CORTE-DIRECTO-corregido.docx

INTRODUCCIÓN

La Mecánica de Suelos es una ciencia empírica, basada en la experimentación, la cual nos facilita ensayos y procedimientos para poder determinar las diferentes propiedades propiedades físicas y mecánicas mecánicas de un suelo. La presente elaboración de este informe, se describe el método de ensayo para la determinación de la resistencia al corte de una muestra de suelo, sometida a fatigas y / o deformaciones que simulen las que existen o existirán en terreno producto de la aplicación de una carga, como la densidad del suelo en campo. Para el desarrollo de los ensayos se ha tenido como fuente de consulta el manual de laboratorio. A continuación, se explicará el proceso realizado, así como los cálculos y resultados obtenidos del suelo ensayado, tratando de entender y analizar dichos resultados para su interpretación, abocando los conocimientos adquiridos en posteriores trabajos.

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MECANICA DE SUELOS II

Laboratorio N° 02: Ensayo de corte directo

OBETIVOS 1. OBJETIVO GENERAL: 

El objetivo general del ensayo de corte corte directo, es determinar la resistencia al corte de una muestra de suelo, sometido a fatigas y/o deformaciones que simulen las que existen o existirán en terreno producto de la aplicación de una carga.

2. OBJETIVOS ESPECIFICOS: 

Determinar la cohesión del suelo



Determinar la fricción interna del suelo



Mediante la gráfica y/o relación del Esfuerzo de corte y la deformación tangencial determinar el tipo de comportamiento del suelo (frágil o plástica).



Con lo mencionado anteriormente determinar determinar el tipo de falla de la l a muestra del suelo.



Determinar el tipo de suelo con los valores de fricción obtenidos en laboratorio.











MARCO TEORICO 1) ENSAYO DE CORTE DIRECTO: Este método describe y regula el ensayo para la determinación de la resistencia al corte de una muestra de suelo, sometida previamente a un proceso de consolidación, cuando se le aplica un esfuerzo de cizalladura o corte directo mientras se permite un drenaje completo de ella. El ensayo se lleva a cabo deformando una muestra velocidad controlada, cerca de un plano de cizalladura determinado por la configuración del aparato de cizalladura. Generalmente se ensayan tres o más especímenes, cada uno bajo una carga normal diferente para determinar su efecto sobre la resistencia al corte y al desplazamiento y las propiedades de resistencia. Este ensayo consiste en colocar el espécimen en una caja de corte directo, aplicando un esfuerzo normal determinado humedeciendo o drenando el espécimen, consolidando así la muestra bajo esfuerzo normal, soltando los marcos que contienen las muestras y desplazando horizontalmente un marco respecto al otro, todo a una velocidad constante de deformación y medir la fuerza de corte y los desplazamientos desplazamientos horizontales a medida que la muestra llegue a la falla.

2) CARACTERISTICAS CARACTERISTICAS DEL ENSAYO Este ensayo es adecuado para la determinación relativamente rápida de las propiedades de resistencia de los materiales drenados

consolidados Este tipo de











compactados, teniendo como limitación el tamaño máximo de las partículas presentes en en las muestras. Los resultados del ensayo pueden ser utilizados para expresar la relación entre los esfuerzos de consolidación y la resistencia al corte en condiciones drenadas. Los esfuerzos de corte y desplazamientos no están distribuidos uniformemente dentro de la muestra y no puede definirse una altura apropiada para calcular las deformaciones de corte. La baja velocidad de desplazamientos desplazamientos asegura la disipación de los excesos de presión de los poros, pero también permiten el flujo plástico de suelos suelos cohesivos blandos.

