Laboratorio corte-directo

FACULTAD DE INGENIERÍA
LABORATORIO N°2
ENSAYO DE CORTE DIRECTO DE SUELOS
BAJO CONIDIONES CONSOLIDADAS
DRENADAS
Curso
INGENIERÍA GEOTÉCNICA
Profesor
LAZO LAZARO, GUILLERMO
Bloque
FC-PRECIV07E1M
GRUPO N°5
Campos Lupuche, Geraldine Gladys 1321293
Cullanco Canchaya, Mary Carmen 1320990
Dongo Gonzales, Merly Rosario 1321331
Pinares Escalante, William Jordy 1321415
Viguria Salazar, Milagros 1321368
LIMA
2016-02

2INGENIERIA GEOTECNICA: ENSAYO DE CORTE DIRECTO
Contenido
I. OBJETIVOS........................................................................................................................................3
1.1 OBJETIVO GENERAL..............................................................................................................3
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS......................................................................................................3
II. IMPORTANCIA .................................................................................................................................3
III. EQUIPOS Y MATERIALES..........................................................................................................3
IV. MARCO TEÓRICO........................................................................................................................4
V. NORMATIVIDAD..............................................................................................................................7
VI. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO.................................................................................................8
6.1 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA....................................................................................8
6.2 DESARROLLO PASO A PASO............................................................................................8
VII. CÁLCULOS..................................................................................................................................10
VIII. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS....................................................................................13
IX. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................14
ANEXOS
ANEXO 1: PANEL FOTOGRÁFICO........................................................................................................15
ANEXO 2: CUDROS Y TABLAS.............................................................................................................18
ANEXO 3: PANEL FOTOGRÁFICO........................................................................................................19

LABORATORIO 2: CORTE DIRECTO
I. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
Este laboratorio tiene como objetivo determinar la cohesión y la fricción de una
muestra alterada de suelo, mediante el ensayo de corte directo, y a través de estos
parámetros obtener el esfuerzo cortante del suelo.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
 Comprender el proceso que se sigue para la realización de un ensayo de corte
directo.
 Conocer los equipos que se utilizan para este tipo de prueba.
II. IMPORTANCIA
La importancia de los ensayos de corte, es que determinan la resistencia de una
muestra de suelo, sometida a fatigas y/o deformaciones que simulen las que
existen o existirán en terreno producto de la aplicación de una carga. Teniendo
como alcance:
 Este método describe y regula el método de ensayo para la determinación de
la resistencia al corte de una muestra de suelo, sometida previamente a un
proceso de consolidación, cuando se le aplica un esfuerzo de cizalladura o
corte directo mientras se permite un drenaje completo de ella.
 La determinación de las envolventes de resistencia y el desarrollo de criterios
para interpretar y evaluar los resultados del ensayo se dejan a criterios del
ingeniero o de la oficina que solicita el ensayo.
 Las condiciones del ensayo, incluyendo los esfuerzos normales y la humedad,
son seleccionadas para representar las condiciones de campo que se
investigan. La velocidad de deformación debe ser lo suficientemente lenta
para asegurar las condiciones de drenaje equivalentes a una presión
intersticial nula.
III. EQUIPOS Y MATERIALES
 Dispositivo de Corte: Un dispositivo para sujetar el espécimen firmemente
entre dos piedras porosas, de modo tal que no se pueda aplicar torque al
espécimen. El dispositivo de corte deberá suministrar medios para aplicar un
esfuerzo normal a las caras del espécimen, para medir el cambio en el espesor
del espécimen, para permitir el drenaje de agua a través de las piedras porosas,
y para sumergir al espécimen en agua. El dispositivo deberá ser capaz de
aplicar una fuerza tangencial para cortar el espécimen a lo largo de un plano
de corte predeterminado (corte simple) o planos de corte (corte doble)
paralelos a las caras del espécimen. Los pórticos que sujetan al espécimen
deberán ser lo suficientemente rígidos para prevenir su distorsión durante el
corte. Las diferentes partes del dispositivo de corte deberán ser hechas de un
material no sujeto a la corrosión por sustancias dentro del suelo o la humedad
del suelo.
 Piedras Porosas: las piedras porosas deberán consistir de carburo de silicio,
óxido de aluminio o un metal que no sea susceptible a la corrosión por las

