Determinación de La Resistencia Al Corte Método de Corte Directo CD Consolidado Drenado r 1

DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA RESISTEN CIA AL AL CORTE CORTE MÉTODO DE CORTE DIRECTO (CD) (CONSOLIDADO DRENADO) LAURA LISBETH PIMIENTO QUINTERO Estudiante Pregrado Ingeniería Civil Universidad Industrial De Santander  [email protected] Código !1!"1#$ JORGE LUIS QUINTANA VANEGAS VANEGAS Estudiante Pregrado Ingeniería Civil Universidad Industrial De Santander   %orgele&.1#@gmail.com  %orgele&.1#@g mail.com Código !1!"'(8 JHON ALEJANDRO VILLAMIZAR PABON Estudiante Pregrado Ingeniería Civil Universidad Industrial De Santander  ale%ovillami)ar1##(@hotmail.com Código !1"$*$1 GRUPO: D3

RESUMEN El siguiente la+oratorio tiene ,or o+%etivo determinar la resistencia al corte ,or el m-todo de corte directo consolidado drenado como se e&,lica a ,artir de la norma I../. E01(*0$2 como así mismo determinar los es3uer)os normales2 es3uer)os es3uer)os cortantes2 3uer)as normales normales y 3uer)as de cortes 4ue act5an ,ara cada una de las muestras2 ya 4ue es de+ido a la cohesión de las ,artículas de la muestra. 6a ,r7ctica se hi)o ,ara una muestra alterada ya 4ue dio como resultado un suelo arcilloso limoso.

PALABRAS CLAV CL AVE: E:  Corte directo2 consolidado drenado2 es3uer)o normal2 n ormal2 es3uer)o cortante2 cohesión2 ecuación de Coulom+2 7ngulo de 3ricción. ABSTRACT he 3ollo9ing la+oratory is to determine the shear strength +y direct shear method consolidated drained as e&,lained 3rom the norm I/ E0 1(*0$ 2 as li:e9ise determine the normal stresses 2 shear 3orces 2 normal 3orces and cutting 3orces acting on each o3 the sam,les 2 since it is due to cohesion o3 ,articles o3 the sam,le. he ,ractice 9as to altered as a sam,le resulted in a silty clay soil.

KEYWORDS  Direct cut2 consolidated drained2 normal stress2 shear strength2 cohesion2 Coulom+ C oulom+ e4uation2 3riction angle.

! INTRODUCCIÓN Cuando le a,licamos a una muestra de suelo una 3uer)a ,roducida ,or alg5n ti,o de estructura u o+ra de ingeniería2 se generan en el suelo2 es3uer)os 4ue tratar7n de mantener el e4uili+rio e&istente del suelo. Cuando la carga e&terior  a,licada tiene una magnitud tal 4ue su,era a la resultante de los es3uer)os interiores de la masa de suelos2 se rom,er7 el e4uili+rio e&istente y se  ,roducir7 lo ,lanos de ;alla o de desli)amiento2 siendo 5tiles anali)ar los ,ro+lemas de ca,acidad de carga2 esta+ilidad de taludes y ,resiones laterales so+re estructuras de contención de tierra2 entre otras. Para determinar la resistencia al corte de una ,e4ue
"! MARCO TEÓRICO "!! CORTE DIRECTO 6a resistencia al cortante ,uede medirse en un  ,lano ,redeterminado2 cortando la muestra con una determinada orientación. 6a su,er3icie de 3alla es ,rede3inida y no de,ende de las  ,ro,iedades del suelo2 y ,or esta ra)ón los valores de resistencia o+tenidos tienden a ser mayores 4ue en los ensayos tria&iales. 6a muestra se coloca en una ca%a com,uesta ,or dos anillos =;ig. 1>2 uno su,erior y otro in3erior2 los cuales ,ueden des,la)arse hori)ontalmente el uno con res,ecto al otro al a,licarse una 3uer)a de cortante. 6as muestras no ,ueden saturarse com,letamente ,ero un grado de saturación relativamente alto se ,uede o+tener sumergiendo la muestra en agua ,or un  ,eriodo largo de tiem,o2 antes del ensayo. Sin em+argo2 de+e tenerse mucho cuidado con los e3ectos de saturación so+re algunos materiales2 es,ecialmente los suelos e&,ansivos.

