Método Estándar Para El Ensayo De Cortante Directo De Suelos Bajo Condiciones Drenadas, Consolidadas

Esta norma se edita bajo la designación D 3080; el número que le sigue a la designación indica el año de la adopción original o en caso de revisión, el año de la última efectuada. El número entre paréntesis indica el año de la última reaprobación. El superíndice épsilon () indica un cambio editorial desde la última revisión o reaprobación.

1 Objetivo*

1.1 Este método de ensayo abarca la determinación de la resisten¬cia al cortante drenada, consolidada de un material de suelo en corte directo. El ensayo se realiza mediante la deformación del espécimen a una velocidad de deformación controlada en o cerca de un plano de corte simple determinado mediante la configuración del aparato. Generalmente, se ensayan tres o más especímenes, cada uno bajo una carga normal diferente, para determinar los efectos sobre la resistencia al cortante y el desplazamiento, y las propiedades de la resistencia, tales como las envolventes de resistencia de Mohr.

1.2 Los esfuerzos cortantes y los desplazamientos se distribuyen de forma no uniforme dentro del espécimen. No se puede definir una altura apropiada para el cálculo de las deformaciones del corte. Por lo tanto, las relaciones esfuerzo - deformación, o cualquier cantidad asociada, como el módulo, no se pueden determinar mediante este ensayo.

1.3 La determinación de las envolventes de la resistencia y el desarrollo de los criterios para interpretar y evaluar los resultados del ensayo se dejan al ingeniero o a la entidad que solicita el ensayo.

1.4 Los resultados del ensayo se pueden ver afectados por la presencia de suelo o partículas de roca, o ambos (véase la Sección 7).

1.5 Se seleccionan las condiciones del ensayo, incluyendo el esfuerzo normal y el ambiente de humedad, los cuales representan las condiciones de campo que se investigan. La velocidad del corte debe ser lo suficientemente lenta para asegurar condiciones drenadas.

1.6 Los valores expresados en unidades pulgada - libra se deben considerar como la norma. Dentro de este método de ensayo las unidades SI aparecen entre corchetes. Los valores expresados en cada sistema no son equivalentes exactos; por lo tanto, cada sistema tiene que usarse independientemente del otro.

1.7 Esta norma no se propone tratar los problemas de seguridad asociados con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma consultar y establecer prácticas de seguridad y salud apropiadas y determinar la aplicabilidad de las limitacio¬nes reguladoras previas a su utilización.

1 Este método de ensayo está bajo la jurisdicción del Comité D – 18 ASTM sobre suelo y roca y es una responsabilidad directa del subcomité D 18.05 sobre propiedades estructurales de los suelos.

La presente edición fue aprobada en agosto 10 de 1998. Publicada en enero de 1999. Originalmente publicada como D 3080 – 72. La última edición previa fue D 3080 – 90.

2Anuario de las normas ASTM, Tomo 04.08

* Una sección de Resumen de Cambios aparece al final de este método de ensayo.

2 Documentos de Referencia

2.1 Normas ASTM:

D 422 Método para el análisis del tamaño de las partículas de los suelos2.

D 653 Terminología relacionada con el suelo, la roca y los líquidos contenidos2.

D 698 Métodos de ensayo para las relaciones de humedad - densidad de los suelos y mezclas de suelo - agregados utilizando un martillo de 5.5 lb (2.49 kg) y una caída de 12 pulg. (305 mm)2.

D 854 Método de ensayo para la determinación del peso específico de los suelos2.

D 1557 Métodos de ensayo para las relaciones de humedad - densidad de los suelos y mezclas de suelo - agregados utilizando un martillo de 10 lb (4.54 kg) y una caída de 18 pulg. (475 mm)2.

D 1587 Práctica para el muestreo de los suelos con tubos de paredes delgadas2.

D 2216 Método para la determinación de laboratorio del contenido de agua (humedad) del suelo, la roca y mezclas de suelo – agregados2.

D 2435 Método de ensayo para la determinación de las propiedades de consolidación unidimensional de los suelos2.

D 2487 Método de ensayo para la clasificación de los suelos para propósitos ingenieros2.

D 2488 Práctica para la descripción e identificación de los suelos (procedimiento tacto - visual)2.

D 3740 Práctica para los requisitos mínimos para agencias comprometidas en el ensayo y/o inspección de suelo y roca2

D 4220 Prácticas para la preservación y transportación de muestras de suelo2.

D 4318 Método de ensayo para la determinación del límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad de los suelos2.

