corte directo

TALLER BÁSICO DE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil

Laboratorio de Mecánica de Suelos

Expositor: Antioco Quiñones Villanueva

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MECÁNICA DE SUELOS

Ensayo de Corte Directo


Laboratorio de Mecánica de Suelos CORTE DIRECTO

Ensayo de Corte DirectoASTM D 3080

El ensayo de corte directo permite encontrar los parámetros de resistencia de un suelo (cohesión y ángulo de fricción).

Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI

y ángulo de fricción).


Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPO

Equipo de Corte Directo Para Suelos Granulares :Equipo mecánico. Se usa en suelos granulares.





Equipo de Corte Directo Residual :Totalmente electrónico. Permite mayores deformaciones. Se usa en suelos finos.


Laboratorio de Mecánica de Suelos MOLDE DE CORTE

Parte inferior

Parte superior

Pistón

Tornillos de sujeción


Papel filtro

Baseranurada

metal poroso



Balanza electrónica Tallador:

lado 6 cm.área de corte 36 cm 2.altura 2 cm.


altura 2 cm.volumen 72 cm 3.

Compactador.Espátulas,arco de sierranivel de burbuja.

Tallador para muestra de Corte con su compactador para muestras remoldeadas.


Laboratorio de Mecánica de Suelos Preparación de muestras

Muestra inalterada :Se corta una muestra


un poco mayor al tamaño del tallador.



Muestra inalterada :Se coloca el tallador


en la parte superior. Se corta poco a poco en los bordes.



Muestra inalterada :


Luego se talla por los bordes del tallador.





Poco a poco se introduce el tallador.





Luego que el tallador pasa en su totalidad, se debe cortar por los extremos.



Muestra remoldeada :Pesar la cantidad de muestra de acuerdo al peso especifico y


especifico y contenido de humedad proporcionado por el solicitante.Dividir el peso total en tres partes.




Muestra remoldeada :Compactar en tres capas. Se debe cuidar que el material pesado no disminuya del nivel correspondiente.


Laboratorio de Mecánica de SuelosConservación de la muestra

Todo tipo de muestra debe conservarse en un recipiente que conserve la humedad hasta el


humedad hasta el momento que sea ensayada.


Laboratorio de Mecánica de SuelosMontaje de la muestra


Se debe colocar sobre la parte inferior de la celda de corte, en orden:a) La base ranurada,b) Dos piedras porosas,c) Un papel filtro.




Colocar la parte superior de la celda, cuidando que los agujeros de mismo diámetro estén alineados y atornillar.

Vista de perfil Vista de planta




Cubrir con el pistón alineándose al tallador, papel filtro y metal poroso. Luego aplicar unos golpes hasta que la muestra llegue al fondo, sin compactar. Retirar el tallador.




Muestra colocada en el molde de corte directo. En l a parte superior se ha colocado el papel filtro, el metal p oroso y la tapa del molde.


Laboratorio de Mecánica de SuelosPreparación del equipo

Este equipo aplica la presión normal por carga muer ta a través de un brazo de palanca que amplifica la carga de las pesas por diez. Para continuar con el ensayo se debe seguir el siguiente procedimiento:

a. Colocar el brazo en posición horizontal con ayuda d el nivel de burbuja. Para que no se incline al coloca r las pesas, ajustar la manivela al tope, cuidando siempr e


pesas, ajustar la manivela al tope, cuidando siempr e mantener la horizontalidad del brazo.

b. Una vez seguro poner las pesas que generarán la presión normal del ensayo, que generalmente es 0,5 Kg/cm 2, 1,0 Kg/cm 2 o 1,5 Kg/cm 2. Para este modelo de equipo la carga que se coloca en el extremo equival e la décima parte de la fuerza aplicada sobre el área (36 cm 2) de la celda de corte.



σ3 Kg./cm2 Peso necesario

36xσ3 Kg.

Pesas aplicadas

en el extremo g.

0,5 18 1800

1,0 36 3600

1,5 54 5400





Vista en planta del lugar del equipo donde se ha de colocar la celda de corte.




Colocación de la celda de corte en el equipo.




Celda de corte ya colocada en el equipo.


Laboratorio de Mecánica de Suelos DATOS QUE SE OBTIENENDial de Deform. Dial de Deform. Dial de Deform.

Carga Tang. Carga Tang. Carga Tang.

(div) div. (div) div. (div) div.

