EnsayoCorteDirectoIngCivil

2016
ENSAYO DE CORTE DIRECTO
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERIA
CARRERA:
 ING. CIVIL
CURSO:
 MECANICA DE SUELOS II
CATEDRATICO:
 ING. FERNANDO HUCHUYPOMA M.
ESTUDIANTE:
 ANTONIO OVIEDO HUAMAN.
 LEYDDI AROTOMA COCA.
CICLO: VI

CORTE DIRECTO ING. CIVIL
MECANICADE SUELOS II Página2
INDICE
 DEDICATORIA:………………………………………………………………….(1)
 INTRODUCCIÓN: ….…………………………………………………..……..(2)
 ABSTRACT…………..…………………………………………………..……….(3)
 OBJETIVOS: ….……………………………………………………………….…(4)
 ANTECEDENTES:……………………………………………………………….(4)
 MARCO TEÓRICO:…….………………………………………………….…. (5)
- ESFUERZO CORTANTE EN SUELOS.
- CLASIFICACION:
 ENSAYO NO CONSOLIDADO – NO DRENADO.
 ENSAYO CONSOLIDADO – NO DRENADO.
 ENSAYO CONSOLIDADO – DRENADO.
- RESISTENCIA AL CORTE DE UN SUELO.
- ECUACIÓN DE FALLA DE COULOMB (1776).
- VALORES CARACTERÍSTICOS DEL ÁNGULO DE FRICCIÓN DE
ALGUNOS SUELOS.
- APLICACIONES DE LOS VALORES OBTENIDOS EN EL ENSAYO
DE CORTE DIRECTO.
 EQUIPOS Y MATERIALES:……………………………………………….…(9)
 PROCEDIMIENTO:……………………………………………………………(13)
- PARA SUELO NO COHESIVO.
- PARA SUELO COHESIVO.
 ANALICISDE RESULTADO…………………………………………………(17)
 CONCLUSIONES:…….……………………………………………..…….….(19)
 RECOMENDACIONES:……..…………………………………………….. (20)
 BIOGRAFÍA:.………………………………………..………….……………..(21)

INTRODUCCION
La evaluación de la resistencia al esfuerzo normal y cortante del
suelo, permite cuantificar parámetros necesarios para solucionar
problemas relacionados con la resistencia del terreno, que nos
permite analizar problemas de la estabilidad de suelos tales
como: el estudio de estabilidad de taludes para carreteras, la
determinación de la capacidad de soporte en cimentaciones, la
presión lateral sobre estructuras de retención de tierras.
En presente informe realizado por nosotros, de la Escuela
Académico Profesional de Ing. Civil, en donde presentamos
ensayo para determinar la resistencia al esfuerzo cortante de
suelo, como es el ensayo de corte directo que es un ensayo más
preciso que el ensayo de compresión simple pero poco menos
que el ensayo de compresión triaxial, pero su estudio es
indispensable ya que los resultados son aproximados y nos
pueden dar una idea del comportamiento de suelo al ser
sometido a esfuerzos(cortante y normal).

ABSTRACT
Evaluation of resistance to normal and shear soil effort to quantify
parameters required for solving problems related to the
resistance of the ground , which allows us to analyze problems
of soil stability such as the study of slope stability for roads,
determining the ability of support foundations , the lateral
pressure on earth retaining structures .
In this report made by us , the Academic Professional Civil
School Ing . , Where present assay to determine the shear
strength of soil, as is the direct shear test is a more accurate test
test simple but slightly less than the triaxial compression test ,
but its study is indispensable compression and the results are
approximate and can give us an idea of soil behavior when
subjected to stresses ( shear and normal) .

