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.

CAJA DE CORTE

EQUIPO

CAJA DE CORTE DIRECTO

EQUIPO DE CORTE DIRECTO

CELDA DE CARGA

LVDT, DEFORMIMETRO ANALOGO,

DEFORMIMETRO ELECTRONICO

CONTROL DE VELOCIDAD

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

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.

τ = Fh/A

4. COLOCAR LOS DEFORMIMETROS

5. COLOCAN CEROS

6. FINALMENTE APLICAR LA CARGA HORIZONTAL HASTA

LA FALLA.

σ =Fn/A

τ = Pt/A

7. ESTADO FINAL DE LA MUESTRA,

MUESTRA FALLADA

20%

Se hace lo mismo para tres probetas con

diferente esfuerzo normal

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

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

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

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

σ1 σ2 σ3

τ1

τ2

τ3

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).

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

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

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

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.

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