sustancias del suelo o la humedad del suelo. El tamaño conveniente de los
poros de la piedra depende del suelo a ser ensayado. La piedra deberá ser lo
suficientemente gruesa para desarrollar una trabazón adecuada con el
espécimen y lo suficientemente fina para prevenir la intrusión excesiva del
suelo dentro de los poros. Criterios exactos para esto no han sido establecidos.
Para ensayos normales de suelos, piedras de tamaño medio con una
permeabilidad aproximada de 0.5 a 1 mm/seg son apropiados.
 Dispositivos de Carga:
 Dispositivo para aplicar la fuerza normal: capaz de aplicar la fuerza
especificada rápidamente, sin exceder ésta, y capaz de mantenerla con
una precisión de ± 1% durante la duración del ensayo.
 Dispositivo para aplicar la fuerza de corte: Las capacidades
dependerán de si se realizará un ensayo de desplazamiento controlado o
de esfuerzo controlado. El primero es preferido generalmente, porque se
puede determinar tanto el esfuerzo último como el esfuerzo máximo. El
equipo de desplazamiento controlado deberá ser capaz de cortar el
espécimen a una velocidad uniforme de desplazamiento, con menos de ±
10% de desviación, y deberá permitir el ajuste de la velocidad de
desplazamiento sobre un rango relativamente amplio. La velocidad
depende de las características de consolidación de los suelos. La
velocidad se mantiene usualmente con un motor y una caja de
transmisión y la fuerza de corte se determina por un dispositivo de
indicación de carga, tal como un anillo de carga. El equipo de esfuerzo
controlado, si es usado, deberá ser capaz de aplicar la fuerza de corte en
incrementos al espécimen de la misma manera y al mismo grado de
precisión.
 Anillo de Tallado o de Corte: para tallar muestras sobredimensionadas a las
dimensiones interiores de la caja de corte con un mínimo de perturbación. Un
montaje exterior puede ser necesario para mantener la sucesión de anillos, dos
o tres, en alineamiento axial.
 Balanzas: sensible al 0.1 g ó a 10.1% de la masa del espécimen.
 Indicador de Deformación: para medir el cambio en el espesor del
espécimen de ensayo, con una sensibilidad de 0.0001 pulgadas (0.002 mm) y
para medir desplazamiento con una sensibilidad de 0.001 pulgadas (0.02
mm).
 Horno de Secado: que pueda ser mantenido en 230 ± 9°F (110 ± 5°C).
 Envase de humedad de la muestra,
 Equipo para remoldear o compactar los especímenes,
 Equipos Diversos, incluyendo cronómetro con segundero, agua destilada o
desmineralizada, espátulas, cuchillos, regla de borde recto, sierras de alambre,
etc. utilizados en la preparación de la muestra.
IV. MARCO TEÓRICO
4.1 Corte Directo
El ensayo de corte directo consiste en hacer deslizar una porción de suelo, respecto
a otra a lo largo de un plano de falla predeterminado mediante la acción de una
fuerza de corte horizontal incrementada, mientras se aplica una carga normal al
plano del movimiento.

4.2 Principio del ensayo de corte directo:
Los aspectos del corte que nos interesa cubrir pueden dividirse en cuatro categorías:
 Resistencia al corte de un suelo no cohesivo (arenas y gravas) que es
prácticamente independiente del tiempo.
 Resistencia al corte drenado para suelos cohesivos, en que el
desplazamiento debe ser muy lento para permitir el drenaje durante el
ensayo.
 Resistencia al corte residual, drenado, para suelos tales como arcillas en las
que se refieren desplazamientos muy lentos y deformaciones muy grandes.
 Resistencia al corte para suelos muy finos bajo condiciones no drenadas en
que el corte es aplicado en forma rápida.
4.3 Clasificación de ensayos de corte directo
 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.
 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.
 Para suelos no cohesivos, estos tres ensayos dan el mismo resultado, esté la
muestra saturada o no, y por supuesto, si la tasa de aplicación del corte no es
demasiado rápida. Para materiales cohesivos, los parámetros de suelos están
marcadamente influidos por el método de ensayo y por el grado de saturación,
y por el hecho de que el material esté normalmente consolidado o sobre -
consolidado. Generalmente, se obtienen para suelos sobre consolidados dos
conjuntos de parámetros de resistencia: un conjunto para ensayos hechos con
cargas inferiores a la presión de pre - consolidación y un segundo juegos para
cargas normales mayores que la presión de re - consolidación. Donde se