OBJETIVOS:
 GENERAL.
 Determinar la resistencia al esfuerzo cortante o capacidad portante del
suelo en estudio, utilizando el ensayo de corte directo.
 ESPECIFICOS.
 Determinar el ángulo de fricción interna.
 Determinar la cohesión.
 Comprender el comportamiento del suelo.
 Comprender la curva de esfuerzo cortante.
 Comprender la deformación unitaria.
ANTECEDENTES:
El ensayo de corte directo es el más antiguo de los ensayos de la
Mecánica de Suelos y, todavía hoy, se continua utilizado para estudiar
los suelos en rotura, debido a su sencillez de ejecución.
Sin embargo, su procedimiento ha variado muy poco durante todo este
tiempo. Dicho procedimiento se encuentra normado por la “American
Society of Testing and Materials” (ASTM). La norma de la ASTM que se
encuentra actualmente vigente para esta prueba es la ASTM D-3080-04,
establecida por el comité D18.05.

I. MARCO TEORICO:
ESFUERZO CORTANTE EN SUELOS
El ensayo de corte directo se realiza sobre una muestra de suelo situada dentro
de una caja de metal dividida en dos piezas: la mitad superior y la mitad
inferior. Simultáneamente la muestra es sometida a una carga normal
constante y a un esfuerzo lateral que se va incrementando en forma progresiva.
Mientras se realiza el ensayo se toma nota del esfuerzo aplicado y el
desplazamiento producido entre los dos bloques. El ensayo se realiza un
mínimo de dos veces con diferentes cargas normales.
Aparato de corte directo
CLASIFICACIÓN:
- ENSAYO NO CONSOLIDADO – NO DRENADO: el corte se inicia antes de
consolidar la muestra bajo la carga normal. Si el suelo es cohesivo y saturado
se desarrollara exceso de presión de poros.
- ENSAYO CONSOLIDADO – NO DRENADO: se aplica fuerza normal, se
observa el movimiento vertical del deformímetro hasta que pare el
asentamiento antes de aplicar la fuerza cortante.
- ENSAYO CONSOLIDADO – DRENADO: la fuerza normal se aplica, se
demora la aplicación del corte hasta que se haya desarrollado todo el

asentamiento; se aplica a continuación la fuerza cortante tan lento como sea
posible para evitar el desarrollo de presiones de poros en la muestra.
Resistencia al corte de un suelo
Esta resistencia del suelo determina factores como la estabilidad de un talud, la
capacidad de carga admisible para una cimentación y el empuje de un suelo
contra un muro de contención.
Ecuación de falla de Coulomb (1776)
Coulomb observó que si el empuje de un suelo contra un muro produce un
desplazamiento en el muro, en el suelo retenido se forma un plano recto de
deslizamiento. Él postuló que la máxima resistencia al corte, 𝜏𝑓, en el plano de
falla, está dada por:
𝜏𝑓 = 𝑐 + 𝜎 𝑡𝑔 𝜑 − − − − − − − (1)
𝐷𝑜𝑛𝑑𝑒:
𝜎 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 𝑒𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑎𝑙𝑙𝑎.
𝜑 = 𝐸𝑠 𝑒𝑙 á𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 (𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑗𝑒𝑚𝑝𝑙𝑜, 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎)
𝑐 = 𝐸𝑠 𝑙𝑎 𝑐𝑜ℎ𝑒𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 (𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑗𝑒𝑚𝑝𝑙𝑜, 𝑎𝑟𝑐𝑖𝑙𝑙𝑎).
Esta es una relación empírica y se basa en la Ley de Fricción de Amonton para
el deslizamiento de dos superficies planas, con la inclusión de un término de
cohesión c para incluir la Stiction propia del suelo arcilloso. En los materiales
granulares, c = 0 y por lo tanto:
𝜏𝑓 = 𝜎 𝑡𝑔 𝜑 𝑆𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑔𝑟𝑎𝑛𝑢𝑙𝑎𝑟 − − − − − − − − − −(2)
Contrariamente, en suelos puramente cohesivos, 𝜑 = 0, luego:
𝜏𝑓 = 𝑐 𝑆𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑐𝑜ℎ𝑒𝑠𝑖𝑣𝑜 𝑝𝑢𝑟𝑜 − − − − − − − − − −(3)

