Suelos ii clase n 03 corte directo
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS II
Presentado por:
Ing. Ana Beatriz Postigo Farfán
PRIMERA UNIDAD
ENSAYO DE CORTE DIRECTO
3.0 Ensayo de Corte Directo
“LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS II”
Ing. Ana B. Postigo Farfán
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
• Comprensión Teórica:
C.A. Coulomb (1776). Atribuye a la fricción entre laspartículas la resistencia al corte de los suelos, peroadicionó el termino de cohesión propiedad de laspartículas del suelo para estar ligadas, a lacombinación de estas se le atribuye la resistencia alesfuerzo cortante.
Ing. Ana B. Postigo Farfán
“LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS II”
𝑺 =σ*tan(Ø)
𝑺 = C
𝑺 = C+σ*tan(Ø)
Solo fricción
Solo Cohesión
Fricción y Cohesión
Caja Metálica
Caja Metálica
Antes de realizar el ensayo
Después de realizar el ensayo
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
• Descripción del ensayo:
Establece el procedimiento de ensayo paradeterminar la resistencia al corte de una muestra desuelos consolidada y drenada. El ensayo permite laobtención de los parámetros de Ø y C del suelo.
La obtención de estos parámetros sirve para calcularla capacidad portante de suelos o en el análisis deestabilidad de taludes.
Permite conocer el comportamiento de un suelofrente a la aplicación de una carga tangente y fuerzalateral que producirá el corte.
Ing. Ana B. Postigo Farfán
“LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS II”
El ensayo puede ser realizado sobre todo tipo desuelos, con muestra inalteradas y remoldeadas.
• Equipos:
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Equipo de Corte Directo
Anillo de fuerza cortante.
Marco para carga normal.
Panel Digital.
Deformímetro.
Celda de Corte.
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
• Equipos:
Ing. Ana B. Postigo Farfán
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Caja de Corte Directo:Piedras porosas y anillos de
sujeción.
Piedras Porosas.Muestra deensayo.
Celda para confinación de
muestra.
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
• Equipos:
Ing. Ana B. Postigo Farfán
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Anillos para corte o moldeado de muestra.
Balanza de Precisión de 0.01gr.
Deformímetro con sensibilidad 0.0001”)
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
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• Preparación de la Muestra de Ensayo:
Usado generalmente muestras inalteradas obtenidasen campo (ASTM D 3550), sellados con parafina paramantener su contenido de humedad natural.
De la muestra de campo, se retira la parafina de lasparedes del bloque y con un anillo moldeador sedelimita el perímetro y con la ayuda de un cuchillo setalla la muestra.
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
Una vez obtenido el espécimen de acuerdo a lasdimensiones indicadas, se enrasa la cara superior einferior con el cuchillo y los posibles vacíos se llenancon el material recortado.
Se obtendrán 3 muestras talladas idénticamente comomínimo.
No permitir la pérdida de humedad de la muestrahasta el ensayo, máxima perdida del 0.5 %.
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• Condiciones de la Muestra de Ensayo:
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
Diámetro mínimo en muestrascirculares o el ancho mínimo pararectangulares será de 50 mm (2”)
Relación D/E ó A/E según lamuestra como mínimo 2:1
Para muestras remoldeadas,considerar el remoldeo con lascondiciones de humedad y pesounitario deseados.
El espesor mínimo debe seralrededor de 12 mm (1/2”), perono menor de 1/6 del tamañomáximo de las partículas delsuelos
Ing. Ana B. Postigo Farfán
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• Datos de la Muestra de Ensayo:
De la muestra moldeada tome los datos de la altura inicial Ho y diámetro D, con por lo menos 3 lecturas.
Con estos valores calcule el volumen inicial Vo de la muestra y el área inicial Ao.
Pese cada muestra tallada como peso húmedo.
Con los datos anteriores calcule Peso Unitario Húmedo. Contenido de Humedad. Peso Unitario Seco.