#$%! ! Ca%a ,ara ensayo de corte directo. "!3! RESISTENCIA CORTANTE AL SUELO

Los suelos fallan o se cortan cuando exceden su resistencia al corte, es decir, cuando alcanzan una tensión equivalente a la tensión de falla. "!&! ANGULO DE #RICCIÓN ᶲ El 7ngulo de 3ricción es la re,resentación matem7tica del coe3iciente de ro)amiento2 el cual es un conce,to +7sico de la 3ísica Coe3iciente de ro)amiento ? an  El 7ngulo de 3ricción de,ende de varios 3actores entre ellos algunos de los m7s im,ortantes son 1. ama
"!&! #RICCION INTERNA 6a 3ricción interna de un suelo2 est7 de3inida ,or el 7ngulo cuya tangente es la relación entre la 3uer)a 4ue resiste el desli)amiento2 a lo largo de un ,lano2 y la 3uer)a normal A,A a,licada a dicho  ,lano. 6os valores de este 7ngulo llamada A7ngulo de 3ricción internaA 32 varían de ,r7cticamente $B  ,ara arcillas ,l7sticas2 cuya consistencia este  ,ró&ima a su límite lí4uido2 hasta *(B o m7s2 ,ara gravas y arenas secas2 com,actas y de ,artículas angulares. eneralmente2 el 7ngulo 3 ,ara arenas es alrededor de "$B.

"!'! COHESIÓN 6a cohesión es una medida de la cementación o adherencia entre las ,artículas de suelo. 6a cohesión en mec7nica de suelos es utili)ada  ,ara re,resentar la resistencia al cortante  ,roducida ,or la cementación2 mientras 4ue en la 3ísica este t-rmino se utili)a ,ara re,resentar la tensión. En suelos eminentemente granulares en los cuales no e&iste ning5n ti,o de cementante o material 4ue ,ueda ,roducir adherencia2 la cohesión se

su,one igual a $ y a estos suelos se les denomina Suelos no Cohesivos.  Arcilla rígida  Arcilla semirrígida

0.25 0.1

 Arcilla blanda

0.01

 Arcilla arenosa

0.05

Limo rígido o duro

L-. /- C01204 τ =c + σ  tan ᶲ 

Dónde τ  σ  ᶲ 

0.02

#$%! "! /alores de re3erencia de la cohesión en los suelos arcillosos

 ? Es3uer)o Cortante  ? Es3uer)o ormal  ? ngulo de 3ricción

c ? Cohesión

"!! ES#UERZO CORTANTE El es3uer)o cortante es el es3uer)o interno o resultante de las tensiones ,aralelas a la sección transversal de la muestra.

"!! ES#UERZO NORMAL El es3uer)o normal o a&ial es el es3uer)o interno o resultante de las tensiones ,er,endiculares a la sección transversal de la muestra.

"!*! CARGA CORTANTE Es la carga 4ue se a,lica de manera transversal a la muestra. En este la+oratorio se ,roduce ,or el dis,ositivo ,ara la a,licación de la 3uer)a normal.

"!+! DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL Corres,onde al des,la)amiento 4ue su3re la muestra a medida 4ue se le a,lica la carga cortante.

"!,! ECUACIÓN DE COULOMB Coulom+ atri+uyo a la 3ricción entre las ,artículas como la resistencia al corte2 admitió 4ue los suelos 3allan ,or es3uer)o cortante a lo largo de los  ,lanos de desli)amiento. τ =σ  tan ᶲ 

#$%! 3! Es3uer)o de 3alla y envolvente de un ensayo de corte directo. 3! MATERIALES Y EQUIPO 3!! Dis,ositivo de corte directo 3!"! Ca%a de corte 3!3! Piedras ,orosas 3!&! nillos 3!'! alan)a 3!! Forno 3!! Dis,ositivos de seguridad 3!*! gua ,ota+le 3!+! Es,7tula 3!,! Geci,ientes ,ara muestras &! PROCEDIMIENTO &!! omamos una muestra de suelo a,ro&imadamente de 1 :g de ,eso2 hacemos el tami)ado res,ectivo  ,or el tami) o. * ,ara se,arar los granos grandes. &!"!  gregamos agua a la muestra ,ara ,oder tener  humedad homog-nea so+re la muestra tami)ada ya 4ue se encuentra seca y me)clamos hasta tenga una +uena consistencia. &!3! hora llenaremos los anillos con la muestra2  ,rimero colocaremos una ca,a de la muestra so+re el anillo y le damos una serie de !( gol,es so+re

toda el 7rea del anillo hasta 4ue la muestra 4uede com,actada2 des,u-s colocamos la segunda ca,a de la muestra y re,etimos el ,rocedimiento 4ue mencionamos anteriormente2 nuevamente lo hacemos ,ara la tercera ca,a el mismo  ,rocedimientoH esto se hace ,ara cada uno de los dos anillos restantes.

