ensayo de corte directo suelos ii

8/16/2019 Ensayo de Corte Directo Suelos II

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ENSAYO DE CORTE DIRECTO

Presentado por:

Jeison Camilo González Marn! "#$%&'

Presentado a:

Yelena (ernández Aten)iaDo)ente

*NI+ERSIDAD COOPERATI+A DE CO,OM-IA.AC*,TAD DE INGENIER/A

PROGRAMA DE INGENIER/A CI+I,S*E,OS II

I-AG*01 TO,IMA23


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INTRODUCCIÓN

El suelo como soporte para cualquier tipo de obra civil representa un aliado o unenemigo que puede surgir de forma inesperada a la hora de ejecutar cualquier diseño sino se realiza previamente un análisis estricto de su estructura y las

propiedades que van a ser solicitadas dependiendo del tipo de construcción.Cuando una estructura se apoya en la tierra, transmite los esfuerzos al suelo defundación, estos esfuerzos producen deformaciones que pueden ocurrir por eldeslizamiento de las partculas, lo que podra conllevar al deslizamiento de unagran masa de suelo.

Este tipo de problemas geot!cnicos corresponden a fallas del tipo catastróficos ypara evitarlas se debe realizar un estudio de estabilidad que requiere delconocimiento de la resistencia al corte del suelo. El análisis debe asegurar, que losesfuerzos de corte solicitantes son menores que la resistencia al corte, con unmargen adecuado de modo que la obra siendo segura, sea económicamente

factible de llevar a cabo."a determinación de la resistencia al esfuerzo cortante constituye uno de lospuntos fundamentales de toda la #ecánica de $uelos. "a obtención de parámetroscomo la cohesión y el ángulo de fricción son variables que identifican sufuncionalidad y capacidad de resistencia. %or consiguiente una valoracióncorrecta de este concepto constituye un paso previo imprescindible para intentar cualquier aplicación dentro del campo de las obras civiles.


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OBJETIVOS

GENERAL

• &eterminar la resistencia al corte de una muestra de suelo, sometidapreviamente a un proceso de consolidación, cuando se le aplica unesfuerzo de cizalladura o corte directo mientras se permite un drenajecompleto de ella.

ESPECÍFICOS

• E'presar la relación entre los esfuerzos de consolidación y la resistencia ala cizalladura en condiciones drenadas.

• (btener los parámetros de la resistencia al esfuerzo cortante, ángulo defricción )*+ y cohesión )c+.


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EQUIPO

• Aparato o Dispositi4o de )orte dire)to

&eberá sostener la probeta con seguridadentre dos piedras porosas colocadas una encada cara, de tal manera que no sepresenten movimientos de torsión sobre ella.El equipo debe ser capaz de aplicar y medir una fuerza de corte para hacer fallar lamuestra a lo largo de un determinado plano)corte simple+ o de determinados planos)corte doble+. "os marcos que sostienen laprobeta deben ser lo suficientemente rgidos

para evitar su deformación durante el corte.

• Ca5a de )orte: &eberá ser de acero

ino'idable, bronce, o aluminio, con losaditamentos necesarios para el drenaje por laparte de arriba y por el fondo. "a caja de cortedeberá estar dividida por un plano horizontalque separa dos mitades de igual espesor, !stadeberá estar provista con tornillos de

alineación o bloqueo.

• Piedras porosas: "as piedras porosas deben ser de carburo de silicio,

ó'ido de aluminio o de un metal que no seasusceptible a la corrosión por sustanciascontenidas en el suelo o la humedad delmismo. "a permeabilidad de la piedraporosa debe ser substancialmente mayor

que el de la muestra, pero debe prevenir laintrusión e'cesiva de las partculas demuestra en los poros de la inserción.

DISPOSITIVOS DE CARGA


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• Dispositi4o para la apli)a)i6n de la 78erza normal: &ebe estar

capacitado para aplicar rápidamente la fuerzaespecificada.

• Dispositi4o para la apli)a)i6n de la 78erza de )orte: "a capacidaddepende más que todo del tipo de control con )ontrol de de7orma)ioneso con )ontrol de es78erzos.

• Dispositi4os para medir 78erza de )orte: &eberáposeer un medidor de fuerza de corte, el cual podráser un anillo calibrado o una celda de carga.

a+ Re)ipiente para )a5a de )orte: Caja metálica quesoporte la caja de corte, libre de movimiento cuando la fuerza horizontal de

corte es aplicada.

b+ C8arto 9medo: -al que garantice que la p!rdidade humedad durante la preparación de la muestra no e'ceda de ./ 0,tanto para su almacenamiento como para su preparación.

c+ Anillos para el tallado de la m8estra: &eberán ser los adecuados para

tallar la muestra de acuerdo con las dimensiones interiores de la caja decorte con un mnimo de alteración.

d+ -alanza: &ebe tener una sensibilidad de .1 g o.1 0 de la masa de la probeta.


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e+ Medidores de desplazamiento: &eben ser adecuados para medir los

cambios en el espesor de la muestra con una sensibilidad de .2 mm).13+ y para medir los desplazamientos laterales con una sensibilidadde .2 mm ).13+.

f+ (orno de se)ado: Capaz de mantener latemperatura a 114 C 5 /4 C )267 5 84 9+.

g+ Re)ipientes 4arios: %ara muestras de humedad.

h+ E;8ipo mis)eláneo :ncluyen cronómetro, sierra de alambre, espátula,cuchillos, enrrasadores, agua destilada y demás elementos necesarios parala correcta ejecución del ensayo.

