LABORATORIO N°4 HIDRÓMETRO
CARLOS SEBASTIAN APONTE ORTÍZ-2136060 WILLIAM ANDRÉS ÁVILA LÓPEZ-2136926 JUAN CARLOS DÍAZ PRADA-2136450 DIANA CAROLINA PORRAS GUERRERO-2136412
UNIVERSIDAD SANTO TOMAS TUNJA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL FUNDACIONES TUNJA 2015
OBJETIVOS
GENERAL
Calcular la Resistencia al corte de una muestra de arena.
ESPECÍFICOS
Definir los parámetros de la arena como el ángulo de fricción interna y la deformación
Obtener el valor del coeficiente de cohesión no drenada de la arena.
Graficar la distribución de esfuerzo cortante, y la deformación, para las cargas utilizadas en el ensayo.
PROCEDIMIENTO
Se pesa la caja de corte sin material y con todas sus partes.
Se mide el área interna aproximada de la caja de corte.
Se agrega la muestra de arena sobre la base de la caja de corte, utilizando capas, las cuales son compactadas con 25 golpes.
Se ubican las partes superiores de la caja, teniendo en cuenta que se deben atornillar las partes de la caja.
Se ubica la caja sobre el mecanismo de corte directo y se ajusta el sistema para una relación de cargas 1:10. Se realiza este procedimiento con tres cargas, 1kg, 2kg y 4kg.
Se prosigue a encender el mecanismo y a tomar las lecturas respectivas, se debe tener en cuenta retirar los tornillos.
Luego de finalizar la prueba y de que haya fallado la muestra, se retira del mecanismo.
Teniendo ya la caja de corte, se retira cuidadosamente la parte superior y se prosigue a obtener lectura del desplazamiento horizontal que sufrió la muestra.
CÁLCULOS Lectura δh
carga H
0
0
carga normal (Kg)
lectura δv
corrección
esfuerzo
esfuerzo
área
cortante
normal
0
1
0
0
0
0
10
0,254
0,7
1
0,127
0,003560851
196,5822325
280,8317608
20
0,508
0,95
1
0,1778
0,003545662
267,9330707
282,0348112
30
0,762
1,65
1
0,2794
0,003530472
467,3595522
283,2482135
40
1,016
2,3
1
0,8636
0,003515283
654,2858339
284,4721017
50
1,27
2,85
1
0,9652
0,003500094
814,2638455
285,7066125
60
1,524
3,3
1
1,0668
0,003484905
946,9412192
286,9518846
70
1,778
2,65
1
1,1684
0,003469716
763,7513576
288,2080595
80
2,032
3,1
1
1,2446
0,003454526
897,3733708
289,4752809
90
2,286
3,45
1
1,2446
0,003439337
1003,100249
290,7536952
100
2,54
3,3
1
1,27
0,003424148
963,7433896
292,0434514
150
3,81
4,88
1
1,1684
0,003348202
1457,498681
298,6677626
200
5,08
5,5
1
0,8382
0,003272256
1680,79759
305,5995619
300
7,62
4,3
1
0,508
0,003120364
1378,044356
320,4754317
1680,79759
286,3725871
largo
ancho
5,98
5,98
Lectura δh 0
corrección
esfuerzo
esfuerzo
área
cortante
normal
0
0
0
0
carga H
carga normal (Kg)
lectura δv
0
2
0
10
0,254
0,15
2
0,127
0,003560851
42,12476412
561,6635
20
0,508
0,8
2
0,1778
0,003545662
225,627849
564,0696
30
0,762
2,3
2
0,1778
0,003530472
651,470891
566,4964
40
1,016
3,5
2
0,127
0,003515283
995,652356
568,9442
50
1,27
3,95
2
-2,5146
0,003500094
1128,541119
571,4132
60
1,524
4,65
2
-2,3368
0,003484905
1334,326263
573,9038
70
1,778
5,45
2
-2,1082
0,003469716
1570,733924
576,4161
80
2,032
6
2
-1,905
0,003454526
1736,851685
578,9506
90
2,286
6,75
2
-1,6764
0,003439337
1962,587443
581,5074
100
2,54
7,1
2
-1,4732
0,003424148
2073,508505
584,0869
150
3,81
7,3
2
-1,4732
0,003348202
2180,274667
572,7452
200
5,08
7,5
2
-1,4732
0,003272256
2291,996714
573,8533
300
7,62
6,65
2
-1,4732
0,003120364
2131,161621
574,8317
2291,996714
572,9909
largo
ancho