Pero la ecuación (1) no condujo siempre a resultados satisfactorios, hasta que
Terzagui publica su expresión 𝜎 = 𝜎’ + 𝑈 con el principio de los esfuerzos
efectivos (el agua no tiene cortante). Entonces:
𝜏𝑓 = 𝑐 ‘ + 𝜎’ 𝑡𝑔 𝜑’ − − − − − − − − − − − − − −(4)
Puesto que la resistencia al cortante depende de los esfuerzos efectivos, en el
suelo los análisis deben hacerse en esos términos, involucrando c’ y φ’, cuyos
valores se obtienen del ensayo de corte directo: Aplicando al suelo una fuerza
normal, se puede proceder a cizallarlo con una fuerza cortante. El movimiento
vertical de la muestra se lee colocando un deformímetro en el bastidor superior.
El molde no permite control de drenaje, que en el terreno pueden fallar en
condiciones de humedad diversas (condición saturada no drenada, parcialmente
drenadas o totalmente drenadas), para reproducir las condiciones de campo se
programa la velocidad de aplicación de las cargas. En arenas, como el drenaje
es libre, el ensayo se considera drenado.
Valorescaracterísticosdelángulode fricción dealgunos suelos:

Aplicaciones De Los Valores Obtenidos En El Ensayo De
Corte Directo:
 El ensayo de cizalladora directa es adecuado para la determinación
relativamente rápida de las propiedades de resistencia de materiales
drenados y consolidados. Debido a que las trayectorias de drenaje a
través de la muestra son cortas, se permite que el exceso de presión en
los poros sea disipadomás rápidamente que con otros ensayos drenados.
El ensayo puede ser hecho en todo tipo de suelos inalterados, re
moldeados o compactados.
 Los resultados del ensayo son aplicables para estimar la resistencia al
corte en una situación de campo donde ha tenido lugar una completa
consolidación bajo los esfuerzos normales actuales. La ruptura ocurre
lentamente bajo condiciones drenadas, de tal manera que los excesos de
presión en los poros quedan disipados. Los resultados de varios ensayos
pueden ser utilizados para expresar la relación entre los esfuerzos de
consolidación y la resistencia a la cizalladora en condiciones drenadas.
 Durante el ensayo de cizalladora hay rotación de los esfuerzos
principales, lo que puede o no corresponder a las condiciones de campo.
Aun más, la ruptura puede no ocurrir en un plano de debilidad, puesto que
ella tiene que ocurrir cerca de un plano horizontal en la parte media del
espécimen. La localización fija del plano de ruptura en el ensayo puede
ser una ventaja en la determinación de la resistencia al corte a lo largo de
planos reconocidamente débiles dentro del material del suelo y para
analizar las interfaces entre materiales diferentes.

 El intervalo de los esfuerzos normales, la velocidad de deformación y las
condiciones generales del ensayo deben ser seleccionada s para reflejar
las condiciones especificas del suelos que se está investigando.
II. EQUIPOS Y MATERIALES
a) Equipo de Corte
b) Caja de Corte ( Mitad superior e inferior, placa superior, placa
inferior, tornillos de seguridad)
Mitad Superior e inferior

Placa Superior
Placa inferior
Tornillos de seguridad

c) Equipo compactador
d) Molde
e) Cronómetro

f) Deformímetro
g) Espátula
h) Material
Muestra del suelo inalterada

III. PROCEDIMIENTO:
PARA SUELO NO COHESIVO
1. Se procede a pesar la muestra de arena (seca o mojada) con el contenido
de humedad conocido con exactitud, para lograr realizar 3 ensayos a la
misma densidad.
2. Armar con cuidado la caja de corte, para no tener alguna separación entre
la caja y los tornillos de empalme, fijar la caja en posición. Obtener la
sección transversal de la muestra.
3. Colocar cuidadosamente la arena en la caja de corte hasta cerca de 5
mm.
4. Se aplica la carga vertical y se coloca el dial para determinar el
desplazamiento vertical (se debe incluir el peso del pistón de carga y la
mitad superior de la caja de corte en el peso). Para ensayos consolidados,
registrar en el dial el desplazamiento vertical y comenzar el ensayo, solo
cuando el asentamiento ha parado. Para suelos no cohesivos esto puede
hacerse a partir de la aplicación de Pv.
5. Separar dos partes de la caja de corte desplazando los tornillos
espaciadores en se encuentran en la parte superior de la caja de corte. El

