ensayo de corte directo (consolidado - drenado)

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

CONSOLIDADO DRENADO CDCompetencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos

ALCANCEEsta norma tiene por objeto establecer el procedimiento para determinar la resistencia al corte de una muestra de suelo consolidado y drenado empleando el mtodo de corte directo.

EQUIPODispositivo para aplicar la fuerza normal: Se aplica mediante una palanca de carga acoplada, activada mediante cargas muertas.Dispositivo para cortar la muestra: Debe tener la capacidad suficiente para cortar la muestra a una velocidad de desplazamiento uniforme (0.0001 a 0.04 in/min).Dispositivo para medir la fuerza de corte: Se puede emplear un anillo de carga o una celda de carga con precisin de 0.5 lb.Indicador de deformacin: Puede ser un indicador tipo dial, un transformador diferencia de variable lineal LVDT u otro dispositivo adecuado.Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos

EQUIPOPiedras porosas: Sern de carburo de silicio, oxido de aluminio o un metal no corrosivo, la permeabilidad de las piedras deber ser mayor que la del suelo.Caja de corte: Debe ser de acero inoxidable, bronce o aluminio con suministros para drenar el agua de arriba hacia abajo. La caja est dividida horizontalmente en dos mitades de igual espesor.Contenedor de la caja de corte: Proporciona una reaccin contra una mitad de la caja de corte, la cual es libre de moverse coincidentemente con la fuerza de corte aplicada.Anillo cortante: Adecuado para tallar las muestras de acuerdo con la dimensin interior de la caja de corte con un mnimo de alteracin.Otros equipos: Balanza, cuchillo, cronometro, calibrador, agua destilada, etc.

MUESTRA DE ENSAYOSi se usa una muestra inalterada, deben ser lo suficientemente grande para proveer un mnimo de tres muestras idnticas. El dimetro mnimo para muestras circulares o el ancho mnimo para muestras cuadradas debe ser alrededor de 50 mm (2 in), 10 veces mayor que el dimetro del tamao mximo de las partculas, cualquiera que sea la mayor.El espesor mnimo de la muestra de ensayo, debe ser alrededor de 25 mm (1 in).La relacin mnima dimetro/espesor, ancho/espesor segn la muestra debe ser de 2:1.

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PREPARACIN DE LA MUESTRASe utilizan muestras obtenidas de bloques inalterados, o mediante tubos muestreadores.

MUESTRAS INALTERADAS

Retire la capa de parafina del bloque inalterado.Inserte el anillo cortante y corte tres muestras. Corte de las muestras Retirado de la capa de parafina.Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos

PREPARACIN DE LA MUESTRAEnrase las superficies planas de las muestras con un cuchillo y llene los vacios con el material recortado.

Extraiga la muestra del anillo cortante y determine la altura inicial y el dimetro.Extraccin de la muestra del anillo cortanteCompetencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos

PREPARACIN DE LA MUESTRAPese la masa inicial de cada una de las muestras (MTo) y determine el contenido de humedad inicial, utilizando el material recortado de las muestras, de acuerdo con la norma ASTM D 2216. Peso de la masa inicial de las muestras.Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos

PREPARACIN DE LA MUESTRAMUESTRAS REMOLDEADAS

Mezcle el suelo con suficiente agua para obtener el volumen de agua deseada. La muestra deber estar lista antes que se realice la compactacin de acuerdo con la siguiente gua:


Tipo de sueloTiempo mnimo en horasSW, SPMSC, ML, CLMH, CH---31836

PREPARACIN DE LA MUESTRAEnsamble la caja de corte y asegrela con los tornillos de alineacin. Coloque una piedra porosa hmeda y un papel filtro en el fondo de la caja de corte.

Compacte cada capa hasta que la masa acumulativa de los suelos puesta en la caja de corte se compacte a un volumen conocido.

Escarifique cada capa antes de colocar una capa superior.


PREPARACIN DE LA MUESTRADetermine la masa de la muestra, pesando la caja de corte ms muestra y restando el peso de la caja de corte.

