Post on 12-Jan-2016
description
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA
FACULTAD DE ARQUITECTURA, INGENIERÍA
CIVIL Y DEL AMBIENTE
PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
CURSO:Mecánica de Suelos II (Práticas)
TEMA: Informe del Ensayo de corte Directo
ALUMNOS:
Antallaca Chipana, Edwin
Navarro Coaguila, Bill
Choque Subi,a Anthony Christian
Miranda Laime, Julio
Monge apaza, Flavio
AREQUIPA – PERÚ
2012
ENSAYO DE CORTE DIRECTO
1. INTRODUCCIÓN
La finalidad de los ensayos de corte, es determinar la resistencia de una muestra de suelo, sometida a esfuerzos que simulen las que existen o existirán en terreno producto de la aplicación de una carga. Para conocer una de estas resistencias, en laboratorio se usa el aparato de corte directo, siendo el más típico una caja disección cuadrada o circular dividida horizontalmente en dos mitades. Dentro de ella se coloca la muestra de suelo con piedras porosas en ambos extremos, se aplica una carga vertical de confinamiento y luego una carga horizontal creciente que origina el desplazamiento de la mitad móvil de la caja originando el corte de la muestra.
FIG. 1El ensayo induce la falla a través de un plano determinado. Sobre este plano de falla actúan dos esfuerzos:
o Un esfuerzo normal (σn), aplicado externamente debido a la carga vertical (Pv). o Un esfuerzo cortante (τ), debido a la aplicación de la carga horizontal.
Estos esfuerzos se calculan dividiendo las respectivas fuerzas por el área (A) de la muestra o de la caja de corte y deberían satisfacer la ecuación de Coulomb: τ = c + σn * Tg ( Φ )
Según esta ecuación la resistencia al corte depende de la cohesión (c) y la fricción interna del suelo (Φ).
Al aplicar la fuerza horizontal, se van midiendo las deformaciones y con estos valores es posible graficar la tensión de corte (τ), en función de la deformación (εh) en el plano de esta tensión de corte. De la gráfica es posible tomar el punto máximo de tensión de corte como la resistencia al corte del suelo.
Los valores de τ se llevan a un gráfico en función del esfuerzo normal (σn), obteniendo la recta intrínseca (FIG. 2), donde τ va como ordenada y σn como abscisa. El ángulo que forma esta recta con el eje horizontal es el ángulo Φ y el intercepto con el eje, la cohesión c.
FIG. 2
2. OBJETIVOS Calcular la cohesión del suelo. Calcular el ángulo de fricción. Interpretar correctamente los resultados. Resaltar la importancia del ensayo en los estudios previos en una obra.
3. DESARROLLO1.1. EQUIPO
Maquina de corte
FIG. 3 Molde de corte
FIG. 3DATOS PREVIOSRecolección de la muestra
Se busco una obra donde se estarían realizando excavaciones a fin de sacar una muestra de su suelo para su estudio, se vio una obra ubica en el CRUCE CHILINA y que será un importante foco de des congestionamiento del trafico entre los distritos de Yanahuara y Alto Selva Alegre
Se recogió 6 kgr. Aproximados de muestra de sueloSe tamizo y se procedió a clasificar el sueloPara un total de 3kgr. De suelo
Malla mm MallaPESO
RETENIDOGr.
RETENIDO ACUMULADO
% PARCIAL RETENIDO
%ACUMULADO
RETENIDO PASANTE
50 2" 100
37.5 1 1/2" 97 97 3.2333 3.2333 96.7667
19 3/4" 578 675 19.2667 22.5000 77.5000
6.3 1/4" 550 1225 18.3333 40.8333 59.1667
4.75 #4 102 1327 3.4000 44.2333 55.7667
2.36 #8 248 1575 8.2667 52.5000 47.5000
1.18 #16 227 1802 7.5667 60.0667 39.9333
0.425 #40 355 2157 11.8333 71.9000 28.1000
0.15 #100 442 2599 14.7333 86.6333 13.3667
0.075 #200 172 2771 5.7333 92.3667 7.6333
fondo 229 3000 7.6333 100.0000 0.0000
Del cual su clasificación es
CLASIFICACIÓN: GRAVA MAL GRADADA limosa
POR RAZONES DE TIEMPO SOLO SE TRABAJO CON EL SUELO DE UN SOLO GRUPO EL CUAL ES
Clasificación: grava pobremente gradadaMuestra recogida de la avenida ejército
PROCEDIMIENTO
Se arma correctamente el molde de corte asegurando los tornillos y colocando una piedra porosa como base.