espacio desplazado debería ser ligeramente superior (al ojo) que el
tamaño más grande de partículas presentes en la muestra.
6. A continuación se debe fijar el bloque de carga apretando los tornillos de
fijación provistos para tal propósito a los lados de la parte superior de la
caja de corte. Inmediatamente después separar los tornillos espaciadores
de manera que se libere la parte inferior de la caja de corte; en este
momento la carga normal, la mitad de la carga de la caja de corte, y el
bloque o pistón de carga se encuentran actuando sobre la muestra de
suelo.
7. Ajustar el deformímetro de carátula (0.01 mm/división) para medir el
desplazamiento en cortante.
8. Para ensayos Saturados, saturar la muestra llenando la caja de corte y
permitiendo transcurrir suficiente tiempo para que tenga lugar la
saturación. Asegurarse de que las piedras porosas que se encuentran en
la caja de corte estén saturadas si el suelo al ensayarse contiene alguna
humedad.
9. Comenzar la carga horizontal y tomar lecturas del deformímetro de carga,
del deformímetro de desplazamiento cortante, y del deformímetro vertical
(cambio de volumen). Si el ensayo es de tipo deformación unitaria
controlada, se deben tomar esas lecturas ha desplazamientos
horizontales de: 5,10 y cada 10 ó 20 unidades de desplazamiento
horizontal. Utilizar una tasa de deformación unitaria del orden de 0. A no
más de 2 mm/min. No utilizar tasas de deformación unitaria más rápidas,
pues existe el peligro de que se presente pico de carga cortante entre dos
lecturas. La tasa de deformación unitaria debería ser tal que la muestra
“falle” entre 3 y 5 minutos.
10.Retirar la arena de la caja de corte y repetir los pasos del 1 al 8 sobre por
lo menos dos muestras adicionales y a una densidad dentro de los 5g y
no más de 10g respecto a la cantidad de suelo usada en el primer ensayo.
Asegurarse de que la arena ocupe el mismo volumen utilizando las

marcas de referencia del paso 3. En el paso 4 usar un valor diferente de
Pv para cada ensayo (se sugiere doblar la carga exterior, por ejemplo: 4,
8,16 Kg mas el peso del bloque o pistón de carga para estos tres ensayos
ó 5, 10,20 Kg, etc.)
PARA SUELO COHESIVO
1. Moldear cuidadosamente tres muestras de mismo tamaño y en lo posible
de la misma densidad, tomadas de una muestra de bloque grande, o de
una muestra de tubo. Utilizar un anillo cortante de manera que el tamaño
pueda ser controlado. Cualquier muestra con un peso apreciablemente
diferente de las otras muestras debe descartarse y en su lugar moldear
otra muestra.
2. Retroceder la separación y el agarre de los tornillos guía en la parte
superior de la caja de corte y ensamblar las dos partes. Asegurarse de
que las piedras porosas están saturadas a menos que se vaya a ensayar
un suelo seco. Medir las dimensiones de la caja de corte para calcular el
área de la muestra.
3. Colocar cuidadosamente la muestra dentro de la caja de corte. La muestra
debe ajustar perfectamente en la caja y llenarla hasta cerca de 5 mm de
la parte superior de la caja de corte. Colocar el bloque o pistón de carga
en su sitio sobre el suelo, la carga normal P y ajustar el deformímetro de
carátula vertical. Para un ensayo consolidado es necesario controlar el
deformímetro vertical igual que para el ensayo de consolidación para
determinar cuando la consolidación haya terminado.

