectos de la falla de la probeta durante la prueba y después de retirada la

cámara de Lucita.

Pesas


33/64

Figura 14.20. Probeta de suelo después de la falla. Medición de los diámetros finales. Pesado

de la probeta después del secado en el horno.

Reporte del alumno (resultados) de la Prueba de compresión triaxial UU.

Para determinar el valor de C y φ, de la muestra inalterada o alterada de suelo, realizamos los

cálculos utilizando las láminas 14, 14.1, 14.2 y 14.3.

Lámina 14. Datos de la probeta.







7. Peso probeta húmeda antes de la prueba + tara. Colocamos el peso registrado en la balanza

de la probeta después de haber terminado el labrado y corte de la altura. Se expresa en gr.

8. Peso de la probeta después de la prueba + tara. Este peso se obtiene pesando la probeta

después de desmontarla de cámara triaxial. Se expresa en gr.

9. Peso tara No. En este espacio se coloca el peso en gr y el número de la tara utilizada para el

pesado de la probeta en la balanza antes y después de la prueba.


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10. Wi. Peso de la probeta húmeda antes de la prueba, se registra en gr. Se obtiene restando al

peso de la probeta antes de la prueba + tara, el peso de la tara.

11. Ww. Es el peso del agua contenida en la probeta antes de la prueba, se expresa en gr y seobtiene restando al peso de la probeta Wi, el peso de la probeta seca Ws.

12. Peso probeta seca + tara. Es el peso de la probeta en gr registrado después de haber

permanecido un periodo de 18 a24 horas en el horno de secado a una temperatura de 100°C.

13. Peso probeta seca Ws. Se obtiene al restarle al peso probeta seca + tara, el peso de la

tara., se expresa en gr. Este peso no sufre variación durante la prueba.

14. Wf. Peso de la probeta húmeda después de la prueba, se registra en gr. Se obtiene

restando al peso de la probeta después de la prueba + tara, el peso de la tara.

15. ωi (%). Contenido de agua de la probeta antes de la prueba, se obtiene aplicando la

formula siguiente:

El peso del agua corresponde al punto 11 del punto 14.8.1. Lamina 14.

16. Contenido de agua final. En este espacio calcularemos el contenido de agua de la probeta

al final de la prueba.

Peso muestra húmeda + tara. Es el peso de la probeta húmeda después de la prueba.

Peso muestra seca + tara. Es el peso de la probeta seca más la tara después del secado

en el horno.

Peso tara No. En este espacio se coloca el número y el peso de la tara utilizada en el

pesado de la probeta antes y después del secado en el horno.

Ww. Peso del agua de la probeta después de la prueba, se obtiene restando al peso dela probeta Wf el peso de la probeta seca Ws.

Ws. Peso de la probeta seca después de haber permanecido en el horno de durante 18

a 24 horas a una temperatura de 100°C.

ωf. Contenido de agua final de la probeta, se aplica la fórmula 14.11.

17. Relaciones Volumetricas y Gravimetricas de la probeta.


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Densidad de sólidos Gs. En este espacio colocamos el valor de la densidad de los

sólidos obtenido al realizarle a la muestra la prueba del mismo nombre.

Altura de la probeta hm. Colocamos la altura promedio de la probeta, calculada al

medir con el calibrador vernier en tres puntos diferentes de la probeta, las unidades se

dan en cm. Diámetro de la probeta dm. Se coloca el diámetro promedio de la probeta obtenido al

medir con el vernier en la parte inferior, media y superior de la probeta, se expresa en

cm.

Área de la probeta Ai. El área inicial de la probeta en cm², se calcula aplicando la

fórmula:

Volumen de la probeta V. El volumen de la probeta lo obtenemos al multiplicar el áreapor la altura media. Se expresa en cm³.

Volumen de sólidos Vs. El volumen de los sólidos en cm³, que contiene la probeta se

obtiene al aplicar la siguiente expresión:

Volumen de Vacios Vv. El volumen de vacios de la probeta se calcula restando alvolumen de la probeta el de los sólidos.

Relación de vacios e. La relación de vacios de la probeta se calcula con la expresión

siguiente:

Grado de saturacion del agua S(%). El grado de saturación del agua , se calcula con la

expresión siguiente:


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18. Compactación. En esta tabla se anotan las presiones y el tiempo, que serán necesarios

aplicar a las capas de suelo para la construcción de las probetas remoldeadas, estos valores

son el resultado de realizar los tanteos de la compactación. En este manual la probeta se

realizó con una muestra inalterada, sin embargo a manera de ejemplo se completó esta

sección.19. Humedad de compactación. Al momento de realizar las probetas, debera tomarse una

muestra testigo de la humedad de la compactación, para loa cual tenemos:

Wh + tara. En esta celda vamos a anotar el peso de la muestra húmeda + tara en gr,

obtenido al realizar la prueba de compactación.

