Presión Lateral de Suelos y Ensayo de Corte Directo - Mecánica de Suelos II

1. PRESION LATERAL DE
SUELOS
Y ENSAYO DE CORTE
DIRECTOPresentado por:
Aragón Cáceres, Sebastian
Curso:
Mecánica de Suelos II
Docente:
Ing. Pedro Maquera Cruz

2. INTRODUCCIÓN
En ocasiones en las construcciones civiles se exige
mucho movimiento de tierras, las cuales pueden
originar dos tipos de empujes muy comunes, los que
llamaremos empuje activo cuando las deformaciones
que sufre el suelo es de tracción, y empuje pasivo
cuando las deformaciones son de compresión .

3. Definición
Es aquella presión que ejerce la tierra
o el suelo contra una estructura en
dirección lateral, principalmente
horizontal.
El adecuado diseño de estas
estructuras requiere de la presión
lateral de tierra que es función de
factores como la presión de agua en
poros, el peso especifico del suelo,
condiciones de drenaje, estado de
equilibrio.

4. Para describir la presión que un suelo puede ejercer, se usa un
coeficiente de presión lateral, “K”, que es la relación que existe entre
la presión lateral u horizontal respecto a la presión vertical.
𝐸 =
1
2
𝛾𝐻2 𝐾
En la interacción muro-terreno, pueden ocurrir en el muro
deformaciones que van desde prácticamente nulas, hasta
desplazamientos que permiten que el suelo falle por corte.

5. IMPORTANCIA
• En proyectos de Ingeniería Civil, es muy común la presencia del
estudio de la presión lateral al suelo.
• Es importante conocer dichas presiones para el diseño correcto de
las estructuras para el suelo.

6. TIPOS DE EMPUJES
• EL EMPUJE ACTIVO, se produce cuando la estructura de contención se mueve una
magnitud “x”, de forma que el terreno se descomprime. Por tanto emplearemos este
empuje en el cálculo de muros de contención o muros en ménsula que son libres de
moverse en cabeza.
• EL EMPUJE AL REPOSO, se produce cuando la estructura de contención prácticamente no
sufre desplazamientos. Esto se dará cuando la estructura esté convenientemente
arriostrada. Un caso típico es el de los muros de sótano en edificación, en los cuales el o
los forjados que arriostran al muro, impiden su desplazamiento en cabeza al hacer de
diafragma indeformable.
• EL EMPUJE PASIVO, se produce cuando la estructura de contención es la que empuja
contra el terreno (en la gráfica se mueve una magnitud “x”, en sentido inverso al que lo
hacía el activo). Este empuje lo emplearemos, por ejemplo, para equilibrar estructuras
contra el deslizamiento que se encuentren empujando contra el terreno.

7. T
E
O
R
I
A
TEORIA DE
COULOMB
TEORIA DE
RANKINE

8. LEY DE COULOMB
Coulomb fue el primero en estudiar el problema del terreo y
estructuras de retención.
Se limito a usar la teoría de equilibrio que considera que un bloque de
terreno en rotura como un cuerpo libre para determinar la presión
lateral limitante.
La presión limitante horizontal en fallo en extensión o compresión se
determinan a partir de las constantes Ka y Kp respectivamente.

9. LEY DE RANKINE
Rankine desarrollo su teoría a mediados del siglo XIX,
asumiendo que:
• 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.

10. LEY DE RANKINE
EMPUJE
ACTIVO La superficie de rotura formará un ángulo
de π/2 + φ con respecto a la tensión
vertical (la mayor) y π/4 + φ/2 con
respecto a la tensión horizontal, siendo
la familia de líneas características tal que
así:
Empuje Activo SIN
cohesión:
Empuje Activo CON
cohesión:

11. LEY DE RANKINE
EMPUJE
PASIVO•La tensión mayor es la horizontal, no la vertical,
teniendo sus implicaciones en los círculos de Mohr.
•Como consecuencia de lo anterior: la
superficie de rotura formará un ángulo de
π/2 – φ con respecto a la tensión vertical y
π/4 – φ/2 con respecto a la tensión horizontal.
La familia de líneas características serán tal
que así:
Podemos definir pues el empuje
pasivo como:

12. Ensayo de Corte Directo
(Método Directo)
OBJETIVO:
Medir la resistencia cortante de suelos
granulares.
EQUIPO:
Se utiliza el aparato de Corte Directo (caja
partida, una fija y la otra con movimiento
horizontal con una fuerza horizontal
aplicada.
PROCEDIMIENTO:
• Colocar el espécimen al interior de la caja.
• Aplicar esfuerzo vertical.
• Aplicar esfuerzo horizontal hasta la falla.