Se introduce la muestra que previamente fue tamizada por la malla Nº 10 en tres capas compactando suavemente cada capa (no está normado), teniendo especial cuidado en las esquinas.Se coloca la piedra porosa superior, cuidando que quede al borde de la marca indicada en el molde, y el pistón teniendo en cuenta que este debe quedar completamente horizontal.
Se colca el molde en el equipo de corte directo y se sujeta. Se extraen los tornillos para que lo que se encuentre sometido a corte sea la
muestra y no los tornillos. Se sujeta el molde a la maquina, se colocan los diales en cero (Δ y τ), se coloca
la pesa, se enciende la maquina y se toman las lecturas. La toma de datos se realiza con diferentes pesos con 40 80 120 160 kgr. Para conocer el valor de la deformación se multiplicará el valor tomado en la
lectura del dial de deformación por 0.01 y se obtendrá el valor en [mm]. Para conocer el valor del esfuerzo cortante, se interpolarán los datos dados por la siguiente tabla:
TABLA DE CONVERSIÓNCARGA (kg) LECTURA
0 060 190.880 254.3
120 381.6160 512.2200 640.1240 771.1280 899.9320 1032360 1162.4400 1294.6450 1460.9
1.2. DATOS Y CÁLCULOS El área del molde de corte es de 36 cm2. Las cargas utilizadas son de 4, 8,12 y 16 kg.
PRIMERA CARGA
PRIMER ENSAYOCARGA= 40 KG ÁREA= 36cm2DEFORMACIÓ
NFUERZA Carga
(mm) (mm) CORTANT
E
10 0.1 27 8.4906 0.235820 0.2 30 9.4340 0.262130 0.3 33 10.377
40.2883
40 0.4 40 12.5786
0.3494
50 0.5 43 13.5220
0.3756
60 0.6 46 14.4654
0.4018
70 0.7 50 15.7233
0.4368
80 0.8 53 16.6667
0.4630
90 0.9 56 17.6101
0.4892
100 1 58 18.2390
0.5066
110 1.1 60 18.8679
0.5241
120 1.2 62 19.4969
0.5416
130 1.3 64 20.1258
0.5590
140 1.4 67 21.0692
0.5853
150 1.5 69 21.6981
0.6027
160 1.6 72 22.6415
0.6289
170 1.7 74 23.2704
0.6464
180 1.8 76 23.8994
0.6639
190 1.9 77 24.2138
0.6726
200 2 80 25.1572
0.6988
210 2.1 82 25.7862
0.7163
220 2.2 85 26.7296
0.7425
230 2.3 87 27.358 0.7600
5240 2.4 89 27.987
40.7774
250 2.5 90 28.3019
0.7862
260 2.6 92 28.9308
0.8036
270 2.7 94 29.5597
0.8211
280 2.8 95 29.8742
0.8298
290 2.9 97 30.5031
0.8473
300 3 98 30.8176
0.8560
310 3.1 99 31.1321
0.8648
320 3.2 100 31.4465
0.8735
330 3.3 101 31.7610
0.8823
340 3.4 102 32.0755
0.8910
350 3.5 103 32.3899
0.8997
360 3.6 104 32.7044
0.9085
370 3.7 104 32.7044
0.9085
380 3.8 105 33.0189
0.9172
390 3.9 105 33.0189
0.9172
400 4 105.5 33.1761
0.9216
410 4.1 105.9 33.3019
0.9251
420 4.2 106 33.3333
0.9259
430 4.3 106 33.3333
0.9259
440 4.4 106 33.3333
0.9259
450 4.5 106 33.3333
0.9259