Ws + tara. Peso seco de la muestra testigo + tara en gr, después de haber permanecido

un periodo de 18 a 24 horas en el horno de secado a una temperatura constante de 100

°C sacamos la muestra del horno, la dejamos enfriar y se pesa anotando el peso en esta

celda. W tara. Peso de la tara vacía en gr, utilizado para el testigo de humedad.

Ww. Peso del agua de la muestra testigo , se obtiene al restar :

……. 14.18 Ws. Peso de los sólidos de la muestra testigo , obtenido con :

ω. Contenido de Humedad de la muestra testigo

En la parte inferior de la lámina 14, se piden datos de identificación del estudiante como son: la

clave del grupo, el número de equipo en que trabajo, su nombre completo, y la fecha en que se

realizó la práctica: así como el sello y la firma del encargado de dirigir la práctica.

Datos de la falla de la probeta.





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7. Presión Lateral Inicial σ3 (kg/cm²). En este espacio colocamos el valor del esfuerzo principal

menor σ3, con el que se inicia la prueba rápida, también se conoce como presión de

confinamiento inicial.

8. Presión Lateral final σ3 (kg/cm²). En esta línea colocamos el esfuerzo principal menor σ3,

con el que se termina la prueba rápida, también se conoce como presión de confinamiento

final.

9. Tiempo de prueba en minutos. Se coloca el tiempo transcurrido de la prueba desde que se

aprieta el cronometro hasta que la probeta falle y se tome la última lectura del micrómetro.

10. Relaciones de Pesos y volumenes. En este espacio colocamos los valores de las relaciones

obtenidas en la lámina 14, como son: la densidad de los sólidos Gs, relación de vacios e, el

contenido de humedad inicial y el valor del grado de saturacion del agua S (%).

11. Esfuerzo Principal mayor σ1. El esfuerzo principal mayor, se calcula después de haber

realizado el cálculo de la tabla situada en la parte de inferior de la lámina 14.1, para ello

debemos tener el valor del esfuerzo desviador máximo soportado por el suelo, y

posteriormente a este valor le sumaremos el del esfuerzo principal menor σ3.

12. Esfuerzo desviador en la falla σ1-σ3. En este espacio anotamos el valor del esfuerzodesviador máximo que la probeta soporto. Este valor se ve en la columna 19 de la lámina 14.1,

y debe ser el máximo valor de esa columna.

13. Diámetros finales (cm). En este espacio vamos a colocar los diámetros tomados a la

probeta después de haber fallado, se toman en la parte superior, media e inferior de la probeta

y se calcula el valor del diámetro medio.

14. Carga en Kg. Se anota la carga acumulada al fallar la probeta. La primera carga es cero y

posteriormente se colocan las cargas acumuladas.

15. Lectura del micrómetro en mm. Se anota la lectura del micrómetro, la primera es la lectura

inicial, las lecturas siguientes serán las observadas al aplicar la carga durante 60 seg.

16. Deformación Lineal δ (mm). En esta columna se anota la deformación que sufre la probeta,

para cada carga aplicada en los 60 segundos, la deformación lineal se calcula restando a la

lectura inicial las lecturas subsecuentes.


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17. Deformación Unitaria (E%). El valor de la deformación unitaria se expresa en porcentaje y

se calcula dividiendo la deformación lineal entre la altura media de la probeta en mm y se

multiplica por 100.

) x 100…….14.21

18. Área Corregida El área de la probeta sufre un aumento a medida que incrementamos la

carga durante la prueba, para ello debemos corregirla al aplicar cada carga, lo hacemos

aplicando la fórmula:

19. Esfuerzo Desviador en la falla σ1-σ3. Para calcular el esfuerzo aplicado al suelo en cada

carga, dividimos la carga entre el área corregida. Se expresa en Kg/cm².

20. Croquis de la probeta. En la parte inferior derecha de la lámina 14.1, vamos a realizar undibujo de la probeta después de la prueba, aquí se observa la falla y la deformación sufrida, se

anotan los diámetros finales obtenidos con el vernier.

En la parte inferior de la lámina 14. 1, se piden datos de identificación del estudiante como son:

la clave del grupo, el número de equipo en que trabajo, su nombre completo, y la fecha en que

se realizó la práctica: así como el sello y la firma del encargado de dirigir la práctica.

Curva Esfuerzo deformación Unitaria.