3) DE LOS RESULTADOS DEL: Con los datos obtenidos en el ensayo podemos calcular los valores de cohesividad y fricción del suelo mediante la fórmula de Coulomb que se muestra en la gráfica siguiente:

Donde: C: Cohesión Φ: Fricción interna

del suelo

VALORES TIPICOS DEL ANGULO DE FRICCIÓN DRENADO PARA ARENAS Y LIMOS TIPO DE SUELO

φ(grados)

ARENA: granos angulares Suelta

30 - 35











METODOLOGÍA DEL ENSAYO 2.1. EQUIPO NECESARIO PARA EL ENSAYO -

APARATO DE CIZALLADURA O CORTE:

Aparato de corte que permite aplicar un esfuerzo normal a las caras de la muestra, facilitando el drenado del agua a través tr avés de las piedras porosas en la parte superior e inferior de la

muestra.










-


CAJA DE CIZALLADURA:

Caja cuadrada de 6x6 cm de acero inoxidable con aditamentos que permiten el drenado del agua en la parte superior e inferior, tiene tapa inferior y superior.

-

ATAMENTOS DE CARGA:

Para carga normal es aplicada por un marco que tiene un contrapeso para eliminar el iminar el peso del mismo y solo toman en cuenta cuenta el peso que se coloquen coloquen en este. Para la fuerza cortante, un anillo de carga o celda de carga con precisión de 1% de la fuerza de corte en condiciones de ruptura.












-


INDICADORES DE DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL Y VERTICA:

Transductores de desplazamientos desplazamientos capaces de medir el cambio de espesor de la muestra.

-

TABLERO DECONTROL:

Con el cual se asigna la velocidad a la cual se desea trabajar, además tomamos la lectura de las cargas que soporta la muestra.











2.2 PROCEDIMIENTOS DEL ENSAYO

-

Como primer paso procedimos a sacar de la l a calicata muestras inalteradas en bloques de una una profundidad de aproximadamente 2.5m. 2.5m.

-

En el laboratorio procedimos a separar en la mesa los bloques del suelo inalterados, pues para la prueba es necesario que las muestra tenga un porcentaje de humedad.










-


Se introduce el bloque dentro de los moldes que se usan para el ensayo de corte, los mismos que deben estar totalmente lleno en el molde, tratando de que no haya espacios vacíos en ella.

-

Con la muestra moldeada, el molde se coloca dentro de la caja de cizalladora del aparato, para esto primero se mete dentro de la caja una laminilla blanca que es como un filtro para el agua, se coloca la muestra y encima otra lamina blanca, posteriormente posteriormente se pone una una lámina rugosa, rugosa, y luego la tapa de la caja de cizallamiento.










1. Colocado de lámina blanca debajo del molde.

2. Colocando lamina rugosa sobre el molde.

3. Colocado y ajuste de tapa de caja cizalladora.











-


Se ajustan los controles el peso y demás para empezar con el ensayo. Se realizan 3 ensayos con diferentes cargas (0.5Kg, 1Kg y 2kg).

1. Colocamos el peso de 0.5kg y nivelamos el equipo.

2. Ajustamos el tablero y demás para poder hacer las lecturas













4. Al momento de la falla de la muestra se procede a retirar el molde del equipo de cizalladura y se coloca la misma en un recipiente, la cual es pesada previamente, previamente, llenada con el suelo de de ensayo que es es pesada y colocada en el horno.











CALCULOS Y RESULTADOS De a los cálculos realizados se obtuvieron los siguientes resultados: ENSAYO DE CORTE DIRECTO (ASTM D3080) Proyecto

:

Solicita Lugar Calicata

: : : C-2

Tipo de dispositivo

:

Ancho:

Tipo de muestra

: Inalterada

Area:

Fecha: Muestra:

Profundidad:

ESPECIMEN 01 Inicial Altura (h)

(cm)

2.00

Ancho (B)

(cm)

6.00

Peso Unitario húmedo (γ) ( γ) Humedad (W)

6 cm 36 cm2 ESPECIMEN 02

Final

Inicial

6.00

6.00

ESPECIMEN 03

Final

Inicial

6.00

6.00

2.00

Fi Final

2.00 6.00

(gr/cm3) (%)

10.12

Peso Unitario seco (γ (γd)

(gr/cm3)

Esfuerzo Normal

(Kg/cm2)

