14 corte directo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
Facultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos

TALLER BÁSICO DE
MECÁNICA DE SUELOS
Ensayo de Corte Directo
Expositor: Antioco Quiñones Villanueva
atqv65@yahoo.es
aquinones@uni.edu.pe
aquinonesv@hotmail.com



CORTE DIRECTO

Ensayo de Corte Directo
ASTM D 3080

El ensayo de corte directo permite encontrar los
parámetros de resistencia de un suelo (cohesión
y ángulo de fricción).

Marzo 2006

Curso Taller de Mecánica de Suelos

LMS-FIC-UNI



EQUIPO
Equipo de Corte Directo
Para Suelos Granulares:
Equipo mecánico. Se usa
en suelos granulares.

Marzo 2006


LMS-FIC-UNI



EQUIPO

Equipo de Corte Directo Residual:
Totalmente electrónico. Permite mayores
deformaciones. Se usa en suelos finos.
Marzo 2006


LMS-FIC-UNI



Marzo 2006

MOLDE DE CORTE


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EQUIPO



Balanza electrónica
Tallador:
lado 6 cm.
área de corte 36 cm2.
altura 2 cm.
volumen 72 cm3.
Compactador.
Espátulas,
arco de sierra
nivel de burbuja.

Marzo 2006

Tallador para muestra de
Corte con su
compactador para
muestras remoldeadas.


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Preparación de muestras

Muestra inalterada:
Se corta una muestra
un poco mayor al
tamaño del tallador.

Marzo 2006


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Muestra inalterada:
Se coloca el tallador
en la parte superior.
Se corta poco a poco
en los bordes.

Marzo 2006


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Muestra
inalterada:
Luego se talla por
los bordes del
tallador.

Marzo 2006


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Muestra
inalterada:
Poco a poco se
introduce el
tallador.

Marzo 2006


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Muestra
inalterada:
Luego que el
tallador pasa en
su totalidad, se
debe cortar por
los extremos.

Marzo 2006


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Muestra
remoldeada:
Pesar la cantidad
de muestra de
acuerdo al peso
especifico y
contenido de
humedad
proporcionado por
el solicitante.
Dividir el peso total
en tres partes.

Marzo 2006


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Muestra remoldeada:
Compactar en tres capas.
Se debe cuidar que el
material pesado no
disminuya del nivel
correspondiente.
Marzo 2006


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Conservación de la muestra

Todo tipo de
muestra debe
conservarse en un
recipiente que
conserve la
humedad hasta el
momento que sea
ensayada.

Marzo 2006


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Montaje de la muestra

Se debe colocar sobre la parte
inferior de la celda de corte, en
orden:
a) La base ranurada,
b) Dos piedras porosas,
c) Un papel filtro.
Marzo 2006


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Vista de perfil

Vista de planta

Colocar la parte superior de la celda, cuidando que los
agujeros de mismo diámetro estén alineados y
atornillar.
Marzo 2006


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Cubrir con el pistón
alineándose al tallador, papel
filtro y metal poroso. Luego
aplicar unos golpes hasta que
la muestra llegue al fondo, sin
compactar. Retirar el tallador.
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Muestra colocada en el molde de corte directo. En la parte
superior se ha colocado el papel filtro, el metal poroso y la
tapa del molde.
Marzo 2006


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Preparación del equipo

Este equipo aplica la presión normal por carga muerta a
través de un brazo de palanca que amplifica la carga de
las pesas por diez. Para continuar con el ensayo se debe
seguir el siguiente procedimiento:
a.

b.

Marzo 2006

Colocar el brazo en posición horizontal con ayuda del
nivel de burbuja. Para que no se incline al colocar las
pesas, ajustar la manivela al tope, cuidando siempre
mantener la horizontalidad del brazo.
Una vez seguro poner las pesas que generarán la
presión normal del ensayo, que generalmente es 0,5
Kg/cm2, 1,0 Kg/cm2 o 1,5 Kg/cm2. Para este modelo de
equipo la carga que se coloca en el extremo equivale
la décima parte de la fuerza aplicada sobre el área (36
cm2) de la celda de corte.

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σ


σ
!"
!
!

Marzo 2006

!"

#

#


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Vista en planta del lugar del equipo donde se ha de
colocar la celda de corte.
Marzo 2006


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Colocación de la celda de corte en el equipo.
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Celda de corte ya colocada en el equipo.
Marzo 2006


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DATOS QUE SE OBTIENEN

Dial de

Dial de

Deform.

Dial de

Deform.

Carga

Tang.

Carga

Tang.

Carga

Tang.