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7. Grafica Esfuerzo-Deformación Unitaria. Esta lámina, tiene por objetivo graficar la curva

esfuerzo contra deformación unitaria, para esto vamos a utilizar la información de la lámina

14.1, específicamente la columnas 17 de deformación unitaria que colocaremos en el eje de

las abscisas y la 19 de esfuerzo (σ1-σ3) en el eje de las ordenadas; podemos utilizar un

programa de computo que realice la graficación.

En la parte inferior de la lámina 14.2, se piden datos de identificación del estudiante como son:


se realizó la práctica: así como el sello y la firma del encargado de dirigir la práctica

Círculos de Mohr.

En esta lámina procederemos al trazo de los círculos de Mohr para obtener los valores de los

parámetros de resistencia al corte, asi como el peso específico del suelo en estado húmedo yen estado seco d.Tabla No. 1

La tabla uno, es un resumen de los valores de las relaciones fundamentales y de pesos yvolumenes de la probeta, tales como el contenido de agua, la relación de vacios, el grado de

saturación de la lámina 14; asi como los valores del esfuerzos σ3 aplicado a cada una de las

probetas falladas con su correspondiente valor del esfuerzo desviador máximo (σ1-σ3)

soportado por la misma, estos valores son los que aparecen en la lamina 14.1. En la parte

inferior de la tabla se calculan los valores promedio de las relaciones ω,e. y S.

Tabla No. 2

La tabla 2, muestra los resultados de los parámetros de resistencia C y φ, obtenidos después de

realizar el trazo de los círculos de Mohr, el valor de "C" es el valor de la ordenada desde elorigen hasta la intersección de la línea de falla con el eje y; asi mismo la inclinación de esta línea

de falla con respecto a la horizontal es el ángulo de fricción interna del suelo "φ".

Para el cálculo del peso específico "Υ" y del peso específico seco " Υd" de la probeta, utilizamos

los datos de peso húmedo antes de la prueba y el volumen de la probeta que se encuentran en

la lámina 14, y aplicamos las siguientes ecuaciones:


40/64

Tabla No. 3

La tabla tres, muestra las modalidades de las pruebas triaxiales que existen, en ella solo marcaremos

con una "x "el tipo de prueba que se realiza.

Círculos de Mohr

En este espacio se realiza el trazo de los círculos de Mohr, para ello se trazan dos ejes, en el de las

abscisas vamos a colocar los esfuerzos normales "σ "en kg/cm², y en el de las ordenadas los esfuerzos

tangenciales" " también en kg/cm², la escala horizontal debe ser igual a la vertical, debe procurarseque el eje horizontal involucre los valores de σ1 de las cuatro probetas falladas.

El trazo del primer círculo, inicia con el esfuerzo σ3 y termina con el esfuerzo σ1.

Ejemplo:

σ3 = 1 kg/cm² (inicio del circulo)

σ1 - σ3 = 2.50 kg/cm² (diámetro del circulo)

σ1 = σ3 + (σ1-σ3) = 1+ 2.5 = 3.5 kg/cm² (fin del circulo)

12 3

σ1-σ3

σ1 = σ3+ (σ1-σ3)

σ3


41/64

Este mismo procedimiento se aplica para todos círculos.

Cuando todos los círculos se han trazado, se procede a graficar una línea tangente a todos los círculos,

que se denomina línea de falla, esta se prolonga hasta chocar con el eje de las ordenadas.

El valor de la cohesión "C" es el valor de la ordenada se mide inicio del sistema coordenado hasta

donde se intersecta la línea de falla con el eje de las ordenadas, se lee en la escala que corresponda.

El ángulo de fricción interna "φ", es la inclinación que tiene la línea de falla con respecto a la horizontal,

se expresa en grados, minutos y segundos.

En la parte inferior de la lámina 14.3, se piden datos de identificación del estudiante como son:


se realizó la práctica: así como el sello y la firma del encargado de dirigir la práctica.


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PROCEDENCIA ( 1 ): Zapata , Tabasco IDENTIFICACION DE LAB (2): P-4

BANCO (3):

