ENSAYO DE CORTE DIRECTO EMPUJES DE SUELOS

1. EMPUJES DE SUELOS
M E C A N I C A D E S U E L O S I I
U N I V E R S I D A D P R I V A D A D E T A C N A
2 0 1 9 - I I
PRESENTADO POR:
ROJAS LIMA, DANIEL
CORDOVA HUAYHUA, DAVID

2. En la ingeniería civil se presentan
varios tipos de empujes del suelo
los cuales son necesarios
contenerlos, y para poder contener
dichos empujes es necesario
calcularlos para poder diseñar las
estructuras que puedan
contenerlos

4. TEORIA DE RANKINE
EMPUJE PASIVOEMPUJE PASIVO
Rankine se baso en las siguientes hipótesis para poder y poder realizar su trabajo
El suelo es homogéneo e isotrópico
La superficie de falla es plana
La superficie posterior del muro es vertical
No existe fricción entre el suelo y la parte posterior del muro
Se ejerce en un terreno sin
cohesión y con una superficie
horizontal
Se ejerce en un terreno sin
cohesión y con una superficie
horizontal

5. TEORIA DE COULOMB
EMPUJE PASIVOEMPUJE PASIVO
El método de Coulomb considera la fricción entre el muro y el terreno, y es mas general que el
desarrollado por Rankine
El método considera una cierta cuña de suelo, la cual ejerce una fuerza P sobre el muro, fuerza
que satisface las condiciones de equilibrio.
El método es igual para el caso de pasivo o activo, con la diferencia que los
esfuerzos tangenciales sobre la superficie de deslizamiento actúan junto con el
paseo del suelo oponiéndose al empuje horizontal que se ejerce sobre el muro.

6. EMPUJE PASIVO
EMPUJE EN REPOSO

7. EMPUJE PASIVO
Si se aplican fuerzas al muro
de forma que este empuje al
relleno, la falla se produce
mediante una cuña mucho mas
amplia. Este valor recibe el
nombre de empuje pasivo y es
el mayor valor que puede
alcanzar el empuje.

8. EMPUJE ACTIVO
Si el muro se desplaza,
permitiendo la expansión
lateral del suelo se produce
una falla por corte del suelo
retenido y se crea una cuña. El
empuje disminuye el valor del
empuje al reposo hasta el
denominado valor del empuje
activo, que es el mínimo valor
posible del empuje.

9. EMPUJE EN REPOSO
Si el muro de contención es tan
rígido que no permite el
desplazamiento en ninguna
dirección, las partículas del
suelo no podrán desplazarse,
confinadas por el que las
rodea, sometidas todas ellas a
un mismo régimen de
compresión, originándose un
estado intermedio que recibe el
nombre de empuje de reposo
de la tierra.

10. EMPUJE POR EFECTO SISMICO
Los efectos producidos por los sismos
se simularan mediante empujes de tierra
debidos a las fuerzas de inercia de las
masas del muro y del relleno.
Se presentan también en estado de
reposo, activo y pasivo
La diferencia entre el pasivo y el activo
es que en el pasivo se aplica el
empuje en un tercio de la altura del
relleno, mientras que en el activo es a
dos tercios.

11. C O R T E D I R E C T O N O
C O N S O L I D A D O N O D R E N A D O
E N S AY O D E

12. D e t e r m i n a r l a r e s i s t e n c i a a l e s f u e r z o c o r t a n t e o c a p a c i d a d
p o r t a n t e d e l s u e l o e n e s t u d i o , u t i l i z a n d o e l e n s a y o d e c o r t e
d i r e c t o .

13. O b t e n e r l a g r a f i c a d e d i s t r i b u c i ó n d e e s f u e r z o s c o r t a n t e s v s
d e f o r m a c i ó n , P a r a l a s d e t e r m i n a d a s c a r g a s .
 E n c o n t r a r l o s v a l o r e s m á x i m o s d e l o s e s f u e r z o s c o r t a n t e s .
O b t e n e r l a g r a f i c a d e e s f u e r z o n o r m a l c o n t r a c o r t a n t e s
m á x i m o s .

