Seguridad, higiene y Saneamiento Ambiental II

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS

ALUMNO:Patio Torres Adrian 2011103011INFORME DE LABORATORIO n 7ENSAYO DE CORTE DIRECTO

PRACTICA N 7

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

REFERENCIAS.

Manual de ensayos de mecnica de rocas

OBJETIVO.

Mediante este ensayo se determina el ngulo de friccin interna y la cohesin en testigos de roca y con estos parmetros la resistencia al esfuerzo cortante.

EQUIPOS.

Equipo de corte directo Equipo para medir desplazamientos horizontales (en la direccin de la aplicacin de secado cortante) con escala graduada con capacidad de medir hasta 25 mm. Molde para encapsular el testigo en la mezcla.

EXPOSICIN GENERAL.

Preparacin de testigos: encapsular el testigo cilndrico con una mezcla de concreto de secado rpido en un molde.

Procedimiento:1. Se registra el dimetro de la muestra para calcular el rea de deslizamiento.

2. Se coloca los testigos en la parte interior de la caja y se coloca la parte superior de la caja sobre ella. Se hacen coincidir las partes en forma manual. Se empezara el ensayo aplicando una carga normal y carga cortante pequeas para mantener la posicin.

3. Se fija el medidor de desplazamiento en la parte superior para registrar los movimientos horizontales (poner a cero el dial).

4. Se aplica la carga normal requerida con la bomba manual, se registra y se mantiene constante, luego se aplica la carga cortante gradualmente, Se registran las cargas cortantes y los desplazamientos horizontales respectivos. Al llegar al mximo valor de fuerza cortante se registra este valor y su desplazamiento.

Se sigue aplicando carga cortante hasta que esta se mantenga constante y se registra sus desplazamientos, entonces habremos hallado el valor de esfuerzo cortante residual.

5. Se repite este proceso para el ensayo n2 y n3, incrementando la carga normal con una razn constante. Volvemos a colocar el testigo en su posicin inicial, teniendo cuidado que el detrito producido por el corte no se pierda del plano de ensayo. Obtenemos en cada ensayo los valores correspondientes al esfuerzo cortante mximo y residual( repitiendo los pasos 2,3 y 4)

CALCULOS.

Se calcula el rea de ensayo del testigo A (cm2) y con las cargas se calculan los valores de esfuerzo:

Esfuerzo Normal:

Esfuerzo cortante residual

a) Llevar a un grfico el registro de esfuerzos cortantes vs desplazamientos horizontales, para cada ensayo (ensayo n 1, 2,3).

b) Llevar a un diagrama, los valores de esfuerzos normales y sus correspondientes esfuerzos cortantes mximos. Estos puntos tienden a generar una lnea recta. La pendiente es esta recta es el coeficiente de friccin interna y sus ngulos es el ngulo de friccin.

c) Determinar el ngulo de friccin y cohesin.

1. INTRODUCCION.

El da 30 de octubre a las 8:00 AM los alumnos de la carrera profesional de Ingeniera de Minas de la Universidad Nacional de Moquegua realizamos un viaje de estudio a la ciudad de Tacna con direccin a la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann especialmente a su laboratorio de Mecnica de Rocas. El cual realizamos prcticas de Laboratorio y una de ellas fue ensayo de corte directo que describir paso a paso segn mis apuntes tomados y fotos en ese momento.

Primeramente fuimos recibidos por Esteban Machaca encargado del laboratorio de mecnica de rocas quien fue gua junto a nuestro docente Marcos Quispe para la realizacin de los procedimientos adecuados.

Dentro del laboratorio pudimos observar muchas mquinas de las cuales nosotros hemos usado las siguientes:

LOS EQUIPOS QUE UTILIZAMOS:

UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS

Informe de Laboratorio

Mecnica de RocasPgina 2 de 18

Equipo de corte directo

Equipo dial

Molde para encapsular el testigo.

2. MARCO TEORICO.

Equipo de Corte Directo:

El aparato de corte proporcionar medios para aplicar un esfuerzo normal a las caras de la muestra, permitiendo el drenado del agua a travs de las placas porosas en los lmites superior e inferior de la muestra de suelo, y para muestras sumergidas en agua. La mquina debe ser capaz de aplicar una fuerza cortante a la muestra a lo largo de un plano de corte predeterminado paralelo a las caras de la muestra. Los marcos que sostendrn la muestra deben ser lo suficientemente rgidos para prevenir su distorsin durante el proceso de corte. Varias partes de la mquina de corte deben de estar hechas de material anticorrosivo resistentes a la humedad o sustancias presentes en el suelo, por ejemplo, acero inoxidable, bronce, aluminio, etc. Metales distintos a los nombrados pueden causar oxidacin.