4. Separar cuidadosamente las mitades de la caja de corte dejando una
pequeña separación apenas mayor que el tamaño de la partícula más
grande que presente el suelo, retroceder los tornillos de separación y
empalmar la cabeza de carga en un sitio utilizando los tornillos.
Asegurarse de que la carga normal refleje la fuerza normal más el peso
del bloque de carga y la mitad superior de la caja de corte. Tener cuidado
al separar la caja de corte cuando se ensaya arcillas blandas porque parte
del material puede salir de la caja por la zona de separación, utilizar en
estos casos cargas verticales pequeñas.
5. Colocar el deformímetro de deformación cortante, fijar en cero ambos
deformímetros. Para ensayos saturados en necesario llenar la caja de
corte con agua y esperar un tiempo hasta que se produzca la saturación
de la muestra.
6. Comenzar la carga horizontal (cortante) y tomar lecturas del
deformímetro de carga, desplazamiento de corte y desplazamientos
verticales (de cambio de volumen). Si el ensayo se hace a deformación
unitaria controlada tomar estas lecturas al desplazamientos horizontales
de 5, 10 y cada 10 ó 20 unidades del deformímetro de desplazamiento
horizontal. Utilizar una tasa de deformación unitaria del orden de 0.5-2
mm/min.
7. Remover el suelo y tomar una muestra para contenido de humedad.
Repetir los pasos del 2 al 6 para dos muestras adicionales.

IV. ANALICIS DE RESULTADO
Los resultados obtenidos al graficar el esfuerzo versus el desplazo horizontal
nos permitirá obtener los esfuerzos máximos del suelo; una vez obtenido
esto, realizamos la gráfica de esfuerzo versus la presión ha la que es
sometido el suelo y obtenemos la siguiente gráfica:
Le agregamos a la gráfica una línea de tendencia que nos permite observar que
uno de los puntos tiene cierta dispersión, por tanto se aplicara la regresión lineal
para poder corregir esta dispersión:

Con esto obtenemos los valores a y b de la ecuación lineal. Aplicando las
ecuaciones correspondientes:
Por lo tanto la ecuación que nos permitirá corregir la desviación es:

V. CONCLUSION:
 El ensayo es relativamente rápido y fácil de llevar a cabo.
 Se ha encontrado que los parámetros de suelo T y C obtenidos
por el método de corte directo son casi tan confiables como los
valores triaxiales, por tanto son resultados que se pueden
adoptar para diseñar de acuerdo al tipo de obra requerida.

 Antes de corregir la desviación la cohesión del suelo es de 0.79
y el ángulo de fricción interna de 9.09°, una vez realizada la
regresión lineal, el valor de la cohesión es de 0.74 y el ángulo de
fricción interna de 7.45°.
VI. RECOMENDACIONES:
 Se pueden necesitar 6 muestras si el suelo esta inalterado.
 Mantener las muestras en ambiente de humedad controlada
mientras se hace el moldeo, la preparación de la máquina
de corte y los demás tipos de ensayo.

 La manivela de la máquina de corte directo debe manejarse
a una velocidad constante todo el tiempo que dure el
ensayo
VII. BIBLIOGRAFIA:
 http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/mecanica8.htm
 http://www.lms.uni.edu.pe/Ensayo%20de%20corte%20directo.pdf
 http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_labora
torio/cortedirecto.pdf

 http://es.slideshare.net/Carolina_Cruz/ensayo-de-corte-directo
 http://es.slideshare.net/edyroocampo/45604371-
ensayodecortedirecto
 https://es.wikipedia.org/wiki/Consolidaci%C3%B3n_de_suelos
 https://www.youtube.com/watch?v=hD3owDOM3hg
 IZQUIERDO SILVESTRE.FA. (2001): “Cuestiones de Geotecnia y
Cimientos”. Ed. UPN
 Whitlow, R.; (1994): Fundamentos De Mecánica De Suelos.

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