sospeche la presencia de esfuerzo de pre - consolidación en un suelo cohesivo
sería aconsejable hacer seis o más ensayos para garantizar la obtención de los
parámetros adecuados de resistencia al corte.
4.4 Ensayo de corte directo
La imagen Nª 1 – (a) muestra los principales detalles del aparato de corte directo,
en el cual la muestra de suelo se introduce en un molde dividido horizontalmente
en dos mitades. Se aplica luego a la muestra una fuerza normal N mediante una
placa de carga, y, luego de fijar la mitad superior del molde, se corta la muestra
en un plano horizontal mediante la aplicación de una fuerza cortante t.
El diseño del molde no permite el control del drenaje de la muestra. Esta no es
una limitante en el caso de arenas y gravas, que son materiales de drenaje libre y
por lo general fallan en condiciones completamente drenadas. Sin embargo, en
depósitos de arcilla un elemento de suelo en el campo puede fallar sin ningún
drenaje, con drenaje parcial, o drenaje completo. La falta de control del drenaje
hace obvio que exista una incertidumbre sobre si este valor representa o no la
verdadera resistencia no drenada. Por esta razón, la resistencia al corte no drenado
de un suelo arcilloso a menudo se mide en una cámara Triaxial, la cual permite el
completo control del drenaje de la muestra. Sin embargo, el ensayo de corte
directo puede utilizarse para medir la resistencia drenada de los suelos arcillosos
si primero se consolida por completo la muestra bajo la carga normal y luego se
corta la muestra a una velocidad suficientemente lenta para asegurarse de la
disipación inmediata del exceso de presión intersticial que se produce durante el
corte.
La imagen Nª 1 – (b) muestra las relaciones típicas esfuerzo-deformación unitaria-
cambio de volumen. Al graficar el máximo esfuerzo cortante tf en función del
esfuerzo normal efectivo s´ se obtiene el ángulo de fricción efectivo para un estado
de densidad en particular. Para establecer la envolvente de falla se realizan
diferentes ensayos con diferentes valores de presión de confinamiento (esfuerzo
normal) y se dibuja una línea recta desde el origen (ya que s´ = 0 en suelos
granulares) pasando por los respectivos puntos; la pendiente de esta línea se
designa con j’.
Imagen Nª1: Ensayo de Corte Directo

TIPO DE SUELO j´ GRADOS
Suelto Denso
LIMO 27 – 30 30 – 34
ARENA LIMOSA 27 – 33 30 – 35
ARENA UNIFORME 28 34
ARENA BIEN
GRADUADA
33 45
GRAVA ARENOSA 35 50
Se ve que los cambios de volumen tienen una influencia fundamental en el valor
de la resistencia al corte de los suelos. Tales efectos se reflejan empíricamente en
el valor j´ en la ecuación de Coulomb. Sin embargo, un tratamiento detallado
requiere un estudio del comportamiento de las partículas del suelo para separar el
componente de la resistencia debido a la estructura de partículas, de aquel que
corresponde a la fricción entre partículas.
Algunas veces para obtener el desplazamiento necesario debe invertirse de manera
repetida la dirección del corte, pero ello distorsiona el alineamiento de las
partículas y no se logra el verdadero valor para el estado mínimo. El problema
puede resolverse utilizando el aparato de corte de corte tipo anular en el cual se
prueba una muestra de suelo de forma anular en un anillo partido horizontalmente
en su plano medio, lo cual permite que la mitad inferior de la muestra sea cizallada
continuamente en una dirección sobre la mitad superior fija, sin cambio de
contacto en el área de contacto entre las dos caras.
V. NORMATIVIDAD
 NTP 339.171 (ASTM D3080 y AASHTO T236)
Este método describe procedimientos para determinar la resistencia al corte
consolidado drenado de un suelo en corte directo. El ensayo puede ser
conducido en corte simple o corte doble. La prueba de corte directo es
adecuada para un ensayo consolidado drenado porque las trayectorias de
drenaje a través del espécimen de ensayo son cortas, permitiendo por esto que
los excesos de las presiones de poro sean disipados bastante rápidamente. El
ensayo puede ser hecho sobre todo tipo de suelos y sobre muestras inalteradas
o remoldeadas. Los resultados del ensayo son aplicables a situaciones de
campo donde la consolidación completa ha ocurrido bajo la sobrecarga
existente, y la falla es alcanzada lentamente de modo tal que los excesos de
presiones de poro son disipados, además permite determinar la resistencia al
corte a lo largo de planos débiles reconocibles dentro del material de suelo.
Tabla Nª1: Valores de j’ para Suelos Granulares

