El presente nos habla sobre ensayo de corte directo, nos brinda información acerca del mismo y los resultados de los ensayos realizados en el laboratorio. Se brinda también información sobre los empujes. - Daniela Mamani Arratia -Rodrigo Nina Calderón

1. ENSAYO DE
CORTE DIRECTO

2. OBJETIVO GENERAL
◦ Determinar la resistencia al esfuerzo cortante o
capacidad portante del suelo en estudio, utilizando el
ensayo de corte directo.
◦ Determinar el ángulo de fricción interna.
◦ Determinar la cohesión.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
2

3. MARCO TEORICO
-En el aparato de corte directo se intenta
conseguir la rotura de una muestra según el plano
predeterminado, con el fin de conocer los
parámetros de cohesión y ángulo de rozamiento
que nos definen la resistencia del suelo granular
ESFUERZO CORTANTE EN SUELOS
◦ 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.
3

4. ESFUERZO CORTANTE EN ECUACIÓN DE
FALLA DE COULOMB (1776)
◦ 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)
4

5. 5
El ensayo de corte directo impone sobre un suelo las condiciones idealizadas del ensayo. O
sea, induce la ocurrencia de una falla a través de un plano de localización predeterminado.
Sobre este plano actúan dos fuerzas (o esfuerzos): un esfuerzo normal debido a una carga
vertical (Pv) aplicada externamente y un esfuerzo cortante debido a la aplicación de una
carga horizontal (Ph). Estos esfuerzos se calculan simplemente como:
Fundamentos para el análisis del ensayo
– Ley de coulomb
n = Pv /A t f = Ph /A

6. 6
Aparato de corte directo
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
Valores característicos del ángulo de fricción de algunos suelos:

7. Principio del ensayo
de corte directo:
.
a. Resistencia al corte de un suelo no cohesivo (arenas y gravas) que es
prácticamente independiente del tiempo.
b. Resistencia al corte drenado para suelos cohesivos, en que el
desplazamiento debe ser muy lento para permitir el drenaje durante
el ensayo.
c. Resistencia al corte residual, drenado, para suelos tales como arcillas en
las que se refieren desplazamientos muy lentos y deformaciones muy
grandes.
d. Resistencia al corte para suelos muy finos bajo condiciones no drenadas
en que el corte es aplicado en forma rápida.

8. 8
Ensayos de resistencia al esfuerzo
de corte en suelos
Los tipos de ensayos para determinar la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos
en Laboratorio son: Corte Directo, Compresión Triaxial, Compresión Simple.
Clasificación de ensayos de corte directo
1)Ensayos no consolidados – no drenados
2)Ensayo consolidado – no drenado
3)Ensayo consolidado – drenado

9. “◦ Ensayos no consolidados – no
drenados
◦ El corte se inicia antes de consolidar
la muestra bajo la carga normal
(vertical). Si el suelo es cohesivo, y
saturado, se desarrollará exceso de
presión de poros.
9
◦ Ensayo consolidado – no drenado
◦ Se aplica la 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, y 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.

10. PROPUESTA
PARA EL
ESTUDIO DE
PARÁMETROS
DE
RESISTENCIA
AL CORTE EN
INTERFACES
ARENA-
CONCRETO
El estudio consiste en obtener los parámetros de resistencia al
corte máximo en la interacción de interfaces concreto-arena.
En primera medida se realizará la selección de materiales y
análisis: El material utilizado en la investigación será arena de
densidad uniforme cuyas partículas pasen el tamiz No 10
(Partículas de máximo 2mm de diámetro), adicionalmente se
determina sus propiedades granulométricas y relaciones de
vacíos máximos y mínimos posibles del medio granulas por
ensayos de densidad relativa. La fase de concreto se
dimensiona según la caja de cortante aproximadamente de
20-25 𝑐𝑚2, de dicha fase se analizan los parámetros de
rugosidad.
10