Nanmetro:

El nanmetro es la unidad de longitud que equivale a una mil millonsima parte de un metro (1 nm = 109 m).

Comnmente se utiliza para medir la longitud de onda de la radiacin ultravioleta, radiacin infrarroja y la luz. Recientemente la unidad ha cobrado notoriedad en el estudio de la nanotecnologa, rea que estudia materiales que poseen dimensiones de unos pocos nanmetros.

El smbolo del nanmetro es nm.

Molde para encapsular el testigo:

Un molde especialmente diseado para que encaje en el equipo perfectamente (ver figura 6a) y que ser utilizado para en capsular el testigo en una mezcla de concreto de secado rpido. Este molde consta de dos mitades que tienen la misma forma y dimensiones que la caja del equipo de ensayo

Ensayo de Corte Directo:

El ensayo de corte directo tiene como finalidad encontrar el valor del ngulo de friccin residual () en testigos de roca que han sido previamente fracturados. Este ensayo se puede aplicar en rocas duras o blandas y en testigos de roca que contengan planos de falla o discontinuidades naturales o artificiales (interface concreto-roca).

Usos:La determinacin del esfuerzo cortante de un testigo de roca es importante en el diseo de estructuras como: taludes de roca, cimentaciones de presas, tneles, piques o chimeneas de minas subterrneas, almacenes subterrneos y otros. Aunque se sabe que la prediccin exacta del comportamiento del macizo rocoso es imposible.

Teora:Es necesario distinguir dos conceptos: ngulo de friccin interna y ngulo de friccin residual. El ngulo de friccin interna acta mientras la roca no ha fallado mientras que el ngulo de friccin residual acta cuando se ha producido la falla. En muchas estructuras rocosas se puede observar que la roca se encuentra fracturada; sin embargo, no se aprecia problemas de sostenimiento, debido a que no se ha producido movimiento relativo entre las partes falladas y esto se debe principalmente a la friccin residual de la roca.

3. PROCEDIMIENTO DE LA PRCTICA.

Lo primero que realizamos fue coger el molde para testigos y preparar tres muestras para eso se us la mezcla de cemento, arena y una cantidad de agua.

Debemos dejarlo secar por tres das para estar seguros que la muestra esta ptima para usarse, luego proseguimos a sacar la muestra de la siguiente manera:

Lo siguiente es colocar el testigo en la parte interior de la caja y se coloca la parte superior de la caja sobre ella. Se hacen coincidir las partes en forma manual.

Empezaremos el ensayo aplicando una carga normal y una carga pequea para mantener la posicin. Se fija el medidor de desplazamientos en la parte superior para registrar los movimientos horizontales, tenemos que poner el dial a cero.

Ajustamos el dial y lo colocamos a cero de la siguiente manera:

Nos fijamos el medidor:

Se aplica la carga normal requerida con la bomba manual, se registra y se mantiene constante, luego se aplica la carga cortante gradualmente:

Podemos ver que se movi la flecha del medidor de poco en poco:

Al llegar al mximo valor de fuerza cortante se registra el valor y su desplazamiento. Se sigue aplicando carga cortante hasta que esta se mantenga constante y se registra sus desplazamientos, entonces habremos hallado el esfuerzo cortante residual.

Aqu podamos ver el desplazamiento que tena el testigo.

Se repite este proceso para el ensayo n2 y 3, incrementando la carga normal con una razn constante. Volvimos a colocar el testigo en su posicin inicial obteniendo en cada ensayo valores del esfuerzo mximo y residual de los testigos.

