LABORATORIO DE SUELOS ENSAYO 2. CORTE DIRECTO

Transcripción

1 LABORATORIO DE SUELOS ENSAYO 2. CORTE DIRECTO

2 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.

3 CAJA DE CORTE EQUIPO

4 CAJA DE CORTE DIRECTO

5 EQUIPO DE CORTE DIRECTO

6 CELDA DE CARGA

7 LVDT, DEFORMIMETRO ANALOGO, DEFORMIMETRO ELECTRONICO

8 CONTROL DE VELOCIDAD

9 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.

10 COMPACTACION DE LA MUESTRA (ARENA)

11 PROCEDIMIENTO 1. COLOCAR LA MUESTRA EN LA CAJA DE CORTE

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

13 4. COLOCAR LOS DEFORMIMETROS 5. COLOCAN CEROS τ = Fh/A

14 6. FINALMENTE APLICAR LA CARGA HORIZONTAL HASTA LA FALLA.

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

16 20%

17

18 Se hace lo mismo para tres probetas con diferente esfuerzo normal

19 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 para evitar la migración del agua fuera de la muestra. Se obtienen esfuerzos efectivos Se obtienen esfuerzos totales

20 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 T (Fuerza horizontal). anterior ENSAYO CONSOLIDADO DRENADO CD Se consolida la muestra y luego se drena la muestra, velocidad baja.

21 Carga de Corte en lbs RESULTADOS CORTE DIRECTO Arena de Otawa Suelta Esfuerzo Normal de 20psi Esfuerzo Normal de 40 psi Esfuerzo Normal de 60 psi Desplazamiento Lateral en in

22 Cambios Volumetricos en in RESULTADOS CORTE DIRECTO Arena de Otawa Suelta Esfuerzo Normal de 20psi Esfuerzo Normal de 40 psi Esfuerzo Normal de 60 psi Desplazamiento Lateral en in

23 τ3 τ2 τ1 σ1 σ2 σ3

24 Arena densa Suelta Arena densa Arena suelta

25 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).

26 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.

27 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). σ f τ f

28 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.

29 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.

30 REFERENCIAS ASTM Standard D : Test Method for Unconsolidated; Undrained Compressive Strenght of Cohesive Soils in Triaxial Compression. ASTM Standard D : Test Method for Unconfined Compressive Strenght of Cohesive Soil.