VI. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO
6.1 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
 Como la muestra utilizada en este ensayo fue una muestra alterada, esta
deberá ser compacta a las condiciones de humedad-densidad deseados.
Ellos pueden ser compactados directamente en el dispositivo de corte, en
un molde de iguales dimensiones.
 El diámetro mínimo para especímenes circulares deberá ser de alrededor
de 2 pulgadas (50 mm).
 Los espesores de los especímenes deberán ser de alrededor de 0.5 pulg.
(12.5 mm), pero no menores que seis veces el diámetro máximo del grano.
 La relación mínima diámetro-espesor del espécimen circular deberá ser
2:1.
6.2 DESARROLLO PASO A PASO
 Primero compactamos el suelo en este caso una arena, para ello colocamos la
base de la celda de tal manera que las ranuras estén en dirección del agujero para
que así el agua ingrese correctamente .Seguidamente se coloca la piedra porosa y
luego el papel filtro. Aseguramos con pernos de guía para que no se mueva la
muestra; echamos material a la celda y compactamos, colocamos papel filtro,
piedra porosa y finalmente la sobrecarga.
 Se introduce la muestra de ensayo con sumo cuidado. Se conecta el dispositivo de
carga y se ajusta el dial para medir tanto la deformación durante el corte, como el
cambio del espesor de la muestra y luego se determina el espesor inicial. Se debe
permitir una consolidación primaria de la muestra bajo una fuerza normal
adecuada. Después de aplicar la fuerza normal predeterminada, se llena el
depósito de agua hasta un nivel por encima de la muestra, permitiendo el drenaje
y una nueva consolidación de la misma. El nivel del agua se debe mantener
durante la consolidación y en las fases siguientes de corte de tal manera que la
muestra esté saturada en todo momento. Verificamos que el brazo de palanca este
nivelado, ponemos la carga y tomamos lecturas (con el cronometro) de
deformación vertical vs tiempo, esto en un tiempo de
(5”,10”,15”,30”,1’,2’,4’,8’15’), esto debido a que es una arena en otros tipo de
suelo la consolidación puede durar más tiempo como 6 horas, 12horas, 2 días o 3
días porque depende de la condición de suelo.

 Corte de la muestra. Luego de terminada la consolidación se deben soltar los
marcos separándolos aproximadamente 0.25 mm (0.01"), sacamos los pernos de
anclaje, para permitir el corte de la muestra, ponemos el dial horizontal en 0, la
velocidad del ensayo es 0.5mm/min, destrabamos el brazo de palanca, colocamos
la primera pesa de 0.5kg/cm2, aplicamos la fuerza de corte lentamente y tomamos
lecturas de fuerzas y deformaciones horizontales .Se continúa el ensayo hasta que
el esfuerzo de corte sea constante, o hasta que se logre una deformación del 20 %
del diámetro o de la longitud original , terminado presionamos stop, se remueve
la muestra completa de la caja de corte, se seca y se determina el peso de los
sólidos; los mismos procedimientos realizamos para las 2 muestras siguientes con
la única variación que ahora la sobrecarga será de 1 y 2kg/cm2.Finalmente
realizamos los cálculos.