Caractersticas de la muestra.Dimetro 3.8 cm rea: 11.34 cm2Aplicaciones de carga:KN* 101.97 ENSAYO n1Carga normal (KN)3.00Carga normal (Kg)305.91Esfuerzo Normal (Kg/cm2)26.97FHEr

KNKgMm(Kg/cm2)

100.000.000.00

21101.970.008.99

31.5152.960.0013.49

42203.940.0017.98

52.3234.530.2520.68

62.4244.731.0021.58

72.5254.932.0022.48

82.8285.523.0025.18

92.9295.714.0026.07

103305.915.0026.97

113305.916.0026.97

123305.917.0026.97

133.2326.308.0028.77

143.2326.309.0028.77

153.3336.5010.0029.67

163.4346.7011.0030.57

173.5356.9012.0031.47

183.7377.2913.0033.27

193.8387.4914.0034.17

203.6367.0915.0032.37

213.4346.7016.0030.57

223.4346.7017.0030.57

233.4346.7018.0030.57

243.3336.5019.0029.67

253.3336.5020.0029.67

263.3336.5021.0029.67

273.3336.5022.0029.67

283.3336.5023.0029.67

ENSAYO n2Carga normal (KN)5.00Carga normal (Kg)509.85Esfuerzo Normal (Kg/cm2)44.96FHEr

KNKgMm(Kg/cm2)

100.000.000.00

21101.970.008.99

31.5152.960.0013.49

42203.940.0017.98

52.3254.930.0022.48

62.4305.910.0026.97

72.5356.900.2531.47

82.8387.491.0034.17

92.9387.492.0034.17

103428.273.0037.76

113428.274.0037.79

123458.875.0040.46

133.2469.066.0041.36

143.2479.267.0042.26

153.3489.468.0043.16

163.4469.069.0041.36

173.5428.2710.0037.76

183.7428.2711.0037.76

193.8428.2712.0037.76

203.6428.2713.0037.76

213.4428.2714.0037.76

223.4428.2715.0037.76

233.4428.2716.0037.76

243.3428.2717.0037.76

253.3428.2718.0037.76

263.3428.2719.0037.76

273.3428.2720.0037.76

ENSAYO n3Carga normal (KN)7.00Carga normal (Kg)713.79Esfuerzo Normal (Kg/cm2)62.94FHEr

KNKgMm(Kg/cm2)

100.000.000.00

21101.970.008.99

31.5152.960.0013.49

42203.940.0017.98

52.5254.930.0022.48

63305.910.0026.97

73.5356.900.0031.47

84407.880.0035.96

94.5458.870.2540.46

104.8489.461.0043.16

115509.852.0044.96

125509.853.0044.96

135509.854.0044.96

145.2530.245.0046.75

155.2530.246.0046.75

165.5560.847.0049.45

175.5560.848.0049.45

185.8591.439.0052.15

195.7581.2310.0051.15

205509.8511.0044.96

214.5458.8712.0040.46

224407.8813.0035.96

233.8387.4914.0034.17

243.5356.9015.0031.47

253305.9116.0026.97

262.8285.5217.0025.18

272.8285.5218.0025.18

282.8285.5219.0025.18

292.8285.5220.0025.18

Diagramas de los tres ensayos:

Ensayo n 1.-

Ensayo n 2.-

Ensayo n 3.-

CORTE DIRECTO

ensayo n123

carga normal (kg)305.91509.85713.79

esfuerzo normal (kg/cm2)26.9744.9662.94

esfuerzo tangencial (kg/cm2)34.1737.7652.15

Angulo de friccin (Grados)Cohesin(Kg/cm2)

26.5718.88

4. CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS.

En conclusin principal se ha demostrado que realizar una prctica de mecnica de rocas en el mismo laboratorio con los materiales y equipos necesarios dan un mejor entendimiento de lo que es el curso tanto la determinacin de la humedad como la determinacin de la densidad fueron comprendidos con mayor facilidad gracias a la prctica y observacin as como la participacin dinmica del grupo.

Hemos llegado a la conclusin que para este tipo de ensayo se necesita mucha precisin as como rapidez para usar el equipo de corte directo.

Se recomienda en el laboratorio tener cuidado con los aparatos, instrumentos, materiales a usarse debido a que un uso inadecuado puede generar accidentes.

Prestar debida atencin a la lectura de medidas con el vernier y realizar repeticiones para obtener bien los datos.

Gracias a la gua docente encargados se logr dominar satisfactoriamente los conceptos desarrollados que nos permitieron el buen entendimiento de esta prctica.

5. BIBLIOGRAFIA.

http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/mecanica8.htm

http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/cortedirecto.pdf

http://www.lms.uni.edu.pe/Ensayo%20de%20corte%20directo.pdf

http://es.slideshare.net/Carolina_Cruz/ensayo-de-corte-directo

https://mecanicadesuelos1unitec.wordpress.com/ensayo-de-corte-directo/