(div)

div.

(div)

div.

(div)

div.

7.0
15.0
21.0
22.0
25.0
27.0
28.0
29.0
30.0
31.0
32.0
34.0
35.0
35.0
36.0
36.0
36.0
35.0
Febrero 2006

Deform.

25
50
75
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800

13.0
25.0
36.0
41.0
48.0
51.0
53.0
55.0
57.0
58.0
59.0
61.0
63.0
64.0
64.0
64.0
64.0
64.0

25
50
75
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800

34.0
49.0
61.0
68.0
74.0
80.0
84.0
86.0
87.0
89.0
91.0
93.0
94.0
94.0
94.0
94.0
94.0
94.0

25
50
75
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800


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CALCULO ESFUERZO DE CORTE

El esfuerzo de corte para cada punto se calcula con la
siguiente relación:

k * ld
E=
A
Donde:
E
= esfuerzo de corte.
K
= constante del anillo de carga.
0.315 para el equipo de corte residual.
ld
= lectura de la columna dial de carga.
A
= área del molde.
Febrero 2006


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Ejemplo para la fila Nº 1 (carga 0.50 kg/cm2):

0.315 * 7.0
E=
= 0.0619
35.62

0.315 * 36.0
E=
= 0.3184
35.62
Febrero 2006


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0.315 * 74.0
E=
= 0.6545
35.62

0.315 * 28.0
E=
= 0.2476
35.62
Febrero 2006


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Cálculo de deformación tangencial

La deformación tangencial para cada punto se calcula
con la siguiente relación:

Def = LecDef * 0.001
Donde:
Def
= Deformación tangencial (cm).
LecDef = Lectura del dial de deformación tangencial.

Febrero 2006


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Def = 25 * 0.001 = 0.025

Def = 75 * 0.001 = 0.075

Febrero 2006


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Def = 150 * 0.001 = 0.150

Def = 250 * 0.001 = 0.250

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RESULTADOS



Dial de Deform. Esfuerzo

Deform.

Dial de

Deform.

Esfuerzo Deform.

Dial de

Deform.

Esfuerzo

Deform.

Carga

Tang.

Corte

Tang.

Carga

Tang.

Corte

Tang.

Carga

Tang.

Corte

Tang.

(div)

div.

(kg/cm2)

(cm)

(div)

div.

(kg/cm2)

(cm)

(div)

div.

(kg/cm2)

(cm)

7.0
15.0
21.0
22.0
25.0
27.0
28.0
29.0
30.0
31.0
32.0
34.0
35.0
35.0
36.0
36.0
36.0
35.0

25
50
75
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800

0.0619
0.1327
0.1857
0.1946
0.2211
0.2388
0.2476
0.2565
0.2653
0.2742
0.2830
0.3007
0.3095
0.3095
0.3184
0.3184
0.3184
0.3095

0.03
0.05
0.08
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80

13.0
25.0
36.0
41.0
48.0
51.0
53.0
55.0
57.0
58.0
59.0
61.0
63.0
64.0
64.0
64.0
64.0
64.0

25
50
75
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800

0.1150
0.2211
0.3184
0.3626
0.4245
0.4510
0.4687
0.4864
0.5041
0.5130
0.5218
0.5395
0.5572
0.5660
0.5660
0.5660
0.5660
0.5660

0.03
0.05
0.08
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80

34.0
49.0
61.0
68.0
74.0
80.0
84.0
86.0
87.0
89.0
91.0
93.0
94.0
94.0
94.0
94.0
94.0
94.0

25
50
75
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800

0.3007
0.4334
0.5395
0.6014
0.6545
0.7075
0.7429
0.7606
0.7694
0.7871
0.8048
0.8225
0.8313
0.8313
0.8313
0.8313
0.8313
0.8313

0.03
0.05
0.08
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80

Febrero 2006


LMS-FIC-UNI

Gráficos



1.00
0.90

Esfuerzo Corte (kg/cm 2)

0.80
0.70
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Deform ación Tangencial (cm )

Deformación Tangencial vs. Esfuerzo de Corte
Febrero 2006


LMS-FIC-UNI

Gráficos



1.00

Resultados:

0.90

Esfuerzo de Corte (kg/cm

2

)

0.80

Cohesión:
c = 0.06 kg/cm2

0.70
0.60
0.50
0.40

Angulo de fricción:
= 27.2º

0.30
0.20
0.10
0.00
0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1
.0

1
.2

1
.4

1
.6

Esfuerzo Norm al (kg/cm 2)

Esfuerzo Normal vs. Esfuerzo de
Corte Máximo
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