VII. CÁLCULOS
Una vez obtenido todos los datos del laboratorio se procede a realizar los cálculos necesarios
para poder determinar los parámetros geotécnicos del suelo en estudio tales como: porcentaje de
humedad, cohesión, ángulo de fricción, esfuerzos cortantes máximos, esfuerzos de desviación
etc.
Cálculo del peso específico del suelo del suelo.
𝛾 =
𝑤
𝑣
Cálculo de porcentaje de humedad.
%𝑊 =
𝑃 𝐻2 𝑂
𝑃𝑠𝑒𝑐𝑜
∗ 100
Peso del Anillo Peso anillo + suelo Peso (gr) Diametro (cm) Área (cm2) Altura (cm) Volumen (cm3) ϒ (gr/cm3)
A 10.35 67.63 57.28 6.10 29.22 2.54 74.23 0.77
B 10.35 68.03 57.68 6.10 29.22 2.54 74.23 0.78
C 10.35 67.85 57.50 6.10 29.22 2.54 74.23 0.77
A N° 10 N° 12
PESO TARA 15.30 15.60
PESO TARA+ W-HUMEDO 75.60 82.90
PESO TARA + W-SECO 72.80 72.90
PESO SECO 57.50 57.30
PESO DEL AGUA 2.80 10.00
% humedad 4.87% 17.45%
Inicio Final
B N° 23 N° 24
PESO TARA 13.20 14.50
PESO SECO 59.40 58.40
% humedad 5.05% 16.78%
Inicio Final

Cabe recalcar que toda medida de peso de las tablas antes presentadas se encuentra en gramos.
C N° 56 N° 96
PESO TARA 14.90 13.50
PESO SECO 57.40 59.20
% humedad 5.23% 16.55%
Inicio Final
A B C
0.5 kg/cm2 1.0 kg/cm2 2.0 kg/cm2
0 0.000 0.000 0.000
0.5 0.273 0.361 0.426
1 0.443 0.503 0.565
2 0.578 0.637 0.672
3 0.679 0.722 0.748
4 0.758 0.784 0.790
5 0.804 0.802 0.800
7 0.786 0.801 0.779
9 0.699 0.750 0.722
11 0.644 0.712 0.688
13 0.627 0.679 0.660
15 0.618 0.668 0.654
17 0.620 0.668 0.651
19 0.627 0.676 0.654
DEFORMACION
UNITARIA
τ/σ

Grafica de esfuerzos v/s deformación unitaria.
De la gráfica y de los datos obtenemos los esfuerzos máximos con los cuales trazaremos la
envolvente.
Muestra
A 0.50 0.40
B 1.00 0.80
C 2.00 1.60

τ = 𝜎 tan ∅ + 𝐶
𝛕 = 𝟎. 𝟕𝟗𝟖𝟑 𝝈 + 𝟎. 𝟎𝟎𝟑𝟐
tan ∅ = 0.7983
VIII. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
Según el resultado que se obtuvo en el laboratorio y en base a lo que las gráficas nos muestran
podemos afirmar que el suelo en estudio es un suelo granular que cuenta con un ángulo de fricción
de 38.60° y con cohesión muy cercana a cero las cuales son características propias de este tipo de
suelos.
Analizando los ensayos se puede observar que no hay demasiada diferencia entre las gráficas de
σ = 0.5 Kg/cm2 σ = 1.0 Kg/cm2 y σ = 2.0 Kg/cm2 haciendo un poco complicado la lectura o el
análisis de estos mismos.
Se puede decir que en vista de que estas curvas tienden a desplazarse en gran porcentaje
verticalmente por lo que concluimos que estas curvas tienen un comportamiento el cual indica
que la muestra tiene una alta resistencia para deformaciones muy pequeñas.
Comparando las tres graficas se puede deducir que todas tienen un comportamiento homogéneo
hasta que se alcanza el esfuerzo máximo. Pasado este valor la gráfica se distorsiona haciéndola
ver como una gráfica no muy común.
∅ = 38.60° ; C = 0.0032
𝐾𝑔
𝑐𝑚2

IX. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
 El ensayo es relativamente rápido y fácil de llevar a cabo ,la resistencia al esfuerzo
cortante en el suelo se debe a dos componentes :la cohesión ,aportada por la
fracción fina del suelo y responsable a su vez del comportamiento platico de este,
y el rozamiento interna entre las partículas granulares, el agua no puede soportar
valores altos de esfuerzos cortante, por lo tanto la resistencia al corte es resultado
únicamente de la resistencia por fricción que se produce en los puntos de contacto,
entre partículas; esto se observa en la ley de coulomb
 Se puede considerar que la relación entre el esfuerzo cortante y el esfuerzo normal
es directa, esto se observa en la gráfica, a mayor esfuerzo normal efectuada mayor
será el valor del esfuerzo cortante.
 Por el Angulo de fricción interna se pudo corroborar que el material utilizado para
la muestra es arena bien graduada. La cohesión en la muestra de suelo en estado
saturado es mayor que en la muestra no saturada, esto significa mayores valores
de esfuerzos cortantes como podemos apreciar.
 A pesar de que es arena, por la cohesión mínima presente de 0.0032, se puede
aludir que la muestra tenía partículas de finos, lo cual se aprecia en la gráfica del
ensayo realizado.
 Esta prueba debe restringirse a suelo de falla plástica tales como arcillas blandas
y arenas sueltas ya que la curva esfuerzo –deformación que se obtiene da valores
menores de esfuerzos, es decir valores menores de resistencia, comparada con las
curvas de las arenas sueltas.
 Se pueden necesitar seis 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.