14. -Balanza electrónica de 0.1 de precisión
-brocha
-Cono para muestras remodeladas
-Regla moldeadora
-tijera
-Caja de corte directo
-aparato de corte directo
-martillo
-recipiente para las muestras
-llave inglesa

18. 18

19. Diametro (cm.) 6.00 Sobrecarga (gr.) 503.50
Altura (cm.) 2.00 Peso deMuestra (gr.) 107.28
Densidad Natural (gr/cm3
) 1.49 Carga Adicionada (kg.) 18.00
Area (cm2
) 36.00 Relación deCarga 0.50
Volumen (cm3
) 72.00 Carga Normal Total (kg.) 18.50
Peso (gr.) 107.28 Velocidad deCarga (mm/min) 0.138
Densidad Seca (gr/cm3
) 1.47 EsfuerzoNormal (kg/cm
2
) 0.514
P.Suelo Humedo + Tara (gr.) 144.80 Natural
P.Suelo Seco + Taca (gr.) 143.50 Compactado X
P.deTara (gr.) 41.80 Humedad Natural 1.45%
Contenido deHumedad 1.28% Clacificación (SUCS) SM
CARACTERISTICAS DE LA MUESTRA DATOS DE CORTE
CONTENIDO DE HUMEDAD FINAL TIPO DE MUESTRA
Muestra N°1 DIAL DIAL mm
0.00 0.00 0.0000 0.00
5.00 -5.00 -0.0005 0.13
10.00 -12.00 -0.0012 0.16
15.00 -19.00 -0.0019 0.19
20.00 -21.50 -0.0022 0.25
30.00 -21.50 -0.0022 0.33
40.00 -21.50 -0.0022 0.38
50.00 -21.50 -0.0022 0.42
65.00 -18.00 -0.0018 0.44
80.00 -10.00 -0.0010 0.49
100.00 2.00 0.0002 0.51
120.00 12.00 0.0012 0.54
140.00 23.00 0.0023 0.55
160.00 32.00 0.0032 0.56
180.00 40.00 0.0040 0.55
200.00 49.00 0.0049 0.55
220.00 73.00 0.0073 0.54
240.00 82.00 0.0082 0.54
260.00 98.00 0.0098 0.53
280.00 104.00 0.0104 0.52
300.00 104.00 0.0104 0.51
320.00 104.00 0.0104 0.51
340.00 104.00 0.0104 0.50
360.00 104.00 0.0104 0.49
380.00 104.00 0.0104 0.49
400.00 104.00 0.0104 0.48
420.00 104.00 0.0104 0.48
440.00 104.00 0.0104 0.47
460.00 104.00 0.0104 0.46
480.00 104.00 0.0104 0.46
500.00 104.00 0.0104 0.45
DEFORMACION
VERTICAL
mm
213.00
213.00
213.00
213.00
213.00
213.00
213.00
213.00
213.004.40
213.00
191.00
202.00
210.00
214.00
215.00
216.00
216.00
216.00
215.00
213.00
213.00
0.80
4.60
4.80
5.00
68.00
90.00
119.00
137.00
152.00
162.00
179.00
3.40
3.60
3.80
4.00
4.20
0.50
0.65
3.20
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
2.20
2.40
2.60
2.80
3.00
0.20
0.30
0.40
0.15
ESFUERZO
CORTANTE
(kg/cm
2
)
DESPLAZAMIENTO
HORIZONTAL
FUERZA
CORTANTE
(N)
0.000.00
0.05 45.00
58.000.10