MUESTRA (5 PROBETA No.(6) 3

Peso probeta húmeda antes de la prueba + tara ( 7) = 210.68 gr

Peso probeta húmeda despues de la prueba + tara (8) = 210.62 gr

Peso tara No. (9) = 24 27.5 gr

Wi ( 10) = Ws + Ww = 183.18 gr

Peso agua Ww ( 11)= 38.74 gr ωi (%) = 26.82 %

Peso probeta seca + tara (12) = 171.94 gr

Peso probeta seca Ws (13) = 144.44

Wf (13)= Ws + Ww = 183.12 gr

Peso muestra húmeda + tara = 210.62 gr Ww = 38.68 gr

Peso muestra seca + tara = 171.94 gr Ws = 144.44 gr

Peso tara No. 24 27.5 gr ωf (%) = 26.78 %

Densidad de soli dos Gs = 2.725

Altura de la probeta h = 9.170 cm

Diametro de la probeta d = 3.590 cm

Area de la probeta A = 10.122 cm²

Volumen de la probeta V = A x h = 92.822 cm³

Volumen de solidos Vs = Ws/Gs 1 63.097 cm³

Volumen de vacios Vv = V- Vs = 29.724 cm³

Relaci on de vaci os e = Vv/ Vs = 0.471

Grado de saturacion S = Ww/Vv = 130.33 %

Capa No. Carga Tiempo

1 110 30

2 135 40

3 160 50

4 185 60

5 210 80

Wh +tara = 77.62 gr

Ws+ tara = 66.86 gr

tara No. = 27.6 gr

Ww = 10.76 gr

Ws = 39.26 gr

27.41 %

Nombre del alumno : Manuel Alejandro Canto Lopez clave del grupo: 4C

Fecha : 3 de Marzo de 2014 Firma y sello :

COMPACTACION (16)

HUMEDAD DE COMPACTACION ( 17)

LÁMINA 14

El Zacatal PROFUNDIDAD ( 4 ):

(5) : Cubica Inal terada

3.00 metros

RELACIONES VOLUMÉTRICAS Y GRAVIMÉTRICAS DE LA PROBETA (15)



TRIAXIAL RÁPIDA

CONTENIDO DE AGUA TIERRA ( 14)

No. Equipo : 3

ω(%)=

100


43/64

PROCEDENCIA ( 1 ): Zapata , Tabasco IDENTIFICACION DE LAB (2): P-4

BANCO (3):MUESTRA (5 PROBETA No.(6) 3

Presion lateral inicial ( σ3 = 3.00 kg/cm² σ1 ( 10)= 6.30 kg/cm²

Presion lateral final (8) σ3 = kg/cm²

Tiempo de prueba(9) 18 min. σ1- σ3(11) = 3.30 kg/cm²

Gs = 2.725 e = 0.751 d1 = 3.81 cm

ω (%)= 26.78 S ( % )= 97.30 d2 = 3.93 cm

d3 = 4.24 cm

dm = 3.99 cm

CARGA LECTURA DEFORMA. DEFORMA. AREA ESFUERZO

Kg MICROM. LINEAL UNITARIA CORREGIDA σ1- σ3

mm mm % cm2 Kg/cm2

(14) (15) (15) (17) (18) (19)

0.00 18.800 0.000 0.00 10.12 0.00

11.25 18.000 0.800 0.87 10.21 1.10

22.25 17.060 1.740 1.90 10.32 2.16

25.75 16.000 2.800 3.05 10.44 2.47

27.75 15.020 3.780 4.12 10.56 2.63

29.50 14.050 4.750 5.18 10.67 2.76

31.00 13.120 5.680 6.19 10.79 2.87

32.25 12.120 6.680 7.28 10.92 2.95

33.75 11.060 7.740 8.44 11.06 3.05

35.25 10.070 8.730 9.52 11.19 3.15

36.00 8.070 10.730 11.70 11.46 3.14

36.75 7.010 11.790 12.86 11.62 3.16

38.00 6.050 12.750 13.90 11.76 3.23

38.50 5.070 13.730 14.97 11.90 3.23

39.25 3.050 15.750 17.18 12.22 3.21

40.25 1.800 17.000 18.54 12.43 3.24

41.25 1.050 17.750 19.36 12.55 3.29

42.00 0.050 18.750 20.45 12.72 3.30

42.00 0.000 18.800 20.50 12.73 3.30

Nombre del alumno : Manuel Alejandro Canto Lopez 4C

No. Equipo : 3 Fecha : Firma y sello :

DIAMETROS FINALES (13)

clave del grupo:

3 de Marzo de 2014

RELACIONES DE PESOS Y VOLUMENES (12)

CROQUIS PROBETA

(5) : Cubica Inal terada



TRIAXIAL RÁPIDA

LÁMINA 14.1

El Zacatal PROFUNDIDAD ( 4 ): 3.00 metros

3.81

3.93

4.24


44/64

PROCEDENCIA ( 1 ): Zapata , Tabasco IDENTIFICACION DE LAB (2):

BANCO (3): El Zacatal PROFUNDIDAD ( 4 ):Cubica Inalterada PROBETA No.(6)

INSTITUTO TECNOL GICO DE M RIDADEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA

