Este documento describe el ensayo de corte directo no consolidado no drenado para determinar los parámetros de cohesión y ángulo de fricción de un suelo. Explica los pasos para realizar el ensayo, incluyendo la preparación de la muestra, compactación y aplicación de fuerzas. Luego presenta los resultados obtenidos, incluyendo gráficas de deformación horizontal, esfuerzo normal-resistencia al corte y deformación vertical. Finalmente, calcula el ángulo de fricción y cohesión a partir de las ecuaciones de las
2. IMPORTANCIA
Es importante el estudio de
empuje de suelos para evitar
posibles deslizamientos de
grandes cantidades de tierra
en sectores con suelos
inestables.
EMPUJES
Se define como el empuje
de tierras como la acción
que ejerce el terreno
situado en el trasdós situado
de un muro sobre este y su
cimentación
3. TEOREMA DE RANKINE Y COULOMB
OBJETIVOS
❖ Seguridad ante el desplazamiento
❖ Seguridad contra falla por vuelco
❖ Factor de seguridad respecto a la
base
❖ Estructura segura contra
asentamientos excesivos
❖ Presión bajo la base no debe exceder
la presión admisible
4. TEOREMA DE RANKINE
El teorema de rankine se desarrolla para
un medio elástico, que se caracteriza por
ser granular homogéneo y seco
Y plantea las siguientes hipótesis iniciales.
HIPOTESIS
❖ el terreno puede estar estratificado
horizontalmente.
❖ El trasdós del muro es vertical.
❖ La superficie del terreno es horizontal.
❖ El nivel freático es horizontal.
❖ No hay rozamiento entre el terreno y el
muro.
❖ El terreno alcanza una situación de
rotura.
5. CASO ACTIVO
Para un suelo no cohesivo y con superficie
horizontal se tiene:
𝑠𝑒𝑛∅ =
(𝜎𝑣 − 𝜎ℎ)/2
(𝜎𝑣 + 𝜎ℎ)/2
𝐾 𝑎 =
𝜎ℎ
′
𝜎𝑣
′ =
1 − 𝑠𝑒𝑛∅
1 + 𝑠𝑒𝑛∅
= 𝑡𝑎𝑛2(45 −
∅
2
)
𝐾 𝑎 = 𝑡𝑎𝑛2
(45 −
∅
2
)
𝐾 𝑎=coeficiente lateral de empuje activo
𝜎𝑣=esfuerzo vertical
𝜎ℎ=esfuerzo horizontal
∅=Angulo de fricción
6. CASO PASIVO
Para un suelo no cohesivo y con una superficie horizontal se tiene:
𝐾 𝑝 =
𝜎ℎ
′
𝜎𝑣
′ =
1 + 𝑠𝑒𝑛∅
1 − 𝑠𝑒𝑛∅
= 𝑡𝑎𝑛2(45 +
∅
2
)
𝜎𝑣=esfuerzo vertical
𝜎ℎ=esfuerzo horizontal
𝐾 𝑎=coeficiente lateral de empuje activo
∅=Angulo de fricción
7. ESTADO EN SUELOS COHESIVOS
Para suelos cohesivos con una superficie horizontal se tiene:
𝜎ℎ𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜
′
= 𝐾 𝑎 𝜎𝑣
′
− 2𝐶 𝐾 𝑎
𝜎 𝑝𝑎𝑠𝑖𝑣𝑜
′
= 𝐾 𝑝 𝜎𝑣
′
− 2𝐶 𝐾 𝑝
8. TEOREMA DE COULOMB
❖ El método de coulomb considera la fricción
entre el muro y el terreno.
❖ El método considera una cierta cuña de
suelo la cual ejerce una fuerza en el muro.
❖ La fuerza real que actuara sobre el muro en
el caso activo será el máximo.
CONDICIONES
❖ La superficie de deslizamiento
es plana.
❖ Existen fuerzas que producen
el equilibrio de la cuña.