7.0 25 13.0 25 34.0 2515.0 50 25.0 50 49.0 5021.0 75 36.0 75 61.0 7522.0 100 41.0 100 68.0 10025.0 150 48.0 150 74.0 15027.0 200 51.0 200 80.0 20028.0 250 53.0 250 84.0 250

Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI

28.0 250 53.0 250 84.0 25029.0 300 55.0 300 86.0 30030.0 350 57.0 350 87.0 35031.0 400 58.0 400 89.0 40032.0 450 59.0 450 91.0 45034.0 500 61.0 500 93.0 50035.0 550 63.0 550 94.0 55035.0 600 64.0 600 94.0 60036.0 650 64.0 650 94.0 65036.0 700 64.0 700 94.0 70036.0 750 64.0 750 94.0 75035.0 800 64.0 800 94.0 800


Laboratorio de Mecánica de SuelosCALCULO ESFUERZO DE CORTE

El esfuerzo de corte para cada punto se calcula con la siguiente relación:

A

ldkE

*=


Donde:E = esfuerzo de corte.K = constante del anillo de carga.

0.315 para el equipo de corte residual.ld = lectura de la columna dial de carga.A = área del molde.



Ejemplo para la fila Nº 1 (carga 0.50 kg/cm 2):

0619.062.35

0.7*315.0 ==E



3184.062.35

0.36*315.0 ==E




6545.062.35

0.74*315.0 ==E



2476.062.35

0.28*315.0 ==E


Laboratorio de Mecánica de SuelosCálculo de deformación tangencial

La deformación tangencial para cada punto se calcul a con la siguiente relación:

001.0*LecDefDef =


Donde:Def = Deformación tangencial (cm).LecDef = Lectura del dial de deformación tangencial .




025.0001.0*25 ==Def

Cálculo de deformación tangencial



075.0001.0*75 ==Def




150.0001.0*150 ==Def

Cálculo de deformación tangencial



250.0001.0*250 ==Def


Laboratorio de Mecánica de Suelos RESULTADOSDial de Deform. Esfuerzo Deform. Dial de Deform. Esfuerzo Deform. Dial de Deform. Esfuerzo Deform.

Carga Tang. Corte Tang. Carga Tang. Corte Tang. Carga Tang. Corte Tang.

(div) div. (kg/cm2) (cm) (div) div. (kg/cm2) (cm) (div) div. (kg/cm2) (cm)

7.0 25 0.0619 0.03 13.0 25 0.1150 0.03 34.0 25 0.3007 0.0315.0 50 0.1327 0.05 25.0 50 0.2211 0.05 49.0 50 0.4334 0.0521.0 75 0.1857 0.08 36.0 75 0.3184 0.08 61.0 75 0.5395 0.0822.0 100 0.1946 0.10 41.0 100 0.3626 0.10 68.0 100 0.6014 0.1025.0 150 0.2211 0.15 48.0 150 0.4245 0.15 74.0 150 0.6545 0.1527.0 200 0.2388 0.20 51.0 200 0.4510 0.20 80.0 200 0.7075 0.2028.0 250 0.2476 0.25 53.0 250 0.4687 0.25 84.0 250 0.7429 0.2529.0 300 0.2565 0.30 55.0 300 0.4864 0.30 86.0 300 0.7606 0.30


29.0 300 0.2565 0.30 55.0 300 0.4864 0.30 86.0 300 0.7606 0.3030.0 350 0.2653 0.35 57.0 350 0.5041 0.35 87.0 350 0.7694 0.3531.0 400 0.2742 0.40 58.0 400 0.5130 0.40 89.0 400 0.7871 0.4032.0 450 0.2830 0.45 59.0 450 0.5218 0.45 91.0 450 0.8048 0.4534.0 500 0.3007 0.50 61.0 500 0.5395 0.50 93.0 500 0.8225 0.5035.0 550 0.3095 0.55 63.0 550 0.5572 0.55 94.0 550 0.8313 0.5535.0 600 0.3095 0.60 64.0 600 0.5660 0.60 94.0 600 0.8313 0.6036.0 650 0.3184 0.65 64.0 650 0.5660 0.65 94.0 650 0.8313 0.6536.0 700 0.3184 0.70 64.0 700 0.5660 0.70 94.0 700 0.8313 0.7036.0 750 0.3184 0.75 64.0 750 0.5660 0.75 94.0 750 0.8313 0.7535.0 800 0.3095 0.80 64.0 800 0.5660 0.80 94.0 800 0.8313 0.80


Laboratorio de Mecánica de Suelos Gráficos

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

Esf

uerz

o C

orte

(kg

/cm

2 )


Deformación Tangencial vs. Esfuerzo de Corte

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

Deformación Tangencial (cm)

Esf

uerz

o C

orte

(kg

/cm


Laboratorio de Mecánica de Suelos Gráficos

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00E

sfue

rzo

de C

orte

(kg

/cm

2 )

Resultados :

Cohesión:c = 0.06 kg/cm 2

Angulo de fricción:


Esfuerzo Normal vs. Esfuerzo de Corte Máximo

0.00

0.10

0.20

0.30

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6

Esfuerzo Normal (kg/cm 2)

Esf

uerz

o de

Cor

te (

kg/c

m

Angulo de fricción:Φ = 27.2º

corte directo

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