Veleta
- 1. 3-MARCO CONCEPTUAL 3.1. ENSAYO DE CORTE El ensayo de corte con veleta consiste básicamente en colocar una veleta de cuatro hojas dentro del suelo inalterado, y en girarla desde la superficie para determinar la fuerza de torsión necesaria para lograr que una superficie cilíndrica sea cortada por la veleta; con esta fuerza de corte se halla, entonces, la resistencia unitaria de dicha superficie. Es de importancia básica que la fricción de la varilla de la veleta y la del aparato sean tenidas en cuenta porque de otra manera, la fricción sería inadecuadamente registrada como resistencia del suelo. Las medidas de fricción bajo condiciones que no implican carga, como cuando se emplea un vástago liso en lugar de la veleta, o una veleta que permita alguna rotación libre de la varilla antes de someterla a carga, son satisfactorias únicamente cuando el giro sea aplicado mediante un momento balanceado que no se traduzca en empuje lateral. A medida que las fuerzas de torsión se hagan más grandes durante un ensayo, un empuje lateral en el instrumento se traducirá en un incremento de fricción no considerado en las lecturas iniciales sin carga. No se recomiendan instrumentos que produzcan empuje lateral. La varilla de la veleta debe tener suficiente rigidez para que no sufra torsión bajo condiciones de carga plena, de lo contrario, se deberá hacer una corrección al dibujar las curvas de Momento vs. Rotación. 3.2. VELETA DE CORTE la veleta es un instrumento de laboratorio utilizado para determinar el parámetro de resistencia al corte no drenado cu de un suelo, tiene la ventaja de poder ser aplicado directamente en campo lo cual evita el transporte una muestra de suelo. En el caso de suelos compuestos de limo y arcilla en especial los de alta sensibilidad, el efecto de las alteraciones durante el ensayo puede ser bastante considerables en lo que respecta a la confiabilidad de los resultados medidos en el laboratorio, por lo cual este instrumento proporciona información bastante aproximada. Figura 1. Extremo inferior de la Veleta.
- 2. El ensayo con la veleta de corte es ideal para el caso de suelos compuestos de arcillas saturadas sin fisuras y limos saturados. No es tan confiable para suelos fisurados o secuencias de microestratos. Básicamente el extremo inferior de la veleta consiste en cuatro aspas montadas en el extremo de una barra de acero (Figura 6.62). Después de hincar la veleta en el suelo, se hace girar aplicando un par de torsiones en el extremo libre de la varilla. Se gira primero la veleta entre 6 y 12º por minuto para determinar el parámetro de resistencia al corte sin perturbación y a continuación se mide la resistencia remoldeada haciendo girar con rapidez la veleta. La superficie afectada constituye el perímetro y los extremos de un cilindro. Donde: cu = Parámetro de resistencia al corte no drenado. T = Momento torsor de la veleta. h = Altura de las aspas de la veleta. D = Diámetro de la circunferencia que genera la veleta al girar. 3.3. FINALIDAD DEL ENSAYO CORTE La finalidad de los ensayos de corte, es determinar la resistencia de una muestra de suelo, sometida a fatigas y/o deformaciones que simulen las que existen o existirán en terreno producto de la aplicación de una carga. Para conocer una de estas resistencias en laboratorio se usa el aparato de corte directo, siendo el más típico una caja de sección cuadrada o circular dividida horizontalmente en dos mitades. Dentro de ella se coloca la muestra de suelo con piedras porosas en ambos extremos, se aplica una carga vertical de confinamiento (Pv) y luego una carga horizontal (Ph) creciente que origina el desplazamiento de la mitad móvil de la caja originando el corte de la muestra 3.4. CLASIFICAR EN TRES TIPOS - Ensayo no consolidado no drenado (UU). Es un ensayo rápido, donde el corte se inicia antes de consolidar la muestra bajo la carga normal (Pv); si el suelo es cohesivo y saturado, se desarrollará exceso de presión de poros. Generalmente la recta intrínseca en el diagrama de contra es horizontal, donde =Cu. No se permite el drenaje de la muestra en todo el ensayo. - Ensayo consolidado no drenado (CU). En este ensayo se permite que la muestra drene ó se consolide durante la aplicación de la carga vertical, de modo que en el momento de aplicar el esfuerzo de corte las presiones instersticiales