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50.0000
0.1000
0.2000
0.3000
0.4000
0.5000
0.6000
0.7000
0.8000
0.9000
1.0000
GRAFICA ESFUERZO - DEFORMACION
40 KG
SEGUNDA CARGA
SEGUNDO ENSAYOCARGA= 80KG AREA= 36DEFORMACIO
N FUERZA Carga
(mm) (mm) CORTANT
E
10 0.1 29 9.1195 0.253320 0.2 50 15.723
30.4368
30 0.3 65 20.4403
0.5678
40 0.4 82 25.7862
0.7163
50 0.5 96 30.1887
0.8386
60 0.6 107 33.6478
0.9347
70 0.7 118 37.1069
1.0307
80 0.8 127 39.9371
1.1094
90 0.9 135 42.4528
1.1792
100 1 142 44.6541
1.2404
110 1.1 148 46.5409
1.2928
120 1.2 154 48.4277
1.3452
130 1.3 159 50.0000
1.3889
140 1.4 163 51.2579
1.4238
150 1.5 167.5 52.6730
1.4631
160 1.6 172 54.0881
1.5024
170 1.7 175 55.0314
1.5287
180 1.8 179 56.2893
1.5636
190 1.9 182.5 57.3899
1.5942
200 2 184.5 58.0189
1.6116
210 2.1 186.5 58.6478
1.6291
220 2.2 188 59.1195
1.6422
230 2.3 190.5 59.9057
1.6640
240 2.4 193 60.6929
1.6859
250 2.5 194 61.0079
1.6947
260 2.6 195 61.3228
1.7034
270 2.7 197 61.9528
1.7209
280 2.8 197.5 62.1102
1.7253
290 2.9 198 62.2677
1.7297
300 3 199 62.5827
1.7384
310 3.1 199.5 62.7402
1.7428
320 3.2 200 62.8976
1.7472
330 3.3 200 62.8976
1.7472
340 3.4 200 62.8976
1.7472
350 3.5 200.5 63.0551
1.7515
360 3.6 200.5 63.0551
1.7515
370 3.7 200.5 63.0551
1.7515
380 3.8 200.5 63.0551
1.7515
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40.00000.20000.40000.60000.80001.00001.20001.40001.60001.80002.0000
GRAFICA ESFUERZO - DEFORMACIóN
80KG
TERCERA CARGA
TERCER ENSAYOCARGA= 12KG AREA= 36DEFORMACIO
N FUERZA Carga
(mm) (mm) CORTANT
E
10 0.1 36 11.3208
0.3145
20 0.2 54 16.9811
0.4717
30 0.3 69 21.6981
0.6027
40 0.4 85 26.7296
0.7425
50 0.5 102 32.0755
0.8910
60 0.6 116 36.4780
1.0133
70 0.7 131 41.1950
1.1443
80 0.8 145 45.5975
1.2666
90 0.9 156 49.0566
1.3627
100 1 168 52.8302
1.4675
110 1.1 178 55.9748
1.5549
120 1.2 186 58.4906
1.6247
130 1.3 194 61.0079
1.6947
140 1.4 203 63.8425
1.7734
150 1.5 210 66.0472
1.8346
160 1.6 218 68.5669
1.9046
170 1.7 225 70.7717
1.9659
180 1.8 232 72.9764
2.0271
190 1.9 237 74.5512
2.0709
200 2 243 76.4409
2.1234
210 2.1 248 78.0157
2.1671
220 2.2 253 79.5906
2.2108
230 2.3 258 81.1626
2.2545
240 2.4 261.5 82.2624
2.2851
250 2.5 265.5 83.5192
2.3200
260 2.6 270 84.9332
2.3593
270 2.7 273 85.8759
2.3854
280 2.8 275 86.5043
2.4029
290 2.9 278 87.4470
2.4291
300 3 280 88.0754
2.4465
310 3.1 282 88.7038
2.4640
320 3.2 284 89.3323
2.4815
330 3.3 285 89.6465
2.4902
340 3.4 286 89.9607
2.4989
350 3.5 287 90.2749
2.5076
360 3.6 288 90.5892
2.5164
370 3.7 288.5 90.7463
2.5207
