1. 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
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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
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EQUIPO
Equipo de Corte Directo
Para Suelos Granulares:
Equipo mecánico. Se usa
en suelos granulares.
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EQUIPO
Equipo de Corte Directo Residual:
Totalmente electrónico. Permite mayores
deformaciones. Se usa en suelos finos.
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MOLDE DE CORTE
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6. EQUIPO
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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.
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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.
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Preparación de muestras
Muestra inalterada:
Se coloca el tallador
en la parte superior.
Se corta poco a poco
en los bordes.
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Preparación de muestras
Muestra
inalterada:
Luego se talla por
los bordes del
tallador.
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Preparación de muestras
Muestra
inalterada:
Poco a poco se
introduce el
tallador.
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Preparación de muestras
Muestra
inalterada:
Luego que el
tallador pasa en
su totalidad, se
debe cortar por
los extremos.
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Preparación de muestras
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.
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Preparación de muestras
Muestra remoldeada:
Compactar en tres capas.
Se debe cuidar que el
material pesado no
disminuya del nivel
correspondiente.
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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.
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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.
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Montaje de la muestra
Vista de perfil
Vista de planta
Colocar la parte superior de la celda, cuidando que los
agujeros de mismo diámetro estén alineados y
atornillar.
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Montaje de la muestra
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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Montaje de la muestra
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.
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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.
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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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20. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Preparación del equipo
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Marzo 2006
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Preparación del equipo
Vista en planta del lugar del equipo donde se ha de
colocar la celda de corte.
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Preparación del equipo
Colocación de la celda de corte en el equipo.
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Preparación del equipo
Celda de corte ya colocada en el equipo.
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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.
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CALCULO ESFUERZO DE CORTE
Ejemplo para la fila Nº 1 (carga 0.50 kg/cm2):
0.315 * 7.0
E=
= 0.0619
35.62
Ejemplo para la fila Nº 3 (carga 1.00 kg/cm2):
0.315 * 36.0
E=
= 0.3184
35.62
Febrero 2006
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CALCULO ESFUERZO DE CORTE
Ejemplo para la fila Nº 5 (carga 1.50 kg/cm2):
0.315 * 74.0
E=
= 0.6545
35.62
Ejemplo para la fila Nº 7 (carga 0.50 kg/cm2):
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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Cálculo de deformación tangencial
Ejemplo para la fila Nº 1 (carga 0.50 kg/cm2):
Def = 25 * 0.001 = 0.025
Ejemplo para la fila Nº 3 (carga 1.00 kg/cm2):
Def = 75 * 0.001 = 0.075
Febrero 2006
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30. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Cálculo de deformación tangencial
Ejemplo para la fila Nº 5 (carga 1.50 kg/cm2):
Def = 150 * 0.001 = 0.150
Ejemplo para la fila Nº 7 (carga 0.50 kg/cm2):
Def = 250 * 0.001 = 0.250
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32. Gráficos
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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
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33. Gráficos
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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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