ANEXOS
ANEXOS 1: PANEL FOTOGRÁFICO
SE OBTIENE LA MUESTRA (ARENA SATURADA CON
PRECENCIA DE FINOS)
EQUIPOS UTILIZADOS
Piedra porosa
Papel filtro
DISPOSITIVO DE CORTE

PROCESO DE ENSAYO

SE LLEVA AL DISPOSITIVO DE CORTE

ANEXOS 2: FORMATOS/ TABLAS / GRÁFICOS
0.5,…
1, 0.8022
2, 1.5996
= 0.7983 + 0.0032
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0
EsfuerzoTangenial(kg/cm^2)
Esfuerza Normal(kg/cm^2)
Esfuerzo Normal : 0.5 kg/cm2
Datos delespecimen
Velocidad Nominal : 0.5 mm/min Esepcimen : A B C
Diámetro (cm) : 6.1 6.1 6.1
Estado de la muestra Altura (cm) : 2.54 2.54 2.54
Inalterado Drenado Peso delanillo (g) : 10.35 10.35 10.35
Alterado No drenado Peso delanillo + suelo (g) : 67.63 68.03 67.85
Contenido de agua:
Especimen N° Tara Peso de Tara Peso de tara + suelo seco
A Inicio 10 15.3 72.8 4.87 1.853
Final 12 15.6 72.9 17.45 1.866
B Inicio 23 13.2 72.6 5.05 1.860
Final 24 14.5 72.9 16.78
C Inicio 56 14.9 72.3 5.23
Final 96 13.5 72.7 16.55
A B C
0.5 kg/cm2
1 kg/cm2
2 kg/cm2
0 0 0
0.2733 0.3608 0.4258
0.4434 0.5028 0.5646
0.5781 0.637 0.6716
0.6785 0.7218 0.7477
0.7583 0.784 0.79
0.8039 0.8022 0.7998
0.7857 0.8005 0.7792
0.699 0.7495 0.7222
0.6442 0.7123 0.6879
0.6271 0.6785 0.6602
0.618 0.6681 0.6537
0.6203 0.6681 0.651
0.6271 0.6759 0.6537
75.3
82.5
ESFUERZO TANGENCIAL/ESFUERZO NORMAL
DEFORMACIÓN
Peso de tara + suelo humedo
75.6
82.9
75.6
82.7
UNITARIA
0
0.5
1
2
3
4
5
7
9
11
13
15
17
19
0.8
1.2
l/Esf.Normal
1.0
1.5
ialkg/cm2
Proyecto
Solicitante N° Informe
Ubicación N° Laboratorio
Sondeo Fecha de recepción
Muestra Fecha de emisión
Profundidad (m)
ENSAYO DECORTEDIRECTO DESUELOS BAJO CONDICIONES CONSOLIDADAS DRENADAS
(NTP 339.171 / ASTM D 3080)
26/10/2016
SUE018
25/10/2016
GEOTECNIA
Grupo N° 01
LSP - USIL (PACHACAMAC)
Calicata 01
M-1
1.50
LSP-16-041
LABORATORIO DE SUELOS Y PAVIMENTOS
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
Av. Manuel Valle, Seccion B. Parcela 1, S/N. Fnd. La Carolina, Pachacamac. C.P. 15823. Telefono (51-1) 317-1000 .
Anexo: 2531 E-mail: pmanrique@usil.edu.pe.
Laboratorio de Estudios
Avanzados en Ingeniería
Civil – LEACIV
SUELOS Y PAVIMENTOS
Esfuerzo Normal : 0.5 kg/cm2
Datos delespecimen
Velocidad Nominal : 0.5 mm/min Esepcimen : A B C
Diámetro (cm) : 6.1 6.1 6.1
Estado de la muestra Altura (cm) : 2.54 2.54 2.54
Inalterado Drenado Peso delanillo (g) : 10.35 10.35 10.35
Alterado No drenado Peso delanillo + suelo (g) : 67.63 68.03 67.85
Contenido de agua:
Especimen N° Tara Peso de Tara Peso de tara + suelo seco
A Inicio 10 15.3 72.8 4.87 1.853
Final 12 15.6 72.9 17.45 1.866
B Inicio 23 13.2 72.6 5.05 1.860
Final 24 14.5 72.9 16.78
C Inicio 56 14.9 72.3 5.23
Final 96 13.5 72.7 16.55
A B C
0.5 kg/cm2
1 kg/cm2
2 kg/cm2
0 0 0
0.2733 0.3608 0.4258
0.4434 0.5028 0.5646
0.5781 0.637 0.6716
0.6785 0.7218 0.7477
0.7583 0.784 0.79
0.8039 0.8022 0.7998
0.7857 0.8005 0.7792
0.699 0.7495 0.7222
0.6442 0.7123 0.6879
0.6271 0.6785 0.6602
0.618 0.6681 0.6537
0.6203 0.6681 0.651
0.6271 0.6759 0.6537
75.3
82.5
ESFUERZO TANGENCIAL/ESFUERZO NORMAL
DEFORMACIÓN
Peso de tara + suelo humedo
75.6
82.9
75.6
82.7
UNITARIA
0
0.5
1
2
3
4
5
7
9
11
13
15
17
19
0.4
0.8
1.2
sf.Tangencial/Esf.Normal
0.5
1.0
1.5
Esf.Tangencialkg/cm2
Proyecto
Solicitante N° Informe
Ubicación N° Laboratorio
Sondeo Fecha de recepción
Muestra Fecha de emisión
Profundidad (m)
ENSAYO DECORTEDIRECTO DESUELOS BAJO CONDICIONES CONSOLIDADAS DRENADAS
(NTP 339.171 / ASTM D 3080)
26/10/2016
SUE018
25/10/2016
GEOTECNIA
Grupo N° 01
LSP - USIL (PACHACAMAC)
Calicata 01
M-1
1.50
LSP-16-041
LABORATORIO DE SUELOS Y PAVIMENTOS
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
Av. Manuel Valle, Seccion B. Parcela 1, S/N. Fnd. La Carolina, Pachacamac. C.P. 15823. Telefono (51-1) 317-1000 .
Anexo: 2531 E-mail: pmanrique@usil.edu.pe.
Laboratorio de Estudios
Avanzados en Ingeniería
Civil – LEACIV
SUELOS Y PAVIMENTOS