D 4753 Especificaciones para la evaluación, selección y especifica¬ción de balanzas y escalas para su utilización en ensayos de suelo y roca2.

3 Terminología

3.1 Definiciones - Para las definiciones de los términos utiliza¬dos en este método de ensayo, refiérase a la terminología D 653.

3.2 Descripción de los términos específicos a esta norma:

3.2.1 Desplazamiento Lateral Relativo - el desplazamiento horizon¬tal en las mitades superior e inferior de la caja de corte.

3.2.2 Falla - la condición del esfuerzo en la falla para un espécimen de ensayo. Con frecuencia se considera que la falla se corresponde con el esfuerzo cortante máximo alcanzado, o con el esfuerzo cortante a un desplazamiento lateral relativo de un 15 a un 20 por ciento. En dependencia del comportamiento del suelo y la aplicación de campo, se pudieran definir otros criterios apropia¬dos.

4 Resumen del Método de Ensayo

4.1 Este método de ensayo consiste en la colocación del espécimen en el aparato de corte directo, con la aplicación de un esfuerzo normal predeterminado, proporcionando el humedicimiento o drenaje del espécimen de ensayo, o ambos, y la consolidación del espécimen bajo un esfuerzo normal; se liberan las cajas que sostienen al espécimen y se desplaza una caja horizontalmente respecto a la otra a una velocidad constante de deformación cortante, además, se mide la fuerza cortante y los desplazamientos horizontales a medida que se corta el espécimen (véase la figura 1).

5 Importancia y Uso

5.1 El ensayo de corte directo resulta apropiado para una determina¬ción relativamente rápida de las propiedades de la resistencia drenada, consolidada, debido a que las vías de drenaje a través del espécimen de ensayo son cortas, lo que hace posible que se disipe más rápidamente el exceso de presión de poro que en el caso de otros ensayos de esfuerzo drenado. El ensayo se puede realizar en todos los materiales de suelo y en materiales no alterados, remoldeados o compactados. Sin embargo, existe una limitación respecto al tamaño máximo de las partículas (véase el punto 7.2).

Figura 1 Especímenes de ensayo en cortante (b) doble y (a) simple.

5.2 Los resultados del ensayo son apropiados para valorar la resistencia en una situación de campo donde ha ocurrido una consolidación total bajo esfuerzos normales existentes. La falla se alcanza lentamente bajo condiciones drenadas, de manera que se disipe el exceso de presiones de poro. Los resultados obtenidos de varios ensayos se pudieran utilizar para expresar la relación que existe entre el esfuerzo de consolidación y la resistencia cortante drenada.

5.3 Durante el ensayo de corte directo, existe una rotación de los esfuerzos principales, que pudieran o no modelar las condiciones de campo. Además, la falla pudiera no ocurrir sobre el plano de debilitamiento ya que se fuerza a que la falla ocurra sobre o cerca de un plano horizontal en el medio del espécimen. La colocación fija del plano en el ensayo puede ser una ventaja en la determinación de la resistencia cortante a lo largo de planos de debilitamiento reconocidos dentro del material de suelo y para el ensayo de interfaces entre materiales diferentes.

5.4 Los esfuerzos cortantes y los desplazamientos se distribuyen de forma no uniforme dentro del espécimen y no está definida una altura apropiada para calcular las deformaciones cortantes o cualquier cantidad ingenieril asociada. La lenta velocidad de desplaza¬miento permite la disipación del exceso de presiones de poro, aunque también permite el flujo plástico de suelos cohesivos blandos. Se debe tener cuidado en asegurar que las condiciones del ensayo representen aquellas condiciones que se investigan.

5.5 El rango de los esfuerzos normales, la velocidad del corte y las condiciones generales del ensayo se deben seleccionar para que se aproximen a las condiciones específicas del suelo que se está investigando.

Nota 1 – No obstante el planteamiento sobre precisión y sesgo contenido en esta norma, la precisión de este método de ensayo depende de la idoneidad del personal que ejecuta el ensayo y de lo adecuado del equipamiento y las facilidades que se utilicen. Las agencias que satisfagan los criterios de la Práctica D 3740 son consideradas, generalmente, capaces de realizar ensayos competentes y objetivos. Los usuarios de este método de ensayo quedan advertidos de que la anuencia con la Práctica D 3740 no ofrece por sí misma la seguridad de un ensayo confiable. El ensayo confiable depende de una serie de factores; la Práctica D 3740 brinda los medios para evaluar algunos de estos factores.

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