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LABORATORIO DE SUELOS
ENSAYO 2. CORTE DIRECTO
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ENSAYO DE CORTE DIRECTO
Determina los parámetros de resistencia al
corte de los suelos, ángulo de fricción (Ø) y
cohesión (C), es uno de los ensayos más
comunes, debido a que es simple y
económico de realizar.
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CAJA DE CORTE
EQUIPO
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CAJA DE CORTE DIRECTO
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EQUIPO DE CORTE DIRECTO
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CELDA DE CARGA
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LVDT, DEFORMIMETRO ANALOGO,
DEFORMIMETRO ELECTRONICO
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CONTROL DE VELOCIDAD
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TIPO DE MUESTRA
Muestras inalteradas, remoldeadas o compactadas.
DIMENSIONES DE LA MUESTRA
Depende de la caja de corte, pueden ser cilindricas o cuadradas
DATOS DE LA MUESTRA
Se deben medir, el diámetro, la altura, humedad, densidad húmeda y densidad
seca.
PROCEDIMIENTO
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COMPACTACION DE LA MUESTRA
(ARENA)
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PROCEDIMIENTO
1. COLOCAR LA MUESTRA EN LA CAJA
DE CORTE
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2. COLOCAR LA CAJA EN EL EQUIPO DE CORTE.
3. COLOCAR LA CARGA NORMAL.
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τ = Fh/A
4. COLOCAR LOS DEFORMIMETROS
5. COLOCAN CEROS
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6. FINALMENTE APLICAR LA CARGA HORIZONTAL HASTA
LA FALLA.
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σ =Fn/A
τ = Pt/A
7. ESTADO FINAL DE LA MUESTRA,
MUESTRA FALLADA
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20%
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Se hace lo mismo para tres probetas con
diferente esfuerzo normal
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ENSAYO NO CONSOLIDADO NO DRENADO UU:
Aplicable a arcillas (Suelos finos de bajapermeabilidad).
Se impide la consolidación mediante la rápidaaplicación de la carga normal P, buscando quequede completamente saturado y no permitir lasalida del agua. La fuerza tangencial T, también seaplica rápidamente para evitar la migración delagua fuera de la muestra.
TIPOS DE ENSAYOS
Se obtienen esfuerzos efectivos
Se obtienen esfuerzos totales
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ENSAYO CONSOLIDADO NO DRENADO CU
En este ensayo se aplica una carga P (normal al plano de falla) que consolida la muestra, cuando se ha consolidado se aplica rápidamente la fuerza tangencial T (Fuerza horizontal).
ENSAYO CONSOLIDADO DRENADO CD
Se consolida la muestra y luego se drena la muestra, velocidad baja.
Esfuerzos que se obtienen igual que caso anterior
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Arena de Otawa Suelta
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
180.00
200.00
0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140
Desplazamiento Lateral en in
Carg
a d
e C
ort
e e
n lb
s
Esfuerzo Normal de 20psi
Esfuerzo Normal de 40 psi
Esfuerzo Normal de 60 psi
RESULTADOS CORTE DIRECTO
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Arena de Otawa Suelta
-0.400
-0.300
-0.200
-0.100
0.000
0.100
0.200
0.300
0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140
Desplazamiento Lateral en in
Cam
bio
s V
olu
metr
ico
s e
n in
3
Esfuerzo Normal de 20psi
Esfuerzo Normal de 40 psi
Esfuerzo Normal de 60 psi
RESULTADOS CORTE DIRECTO
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σ1 σ2 σ3
τ1
τ2
τ3
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Arena densa
Suelta
Arena densa
Arena suelta
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VENTAJAS DEL ENSAYO
• Facilidad de ejecución, (simple)
• Posibilidad de la realización de gran cantidad de pruebas en poco
tiempo. (rápido)
• Bajo costo.
• La posibilidad de realizar ensayos sobre superficies de discontinuidad,
ya que puede medirse la resistencia al corte en un plano especifico,
cortando la muestra con una determinada orientación.
• El ensayo se utiliza para todo tipo de suelos (cohesivos y granulares).
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El equipo convencional de cizalladura directa, no permite el
control sobre las condiciones de drenaje durante la
realización del ensayo, ni la posibilidad de medir presiones
de poros. Además las muestras no pueden saturarse
completamente. Para obtener un grado de saturación
relativamente alto, se debe sumergir los especimenes enagua con anterioridad durante un periodo largo de tiempo.
DESVENTAJAS DEL ENSAYO
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DESVENTAJAS DEL ENSAYO
Como el plano de falla es predeterminado, una de las desventajas de este
ensayo consiste en la imposibilidad de conocer los esfuerzos que actúan en
planos distintos al de falla durante su realización, sin embargo en el instante de
falla, los esfuerzos actuantes en otras direcciones se pueden determinar por
medio del círculo Mohr. En ese instante el círculo de falla es tangente a la línea
de falla. (Procedimiento del Polo).
σf
τ f
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El mecanismo de falla es progresivo, es decir las zonas
extremas de la muestra trabajan a un esfuerzo diferente que el
centro del espécimen. Debido a esto la prueba debe
restringirse a suelos de falla plástica, como las arcillas blandas
y las arenas sueltas. En arcillas rígidas y arenas compactas, la
prueba conduce a resultados por lo general conservadores. Es
decir la curva de esfuerzo-deformación queda desplazada
hacia valores menores.
DESVENTAJAS DEL ENSAYO
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DESVENTAJAS DEL ENSAYO
El área de la muestra esta variando durante la
aplicación de la fuerza tangencial, lo que conduce
a efectuar correcciones que generalmente no
suelen realizarse. El ensayo no permite el calculo
del modulo de elasticidad, ni el modulo cortante.
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ASTM Standard D2850-87: Test Method for Unconsolidated; Undrained Compressive
Strenght of Cohesive Soils in Triaxial Compression .
ASTM Standard D2166-91: Test Method for Unconfined Compressive Strenght of
Cohesive Soil.
REFERENCIAS