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
DIMENSIONES DE LA MUESTRA
Diámetro = 50.80 mm
Altura L0 = 21.50 mm
Área = 20.27 cm2
Volumen = 43.58 cm3
DENSIDAD DE LA MUESTRA
Peso = 51.48 gr
Peso Unitario húmedo = 1.18 gr/cm3
Contenido de Humedad = 18.36%
Peso Unitario seco = 1.00 gr/cm3
Ing. Ana B. Postigo Farfán
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• Procedimiento de Ensayo:
Ensamblar la caja de corte directo colocando lamuestra moldeada entre las piedras porosaspreviamente humedecidas, e insertarla en la caja decorte.
Se coloca el marco para aplicación de carga normal yel dispositivo para carga de corte se aproxima hastael borde de la caja de corte.
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
Una vez instalada la caja, se coloca la primera carganormal, y se coloca sobre su marco el deformímetroen cero.
Para el corte de la muestra se aplica la fuerza de cortea través del dispositivo de aplicación con velocidadcontrolada.
Se continúan las lecturas hasta que el esfuerzo decorte sea constante, o hasta que se logre unadeformación del 10 % de Diámetro o longitudoriginal.
Ensayo con Control de Deformaciones
Ensayo con Control de Esfuerzos
Ing. Ana B. Postigo Farfán
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• Procedimiento de Ensayo:
Seguidamente se coloca la segunda muestra en elequipo y se adiciona la siguiente carga normal(considerar un peso que no provoque la fluencia delmaterial).
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
Terminado el ensayo con la primera muestra se retira la caja de corte y la muestra se lleva al horno.
Se realizan las lecturas con control de deformacioneso de esfuerzos hasta que se produzca la falla.
Finalmente se retira la caja de consolidación lamuestra va al horno y se coloca la última muestra conla última aplicación de carga.
Se sigue el mismo procedimiento realizado a laprimera muestra.
Ing. Ana B. Postigo Farfán
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• Condiciones del Procedimiento de ensayo:
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
La velocidad de Deformación Horizontalpara arcillas 0.50 mm/ minuto
¿Cuál será la velocidad de aplicación paraotros tipos de suelos en el ensayo decorte?
¿Cuáles deben ser las cargas normal parael ensayo de corte?
¿En qué tipos de muestras se considerarála saturación de la muestra?
Indicar las respuestas en el informe
Ing. Ana B. Postigo Farfán
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• Procedimiento de Ensayo:
Ensayo con control de Deformacionesse considera la lectura de la cargahorizontal y deformación de longitud.
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
DEFORMÍMETRO DE LONGITUD DE
CORTE
LECTURA DE CARGA HORIZONTAL
DEFORMÍMETRO DE LONGITUD VERTICAL
M-01 M-02 M-03 M-01 M-02 M-03
mm N mm
0.20 2.3 3.1 4.0 0.000 0.000 0.000
0.40 13.7 4.3 14.6 0.000 0.000 -0.001
0.60 29.0 4.8 21.6 0.000 0.000 -0.007
0.80 37.1 10.1 29.0 0.001 0.000 -0.013
1.00 49.3 17.6 35.8 0.001 -0.004 -0.020
1.50 58.2 26.0 43.0 0.001 -0.008 -0.026
2.00 68.3 30.6 52.6 0.001 -0.012 -0.030
2.50 73.9 39.6 61.7 0.001 -0.015 -0.032
3.00 81.9 44.7 69.7 0.001 -0.016 -0.033
3.50 88.4 44.2 77.8 0.001 -0.018 -0.033
4.00 95.3 42.9 85.6 0.001 -0.018 -0.033
4.50 109.5 42.9 101.6 0.009 -0.020 -0.033