&!&!  los tres anillos ya com,actados con la muestra2 con la es,7tula trataremos de 4ue la su,er3icie en las dos caras de los anillos 4uede lisa. &!'! a teniendo los tres anillos listos ,rocedemos a coger la ca%a de corte del dis,ositivo de corte2 ahora introduciremos la muestra en la ca%a de corte2 a,licando una ,e4ue
cogemos la muestra y nos damos cuenta del corte 4ue se le hi)o2 tomamos una ,e4ue
'! PROCESOS Y AN5LISIS asados en los datos tomados en el la+oratorio llenamos la siguiente ta+la

P V / A (6%) (6%) (7) (78") 

8

1$2'



"82*8

9



$2!$8

$2!(

3 "! "*2'  "82*8 $28"! $28## T;42; ! Kuestra la relación de como a determinada carga normal se genera una res,uesta de la carga cortante y sus de+idos es3uer)os. '! C5LCULO DEL 5NGULO DE #RICCIÓN Y EL #ACTOR DE COHESIÓN Para calcular estos 3actores nos +asaremos en la ta+la anterior2 em,e)ando ,or gra3icar el es3uer)o normal vs el es3uer)o cortante. %

1 0.8

f!x" # 1x $ 0.07

0.6 0.4 0.2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.

#$%! &! 6a ra3ica muestra la relación e&istente entre & y % 'odelada a trav(s de una l)nea recta.

Seg5n la lineali)ación anterior la ecuación de la recta seria de la 3orma.

Y =mX + b

J Fumedad? 1$28"*J

τ =σ  tan ∅ + c

∅=¿

! CONCLUSIONES

 Lngulo de 3ricción

c =¿

! l momento iniciar el ensayo de resistencia al corte es im,ortante 4ue la muestra de suelo est- h5meda ,ara 4ue se de%e com,actar2 y así o+tener los valores m7s cercanos a los reales ,ara esta+lecer una relación entre el es3uer)o cortante y es3uer)o normal2 de esta manera conocer cu7l es el es3uer)o m7&imo 4ue ,uede aguantar un material.

 Cohesión

m = tan ∅

−1

∅= tan

m

1 ¿ −1

∅= tan

!" De+ido a 4ue en el ensayo n5mero ! se evidenció 4ue hu+o ,ro+lemas a la hora de la com,actación2 dado 4ue o+tuvimos valores de la 3uer)a cortante 4ue no coincidían con el valor  es,erado 4ue de+ería ser cercano a el do+le del valor 4ue o+tuvimos con el ,eso de 8 :g2 o,tamos  ,or remover esta muestra de nuestros c7lculos ya 4ue genera+a algunos errores de+ido a lo des3asada 4ue esta+a y tra+a%amos con las otras dos muestras.

¿

∅= 45 °

b =c

c =0,067

'!" PORCENTAJE DE HUMEDAD EN NUESTRO SUELO  1

" '

3

&

'





*

!!

1' !$2# 1*2# 121 2"8!(($"*

" ' !' !$ !"2( 12( !2( 1*2!8(1*" T;42; "! Kuestra los ,orcenta%es de humedad de la muestra des,u-s de ha+er sido sometida al a,arato de corte.

! "! 3! &! '! ! ! *!

Punto Peso tara =gr> Peso tara M suelo h5medo =gr> Suelo h5medo =gr> Peso tara M suelo seco =gr> Suelo seco =gr> Peso agua =gr> J humedad

hora +ien ,ara calcular el ,orcenta%e de humedad del suelo +astara con sacar un ,romedio de las ! muestras.

!3 eniendo en cuenta la gr73ica 1 se o+serva 4ue a medida 4ue aumentan los valores del es3uer)o normal incrementan de 3orma directamente  ,ro,orcional a los valores del es3uer)o cortante2 cuya ,endiente es 3unción de la tangente del 7ngulo de ro)amiento interno del suelo2 y cuya ordenada en el origen corres,onden a la cohesión con un valor de

c =0,067

 siendo cercano a

cero de+ido 4ue es una arcilla arenosa y su valor  teórico seria de $2$(.

!3  Se o+tuvo

∅= 45 °

  un ,oco ,asado de

valor m7&imo ,ara suelos 3inos2 esto ,udo ,asar   ,or ,e4ue
! BIBLIOGRA#IA • •

 orma I../. E01(*0$ NULGES DI66O2 EH GICO GODGUEQ2 .  Mecánica de Suelos

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