TRIAXIAL R PIDA

LÁMINA 14.2

MUESTRA (5 ):

Firma y sello :

Nombre del alumno :

No. Equipo : 3 3 de Marzo de 2014

4C

3.00 metros3

P-4

Manuel Alejandro Canto Lopez

Fecha :

clave del grupo:

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Gráfica Esfuerzo- Deformacion Unitaria

Deformación Unitaria ( % )

E s f u e r z o

K g / c m ²


45/64

Tabla No. 1 Tabla No. 2

PRUEBA ωi ωf ei ef Si Sf σ3 σ1- σ31 26.45 0.743 96.50 1.00 2.50 Cohesion C 9 Ton/m²

2 26.72 0.749 97.20 2.00 3.00 Angulo de Fricción 10° 36´ grados

3 26.82 0.751 97.30 3.00 3.30 Υ 1973 kg/m³

4 26.33 0.744 96.40 5.00 4.10 Υd 1556 kg/m³

promedios 26.58 0.747 96.85 Tabla No. 3

Rápida x

Consolidada

Lenta

4CNombre del alumno : clave del grupo:

No. Equipo : 3



LÁMINA 14.3

CIRCULO DE MOHR COMPRESION TRIAXIAL

Manuel Alejandro Canto Lopez

Parametros de Resis tencia

Tipo de prueba

Fecha : 3 de Marzo de 2014 Firma y sello :

s f

r z

t

c i l

(

c

² )

Esfuerzo Normales σ ( Kg /cm²)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

3

2

1

0

Línea

de falla

CÍRCULOS DE MOHR ( 4)

φ

C


46/64

Corte Directo

Introducción.

La forma más antigua de prueba de corte sobre un suelo es la de corte directo, utilizada primeramente

por Coulomb en 1776. Los elementos esenciales del aparato de corte directo se muestran en la figura15.1. El suelo se coloca en una caja que se rompe por su plano medio. Se aplica una fuerza de

confinamiento y a continuación una fuerza tangencial que origina un desplazamiento relativo entre las

dos partes de la caja. Se registra la magnitud de las fuerzas tangenciales en función del desplazamiento y

generalmente también la variación de espesor de la muestra.

El aparato de corte puede ser circular o cuadrado en planta. En general la caja tiene de 20 a 25 cm². y

aproximadamente 3 cm de altura. La carga normal se aplica mediante un gato hidráulico o por medio de

sobrecargas. En la mayoría de los aparatos el esfuerzo normal varía de O a 10 kg/cm 2. La fuerza

tangencial se aplica bien mediante pesas (prueba de esfuerzo controlado) o mediante un motor de

velocidad variable (prueba de deformación controlada). En suelos secos la duración de la prueba decorte directo es semejante a la de la prueba triaxial.

El ensayo de corte directo consiste básicamente en deslizar una porción del suelo con respecto a otra, a

lo largo de un plano de falla predeterminado, mediante la acción de una fuerza horizontal

incrementada, mientras se aplica una carga normal al plano en movimiento.

Figura 15.1 Principio del esfuerzo de corte directo.

piedra porosa

piedra porosa

Fuerza cortante

Placa de carga

Fuerza normal

Fuerza

cortante

Caja de corte


47/64

Figura 15.2. Máquina de Corte directo

Los ensayes de corte directo se clasifican en:

Ensayos No consolidados –No drenados

Ensayos consolidados –No drenados

Ensayos consolidados – drenados

En el primer tipo de ensaye el corte se realiza antes de consolidarse la muestra bajo la carga normal; si el

suelo es cohesivo y saturado se desarrolla un exceso de la presión de poro, este ensayo es análogo a la

prueba de compresión triaxial rápida (UU).

En la segunda modalidad, se aplica la fuerza normal, antes de aplicar la fuerza de corte se observa el

movimiento vertical del micrómetro o deformimetro hasta que la deformación se estabiliza; este

ensaye es similar a las pruebas triaxiales consolidadas-No drenadas y consolidadas- drenadas.

Para la última modalidad de la prueba de corte directo, la fuerza normal se aplica, y la aplicación de la

fuerza de corte se demora hasta que se haya generado toda la deformación; la aplicación de la fuerza

de corte debe ser lenta para evitar que se desarrollen presiones de poro en la muestra; este ensayo es

similar a la prueba de compresión triaxial consolidada –drenada.

En los suelos que no son cohesivos, los resultados de los tres ensayos son casi iguales

independientemente del grado de saturación de la muestra, siempre y cuando se aplique la fuerza de

corte de una forma moderada es decir que no sea muy rápida. Para los suelos cohesivos, los resultados

si están influenciados por la modalidad de la prueba aplicada y por el grado de saturación, otro factor es

el hecho de que la muestra esta normalmente consolidada sobreconsolidada.