13. INTRODUCCIÓN (Ensayo Corte Directo)
En el aparato de corte directo
se intenta conseguir la rotura
de una muestra según un
plano predeterminado, con el
fin de poder conocer
experimentalmente los
parámetros de cohesión y
ángulo de rozamiento que
nos definen la resistencia del
suelo granular.

14. EQUIPO (Ensayo Corte Directo)
APARATO DE CORTE:
El aparato de corte proporcionara medios para aplicar un
esfuerzo normal a las caras de la muestra, permitiendo el
drenado del agua a través de las placas porosa en los limites
inferior y superior de la muestra del suelo.
CAJA DE CORTE:
Una caja de corte, cuadrada, hecha de acero inoxidable, con
aditamientos que permiten el drenado a través de la parte
superior e inferior.
La caja es ajustada con tornillos de seguridad.

15. EQUIPO (Ensayo Corte Directo)
ADITAMIENTOS DE CARGA:
• Aditamiento para aplicar la fuerza normal.
• Aditamiento para cortar la muestra.
• Aditamiento para la medición de la fuerza cortante.
• Tazón para la caja de corte.
• Indicador de desplazamiento horizontal.

16. EQUIPO (Ensayo Corte Directo)

17. EXTRACCIÓN DE LA MUESTRA
PARA EL DICHO ENSAYO SE EXCAVO UNA
CALICATA DE 2M. DE PROFUNDIDAD Y SE
EXTRAJO 2KG. APROX. DE MUESTRA DE
SUELO DE LA CIUDAD DE TACNA,
ESPECÍFICAMENTE DEL FUNDO DE
NUESTRA UNIVERSIDAD UBICADO EN LA AV.
TARAPACA, AL COSTADO DEL CUARTEL
TARAPACA.

18. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
• Se tamiza la muestra por la malla N°4, obteniendo unos 400 gr.
• Se determina el contenido de humedad y la densidad seca.
• Se humedece la muestra con 5.6 gr. de agua y se divide en 3 partes de 37.2 gr. de
muestra.

19. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO
• SE ASEGURA LA CAJA DE CORTE Y SE
VIERTE LA PRIMERA MUESTRA CON LA
AYUDA DEL CONO METÁLICO.
• CON EL PISÓN DE 5X5CM SE COMPACTA EN
LAS 4 ESQUINAS DE LA CAJA DE FORMA
LENTA PARA EVITAR QUE EL MATERIAL SE
SALGA, CON ESTA COMPACTACIÓN
FORMAREMOS LA PRIMERA CAPA UNIFORME.
• SE REALIZA EL PASO ANTERIOR CON LAS 2
MUESTRAS RESTANTES.

20. • SE LLEVA LA CAJA A LA MAQUINA DE CORTE PARA CONTINUAR CON EL ENSAYO.
• SE AJUSTA LA CAJA DE CORTE A LA MAQUINA
• SE LE AGREGA EL CONTRA PESO DE 18KG.
• SE AJUSTA EL MEDIDOS DE LOS DESPLAZAMIENTO DE CORTE.
• DEBEMOS ESPERAR QUE LA MAQUINA ESTE EN CONTACTO CON LA CAPSULA DE
CORTE
PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

21. • TOME LECTURA DE LOS DATOS DE TIEMPO, DESPLAZAMIENTO HORIZONTAL Y LA FUERZA DE
CORTE A INTERVALOS DEFINIDO DE DESPLAZAMIENTO, PARA DEFINIR CON PRECISIÓN LA CURVA
DE ESFUERZO-DESPLAZAMIENTO.
• SE DETIENE EL APARATO CUANDO LA MAQUINA HACE CONTACTO CON LA CAPSULA DE CORTE,
LUEGO DE PRODUCIRSE LA FALLA.
• RETIRA LA CARGA NORMAL DEL ESPÉCIMEN, RETIRE LA CAJA DE CORTE DEL TAZÓN, COLOQUE
LOS ANILLOS DE SEGURIDAD ANTES DE SACAR LA MUESTRA.
• FINALMENTE, INTERPRETAMOS Y GRAFICAMOS LA CURVA, CON LOS DATOS QUE NOS ARROJO LA
MAQUINA DE CORTE DIRECTO
PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

22. INTERPRETACION DE RESULTADOS
MAXIMO RESIDUAL
COHESIÓN kg/cm2 (C) = 0.41 0.27
ANGULODE FRICCIÓN (f) = 29.40 27.90