REPUBLICA BOLIVARIANA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR POPUL AR PARA PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL EXPERIMENTAL POLITECNICA DE LA FUERZA ARMADA UNEFA EXTENSION PUERTO PIRITU
PROFESOR: Carlos Jimé!" CATEDR A: F3&a#io!s - m3ros
INTEGRANTES: Caa#$!% A&!rso CI: '()*+(),+( Caa#$!% RossCI: ',)./()'/( Mosal0!% Mar1a CI: '()*+()2*/ O4!ro% Ja0i!r CI: '').+,)5/, Ri0as% Va!ssa CI: '').+,)++( X S!m!s4r!) No#43ro) S!##i6: 2
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RESISTENCIA AL CORTE DE LOS SUELOS
Los suelos, como cualquier material, bajo ciertas solicitaciones, se comportarán como materiales elásticos, pero en muchas veces tendrá deformaciones mayores de las normales, por lo que será un factor predominante el considerar la plasticidad del suelo. La propiedad de los suelos para soportar cargas y conservar su estabilidad, depende de la resistencia al corte de los suelos. Cualquier masa de suelo se rompe cuando esta resistencia es superada. Leonards define la resistencia al corte, siendo como la “tensión de corte sobre el plano de ruptura”, en el momento de la ruptura.
aefeli afirma que “entre las tres propiedades principales de un suelo, la compresibilidad, la permeabilidad y la resistencia al corte! la más importante y más dif"cil de determinar e#perimentalmente es esta $ltima, las dos primeras propiedades son independientes de la tercera, la resistencia de corte depende no solamente de la permeabilidad, sino tambi%n de la compresibilidad del suelo. &e acuerdo con la ecuación de Coulomb' t ( c)s.tg f se puede afirmar que la resistencia al corte de un suelo se compone básicamente de dos componentes' la cohesión y el ángulo de ro*amiento entre las part"culas. +e considera ángulo de ro*amiento interno de un suelo, al ángulo que las part"culas hacen entre s" debido a las fuer*as de ro*amiento. La cohesión resulta de la presión capilar del agua contenida en los suelos. uede tambi%n
deberse a las fuer*as electroqu"micas de atracción de las part"culas de arcilla. Los parámetros de cohesión y ángulo de ro*amiento de un suelo no son constantes de material. -n la determinación e#perimental de la resistencia al corte de los suelos hay que reproducir en la práctica tantas veces cuando sea posible, las condiciones a que será sujeto en la realidad por la obra a implantar.
TIPOS DE PRUEBAS DE LA RESISTENCIA AL CORTE DE LOS SUELOS
ara determinar los parámetros de resistencia al corte c y ϕ, se puede proceder de diferentes formas' -+/01+ &- L/213/41351
-nsayo de compresión simple'
&eterminan los parámetros de resistencia del suelo al corte en condiciones no drenadas. 6cu cohesión no drenada7 ermite obtener un valor de carga $ltima del suelo, el cual se relaciona con la resistencia al corte del suelo y entrega un valor de carga que puede utili*arse en proyectos que no requieran de un valor más preciso, ya que entrega un resultado conservador.
-nsayo de corte directo'
La finalidad de los ensayos de corte, es determinar la resistencia de una muestra de suelo, sometida a fatigas y8o deformaciones que simulen las que e#isten o e#istirán en terreno producto de la aplicación de una carga.
-nsayo no consolidado 9 no drenados' -l corte se inicia antes de consolidar la muestra bajo la carga normal 6vertical7. +i el suelo es cohesivo y saturado, se desarrollará e#ceso de presión de poros. -nsayo consolidado 9 no drenado' +e aplica la fuer*a normal, se observa el movimiento vertical del deform"metro hasta que pare el asentamiento antes de aplicar la fuer*a cortante.
