UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS CIV 220-LABORATORIO
INFORME:
CORTE DIRECTO”
“
Grupo: 9:00 – 12:00 12:00 (mañana) Docente:
Ing. Hernán Flores
Alumnos: Univ. Rodríguez Gamarra Juan
Alejandro
CORTE DIRECTO 1. OBJETIVOS OBJETIV O GENERAL
El objetivo del presente ensayo es el determinar la resistencia al corte consolidado y drenado de material de suelo en corte directo.
OBJE TI VOS E SPECÍF I COS
Determinación de los parámetros parámetros resistentes de cohesión c, y del ángulo de rozamiento interno ϕ, de una muestra de suelo sometida a un esfuerzo normal y otro cortante. Clasificar el tipo de suelo ensayado en base a resultados obtenidos así como el análisis de estos.
2. APLICACIONES Los resultados del ensayo son aplicables para estimar la resistencia al corte en una situación de campo donde ha tenido lugar una completa consolidación bajo los esfuerzos normales actuales. La ruptura ocurre lentamente bajo condiciones drenadas, de tal manera que los excesos de presión en los poros quedan disipados. Los resultados de varios ensayos pueden ser utilizados para expresar la relación entre los esfuerzos de consolidación y la resistencia a la cizalla dura en condiciones drenadas. Las aplicaciones son:
Analizar problemas de estabilidad del suelo, tales como:
Capacidad de carga Estabilidad de taludes Presión lateral sobre estructuras de retención de tierras
Además de:
Identificar problemas de deslizamientos. Diseño de muros de contención y fundaciones
1
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3. CALCULOS CORTE EN SUELOS UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Cliente: UMSA. Procedencia: Kalamarca
INSTITUTO DE ENSAYO DE MATERIALES “Ing. Hugo Mansilla Romero” 1946-2009
Operador:
Tec. René Ramos
Calculista:
Univ. Rodriguez Gamarra, Juan Alejandro 6 / 07 / 2012
Profundidad: Muestra Remoldeada
Fecha:
DATOS DE LA PROBETA Diámetro [cm]= 6,25 Área [cm2]= 30,68 Altura [cm]= 2,26 Volumen [cm2]= 69,34
Tiempo min 0,00 0,12 0,25 0,50 0,75 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00
L ect. del Ex tensómetro.
Desplaz.
Desplazamiento
Extens.
VerticaL
H or iz.
Vertical ∆v (cm)
H or iz. 0,00 12,00 25,00 50,00 75,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00
Nº1 0,227 0,001 0,01
L ecturas
Tiempo min 0,00 0,12 0,25 0,50 0,75 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00
DATOS GENERALES Anillo de carga Factor de Calibración Extensómetro Vertical [pulg] Extensómetro Horizontal [mm]
I 22 34 51 65 82 98 86 78 72 70
I -3 -2,5 -3,5 -2 0,5 7,5 14 17 19,5 20
II -5 -6 -6 -7 -6 2,5 0 2 2 1
III -27 -28 -28 -27,5 -27 -27,5 -28 -29 -30 -33
∆x (cm) 0,000 0,012 0,025 0,050 0,075 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500
Lectura Anill o
F uerza de Cor te
Ani llo de Carga
F H (kg)
II 42 59 71 90 107 130 132 117 116 107
III 50 78 103 130 150 182 168 166 161 153
I 4,99 7,72 11,58 14,76 18,61 22,25 19,52 17,71 16,34 15,89
II 9,53 13,39 16,12 20,43 24,29 29,51 29,96 26,56 26,33 24,29
I -0,0076 -0,0064 -0,0089 -0,0051 0,0013 0,0191 0,0356 0,0432 0,0495 0,0508
II -0,0127 -0,0152 -0,0152 -0,0178 -0,0152 0,0064 0,0000 0,0051 0,0051 0,0025
III -0,0686 -0,0711 -0,0711 -0,0699 -0,0686 -0,0699 -0,0711 -0,0737 -0,0762 -0,0838
Esfuer zo de Corte 2
τ (kg/cm )
III 11,35 17,71 23,38 29,51 34,05 41,31 38,14 37,68 36,55 34,73
I 0,16 0,25 0,38 0,48 0,61 0,73 0,64 0,58 0,53 0,52
