Universidad de ConcepciónDepartamento de Ingeniería Civil

Laboratorio de Ingeniería Geotecnia

Instructores: Mario Valenzuela Luis Gotelli

Sección: 3

Título: “Corte Directo”

Grupo: - Diego Muñoz - Pablo Sepúlveda- Nelson Zapata

Fecha laboratorio: 12 de junio de 2014

Fecha del informe: 24 de junio de 2014

Introducción y Objetivos

La principal causa de fallas estructurales en el suelo, son esfuerzos de corte, por lo que es fundamental determinar la resistencia al corte de estos, con éste propósito se experimentará un Ensayo de corte directo. Otras alternativas de ensayos para son por ejemplo el Ensayo Triaxial, el cual es más complejo pero a la vez es más versátil.

Descripción de la muestra

GRANULOMETRIA

tamaño tamiz % masa que pasa0.84 20 1000.42 40 99

0.25 60 890.074 200 15

LL NPLP NP

Del análisis granulométrico tiene que la muestra es una arena pobremente graduada, con 15 % de finos, no plásticos. De color gris sin presencia de material orgánico.

Procedimiento1. Se vierte arena en la probeta cuadrada a ensayar (respectiva granulometría)2. Se somete a la máquina de corte o cizalladura3. Se aplican cargas normales y axiales4. Se determina las tensiones y datos al que el suelo de la probeta falla(por corte)

Datos de la muestra y Ensayo

Probetas Cuadradas 6,04 x 6,04 cm.Altura Probeta 3,0 cm.

Carga Horizontal 10kg 20kg 40kg

Def. Horizontal (x 0,01mm)

Divisiones(rayas)

0 0 0 05 5 5 15

10 10 10 2020 16 16 2630 21 21 3240 26 26 3750 28 28 4360 31 31 4670 33 33 4980 35 35 5290 37 37 55

100 39 39 58

Desarrollo y análisis de los datos

Para una división correspondiente a 0,321 kg, se tiene:

Carga Horizontal 10kg 20kg 40kg

Def. Horizontal (x 0,01mm)

Cargas en kg

0 0 0 05 3,21 1,605 4,815

10 4,815 3,21 6,4220 6,42 5,136 5,13630 7,383 6,741 10,27240 8,1855 8,346 11,87750 8,5065 8,988 13,80360 8,667 9,951 14,76670 8,8275 10,593 15,72980 8,988 11,235 16,69290 9,0201 11,877 17,655

100 9,0201 12,519 18,618

Luego se calcula la deformación cortante y el esfuerzo cortante producido por cada carga. La deformación cortante se calcula como:

ε (% )= ¿ . HorizontalAltura−¿ . Horizontal

Y el Esfuerzo Cortante como:

τ= FuerzaCortanteArea de la seccióntransversal de lamuestra

Así la deformación y tensión de corte están dados por:

Esfuerzo de Corte kg/cm2

0 0 0 00,82781457 0,088062461 0,043995145 0,132203222

1,655629139 0,132203222 0,087991019 0,1764172463,311258278 0,176563772 0,140787961 0,1412510184,966887417 0,203386189 0,184787258 0,2826428876,622516556 0,225869205 0,228788012 0,3269416798,278145695 0,235118686 0,24639117 0,3800224339,933774834 0,239955481 0,272794741 0,406569431

11,58940397 0,244808479 0,29039921 0,43312084413,24503311 0,249677763 0,308004262 0,45967667314,90066225 0,250990595 0,325609897 0,48620456816,55629139 0,251413138 0,343216115 0,51272481819,86754967 0,255853432 0,369629596 0,530440276

De los datos obtenidos, se tiene el grafico deformación/tensión de corte, para las distintas probetas (10kg, 20kg, 40kg):

Del grafico se desprende que las máximas tensiones de corte para cada carga vertical en la probeta de ensayo es:

Tensiones de corte máximas (kg/m2)Vertical. 10 kg. Vertical 20 kg. Vertical 40 kg.0,258473092 0,484167039 0,765509188

Para los esfuerzos normales, tenemos que se calculan directamente de la siguiente formula, y para carga vertical:

σ= Fuerza NormalArea de la sección transversal del especimen

Grafico Tensión cortante/Tensión normal (envolvente de falla):

Esfuerzo normal (kg/cm2)Vertical 10 kg. Vertical 20 kg. Vertical 40 kg.0,274295385 0,548245614 1,096890775

Resultados:

Corresponde a un suelo de arena suelta por gráficos de deformación horizontal vs tensión de corte.Además es un suelo con una cohesión igual a 0.1 kg/cm2 provocada por finos presentes en el suelo y con un ángulo de fricción interna igual a 33.42 °(fi)

Nota: La envolvente de falla se aproxima con la siguiente recta y=0.66x+0.1

Apéndice

Probeta representando la falla al corte

Máquina de corte directo