-nsayo consolidado :drenado' La fuer*a normal se aplica, y se demora la aplicación del corte hasta que se haya desarrollado todo el asentamiento! se aplica a continuación la fuer*a cortante tan lento como sea posible para evitar el desarrollo de presiones de poros en la muestra.
ara suelos no cohesivos, estos tres ensayos dan el mismo resultado, est% la muestra saturada o no, y por supuesto, si la tasa de aplicación del corte no es demasiado rápida. ara materiales cohesivos, los parámetros de suelos están marcadamente influidos por el m%todo de ensayo y por el grado de saturación, y por el hecho de que el material est% normalmente consolidado o sobreconsolidado.
-nsayo tria#ial'
+u principal finalidad es obtener parámetros del suelo y la relación esfuer*o:deformación a trav%s de la determinación del esfuer*o cortante. -s un ensayo complejo, pero la información que entrega es la más representativa del esfuer*o cortante que sufre una masa de suelo al ser cargada. 4al y como sucede en el ensayo de corte directo, el ensayo tria#ial se reali*a seg$n un objetivo especifico buscado, por eso se clasifican los siguientes tipos'
-nsayo ;; 637, rueba no consolidada no drenada 6rueba rápida7' +e impide el drenaje en las dos etapas de la prueba, se desconocen los esfuer*os efectivos ni antes ni despu%s de la prueba. -nsayo C; 6C37, rueba consolidada no drenada, 6rueba consolidada rápida7' +e permite el drenaje para la consolidación, pero para el proceso de corte no, por lo cual en esta operación el volumen de la muestra permanece constante. -nsayo C& 6L7, rueba consolidada y drenada 6rueba lenta7' +e permite el drenaje durante toda la prueba y no se dejan generar presiones de poros en la muestra, esto se logra aplicando baja velocidad de aplicación de la carga, los esfuer*os que siempre act$an en la muestra son efectivos.
-+/01+ &- C/<1
-nsayo de veleta'
Consiste en la rotación a una velocidad estándar de un molinillo 6conjunto de cuatro láminas introducidas en el suelo a profundidad pretendida que gira y permite obtener un diagrama entre el momento torsor aplicado y el ángulo de rotación7.
-nsayo de penetración dinámica 6+47'
ermite medir la resistencia del suelo a medida que va siendo perforado. -ste ensayo fue originalmente creado para encontrar el grado de compacidad de las arenas, y con correlaciones encontrar la capacidad mecánica de la misma.
9UE SON ESFUERZOS GEOSTATICOS E INDUCIDOS;
-n un elemento de suelo, a una profundidad =, se puede considerar las fuer*as normales y tangenciales 4 que, sobres sus caras, carga las part"culas de suelo' +ea “h” la dirección hori*ontal y “v” la dirección vertical. -ntonces'
-+>;-3=1 ?-1+4/45C1 @-345C/L 6Av7 B sobrecarga Los esfuer*os al interior del suelo se aplican por dos ra*ones' -l peso propio del suelo y el efecto de las cargas e#teriores aplicadas al suelo. Los esfuer*os geostáticos 6verticales7 son los debidos al peso propio del suelo! y pueden variar con la profundidad, cuando var"a el peso unitario del suelo.
-+>;-3=1 ?-1+445C1 135=14/L, D y DE
La relación entre los esfuer*os hori*ontal Ah y vertical Av, se e#presa por el coeficiente de esfuer*o lateral D o coeficiente de presión de tierras.
Con D en función de F, tenemos'
&onde F' 3elación de oisson
-+>;-3=1 5&;C5&1
4oda o cualquier obra civil produce variación de esfuer*o en la masa de suelo en la cual ella se encuentra o se apoya, como por ejemplo'
Cargamento por cualquier estructura apoyada en la superficie del terreno, edificio, puente, terrapl%n, tanque, silo, muro de retención, carretera, etc. Carga por cualquier estructura dentro del terreno' -stacas, tirantes, pilotes. &escargas superficiales, e#cavaciones. &escargas profundas, t$neles.
LAS PRUEBAS IN SITU PARA LOS SUELOS
La utili*ación de ensayos in situ nos permite determinar de forma directa o indirecta parámetros de resistencia 6corte7 en suelos residuales mediante la utili*ación de procedimientos sencillos o complejos' correlaciones emp"ricas o semi:emp"ricas.
