ENSAYO DE CORTE DIRECTO EN SUELOS (CONDICION CONSOLIDADA DRENADA)

Laboratorio 4. Mecánica de suelos

ENSAYO DE CORTE DIRECTO EN SUELOS (CONDICION CONSOLIDADA DRENADA).

Laura Valentina Fajardo Aguilar, Camila Andrea Feijoo Parada, Katerin Paola Ramírez Gómez, Maria Fernanda Pulgarín Herrera.

Resumen

El análisis de la resistencia al esfuerzo del suelo permite cuantificar parámetros necesarios para solucionar problemas relacionados con la resistencia del terreno, que nos permite analizar problemas de la estabilidad de taludes para carreteras, la determinación de la capacidad de soporte en cimentaciones. Este ensayo es con el fin de determinar la resistencia de una muestra de suelo, sometida a esfuerzos cortantes y deformaciones que simulan las posibles aplicaciones de cargas

Palabras Clave: esfuerzo, deformaciones, cargas, terreno, resistencia

Abstract:

The analysis of soil stress resistance allows us to quantify parameters necessary to solve problems related to the resistance of the terrain, which allows us to analyze problems of the stability of slopes for roads, the determination of the support capacity in foundations. This test is to determine the strength of a soil sample, subjected to shear stresses and deformations that simulate the possible applications of loads
Key words: effort, deformations, loads, terrain, resistance

1. Introducción

En el desarrollo del laboratorio se hace el proceso de corte directo en condición consolidada drenada en el cual se debe aplicar un esfuerzo normal, humedecer y/o drenar el espécimen a estudiar; consolidar dicho espécimen bajo el esfuerzo normal, desbloquear los marcos de caja de corte que la contiene y desplazar horizontalmente una mitad respecto a la otra a una velocidad constante de deformación; la velocidad de corte debe ser lo suficientemente lenta para permitir la disipación total del exceso de presión de poros. Dependiendo así de los valores de la deformación y esfuerzo cortante, para así hallar la falla.

1. Objetivos

Objetivo general: Determinar las propiedades de resistencia, construir la envolvente de falla

Objetivos específicos: Evaluar cohesión y ángulo de fricción y rozamiento interno

1. Materiales y metodología

1. Materiales y Equipos.

Los materiales y equipos empleados para esta práctica teniendo en cuenta la norma fueron:

• Aparato de Compresión:
• Un torno con motor o tallador de probetas
• Aparatos para determinar la humedad
• Un cronómetro
• Un calibrador con nonio
• Balanzas
• Horno
• Dispositivo de carga.
• Dispositivo para la aplicación de la fuerza normal.
• Equipo para el corte de la muestra.  
• Deformímetros
• Otros equipos. Incluyen: cronómetro, sierra de alambre, espátula, cuchillos, enrasadores, agua destilada y demás elementos necesarios.

Todos los materiales y equipos mencionados fueron utilizados por el laboratorista

1. Metodología.

En primer lugar, se hará una revisión bibliográfica de los conceptos generales a tener en cuenta según las normas INV E-152-13 y INVIAS E-154-13.

• Resistencia a la compresión inconfinada: Mínimo esfuerzo compresivo al cual falla una muestra no confinada de suelo, de forma cilíndrica, en condiciones normalizadas.
• Resistencia al corte: Para los especímenes sometidos al ensayo de resistencia a la compresión inconfinada.
• Falla: Es la condición de esfuerzo en el instante de la falla de un espécimen de ensayo.
• Esfuerzo normal nominal: En el ensayo de corte directo, es la fuerza normal (vertical) aplicada, dividida por el área de la caja de corte.
• Esfuerzo cortante nominal: En el ensayo de corte directo, es la fuerza de corte aplicada, dividida por el área de la caja de corte.
• Desplazamiento lateral relativo: Es el desplazamiento de la mitad superior (marco superior) de la caja de corte con respecto a la mitad inferior (marco inferior).
• Porcentaje de desplazamiento lateral relativo: Relación en porcentaje, entre el desplazamiento horizontal y el diámetro o dimensión lateral del espécimen en la dirección del corte.
• Precorte: Corresponde a la etapa del ensayo luego de que el espécimen se ha estabilizado bajo la condición de la carga de consolidación, justamente antes de comenzar la fase de corte.

Con ayuda de la norma INVIAS E-152-13 Aplicamos una carga axial dónde su esfuerzo va a ser igual a 0

Tomaremos las caracterizaciones del cilindro y aplicaremos una carga axial, calcularemos el esfuerzo y la sensibilidad del material (cambio de los materiales en su resistencia sin variación del contenido de humedad).

Ensayo de corte directo:

Norma INVIAS E-154-13 Se someterá directamente la muestra a un esfuerzo cortante, incrementando la velocidad del ensayo. Se satura la muestra y al punto de consolidación se prosigue a llegar al punto de falla. . En la cual tendremos tres puntos de ejecución; Con ayuda de una caja se hará un montaje de unas piedras porosas y la fijaremos. Definiremos un esfuerzo normal con él se consolidará la muestra  Después se soltará la caja y se separará; en la etapa de falla aplicaremos una fuerza horizontal, así generando su momento de ruptura. Al fallar el material se inicia con el siguiente punto, estás muestras deben hacerse con el mismo material.[pic 1][pic 2]

Con los tres construiremos la envolvente de fallo, tomaremos los puntos máximos y generaremos una curva que se ajuste, así mismo una línea recta para así establecer el valor de la cohesión y por la pendiente hallar el ángulo de fricción interno.

IV.  Resultados y Discusión

En primer lugar, con los datos tomados por el laboratorista en la práctica se procede a realizar los siguientes cálculos: esfuerzo cortante actuante sobre el espécimen y el esfuerzo normal actuante sobre espécimen, esto se realizó mafe37para cada una de las tres muestras. Las fórmulas empleadas fueron:

• Esfuerzo cortante nominal

[pic 3]

T: Esfuerzo cortante nominal

Fs.: Fuerza de corte

A: Área de la caja de corte

• Esfuerzo normal nominal

[pic 4]

σ: Esfuerzo normal nominal

Fn: Fuerza normal

A: Área de la caja de corte

• Área corregida

[pic 5]

A: Área media inicial

E: Deformación axial unitaria

A continuación, se presenta las tablas que presentan los datos correspondientes ordenados, asimismo que las gráficas.

MUESTRA 1

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