GRÁFICAS DE ENSAYO DE CORTE DIRECTO
ANEXO 3: NORMA
NORMA NTP 339.178 / ASTM D 3080-72 MÉTODO ESTÁNDAR PARA EL ENSAYO
DE CORTE DIRECTO DE SUELOS BAJO CONDICIONES CONSOLIDADAS
DRENADAS
1.0 OBJETIVO
1.1 Este método describe procedimientos para determinar la resistencia al corte
consolidado drenado de un suelo en corte directo. El ensayo puede ser conducido en
corte simple o corte doble, como se muestra en la Figura 1. La prueba de corte directo
es adecuada para un ensayo consolidado drenado porque las trayectorias de drenaje a
través del espécimen de ensayo son cortas, permitiendo por esto que los excesos de las
presiones de poro sean disipados bastante rápidamente. El ensayo puede ser hecho sobre
todo tipo de suelos y sobre muestras inalteradas o remoldeadas (ver 6.4 para la relación
del tamaño de partícula del espécimen).
1.2 Los resultados del ensayo son aplicables a situaciones de campo donde la
consolidación completa ha ocurrido bajo la sobrecarga existente, y la falla es alcanzada
lentamente de modo tal que los excesos de presiones de poro son disipados. El ensayo
también es útil para determinar la resistencia al corte a lo largo de planos débiles
reconocibles dentro del material de suelo.
1.3 El ensayo no es adecuado para el desarrollo de relaciones exactas de esfuerzos -
deformación del especimen de prueba, debido a la distribución no uniforme de los
desplazamientos y esfuerzos de corte. La baja velocidad de los desplazamientos permite
la disipación del exceso de presiones de poro, pero también permite el flujo plástico de
suelos cohesivos blandos. Se deberá tener cuidado para que las condiciones de ensayo
representen aquellas que están siendo investigadas.
𝜑 = 38.60° , C = 0.0032
𝐴
𝜎 𝐴
>
𝐵
𝜎 𝐵
>
𝐶
𝜎 𝐶
0.8939 > 0.8022 > 0.7998