380 3.8 289.5 91.0605
2.5295
390 3.9 290 91.2176
2.5338
400 4 290 91.2176
2.5338
410 4.1 290 91.2176
2.5338
420 4.2 290 91.2176
2.5338
GRAFICA ESFUERZO - DEFORMACIÓN
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.50.0000
0.5000
1.0000
1.5000
2.0000
2.5000
3.0000
GRAFICA ESFUERZO - DEFORMACION
120KG
CUARTA CARGA
CUARTO ENSAYOCARGA= 16KG ÁREA= 36cm2DEFORMACIÓ
N FUERZA Carga
(mm) (mm) CORTANT
E(KGR)
10 0.1 16 5.0314 0.139820 0.2 95 29.8742 0.829830 0.3 134 42.1384 1.170540 0.4 163 51.2579 1.423850 0.5 183 57.5472 1.598560 0.6 201 63.2126 1.755970 0.7 218 68.5669 1.904680 0.8 236 74.2362 2.062190 0.9 253 79.5906 2.2108
100 1 267 83.9906 2.3331110 1.1 281 88.3896 2.4553120 1.2 290.5 91.3747 2.5382130 1.3 294 92.4745 2.5687140 1.4 306 96.2451 2.6735150 1.5 312 98.1304 2.7258
160 1.6 319 100.3299
2.7869
170 1.7 329 103.4721
2.8742
180 1.8 335 105.3574
2.9266
190 1.9 343 107.8712
2.9964
200 2 349 109.7565
3.0488
210 2.1 354.5 111.4847
3.0968
220 2.2 364 114.4698
3.1797
230 2.3 368 115.7266
3.2146
240 2.4 371 116.6693
3.2408
250 2.5 375 117.9262
3.2757
260 2.6 379 119.1830
3.3106
270 2.7 382.5 120.2757
3.3410
280 2.8 386.5 121.5008
3.3750
290 2.9 389.5 122.4196
3.4005
300 3 393 123.4916
3.4303
310 3.1 395 124.1041
3.4473
320 3.2 397.5 124.8698
3.4686
330 3.3 400.5 125.7887
3.4941
340 3.4 402.5 126.4012
3.5111
350 3.5 405.5 127.3201
3.5367
360 3.6 408 128.0858
3.5579
370 3.7 410 128.6983
3.5750
380 3.8 411.5 129.1577
3.5877
390 3.9 414.5 130.0766
3.6132
400 4 416 130.5360
3.6260
410 4.1 417 130.8423
3.6345
420 4.2 418 131.1485
3.6430
430 4.3 418 131.1485
3.6430
440 4.4 419 131.4548
3.6515
450 4.5 419 131.4548
3.6515
460 4.6 419 131.4548
3.6515
470 4.7 419 131.4548
3.6515
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50.0000
0.5000
1.0000
1.5000
2.0000
2.5000
3.0000
3.5000
4.0000
GRAFICA ESFUERZO - DEFOR-MACION
160KG
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 50.0000
0.5000
1.0000
1.5000
2.0000
2.5000
3.0000
3.5000
4.0000
GRAFICA ESFUERZO - DEFORMACIóN
40 KG80KG120KG160KG
GRAFICA ESFUERZO – DEFORMACIÓN
CARGA σ τ
40 1.1111 0.9259
80 2.2222 1.7515
120 3.3333 2.5338
160 4.4444 3.6515
0.5000 1.0000 1.5000 2.0000 2.5000 3.0000 3.5000 4.0000 4.5000 5.00000.0000
0.5000
1.0000
1.5000
2.0000
2.5000
3.0000
3.5000
4.0000
f(x) = 0.806317374470904 x − 0.0240699876782853R² = 0.992948231147009
GRAFICA ESFUERZO - DEFORMACION
ECLinear (EC)
GRAFICA ESFUERZO CORTANTE – ESFUERZO NORMAL
Sin tendencia a cero
τ = tanφ*σ + c
τ = 0.806 σ + 0.024
φ = 38.8688⁰
c = -0.024kgf
cm2