1. INTRODUCCIÓN Con la elaboración de este informe, se describe el método de ensayo para la determinación de la resistencia al corte de una muestra de suelo, utilizando para ello un aparato de corte directo que simula la
aplicación de las cargas reales a las que estará sometido el suelo. El ensayo induce la falla a través de un plano determinado, sobre el que actúan un esfuerzo normal aplicado externamente debido a la carga vertical y un esfuerzo cortante originado de la aplicación de la carga horizontal. Al aplicar la fuerza horizontal, se van midiendo las deformaciones con las cuales podremos obtener la tensión de corte mediante un gráfico, además
podremos obtener la cohesión y el ángulo de fricción interna del suelo. 2. OBJETIVOS Determinar la cohesión y el ángulo de fricción interna de una muestra de suelo con la finalidad de obtener la resistencia al corte del suelo en análisis. Este ensayo puede realizarse sobre todos los tipos de suelos, con muestras inalteradas y remoldeadas.
3. METODOLOGIA De acuerdo a la norma ASTM D 3080 y AASHTO T 236.
4. MATERIALES
Máquina de corte directo, capaz de sujetar la probeta entre dos
piedras porosas, medir las cargas normales, medir cambios de espesor, medir desplazamientos y permitir el drenaje a través de las piedras porosas. Cajas de corte, normalmente son cuadradas de 10 o 6 cm. de lado, o bien cilíndricas de 6, 10 ó 16 cm. de diámetro, con sus respectivas piedras porosas. Balanza, una de 0,1 gr. de precisión.
Cronómetro.
Espátula. Regla
Embudo
5. EQUIPO DE TRABAJO: MONITOR: Jack Martínez
ESTUDIANTES: Cizoski, Karol Gómez Díaz, Yno. Saavedra Pizango, Branco Alexis Rojas Escajadillo, Hember
6. PROCEDIMIENTO
Se moldean 3 probetas de una muestra de suelo inalterada, utilizando un anillo cortante para controlar el tamaño. Se ensambla la caja de corte, se saturan las piedras porosas y se mide la caja para calcular el área de la muestra. Se colocan la muestra en la caja de corte, las piedras porosas y el pistón de carga sobre el suelo, se ajusta el deformímetro vertical. Una vez efectuado esto, se coloca la muestra dentro de la caja de corte, colocamos el pisto de carga en su sitio sobre el suelo, la carga normal y ajustamos el deformímetro. Una vez hecho esto, enceramos el deformímetro horizontal y vertical. Para ensayos saturados, es necesario llenar la caja de corte con agua y esperar un tiempo razonable para que se produzca la saturación de la muestra. Comenzar la carga horizontal y tomar lecturas del deformímetro de carga, desplazamiento de corte y desplazamientos verticales. Si el ensayo se hace a deformación unitaria controlada tomar estas lecturas a desplazamientos horizontales de 5, 10 y cada 10 ó 20 unidades del deformímetro de desplazamiento horizontal. Utilizar una tasa de deformación unitaria del orden de 0.5 a no más de 2 mm/min. Repetimos estos pasos para las demás muestras.
Alterno a esto, determinamos el contenido de humedad de la muestra. Graficamos el esfuerzo cortante vs. el desplazamiento horizontal y se determinan los valores de esfuerzo para cada probeta. Luego efectuamos una gráfica de los esfuerzos vs. la presión unitaria tal como se indica a continuación; en la gráfica podremos obtener la cohesión y en ángulo de fricción interna del suelo.
7. DATOS OBTENIDOS
Diámetro de la caja: 2.5 púlg = 6.35 cm Altura inicial = 3.6 cm Altura final = 0.9 cm Altura de la muestra = 3.6 – 0.9 = 2.7 cm Peso de la muestra seca + peso de la caja = 1058.59 gr Peso de la muestra seca = 136.5 gr Peso de la caja = 922.07 gr
Aplicación de esfuerzo cortante A
B
C
Esfuerzo norma l = 0.5 kg/cm2
Esfuerzo normal = 1 kg/cm2
Esfuerzo normal = 1.5 kg/cm2
Deformacion
Esfuerzo
Deformacion
Esfuerzo
Deformacion
Esfuerzo
horizontal
cortante
horizontal
cortante
horizontal
cortante
(%)
2
(kg/cm )
(%)
0.16
0.22
0.31
0.37
0.45 0.61 0.76
2
2
(kg/cm )
(%)
0.14
0.54
0.14
0.96
0.30
0.79
0.29
1.20
0.44
0.45
0.85
0.45
1.26
0.43
0.60
0.85
0.62
1.24
0.37
0.74
0.48
0.76
1.12
(kg/cm )
8. RESULTADOS Los resultados obtenidos al graficar el esfuerzo versus el desplazamiento horizontal nos permitirá obtener los esfuerzos máximos del suelo; una vez obtenido esto, realizamos la gráfica de esfuerzo versus la presión a la que es sometido el suelo, y obtenemos la siguiente gráfica:
1.40 ) 2
1.20
m c / g 1.00 k ( -
3
τ
0.80 e t n a t r 0.60 o C o z r 0.40 e u f s 0.20 E
2
1
0.00 0.01
0.21
0.41
0.61
0.81
Deformacion horizontal (%)
2.0
RESULTADOS: = 40.1° φ tan φ = 0.840 C = 0.00 kg/cm2
) 2
m c / g k ( e t 1.0 n a t r o c o z r e u f s E
3
2
1
0.0 0.0
0.5
1.0
1.5 2
Esfuerzo normal (kg/cm )
2.0
9. CONCLUISONES
10.
El ensayo es relativamente rápido y fácil de llevar a cabo. Se ha encontrado que los parámetros de suelo y c obtenidos por el método de corte directo son casi tan confiables como los valores triaxiales, por tanto son resultados que se pueden adoptar para diseñar de acuerdo al tipo de obra requerida.
RECOMENDACIONES
Se pueden necesitar seis muestras si el suelo está inalterado. Mantener las muestras en ambiente de humedad controlada mientras se hace el moldeo, la preparación de la máquina de corte y los demás tipos de ensayo. La manivela de la máquina de corte directo debe manejarse a una velocidad constante todo el tiempo que dure el ensayo.