20. Diametro (cm.) 6.00 Sobre carga (gr.) 503.50
Altura (cm.) 2.00 Peso de Muestra (gr.) 107.28
Densidad Natural (gr/cm3
) 1.49 Carga Adicionada (kg.) 36.00
Area (cm2
) 36.00 Relación de Carga 1.00
Volumen (cm3
) 72.00 Carga Normal Total (kg.) 36.50
Peso (gr.) 107.28 Velocidad de Carga (mm/min) 0.138
Densidad Seca (gr/cm3
) 1.47 Esfuerzo Normal (kg/cm
2
) 1.014
P. Suelo Humedo + Tara (gr.) 140.50 Natural
P. Suelo Seco + Taca (gr.) 139.30 Compactado X
P. de Tara (gr.) 35.40 Humedad Natural 1.45%
Contenido de Humedad 1.15% Clacificación (SUCS) SM
CARACTERISTICAS DE LA MUESTRA DATOS DE CORTE
CONTENIDO DE HUMEDAD TIPO DE MUESTRA
DIAL DIAL mm
0.00 0.00 0.0000 0.00
5.00 -9.00 -0.0009 0.16
10.00 -9.00 -0.0009 0.23
15.00 -13.00 -0.0013 0.28
20.00 -14.00 -0.0014 0.33
30.00 -15.00 -0.0015 0.43
40.00 -15.50 -0.0016 0.52
50.00 -15.00 -0.0015 0.60
65.00 -15.00 -0.0015 0.70
80.00 -13.00 -0.0013 0.77
100.00 -9.00 -0.0009 0.86
120.00 1.00 0.0001 0.93
140.00 10.00 0.0010 0.98
160.00 22.00 0.0022 1.02
180.00 34.00 0.0034 1.04
200.00 47.00 0.0047 1.05
220.00 63.50 0.0064 1.05
240.00 78.00 0.0078 1.04
260.00 91.00 0.0091 1.03
280.00 103.00 0.0103 1.01
300.00 114.00 0.0114 0.98
320.00 123.00 0.0123 0.93
340.00 123.00 0.0123 0.92
360.00 123.00 0.0123 0.91
380.00 123.00 0.0123 0.90
400.00 123.00 0.0123 0.89
420.00 123.00 0.0123 0.88
440.00 123.00 0.0123 0.87
460.00 123.00 0.0123 0.86
480.00 123.00 0.0123 0.85
500.00 123.00 0.0123 0.83
4.60 393.00
4.80 393.00
5.00 393.00
4.00 393.00
4.20 393.00
4.40 393.00
3.40 393.00
3.60 393.00
3.80 393.00
2.80 415.00
3.00 409.00
3.20 393.00
2.20 417.00
2.40 419.00
2.60 419.00
1.60 391.00
1.80 402.00
2.00 411.00
1.00 320.00
1.20 350.00
1.40 372.00
0.50 216.00
0.65 254.00
0.80 285.00
0.20 119.00
0.30 153.00
0.40 187.00
0.05 57.00
0.10 80.00
0.15 100.00
0.00 0.00
DESPLAZAMIENTO
HORIZONTAL
DEFORMACION
VERTICAL
FUERZA
CORTANTE
(N)
ESFUERZO
CORTANTE
(kg/cm
2
)mm
MUESTRA N°2