5.00 119.3 54.0 115.5 0.027 -0.020 -0.036
5.50 129.6 76.6 126.6 0.047 -0.021 -0.040
6.00 140.3 95.4 138.5 0.070 -0.019 -0.040
6.50 146.8 137.4 148.4 0.088 -0.012 -0.040
7.00 160.9 166.6 167.4 0.156 -0.012 -0.024
Las deformaciones de longitud decorte se realizan en mm (o enunidades del deformímetro), suvariación podrá ser cada 0.20 mmhasta la unidad y seguidamente cada0.50 mm, hasta que se produzca lafalla (la fuerza de corte seaconstante)
Lectura de carga horizontal en N (o enunidades del equipo), y eldeformímetro de longitud vertical enmm (o en unidades del deformímetro)
Ing. Ana B. Postigo Farfán
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• Procedimiento de Cálculo:
Se calcula la fuerza de corte horizontal:
F=P(kg)
Se calcula el área corregida A’:
A’=Ao-A1
Se calcula el esfuerzo cortante T:
T=F/A’
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
FUERZA DE CORTE HORIZONTAL
ÁREA CORREGIDA
A'
ESFUERZO CORTANTEτ
M-01 M-02 M-03 M-01 M-02 M-03kg cm2 kg/cm2
0.23 0.32 0.41 20.17 0.01 0.02 0.021.40 0.44 1.49 20.07 0.07 0.02 0.072.96 0.49 2.20 19.96 0.15 0.02 0.113.78 1.03 2.96 19.86 0.19 0.05 0.155.03 1.79 3.65 19.76 0.25 0.09 0.185.93 2.65 4.38 19.51 0.29 0.13 0.226.96 3.12 5.36 19.25 0.34 0.15 0.267.54 4.04 6.29 19.00 0.37 0.20 0.318.35 4.56 7.11 18.75 0.41 0.22 0.359.01 4.51 7.93 18.49 0.44 0.22 0.399.72 4.37 8.73 18.24 0.48 0.22 0.43
11.17 4.37 10.36 17.99 0.55 0.22 0.5112.17 5.51 11.78 17.73 0.60 0.27 0.5813.22 7.81 12.91 17.48 0.65 0.39 0.6414.31 9.73 14.12 17.23 0.71 0.48 0.7014.97 14.01 15.13 16.98 0.74 0.69 0.7516.41 16.99 17.07 16.72 0.81 0.84 0.84
Ing. Ana B. Postigo Farfán
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Se plotea la gráfica Deformación Horizontal (mm) (constante para las 3 muestras) vs Esfuerzo Cortante (kg/cm²)
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
• Procedimiento de Cálculo:
Ing. Ana B. Postigo Farfán
“LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS II”
Se plotea la gráfica Deformación Vertical (mm) vs Deformación Horizontal (mm)
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
• Procedimiento de Cálculo:
Expansión
Compresión
Ing. Ana B. Postigo Farfán
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Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
Muestras M-01 M-02 M-03
Carga Vertical (kg) 4.00 8.00 12.00
Área en Corte (cm2) 9.91 16.22 14.72
σn (kg/cm2) 0.40 0.49 0.81
τ (kg/cm2) 0.97 0.99 1.05
Para cada muestra M-01, M-02 y M-03:
Se ubica el esfuerzo decorte máximo y severifica en que área decorte se ha producidoeste.
Con los datos de CargaVertical (kg) y Área enCorte (cm²) se obtieneel Esfuerzo Normal paracada muestra.
Con los datos de la tablase plotea la gráfica Esf.Cortante vs Esf. Normal
• Procedimiento de Cálculo:
Ing. Ana B. Postigo Farfán
“LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS II”
Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
De la gráfica se calculael ángulo de fricción y lacohesión.
El ángulo de fricción Øes igual al angulo queforma la recta.
La cohesión es igual a laordenada que interceptala recta.
• Procedimiento de Cálculo:
Ø
Cohesión = 0.88 kg/cm2
Ángulo de fricción interna = 11° 46' 13"
Ing. Ana B. Postigo Farfán
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO
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GRACIAS