0.50

Deformacion Lectura Fuerza tangecial de corte (%) (Kg)

ESPECIMEN 01

11.93 1.00

2.00

ESPECIMEN 02

Deformacion tangecial (%)

Lectura Fuerza de corte (Kg)

Esfuerzo de corte (Kg/cm2)

0.00 0.05 0.10 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25

0.000 4.280 5.885 10.845 14.500 16.860 18.280 19.570

0.00000 0.11889 0.16347 0.30125 0.40278 0.46833 0.50778 0.54361

0.00 0.05 0.10 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25

11.14

0.000 1.790 2.142 6.584 12.250 17.520 22.127 26.067

ESPECIMEN 03 Esfuerzo de corte (Kg/cm2)

Deformacion tangecial (%)

Lectura Fuerza de corte (Kg)

Esfuerzo de corte (Kg/cm2)

0.00000 0.04972 0.05950 0.18289 0.34028 0.48667 0.61464 0.72408

0.00 0.05 0.10 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25

0.000 0.810 1.077 9.014 19.187 26.283 31.192 35.467

0.00000 0.02250 0.02992 0.25039 0.53297 0.73008 0.86644 0.98519











PARA LA MUESTRA 1

Deformacion Deformaci on Tangencial angenc ial Vs Esfuerzo de corte 0.80 ) 0.70 2 m c / 0.60 g K ( 0.50 e t r o0.40 c e d0.30 o z r e 0.20 u f s E 0.10

0.5 Kg/cm2

0.00 0 .0 0

2 .0 0

4 .0 0

6 .0 0

8 .0 0

Deformación Tangencial (%)

PARA LA MUESTRA 2

1 0 .0 0

1 2 .0 0











PARA LA MUESTRA 3

Deformacion Tangencial Vs Esfuerzo de corte ) 2 m c / g K ( e t r o c e d o z r e u f s E

2.50

2.00

1.50

2.0 Kg/cm2

1.00

0.50

0.00 0 .0 0

2 .0 0

4 .0 0

6 .0 0

8 .0 0


1 0 .0 0

1 2 .0 0











COMPARANDO LAS 3 MUESTRAS

Deformación Tangencial Vs Esfuerzo de corte corte 2.50 ) 2 m c / g K ( e t r o c e d o z r e u f s E

2.00

1.50 0.5 Kg/cm2 1.00

1.0 Kg/cm2 2.0 Kg/cm2

0.50

0.00 0 .0 0

2 .0 0

4 .0 0

6 .0 0

8 .0 0


1 0 .0 0

1 2 . 00













Grafico Esfuerzo Normal Vs Tangencial angencia l 2.5 y = 0.93x + 0.3038

) 2 2 m c / g 1.5 K ( τ

y = 0.933x + 0.2928

Esf. máximo 1

Esf. residual

0.5 0 0

0 .5

1

1 .5

σ (Kg/cm2)

2

2 .5

De las ecuaciones de la recta obtenemos los siguientes resultados:











DISCUSIÓN DE RESULTADOS -

En el campo asumimos que el suelo tenía las características de ser un suelo intermedio, y con el análisis desarrollado en el laboratorio pudimos certificar esa hipótesis.

-

Asumimos en campo que, al tener un porcentaje considerable de arcilla, el suelo era un suelo cohesivo, el mismo que se verifico en el laboratorio.

-

Sobre la fricción, en campo se asumió que las partículas eran sub angulares, es decir se trataba de granos angulares medios, lo que en laboratorio nos salió una











CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

El nivel cohesivo para una resistencia máxima dio como resultado: C = 0.3038, con lo que podemos asumir el suelo es medianamente cohesivo. El nivel cohesivo para una resistencia residual dio como resultado: C = 0.2928 La fricción interna para una resistencia r esistencia máxima dio como resultado: ϕ = 42. 92º, con lo que podemos concluir que es una arena de granos angulares denso. La fricción interna para una resistencia r esistencia máxima dio como resultado: ϕ = 43.01º

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