21. Diametro (cm.) 6.00 Sobre carga (gr.) 503.50
Altura (cm.) 2.00 Peso de Muestra (gr.) 107.28
Densidad Humeda (gr/cm3
) 1.49 Carga Adicionada (kg.) 54.00
Area (cm2
) 36.00 Relación de Carga 1.50
Volumen (cm3
) 72.00 Carga Normal Total (kg.) 54.50
Peso (gr.) 107.28 Velocidad de Carga (mm/min) 0.14
Densidad Seca (gr/cm3
) 1.47 Esfuerzo Normal (kg/cm
2
) 1.51
P. Suelo Humedo + Tara (gr.) 156.70 Natural
P. Suelo Seco + Taca (gr.) 155.00 Compactado X
P. de Tara (gr.) 38.30 Humedad Natural 1.45%
Contenido de Humedad 1.46% Clacificación (SUCS) SM
CARACTERISTICAS DE LA MUESTRA DATOS DE CORTE
CONTENIDO DE HUMEDAD TIPO DE MUESTRA
DIAL DIAL mm
0.00 0.00 0.0000 0.00
5.00 -2.00 -0.0002 0.12
10.00 -5.00 -0.0005 0.21
15.00 -6.50 -0.0007 0.28
20.00 -7.00 -0.0007 0.34
30.00 -9.00 -0.0009 0.45
40.00 -10.50 -0.0011 0.54
50.00 -10.50 -0.0011 0.63
65.00 -10.50 -0.0011 0.74
80.00 -10.50 -0.0011 0.83
100.00 -5.00 -0.0005 0.93
120.00 -1.00 -0.0001 1.01
140.00 6.00 0.0006 1.07
160.00 12.00 0.0012 1.11
180.00 19.50 0.0020 1.14
200.00 24.00 0.0024 1.17
220.00 28.00 0.0028 1.18
240.00 34.50 0.0035 1.18
260.00 43.00 0.0043 1.17
280.00 48.00 0.0048 1.15
300.00 55.00 0.0055 1.13
320.00 58.50 0.0059 1.11
340.00 62.00 0.0062 1.09
360.00 62.00 0.0062 1.08
380.00 62.00 0.0062 1.06
400.00 62.00 0.0062 1.05
420.00 62.00 0.0062 1.04
440.00 62.00 0.0062 1.02
460.00 62.00 0.0062 1.01
480.00 62.00 0.0062 1.00
500.00 62.00 0.0062 0.99
4.60 464.00
4.80 464.00
5.00 464.00
4.00 464.00
4.20 464.00
4.40 464.00
3.40 464.00
3.60 464.00
3.80 464.00
2.80 474.00
3.00 470.00
3.20 468.00
2.20 470.00
2.40 475.00
2.60 476.00
1.60 426.00
1.80 443.00
2.00 458.00
1.00 345.00
1.20 379.00
1.40 407.00
0.50 228.00
0.65 270.00
0.80 307.00
0.20 122.00
0.30 162.00
0.40 196.00
0.05 41.00
0.10 74.00
0.15 99.00
0.00 0.00
DESPLAZAMIENTO
HORIZONTAL
DEFORMACION
VERTICAL
FUERZA
CORTANTE
(N)
ESFUERZO
CORTANTE
(kg/cm
2
)mm
MUESTRA N°3

22. - GRAFICOSRESULTADOS
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
0 100 200 300 400 500
EsfuerzoCortante(kg/cm2)
Deformación Horizontal(mm)
DEFORMACION HORIZONTAL
Muestra 01
Muestra 02
Muestra 03
MAXIMO RESIDUAL
COHESIÓN ( C ) 0.415 0.294
( f ) 29.79 27.09ANGULO
DE

23. • E N E S T E T I P O D E A R E N A S E O B T U V I E R O N 3 T I P O S D E
M U E S T R A S E N C U A L E S TA B A S O M E T I D O A D I S T I N TA S
C A R G A S D E 1 8 K G , 3 6 K G Y 5 4 K G E S C U A L O B T U V O U N A
C O H E S I Ó N M Á X I M A D E 0 . 4 1 5 Y U N R E S I D U A L D E 0 . 2 9 4 A
D I F E R E N C I A D E L A N G U L O D E F R I C C I Ó N Q U E S E O B T U V O
C O M O M Á X I M O 2 9 . 7 9 ° Y U N A R E S I D U A L D E 2 7 . 0 9 °
• E L E S F U E R Z O C O R TA N T E A L C A N Z A U N VA L O R M Á X I M O ,
L L A M A D O “ T E N S I Ó N D E P I C O ” Y A C O N T I N U A C I Ó N
D E C R E C E T E N D I E N D O H A C I A U N A R E S I S T E N C I A
“ R E S I D U A L ” O “ Ú LT I M A ” , E S TA R E S I S T E N C I A Ú LT I M A E S
L A Q U E S E T O M A C O M O L A R E S I S T E N C I A D E L M AT E R I A L .

24. GRACIAS POR TU ATENCION