Generalmente se obtienen para suelos sobreconsolidados dos conjuntos de parámetros de resistencia;

un conjunto para ensayos hechos con cargas inferiores a la presión de preconsolidación y un segundo


48/64

conjunto para cargas normales mayores a la de preconsolidación. Donde se sospeche la presencia de

esfuerzos de preconsolidación en un suelo cohesivo se aconseja realizar seis ensayos para tener

resultados más confiables.

Los esfuerzos normales y de corte se calculan con las ecuaciones siguientes:

Para determinar los parámetros de resistencia C y φ, deberán realizarse varios ensayes a muestras

similares bajo esfuerzos normales diferentes, para obtener el esfuerzo de corte y posteriormente

realizar una gráfica en la cual se determinaran los parámetros de corte.

Figura 15.3. Gráficas para determinar los parámetros de corte a) arenas y arcillas normalmente

consolidadas b) arcillas sobreconsolidadas.

Para calcular la resistencia al corte se utiliza el criterio de Mohr-Coulomb ya visto en la práctica anterior.


49/64

Figura 15.3. a) Criterios de falla Mohr – Coulomb b) Criterios de falla Mohr – Coulomb para el corte.

Prueba de corte directo.

Competencias específicas y genéricas de la Prueba de corte directo

Competencia especifica. Obtener los parámetros de resistencia al corte C (cohesión) y φ

(ángulo de fricción interna) de una muestra de suelo realizando una prueba de corte directo.


Determinar los parámetros C (cohesión) y ф (ángulo de fricción interna) de resistencia al

esfuerzo cortante de una muestra de suelo utilizando la prueba de corte directo.

Material y equipo necesarios para la práctica No. 12. Prueba de Corte Directo.

Máquina o Aparato de corte


50/64

Caja de corte. Esta dividida en dos partes, superior e inferior, debe ser de un materialque no sea afectado por la humedad, ambas mitades deben ser del mismo espesorunidas por dos seguros o tornillos. En esta caja de corte se colocara la muestra de suelo.

Aditamentos de carga (marco y contrapeso). Para la aplicación del esfuerzo de la carganormal la máquina está diseñada de modo que el peso del brazo de palanca seadespreciado y solo se tome en cuenta el peso de la carga normal que se aplique.

Aditamentos para cortar la muestra. Para el corte de la muestra, la maquina permitehacerlo a velocidad uniforme de desplazamiento; llevando un control de velocidad deaplicación de la carga, la velocidad debera ser aplicada de acuerdo a las característicasde los suelos.


51/64

Aditamentos para medir la fuerza cortante (anillo de carga). La fuerza de corte sedetermina en una gráfica de calibración del anillo de corte midiendo la deformación quesufre.

Tazón para la caja de corte. Es la caja metálica donde se coloca y fijara la caja de corte,soportando de manera firme la parte inferior de la caja de corte y dejando libre la partesuperior para el libre movimiento en la dirección de la fuerza aplicada en el plano

horizontal.

Micrómetro o indicador del desplazamiento horizontal y vertical. La máquina utiliza tresmicrómetros para la medición de los cambios de espesor de la muestra, se usara uno de0.01 mm y dos electrónicos de 0.0001 mm de precisión.


52/64

Pisón para compactar la muestra. Cucharón y espátula. Cronómetro

Balanza con aproximación a 0.1 gr.

Horno Cápsula de porcelana.

Procedimiento de la Práctica 12. Prueba de corte directo.

Para realizar la prueba de corte directo, lo primero que haremos será la construcción de la probeta,

posteriormente montaremos la probeta en el tazón de corte para ensayarla con la fuerza normal

seleccionada.

Preparación de la Probeta.

Para construir la probeta, debemos realizarle al suelo una prueba de compactación, con estos resultados

determinaremos los valores de los pesos específicos seco máximo y la humedad optima del suelo;mismos que serán la referencia para construir la probeta con el peso específico requerido para el

ensaye.

Paso 1. Se miden las dimensiones y el peso de la caja de corte, diámetro interno, altura y peso

utilizando un calibrador vernier y la báscula con aproximación de 0.1 gr, estos se anotan en la lámina 15.

Paso 2. Determinamos las cantidades de material seco y de agua que vamos a utilizar para construir

las probetas, se procede a humedecer el suelo, se uniformiza la humedad y se deja reposar de 1 a 2

horas , seguidamente se pesan tres porciones iguales de suelo húmedo, mismas que colocaremos en

la caja de corte en tres capas del mismo espesor y con la misma densidad, aplicándoles golpes para

compactarlas.