--431<-431+
;n penetrómetro es un aparato que penetra en el suelo para recabar una serie de informaciones directas e indirectas. +e pueden diferenciar dos tipos de ensayo de penetración, el de los conos 6dinámico y estático7, y el otro referido al ensayo de penetración estándar.
-+/01 &- --43/C51 C1 C11'
Consiste en introducir una serie de varillas cil"ndricas con un cono en la base. +i el penetrómetro es estático las varillas serán empujadas a una velocidad constante mediante un aparato transmisor, si es dinámico se procederá al hinque y posterior sobre:presión sobre la cabe*a.
C11 -+4/45C1
-l penetrómetro de cono estático mide el esfuer*o necesario para el despla*amiento lento de un cono dentro del suelo. Las puntas del cono var"an de GEH a IEH y de GJ a KE mm de . -l cono provee información sobre la resistencia a intervalos muy pequeMos. &urante esta prueba la resistencia al cortante se obtiene mediante la relación matemática que está en función de ángulo con el que se introduce el cono y la fuer*a utili*ada para dicho fin. Con el valor de la resistencia a la penetración del cono se puede obtener el ángulo de fricción < o la cohesión C utili*ando las correlaciones respectivas. La implementación de este ensayo en suelos residuales es muy limitada debido a la dificultad en la penetración lo que motivó el desarrollo relativamente reciente del pie*ocono 6C4;7 el cual mide la presión de poro además de la resistencia no drenada. or lo tanto la prueba de penetración con cono está amarrada a ser utili*ada en suelos blandos o suelos con densidad mediana en otras palabras suelos finos. La resistencia del cono estático puede ser utili*ado para calcular la capacidad de soporte, densidad y resistencia de los suelos para part"culas menores que el tamaMo del cono. /lgunos conos tienen un medidor electrónico que da una información más e#acta. La aplicación general de los ensayos de penetrómetro de cono 6C47 en problemas de estabilidad de taludes, es el determinar la resistencia al cortante no drenado de suelos cohesivos.
enetrómetro de bolsillo
La resistencia a la compresión no confinada de arcilla puede ser determinadas por medios de un penetrómetro de bolsillo en el campo, este se entierra manualmente en la arcilla a una profundidad predeterminada y se mide la presión requerida para su penetración.
TIPOS DE SUELOS
+uelo cohesivo'
Compuesto de limo y arcilla, este tipo de suelo, sin una alteración y evaluación adecuadas puede resultar en un problema real como cimiento debido a su tendencia a contraerse e hincharse. &eben considerarse cuidadosos m%todos de drenaje, ya que la naturale*a densa de la arcilla, fuertemente unida es impenetrable al agua cuando se compacta. -n algunos casos, la arcilla y el limo tendrán que ser removidos antes de la construcción. -n otros casos, las enmiendas del suelo y el análisis del subsuelo pueden garanti*ar la integridad estructural. Considera los costos asociados a los cimientos en suelos cohesivos antes de proceder.
+uelos granulares
5ncluyendo suelos con alto contenido de arena y8o grava, los suelos granulares son generalmente adecuados para la construcción, considerando que siguen siendo permeables al agua despu%s de comprimirlos. La instalación de un muro de contención puede ser necesaria para prevenir deslaves. -l tamaMo de las part"culas es importante al considerar suelos granulares. Consulta a los e#pertos en estudios geológicos de tu localidad antes de construir.
+uelos orgánicos
5ncluyendo a los suelos pantanosos y a los suelos con alto contenido de turba y materia vegetal en descomposición, los suelos orgánicos generalmente no son recomendables para la construcción. Los suelos orgánicos tienden a absorber y retener el e#ceso de humedad y e#hiben una consistencia como de esponja. or esta ra*ón, los estudios geológicos generalmente te llevarán a no construir edificaciones en esos lugares.
-N-3C5C51