II 0,31 0,44 0,53 0,67 0,79 0,96 0,98 0,87 0,86 0,79
III 0,37 0,58 0,76 0,96 1,11 1,35 1,24 1,23 1,19 1,13
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Ejemplo de cálculo
Determinación del Desplazamiento Horizontal
Lo determinamos con
Desplazamiento Horizontal i
Lectura Extensometro Horizontal i * E h 10
Donde:
〖Desplazamiento Horizontal〗 Eh
: :
Desplazamiento horizontal [cm] Extensómetro horizontal [mm]
Para:
Lectura Extensometro
Horizontal
72
Tenemos:
Desplazamiento Horizontal
72*0,01 10
Desplazamiento Horizontal 0.072[cm ]
Determinación del Desplazamiento Vertical
Lo determinamos con:
DesplazamientoVertical i 2,54* LecturaExtensometroVertical i * E v [] [] Para: Lectura ExtensometroVertical 27
Tenemos:
DesplazamientoVertical 2,54* 27 *0,001 DesplazamientoVertical
0.069
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Determinación de la Fuerza Cortante y el Esfuerzo Cortante
Esta fuerza la calculamos a partir de:
Fi LecturaAnillo de carga * F c i
Como sabemos la definición de esfuerzo cortante es: i
Donde: : F : Fc : τ
F i Area Probeta
Fuerza de Corte [Kgf ] Factor de calibración del anillo de carga 2 Esfuerzo Cortante [Kgf /cm ]
Las fuerzas cortantes máximas encontradas en la planilla se calcularon de la siguiente manera:
MUESTRA # I Para esta muestra la lectura más grande es: Lectura Anillo de carga 98
F 98*0,227
F 22.25[ Kg ] El esfuerzo cortante será: i
22.25 30.68
Kg 2 cm
0.73 MUESTRA # II Para esta muestra la lectura más grande es:
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Lectura Anillo de carga 132
F 132*0,227
F 29.96[Kg ] El esfuerzo cortante será: i
29.96 30.68
Kg 2 cm
0.98
MUESTRA # III Para esta muestra la lectura más grande es: Lectura Anillo de carga 182
F 182*0,227
F 41.31[ Kg ] El esfuerzo cortante será i
41.31 30.68
Kg 2 cm
1.35
DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE CORTE TABL A RESUM EN
Esfuerzo
I
II
III
MÁXIMA
σ (kg/cm )
0,50
1,00
2,00
0
τ (kg/cm )
0,73
0,98
1,35
0,53
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La cohesión es la ordenada donde la tensión normal es 0, por lo que tendríamos de la grafica el siguiente valor de la cohesion:
Kg 2 cm
c 0.5313
El ángulo de fricción interna es el ángulo de la pendiente de la recta ajustada; así tendríamos:
arctan m arctan 0.4139
22.48 DETERMINACIÓN DE LOS CÍCULOS DE MORH. Para la determinación de los círculos de morh se tendrá los siguien
TABL A RESUM EN
Esfuerzo
I
II
III
2
0,50
1,00
2,00
2
0,73 0,78 0,78 1,56 -0,01
0,98 1,06 1,37 2,43 0,32
1,35 1,46 2,51 3,97 1,06
σ (kg/cm ) τ (kg/cm ) RADIO CENTRO MAXIMO MINIMO
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GRÁFICA DEFORMACIÓN VERTICAL VS DEFORMACIÓN HORIZONTAL Desplaz.
Desplazamiento
Horiz.
Vertical ∆v (cm)
∆x (cm)
I
II
III
0,000
-0,0076
-0,0127
-0,0686
0,012
-0,0064
-0,0152
-0,0711
0,025
-0,0089
-0,0152
-0,0711
0,050
-0,0051
-0,0178
-0,0699
0,075
0,0013
-0,0152
-0,0686
0,100
0,0191
0,0064
-0,0699
0,200
0,0356
0,0000
-0,0711
0,300
0,0432
0,0051
-0,0737
0,400
0,0495
0,0051
-0,0762
0,500
0,0508
0,0025
-0,0838
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GRÁFICA ESFUERZO CORTANTE VS DEFORMACIÓN Desplaz.
Esfuerzo de Cor te
Horiz.
τ (kg/cm )
2
∆x (cm)
I
II
III
0,000
0,16
0,31
0,37
0,012
0,25
0,44
0,58
0,025
0,38
0,53
0,76
0,050
0,48
0,67
0,96
0,075
0,61
0,79
1,11
0,100
0,73
0,96
1,35
0,200
0,64
0,98
1,24
0,300
0,58
0,87
1,23
0,400
0,53
0,86
1,19
0,500
0,52
0,79
1,13
8