Paso 3. Se prepara la caja de corte, verificando que estén bien ajustadas ambas partes de la caja y

asegurándola con los tornillos de modo que ninguna de las partes pueda moverse o desajustar.

Paso 4. La muestra se prepara fuera del tazón de corte, para tener una buena compactación se le darán

golpes con un pisón metálico, en tres capas del mismo espesor hasta llenar la caja de corte, en el


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fondo de la caja colocamos la piedra porosa; una vez llena la caja se enrasa, se pesa el conjunto y

posteriormente se determina el peso de la probeta, restando al peso de la caja+probeta el de la caja

vacía. Este peso se anota en la lámina 15.

Figura 15.4. Medición de las dimensiones y el peso de la Caja de corte.

Figura 15.5. Preparación de la probeta de prueba.

Procedimiento de la Prueba de Corte Directo

Paso 1. Una vez colocada la muestra en la caja de corte se coloca en el tazón de corte, para ello deberán

tomarse en cuenta los siguientes ajustes para el éxito del ensaye:

Ajustar cuidadosamente la caja de corte

Ajustar la fuerza vertical a cero de modo que no cargue peso antes de iniciar la prueba

Ajustar la fuerza vertical de manera correcta verificando que no se mueva el brazo de palanca,

para no ejercer presión sobre la muestra antes de iniciar el ensaye.

Ajustar horizontalmente el anillo de fuerza cortante, de modo que no se ejerza presión extra en

la muestra, para esto se recomienda mantener en cero el deformimetro del anillo de carga e ir

ajustándolo en el momento en que tope el soporte del anillo con la caja de corte, marcando

presión en el deformimetro, en este momento se detendrá el ajuste del lado del anillo de carga.

Si después de ajustar el anillo, el tazón de corte queda lejano al brazo de presión de la máquina

se ajustara con la misma, moviendo hacia adelante hasta que se ejerza la misma presión, se

detendrá la máquina.


54/64

Se recomienda estar pendiente de los deformimetro en los momentos de ajuste, debido a que si

no nos fijamos del momento en que la máquina o el anillo hacen contacto con la muestra

podemos sobrecargarla y no tener los resultados correctos.

Una forma de fijarse que la probeta no ha sido sobrecargada, es al momento de retirar los

tornillos de la caja de corte, si salen de modo sencillo es porque la muestra ha sido recargada, se

recomienda desajustar y reajustar antes de quitar los tornillos de sujeción.

Paso 2. Después de haber realizado la colocación de la muestra en la caja de corte, y está en el tazón de

corte siguiendo las recomendaciones de ajuste antes mencionadas, verificamos la colocación y que

este bien tapada la probeta.

Paso 3. Aplicar la fuerza normal, verificando antes que el contrapeso del marco de carga este bien

colocado, para que este cumpla la función y que se desprecie su peso, por lo que solo se tomara en

cuenta el peso colocado en el portapesas.

Paso 4. Verificar la correcta colocación y funcionamiento de los deformimetros.

Paso 5. Verificar que los componentes de la máquina de corte estén correctamente asentados y

funcionando adecuadamente.

Velocidad de la máquina

Palanca de avance: hacia- adelante-punto central.

Botón de encendido

Botón para detener

Paso 6. Anotar en la lámina 15 el valor de la fuerza normal aplicada en kg.

Paso 7. Retirar los tornillos de ajuste de la caja de corte.

Paso 8. Seleccionar la velocidad de aplicación de la fuerza de corte. Para ello se ajusta el botón de

velocidad hasta el valor requerido en mm/minutos.

Paso 9. Encender la máquina de corte girando el botón de encendido.

Paso 10. Anotar en la lámina 15, las lecturas iniciales de los deformimetro vertical, horizontal y la del

anillo de fuerza cortante.

Paso 11. Poner en marcha la máquina moviendo la palanca hacia adelante y anotar las lecturas de los

deformimetros en la lámina 15 a cada minuto, se recomienda tomar algunas lecturas de más despuésde la falla de la probeta.

Paso 12. Cuando la probeta ha fallado y se ha terminado la toma de lecturas de los tres deformimetros,

se detiene la maquina girando el botón para ello.


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Paso 13. Se retira la carga normal, y posteriormente se ajusta la caja de corte a su posición original,

dirigiéndola hacia atrás, encienda de nuevo la máquina para liberar la presión que la caja de corte

tiene, coloque los tornillos de sujeción de la caja para retirarla del tazón de corte.

Figura 15.6. Colocación de la probeta en el tazón de corte.