DESARROLLO DEL ENSAYO

Res8men del m


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normal, soltar los marcos que contienen la muestra y desplazar un marcohorizontalmente respecto al otro a una velocidad constante de deformación ymedir la fuerza de cizalladura y los desplazamientos horizontales a medida que lamuestra es cizallada.

PROCEDIMIENTO

#oldear 6 o ; probetas de una muestra de suelo inalterada, utilizando un

anillo cortante para controlar el tamaño. E'traer las muestras del anillocortante para determinar la altura inicial y el diámetro, se pesa la masainicial de cada una de las muestras y se determina el contenido dehumedad inicial.

Ensamblar la caja de corte, saturar las piedras porosas y medir la caja para

calcular el área )8al ;8e en el ensa=ode )onsolida)i6n para determinar el momento en el ;8e la )onsolida)i6n9a=a terminado?

Conectar y ajustar adecuadamente el instrumento de medición de

desplazamiento horizontal utilizado para medir los desplazamientos de

cizalladura. =acer una lectura inicial o colocar el instrumento de mediciónpara indicar el desplazamiento cero.

erificar que todos los

componentes del sistema de carga est!n ajustados y alineados de talmanera que no quede restringido el movimiento de la placa de transferencia


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de carga en la caja de cizalladura. ?egistrar la carga vertical y la cargahorizontal aplicadas en el sistema.

Nota: ,a )ar>a normal apli)ada al espe)imen de@e ser aproimadamenteBPa 3?3B >)m2F?

9ijar y ajustar los instrumentos de medición y desplazamiento lateral y

vertical. (btenga las lecturas iniciales o coloque en cero los instrumentosde medición de desplazamiento vertical y horizontal.

$i se requiere, llene la caja de cizalladura con agua y mant!ngala llena

durante la ejecución del ensayo.

Calcular y registrar la fuerza normal requerida para obtener el esfuerzo

normal deseado o el incremento subsiguiente. 8iente e)8a)i6n p8ede ser 8tilizada )omo 8na >8a para

determinar el tiempo mnimo re;8erido desde el prin)ipio del ensa=o 9astala r8pt8ra?

t f A /-/

t f )min+ -iempo total estimado hasta la ruptura, minutos.


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-/ )min+ tiempo requerido para que el especimen alcance el /0 de laconsolidación bajo el esfuerzo normal especificado )o los incrementossubsiguientes+

$eleccionar y fijar la velocidad de desplazamiento. %ara algunos tipos de

aparatos la velocidad de desplazamiento se logra utilizando combinacionesde piñones y posiciones de palancas. En otros tipos la velocidad dedesplazamiento se consigue ajustando la velocidad del motor.

?egistrar el tiempo inicial, los desplazamientos vertical y horizontal y las

fuerzas normal y de cizalladura. %oner en funcionamiento el aparato e iniciela cizalladura.

=acer la lectura de los datos de tiempo, desplazamiento vertical y horizontal

y la fuerza de cizalladura a intervalos definidos de desplazamiento. "as

lecturas de datos deben tomarse a intervalos de desplazamientos iguales al20 del diámetro del especimen, o de su anchura, para definir con precisiónuna curva de esfuerzoBdesplazamiento.

&etener el aparato una vez ocurra la falla de la muestra. El desplazamiento

correspondiente a la condición de falla puede encontrarse entre el 1/ y el20 del diámetro o longitud del especimen.

uitar la fuerza normal del especimen, retirando la masa de la palanca.

8ientes pre>8ntas! para lo )8al p8ede 8tilizar @i@lio>ra7a)omplementaria:

&? C8áles = )8antos datos o@tieneH

%ermite obtener los siguientes datos

a+ Drea inicial del esp!cimen.b+ 9uerza de cortec+ 9uerza normal que acta sobre el esp!cimen


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d+ Esfuerzo de corte má'imoe+ &esplazamiento lateral de cortef+ &esplazamiento normalg+ -iempo para la falla del especimen

2? 8< se 9a)e )on esos datosH

$e realiza el cálculo de los esfuerzos normales y de corte de la siguiente forma

Esfuerzo de or!e "o#$"%&' (ue %!)% e" e& es*+$#e",

τ F F

A

&onde

τ F esfuerzo nominal de corte, en G%a,

9 F fuerza de corte, en H, y

< F área inicial del esp!cimen, en mmI.

Esfuerzo "or#%& (ue %!)% e" e& es*+$#e",

η =

N

A

&ónde

J F esfuerzo normal, en G%a, y

H F fuerza normal que acta sobre el esp!cimen, en H.

"? 8< >rá7i)os realizaH

• $e realiza un gráfico de logaritmo de tiempo o de la raz cuadrada deltiempo vs la deformación para los incrementos de carga en los que sedeterminó el t/.


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$e puede realizar la gráfica de esfuerzo cortante -./ vs el esfuerzo normal -σ n /.


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• &as Nraja #. )21+. 9undamentos de :ngeniera Oeot!cnica. #!'ico:nternational -homson Editores, $. . E U 1/; U V. &eterminación de la resistencia al corte m!todo decorte directo )cd+ )consolidado drenado+. &isponible enftpPPftp.ani.gov.coPNogota02>illavicencio02$ector1P;02=:&?

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