11. PROPUESTA
PARA EL
ESTUDIO DE
PARÁMETROS
DE
RESISTENCIA
AL CORTE EN
INTERFACES
ARENA-
CONCRETO
◦ Una vez realizada la caracterización del material se
procede a realizar los ensayos de corte directo de la
interface concreto-arena; el ensayo consiste en inducir
una falla de cizallamiento a una muestra de suelo por
medio de la aplicación de una fuerza normal y una fuerza
de corte al espécimen, determinando los parámetros de
resistencia entre las interfaces de arena-concreto. Se
realizarán ocho ensayos de corte directo de diferentes
rugosidades de tres puntos.
◦ Finamente a partir de los datos obtenidos en los ensayos
de corte directo se procede a determinar los parámetros
de cortante para la interacción de las interfaces y
comparar los resultados con la teoría existente para
interacción entre arena y concreto cuyo ángulo de
fricción se estima como 1 2 o 2 3 del ángulo de fricción de
falla de la arena
11

12. PROCEDIMIENTO◦
◦
◦
12

13. - Se procede a pesar la muestra de arena (seca o mojada) con el
contenido de humedad conocido con exactitud, para lograr realizar
3ensayos a la misma densidad.
PARA
SUELO NO
COHESIVO
13
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
Colocar cuidadosamente la arena en la caja de corte hasta cerca de
5mm
(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 Se aplica la carga vertical y se coloca el dial
para determinar el desplazamiento vertical suelos no cohesivos esto puede
hacerse a partir de la aplicación de Pv.

14. PARA
SUELO NO
COHESIVO
14
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. 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.
Ajustar el deformímetro de carátula (0.01 mm/división) para medir el
desplazamiento en cortante. Para ensayos Saturados, saturar la muestra
llenando la caja de corte y permitiendo transcurrir suficiente tiempo para
que tenga lugar l a 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.

15. PARA
SUELO NO
COHESIVO
15
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 los5g 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 utilizándolas 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 más el peso del bloque o pistón de
carga para estos tres ensayos ó 5, 10,20 Kg, etc.)

16. Para suelo
COHESIVO
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.
16
◦ 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.
.

17. Para suelo
COHESIVO
◦ Colocar cuidadosamente la
muestra dentro de la caja de
corte. La muestra debe ajustar
perfectamente en la caja y
llenarla hasta cerca de5 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.
17
◦ 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.
◦
.

18. Para suelo
COHESIVO
◦ 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.
◦ 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 de
formación unitaria controlada
tomar estas lecturas al
desplazamiento horizontal de
5, 10 y cada 10 ó 20 unidades
del deformímetro de
desplazamiento horizontal.
Utilizar una tasa de
deformación unitaria del
orden de 0.5-2mm/min.
18

19. Para suelo
COHESIVO
◦ Remover el suelo y tomar una muestra para
contenido de humedad. Repetir los pasos del
2 al 6 para dos muestras adicionales.
19

20. EMPUJES
20
Se define el empuje de tierras como la
acción que ejerce el terreno situado en el
trasdós de un muro, sobre este y su
cimentación
EMPUJE ACTIVO
La acción de la tierra
sobre una estructura.
EMPUJE PASIVO
La acción de la
estructura sobre la tierra.
EXISTEN DOS
TIPOS
Los principales factores son:
-Rugosidad e inclinación de la superficie en contacto con el suelo
-Rigidez y deformación de la estructura y de su función
-Densidad, ángulo de fricción interna, humedad, coeficiente de vacíos, cohesión, nivel freático e inclinación de
terraplén
-Factores externos al terreno y a la estructura, como lluvias, sobre cargas, vibraciones, etc.

21. FORMULA DE EMPUJE
PASIVO Y ACTIVO
21

22. EMPUJE
DE
TERRENO
CON
COHESIÓN
E
G
T
H K
A
K
P
C

23. ANALISIS DE LOS RESULTADOS
OBTENIDOS EN NUESTROS
ESTUDIOS DE SUELOS DATOS DE LA
PRIMERA PRUEBA
23

24. Place your screenshot here
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25. 25