5,98
5,98
L Inicial 5,98cm L Final
6,34cm
Lectura δh
carga H
carga normal (Kg)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 150 200 300
0 0,254 0,508 0,762 1,016 1,27 1,524 1,778 2,032 2,286 2,54 3,81 5,08 7,62
0 2,7 11,35 12,25 12,95 13,25 13,75 13,8 13,9 14 14,5 14,85 15,4 18
4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
largo
ancho
5,98
5,98
L Inicial L Final
lectura δv
corrección área
esfuerzo esfuerzo cortante normal
0 0,127 0,2286 0,9144 1,3208 1,5748 1,9812 2,3368 2,54 2,794 2,8702 3,2766 3,2766 3,302
0 0,003560851 0,003545662 0,003530472 0,003515283 0,003500094 0,003484905 0,003469716 0,003454526 0,003439337 0,003424148 0,003348202 0,003272256 0,003120364
0 758,2458 3201,095 3469,791 3683,914 3785,613 3945,588 3977,271 4023,706 4070,552 4234,63 4435,216 4706,233 5768,558 5768,558
0 1123,327 1128,139 1132,993 1137,888 1142,826 1147,808 1152,832 1157,901 1163,015 1168,174 1194,671 1222,398 1281,902 1165,683
5,98cm 6,97cm
NOTA: los valores de lectura δv y lectura δh están expresadas en mm. Para esfuerzo los valores se dan en kg/m2.
LINEA DE RESISTENCIA AL CORTE
14 12
y = 0.1999x + 0.2537
l 10 a m r o 8 n o z r e 6 u f s e
Series1 Lineal (Series1)
4 2 0
0
10
20
30
40
50
60
esfuerzo cortante
Carga
Puntos Picos Puntos Picos (KN/m2) (Kg/cm2)
Esfuerzo (Kg/cm2)
1 2 4
1680,798 16,48862436 2291,997 22,48448777 5768,558 56,58955173
286,3725871 572,7451742 1165,682655
Normal
Esfuerzo Normal (KN/m2)
Cohesión
Ángulo
2,80931508 5,618630159 11,43534684
0
11,31
ANÁLISIS
Con respecto a la gráfica de esfuerzo cortante vs deformación, se observa que a medida que se le va implementando más masa, y mientras la carga a la que se ve sometida con respecto a la maquina en el desplazamiento horizontal esta tiende a aumentar, por lo que se puede decir que son proporcionales. Teniendo en cuenta a la tendencia de aumentar proporcionalmente respecto al grafico de esfuerzo cortante vs deformación llega a un pico y de ahí tiende a descender muy poco, ese punto el material lega a su máxima carga. Teniendo el punto de falla y el esfuerzo normal que presentas el material se define una recta cuya pendiente nos define el ángulo, el cual se define como ángulo de fricción interna que en este caso es de 11,31° aproximadamente. Por medio de la gráfica de línea de resistencia al corte se determinó que la cohesión tiende a cero, esto se debe a que la arena que se usa en el ensayo es un material de poca adherencia entre partículas.
CONCLUSIONES
En la gráfica de esfuerzo deformación se observa una tendencia a aumentar proporcionalmente con respecto a la carga que se le aplica a medida del desplazamiento horizontal, como las masas que se le van aplicando. Se halló por medio de la gráfica de esfuerzo cortante vs deformación el punto en donde falla el material lo cual fue indispensable para determinar los parámetros de resistencia del suelo. Por medio de la gráfica de la relación de esfuerzo normal con respecto al esfuerzo cortante, se determinó el Angulo de fricción a lo que se observa un Angulo relativamente pequeño lo cual define un poco capacidad de resistencia al deslizamiento en este suelo. Ya que el suelo usado para esta práctica es de tipo arenoso, su material es granular y sus partículas no se adhieren sus partículas, por lo que se puede clasificar el suelo como no cohesivo.