- 3. sean nulas, pero no durante la aplicación del esfuerzo cortante. La tensión de corte es rápida para que la presión de poros no pueda disiparse en el transcurso del ensayo. Estos ensayos no se usan en suelos permeables y es necesario medir el movimiento vertical durante la consolidación (drenaje) para saber cuando se ha producido por completo 3.5. OTROS MÉTODOS PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CORTE. ENSAYO DE CORTE CON VELETA (O ENSAYO DEL MOLINETE La veleta es un aparato que se usa comúnmente para obtener la resistencia al corte de arcillas blandas a muy blandas. Debido a su tamaño es posible hacer varios ensayos para determinar estadísticamente la resistencia al corte sin u), de muestras SPT hechas a grandes profundidades, donde la toma de muestras produce mayores alteraciones ( El coeficiente a que aparece en la fórmula, tiene por objeto eliminar el supuesto de que la rotura se produce según un cilindro perfecto circunscrito a las aspas de la veleta. Este coeficiente depende de la relación d/h y de la naturaleza del terreno, el cual fallará de forma distinta según sea su tipo. ENSAYO DE CORTE SIMPLE. Es una variante del corte directo de laboratorio, en donde a la muestra ensayada no se le induce un plano de corte sino que se somete a una fuerza que produce una deformación. En este ensayo, las líneas horizontales son líneas de extensión nula, en cambio en el ensayo de corte directo, la deformación está limitada a una zona muy estrecha próxima a la separación entre las cajas, por lo que este ensayo es inadecuado para el estudio de las deformaciones. ENSAYO DE CORTE DIRECTO GIGANTE. Los ensayos de laboratorio convencionales de corte directo, no han resuelto en forma satisfactoria las propiedades de resistencia al corte de materiales granulares gruesos y generalmente en la literatura especializada nos encontramos con situaciones propias de Europa y Estados Unidos, las que lógicamente son distintas a las de países con geomorfología asociada a tectonismo reciente, como es nuestro caso. En algunos laboratorios existe un aparato de corte gigante, donde las dimensiones de la caja de corte son de 60*60 cm. y 40 cm. de alto. Esta caja es capaz de recibir materiales de tamaño máximo de 2,5".
- 4. El funcionamiento de este equipo es similar al convencional, con la diferencia que las fuerzas, verticales y horizontales, son aplicadas mediante gatos mecánicos insertos en un marco metálico. Es necesario el empleo de estos gatos, para poder alcanzar las tensiones de corte y tensiones verticales superiores a 7 kgs/cm2, para obtener la compacidad y el ángulo de fricción interna de los materiales ensayados. ENSAYO DE CORTE IN SITU. Estos ensayos son análogos a los de corte directo en laboratorio y su aplicación hoy se extiende tanto a suelos como a rocas. Básicamente consisten en tallar bloques generalmente dentro de calicatas de reconocimiento, en su base o paredes, lo que induce el plano de falla del bloque (figura 3.10.). Este tipo de ensayos es de interés en todos aquellos casos en que la toma de muestras o el tallado de éstas sea difícil, como sucede en suelos con proporción importante de piedras, o en suelos residuales, en los que existen con frecuencia trozos de roca semi-descompuesta. 1. CONCLUSIONES La práctica practica que se realizo del ensayo de corte por veleta de campo son utilizados para suelos cohesivos saturados, ya que si se realiza en otros suelos los resultados serán variables. Los ensayos con veleta se realizan únicamente en suelos cohesivos inalterados y remoldeados.