LABORATORIO DE SUELOS ENSAYO 2. CORTE DIRECTO

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.

EQUIPO CAJA DE CORTE

CAJA DE CORTE DIRECTO

EQUIPO DE CORTE DIRECTO

CELDA DE CARGA

LVDT, DEFORMIMETRO ANALOGO, DEFORMIMETRO ELECTRONICO

CONTROL DE VELOCIDAD

PROCEDIMIENTO 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.

COMPACTACION DE LA MUESTRA (ARENA)

PROCEDIMIENTO 1. COLOCAR LA MUESTRA EN LA CAJA DE CORTE

2. COLOCAR LA CAJA EN EL EQUIPO DE CORTE. 3. COLOCAR LA CARGA NORMAL.

4. COLOCAR LOS DEFORMIMETROS 5. COLOCAN CEROS

τ = Fh/A

6. FINALMENTE APLICAR LA CARGA HORIZONTAL HASTA LA FALLA.

7. ESTADO FINAL DE LA MUESTRA, MUESTRA FALLADA σ =Fn/A

τ = Pt/A

20%

Se hace lo mismo para tres probetas con diferente esfuerzo normal

TIPOS DE ENSAYOS ENSAYO NO CONSOLIDADO NO DRENADO UU: Aplicable a arcillas (Suelos finos de baja permeabilidad). Se impide la consolidación mediante la rápida aplicación de la carga normal P, buscando que quede completamente saturado y no permitir la salida del agua. La fuerza tangencial T, también se aplica rápidamente paraSe evitar la migración del obtienen esfuerzos efectivos agua fuera de la muestra. Se obtienen esfuerzos totales

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 Esfuerzos que se obtienen igual que caso tangencial Tanterior (Fuerza horizontal).

ENSAYO CONSOLIDADO DRENADO CD Se consolida la muestra y luego se drena la muestra, velocidad baja.

RESULTADOS CORTE DIRECTO Arena de Otawa Suelta 200.00

180.00

160.00

Carga de Corte en lbs

140.00

120.00

100.00

80.00

60.00

40.00

Esfuerzo Normal de 20psi Esfuerzo Normal de 40 psi

20.00

Esfuerzo Normal de 60 psi

0.00 0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

Desplazamiento Lateral en in

0.100

0.120

0.140

RESULTADOS CORTE DIRECTO Arena de Otawa Suelta

0.300

0.200

Cambios Volumetricos en in3

0.100

0.000 0.000

0.020

0.040

0.060

0.080

-0.100

-0.200

-0.300 Esfuerzo Normal de 20psi Esfuerzo Normal de 40 psi Esfuerzo Normal de 60 psi

-0.400 Desplazamiento Lateral en in

0.100

0.120

0.140

τ3 τ2 τ1

σ1

σ2

σ3

Arena densa Suelta

Arena densa

Arena suelta

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).

DESVENTAJAS DEL ENSAYO 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 en agua con anterioridad durante un periodo largo de tiempo.

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 τf

DESVENTAJAS DEL ENSAYO 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

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.

REFERENCIAS

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.