Figura 15.7. Colocación de la fuerza normal y ajuste del anillo de fuerza de cortante

Figura 15.8. Ajuste de los micrómetros para medir el desplazamiento vertical y horizontal


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Figura 15.9. Controles de encendido del motor, ajuste de la velocidad de desplazamiento horizontal,

parada de emergencia, y botón de avance y retroceso de la fuerza de corte.

Figura 15.10. La muestra cuando se ha retirado del tazón de corte, y la probeta después de desajustar

los tornillos de sujeción.

Reporte del alumno (resultados) de la Práctica No. 12. Prueba de corte directo.

Para determinar el valor de C y φ, de la muestra inalterada o alterada de suelo, realizamos los

cálculos utilizando las láminas 15, 15.1 y la gráfica 15 ; asi como la curva de calibración del

anillo para medir la fuerza de corte de la probeta de suelo.

Lámina 15. Registro de Esfuerzos y Desplazamientos.







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7. Tipo de Ensaye. En este espacio se coloca la modalidad de prueba realizada.

8. Fecha. Se anota la fecha de realización de la prueba.

9. Datos de la probeta.

Diámetro (d). Colocamos el diámetro de la caja de corte medido con el calibrador

vernier, se expresa en cm.

Altura (h). En este espacio vamos a colocar la altura de la caja de corte medida con el

vernier, La expresamos en cm.

Peso de la caja de corte. Anotamos el peso de la caja de corte obtenido al pesarla en la

báscula.

Área de la probeta. El área de la probeta en cm², se calcula aplicando la fórmula:

.4

Humedad de compactación (%). Anotamos la humedad de compactación del suelo en

porcentaje.

Peso de la Probeta húmeda W. Peso de la probeta de suelo, se calcula restando el peso

de la caja de corte al de la muestra +caja de corte, se expresa en gr.

Peso específico de la probeta Υ. Para el cálculo del peso específico "Υ" de la probeta,

utilizamos los datos de peso húmedo antes de la prueba ,y la ecuación:

Volumen de la probeta V. El volumen de la probeta se obtiene al multiplicar el área por

la altura. Se expresa en cm³.

10. Aplicación de la Carga

Aplicación de la carga (N). Peso de la fuerza normal aplicada en el portapesas del

equipo de corte, se expresa en kg.

Velocidad de prueba. En este espacio colocamos la velocidad de aplicación de la fuerza

de corte a través del desplazamiento de la caja de corte, se expresa en mm/minutos.

Esta se selecciona en el equipo.

11. Lectura del deformimetro vertical. Cuando se inicia la prueba, la lectura del deformimetro

para leer el desplazamiento vertical es cero, a medida que la prueba transcurre, este valor se


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incrementa, en esta columna se colocan las lecturas en mm tomadas a cada minuto para poder

determinar la deformación vertical.

12. Deformación vertical. La deformación vertical se calcula restando a la lectura del

deformimetro tomada en cada minuto la lectura inicial del deformimetro vertical. Se expresa en

mm.

13. Lectura del deformimetro horizontal. Cuando se inicia la prueba, la lectura del

deformimetro para leer el desplazamiento horizontal es cero, a medida que la prueba

transcurre este valor aumenta, colocando en esta columna las lecturas en mm tomadas a cada

minuto para poder determinar la deformación horizontal.

14. Deformación horizontal. La deformación horizontal, se calcula restando a la lectura del

deformimetro tomada en cada minuto la lectura inicial del deformimetro horizontal. Se

expresa en mm.

15. Lectura del anillo de fuerza. En esta columna colocamos la lectura del anillo en mm, para

determinar la fuerza de corte en Kg, se toma a cada minuto una vez que la prueba se ha

iniciado, posteriormente esta lectura será corregida aplicando la ecuación de calibración del

anillo para convertirla la lectura de mm a fuerza de corte en kg.

16. Fuerza de Corte (T). La fuerza de corte se determina, utilizando la ecuación de calibración

del anillo de carga para convertir las lecturas en mm a valores de fuerza en kg.

Ejemplo:

Ecuación de calibración Y = 0.1372(X) +0.6688

CALIBRACION DEL ANILLO DE CARGA DE LA FUERZA DE CORTE

y = 0.1372x + 0.6688

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

16.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Lecura del Deformimetro mm

F u e r z a d e C o r t e k g


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Lectura anillo (X) = 45 mm

Lectura Corregida o fuerza de corte (Y) = 0.1372 (45) +0.6688 = 6.84 Kg.

17. Resistencia al Corte (kg/cm²). La resistencia al corte, se calcula dividiendo la fuerza de corte

entre el área de la caja de corte o de la probeta. Para cada d

teoria y practica de la unidad 6

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