Las muestras remoldeadas tambin pueden ser preparadas compactando el suelo mediante los procedimientos y el equipo usado para determinar la relacin humedad-densidad de los suelos de acuerdo con la norma ASTM D 1557, Compactacin con proctor modificado, ASTM D 698, Compactacin con proctor estndar.


PROCEDIMIENTO

Primera etapa.- Consolidacin de la muestra.

Ensamble la caja de corte colocando las piedras porosas, el papel filtro.Asegure la caja de corte con los tornillos de alineacin, centre la placa de transferencia de carga y coloque la caja en el dispositivo de corte.Muestra dentro de la caja de corteAseguramiento de la caja de corte.Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos

PROCEDIMIENTOConecte y ajuste el sistema de corte.Coloque los LVDT horizontal y vertical.Llene con agua la caja de corte.Calcule las cargas normales para obtener los esfuerzos normales deseados.

Encerado de los LVDTEncerado de los deformmetrosCompetencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos

PROCEDIMIENTOAplique la carga normal, agregando masa al brazo de palanca ( 0.5, 1, 2 Kg/ cm2).Registre las lecturas vertical en funcin del tiempo transcurrido.Grafique la curva deformacin vertical versus log del tiempo o raz cuadrada del tiempo en min.

Aplicacin de la carga normalCompetencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos

PROCEDIMIENTOQuite los tornillos y levante el anillo mvil a 0.025 in (0.64 mm).Determine el tiempo total para que se produzca la falla (tf), mediante la siguiente ecuacin:

Donde:tf=Tiempo total estimado para alcanzar la falla, min. 10 min para arenas densas y limpiasT50=Tiempo requerido por la muestra para lograr el 50% de consolidacin.


PROCEDIMIENTOSi t90 se calcula por mtodo de la raz cuadrada del tiempo, t50 se obtiene con la siguiente ecuacin.

Donde:

T90= Tiempo requerido por la muestra para alcanzar el 90% de la consolidacin primaria, min.4.28= Constante relativa


PROCEDIMIENTODetermine la velocidad de corte, la cual debe ser lo suficientemente lenta:

Donde:dr=Velocidad de desplazamiento, en in/min mm/min.df=Desplazamiento horizontal estimado hasta la falla, in mm. 0.5 in si el material es de grano fino normal o sobreconsolidado y 0.2 in. Si el suelo es arenosoTf=Tiempo estimado hasta la falla, min.


PROCEDIMIENTOSegunda etapa.- Corte de la muesra

Inicie el corte de la muestra aplicando la velocidad calculada.Registre las lecturas de deformacin vertical, horizontal y de la celda de carga a intervalos de desplazamiento horizontal igual o menor que el 2% del dimetro de la muestra.Corte de la muestraCompetencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos

PROCEDIMIENTOContine cortando la muestra hasta cuando actu la mxima resistencia al corte

Luego de alcanzar la falla desarme el equipo quitando los LVDT, las pesas y luego la caja de corte.

Retirado de la caja de corte.Desarmado de la caja de corte.Competencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos

PROCEDIMIENTORetire la muestra de la caja de corte, pese su masa y determine el contenido de humedad ASTM D 2216.

Proceda a realizar dos ensayos adicionales.


CLCULOSDetermine el esfuerzo cortante, como sigue:

Donde:t =Esfuerzo cortante, lb/in2 kPa.F =Fuerza de corte, lb N, que se calcula como sigue:F = Lectura del deformmetro de carga * Constante del anillo de carga.A =rea inicial de la muestra, in2 mm2.


CLCULOSDetermine el esfuerzo normal que acta sobre la muestra, como sigue:

Donde:=Esfuerzo normal, lb/in2 kPa.N=Fuerza vertical que acta sobre la muestra, lb N, se calcula como sigue:

N = Carga aplicada * Brazo de palancaCompetencias Tcnicas de Laboratorista en Mecnica de Suelos

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