Esfuerzo cortante en suelos

1. ALUMNO:
• Mamani Nina, Jhon Henry
CURSO:
• Suelos II
UNIVERSIDAD PRIVADA DE
TACNA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
TACNA-PERU
2018

2. QUE SUCEDE CUANDO COLOCAMOS ESFUERZOS
EN UNA MASA DE SUELO?
 Cuando una estructura se apoya en la tierra,
transmite los esfuerzos al suelo donde se
encuentra. Estos esfuerzos producen incremento
de esfuerzos en el suelo generado:
a. Cambio tensional en el suelo:
- Aumento de esfuerzo vertical
- Aumento de esfuerzo cortante
b. Deformaciones

3. PORQUE ES IMPORTANTE EVALUAR
LA FALLA POR CORTE EN UN SUELO?
 Nos permitirá conocer factores como:
 La estabilidad de un talud.
 La capacidad de carga admisible para cimentaciones.
 El empuje de un suelo en muros de contención.
 Y lo expresaremos con los siguientes parámetros:
 Cohesión del suelo (C)
 Angulo friccionante del suelo (Φ)

4. FUNDAMENTOS DEL ESFUERZO
CORTANTE FUERON DADAS POR:
 Ecuación de falla de Coulomb (1776)
 Esta es una relación empírica y se basa en la LEY DE FRICCION DE
AMONTON para el deslizamiento de dos superficies planas, con la
inclusión de un termino de cohesión ( C), para incluir las propiedades
del suelo.
- En materiales granulares, C = 0.
- Suelos puramente cohesivos. Φ = 0

5.  La ecuación de Coulomb no condujo siempre a
resultados satisfactorios, hasta que TERZAGUI publica
su expresión ,con el principio de los esfuerzos efectivos.

6. LOS ESFUERZOS DEL
SUELO
 Para la mayoría del trabajo cotidiano, los parámetros de la
resistencia al corte de un suelo ( C’ y Φ’ ); se determinan mediante
dos pruebas estándar de laboratorio:
 Ensayos de Laboratorio ( Métodos directos)
- Ensayo de corte directo.
- Ensayo de compresión Triaxial.
 Ensayos de campo (Métodos Indirectos)
- Prueba de corte con veleta.
- Prueba de Penetración Estandar (SPT).
- Prueba de Penetración cono CPT.
- Prueba de presurimiento.
- Exploración Geofísica.

7. a. Ensayo de Corte Directo
•Objetivo:
Determinar los parámetros de resistencia del suelo al corte
en condiciones no drenadas. (Cu cohesión no drenada)
•Equipo:
- Maquina de compresión
- Deformimetros
- Equipo para talla de muestra
•Muestra:
- Inalterada
- Compactada
- Remoldeada

8. a. Ensayo de Corte Directo
 Se pueden efectuar varias pruebas de este tipo variando la
carga normal.
 El ángulo de fricción del suelo se puede determinar:

9. b. Ensayo de Compresión
Triaxial
 Las pruebas de compresión triaxial de pueden
realizar en arenas y arcillas.
 Objetivo:
- Determinar los parámetros de resistencia al corte
del suelo mediante un método más exacto
(representa el estado del suelo en el campo).
 Equipo:
- Aparato Triaxial.
- Cámara triaxial.
- Membranas impermeables.
- Equipo de preparación de la muestra.
 Muestra:
- Inalterada
- Compactada

10. Tipos de Ensayo Triaxial
 El ensayo triaxial se realiza según un objetivo especifico buscado, por
eso se clasifican en los siguiente tipos:
- Ensayo UU (R), Prueba no consolidada no drenada (Prueba rápida): Se
impide el drenaje en las dos etapas de la prueba, se desconocen los
esfuerzos efectivos ni antes ni después de la prueba.
- Ensayo CU (CR), Prueba consolidada no drenada, (Prueba consolidada
rápida): Se permite el drenaje para la consolidación, pero para el proceso de
corte no, por lo cual en esta operación el volumen de la muestra permanece
constante.
- Ensayo CD (L), Prueba consolidada y drenada (Prueba lenta): Se permite el
drenaje durante toda la prueba y no se dejan generar presiones de poros en
la muestra, esto se logra aplicando baja velocidad de aplicación de la carga,
los esfuerzos que siempre actúan en la muestra son efectivos.

11. ENVOLVENTE DE MOHR-COULOMB
 Por cada presión de confinamiento obtenemos un circulo de Mohr el cual se
representa en esfuerzos principales, donde σ1 es el esfuerzo vertical y σ2 es la
presión de confinamiento, se traza una línea tangente a los círculos y se obtienen los
parámetros del suelo:

12. ENVOLVENTE DE MOHR-COULOMB
 Dependiendo del tipo de ensayo y se mide o no la
presión de poros se traza los círculos de Mohr.
1. UU: Puede o no medirse la presión de poros, luego se
trabaja en esfuerzos efectivos o totales, obtenemos Cu.

13. 2. CU: Puede o no medirse la presión de poros, luego se
trabaja en esfuerzos efectivos o totales, se obtiene cuy “φu”
o “c´” y “φ ´”.
3. CD: Se trabaja siempre en esfuerzos efectivos, se obtiene
“c´” y “φ ´”.

14.  EJEMPLO N° 01:
EJEMPLOS ILUSTRATIVOS:

15. • EJEMPLO N° 02:
Para una arcilla normalmente consolidada los resultados de una
prueba triaxial son los siguiente:
- Presión horizontal en la cámara 150 kN/m2
- Esfuerzo desviador en la falla 275 kN/m2
- Hallar el ángulo de fricción interna del suelo.
• R =
( 𝜎1−𝜎3)
2
• R = 137.50
• C =
( 𝜎1+𝜎3)
2
• C = 287.50
 sin ∅ =
𝑅
𝐶
 sin ∅ =
137.5
287.5
 ∅ = 28.57°

16. • EJEMPLO N ° 03
Se lleva a cabo una prueba de corte directo para una muestra de arena
con un esfuerzo normal de 140 kN/𝑚2, la falla ocurre bajo un τ = 94.50
kN/𝑚2
, el tamaño de la muestra es de 50x50x25mm. Hallar:
a. Angulo de friccion interna de la arena.
b. Que fuerza cortante se requiere para ocasionar la falla en la muestra
con un esfuerzo normal de 84kN/𝑚2
?
SOLUCIÓN:
𝜎 = 140 𝑘𝑁/𝑚2
𝜏 = 94.50 𝑘𝑁/𝑚2
a. 𝜏 = 𝜎 ∗ 𝑡𝑎𝑛∅
 ∅ = 𝑡𝑎𝑛−1 𝜏
𝜎
 ∅ = 34.02°
b. 𝜎 = 84
𝑘𝑁
𝑚2
 𝜏 = ?
 ∅ = 34.02°
 𝜏 = 𝜎 ∗ 𝑡𝑎𝑛∅
 𝜏 = 84 ∗ tan 34.02
 𝜏 = 56.70 𝑘𝑁/𝑚2