10. TIPOS DE EMPUJE DE SUELOS
EMPUJE ACTIVO
Se produce este tipo de empuje
cuando la estructura de
contención se desplaza o gira
hacia el exterior y por tanto, el
terreno se descomprime. Presenta
un valor mínimo respecto a los
otros dos empujes de terreno. Se
aplica, por ejemplo, a muros en
ménsula donde existe libertad de
movimiento.
11. EMPUJE PASIVO
Este empuje se produce
cuando el elemento de
contención se desplaza o rota
hacia el interior del terreno y,
por tanto, lo empuja y
comprime. Al contrario del
anterior, presenta unas
condiciones de empuje
máximo. Se usa, por ejemplo,
en muros anclados y tesados
contra el terreno.
12. EMPUJE EN REPOSO
Se trata de un estado intermedio
a los anteriores empujes donde
la estructura prácticamente no
sufre deformación y el empuje es
similar al del estado tensional del
terreno inicial. Es de aplicación,
por ejemplo, en muros de sótano
o marcos donde se impide el
desplazamiento de la estructura.
13. ENSAYO DE CORTE DIRECTO NO
CONSOLIDADO NO DRENADO
EN ESTE CAPITULO REALIZAREMOS EL ENSAYO DE
CORTE DIRECTO PASO A PASO
14. INTRODUCCION
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
DATOS ANTES DE REALIZAR EL
ENSAYO
❖ Densidad insitu
❖ Humedad natural
15. DATOS Y CALCULOS MATEMATICOS
Densidad insitu=1.613gr/cc
ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑛𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙 = 1.92%
𝑐𝑎𝑚𝑎𝑟𝑎 𝑑𝑒 5 × 5 ℎ𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 2𝑐𝑚
DATOS
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑎𝑟𝑎 = 72𝑐𝑐
CALCULAMOS LA MASA TOTAL
𝑀𝑇 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎 × 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛
MT=1.613𝑔𝑟/𝑐𝑐 × 72𝑐𝑐
𝑀𝑇 = 116.14𝑔𝑟
PARA OBTENER LA CANTIDAD DE
AGUA
400gr de muestra seca
400×cant.humedad
100
=cant. de agua
400 × 1.92
100
= 𝑐𝑎𝑛𝑡. 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
7.68𝑔𝑟 = 𝑐𝑎𝑛𝑡. 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
DIVIDIMOS LA MASA TOTAL ENTRE 3
𝑀𝑇 ÷ 3 = 116.14 ÷ 3 = 38.7𝑔𝑟
16. PROSEDIMIENTO PARA EMPEZAR EL ENSAYO
Paso 1: pasar la
muestra por el tamiz
N°4
Paso 2 : pesar 400gr de
muestra
Paso3: pesar 7.68gr de
agua
17. Paso 4: mezclar los 400gr
de muestra con los 7.68gr
de agua
Paso 5: pesar 38.7gr de
la muestra ya mesclada
3 veces
Paso 6: poner papel
filtro
18. Paso 7: compactamos las muestras
por capas
Paso 8:ponemos la muestra ya
compactada con una fuerza
vertical de 36 kg
19. Este ensayo se tiene que realizar 3 veces
con una variación en la fuerza normal
aplicada que seria de 54kg, 36kg y 18kg
Para poder hallar el Angulo de cohesión
fricción y valor residual
Una vez iniciado se debe esperar a
que se genere la fuerza cortante en la
muestra y la maquina empezara a
marcar una serie de deformaciones
cada cierto tiempo.
Luego se debe anotar en un formato
los valores que indican la maquina.
20. RESULTADOS OBTENIDOS
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
0 100 200 300 400 500
EsfuerzoCortante(kg/cm2)
Deformación Horizontal (mm)
DEFORMACION
HORIZONTAL
Muestra 01 Muestra 02 Muestra 03
y = 0.4014x + 0.5260.00
0.50
1.00
1.50
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00
EsfuersodeCorte
(kg/cm2)
Esfuerzo Normal (kg/cm2)
ESFUERZO NORMAL -
RESISTENCIA AL CORTE
y = 0.5246x + 0.7743
0.00
1.00
2.00
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00
EsfuersodeCorte
(kg/cm2)
Esfuerzo Normal (kg/cm2)
ESFUERZO NORMAL -
RESISTENCIA AL CORTE