1.4 Los valores establecidos en unidades pulgada-libra serán considerados como los
estándar.
2.0 DOCUMENTOS APLICABLES
2.1 Normas ASTM:
D2435 Método de Ensayo para Propiedades de Consolidación Unidimensional de
Suelos.
3.0 RESUMEN DEL METODO
3.1 El método consiste de (a) colocación del especimen de ensayo en el dispositivo de
corte directo, (b) aplicación de un esfuerzo normal predeterminado, (c), provisión de
drenaje o humedecimiento del especimen de ensayo, (d) consolidación del especimen
bajo el esfuerzo normal, (e) abrir los pórticos que sujetan el especimen de ensayo, y (f)
aplicación de una fuerza tangencial para cortar el especimen (Figs. 1 y 2). Generalmente
son ensayados tres o más especímenes, cada uno bajo un esfuerzo normal diferente para
determinar sus efectos sobre la resistencia al corte y desplazamiento. El rango de
esfuerzos normales deberá ser apropiado para las condiciones del suelo siendo
investigado.
4.0 APARATOS
4.1 Dispositivo de Corte, un dispositivo para sujetar el especimen firmemente entre dos
piedras porosas, de modo tal que no se pueda aplicar torque al especimen. El dispositivo
de corte deberá suministrar medios para aplicar un esfuerzo normal a las caras del
especimen, para medir el cambio en el espesor del especimen, para permitir el drenaje
de agua a través de las piedras porosas, y para sumergir al especimen en agua. El
dispositivo deberá ser capaz de aplicar una fuerza tangencial para cortar el especimen
a lo largo de un plano de corte predeterminado (corte simple) o planos de corte (corte
doble) paralelos a las caras del especimen. Los pórticos que sujetan al especimen
deberán ser lo suficientemente rígidos para prevenir su distorsión durante el corte. Las
diferentes partes del dispositivo de corte deberán ser hechas de un material no sujeto a
la corrosión por sustancias dentro del suelo o la humedad del suelo.
4.2 Piedras Porosas, las piedras porosas deberán consistir de carburo de silicio, óxido
de aluminio o un metal que no sea susceptible a la corrosión por las sustancias del suelo
o la humedad del suelo. El tamaño conveniente de los poros de la piedra depende del
suelo a ser ensayado. La piedra deberá ser lo suficientemente gruesa para desarrollar
una trabazón adecuada con el especimen y lo suficientemente fina para prevenir la
intrusión excesiva del suelo dentro de los poros. Criterios exactos para esto no han sido
establecidos. para ensayos normales de suelos, piedras de tamaño medio con una
permeabilidad aproximada de 0.5 a 1 mm/seg. son apropiados.
4.3 Dispositivos de Carga:
4.3.1 Dispositivo para aplicar la fuerza normal, capaz de aplicar la fuerza especificada
rápidamente, sin exceder ésta, y capaz de mantenerla con una precisión de ± 1% durante
la duración del ensayo.
4.3.2 Dispositivo para aplicar la fuerza de corte. Las capacidades dependerán de si se
realizará un ensayo de desplazamiento controlado o de esfuerzo controlado. El primero
es preferido generalmente, porque se puede determinar tanto el esfuerzo último como el
esfuerzo máximo. El equipo de desplazamiento controlado deberá ser capaz de cortar el
especimen a una velocidad uniforme de desplazamiento, con menos de ± 10% de
desviación, y deberá permitir el ajuste de la velocidad de desplazamiento sobre un rango
relativamente amplio. La velocidad depende de las características de consolidación de
los suelos (ver 7.3).
La velocidad se mantiene usualmente con un motor y una caja de transmisión y la fuerza
de corte se determina por un dispositivo de indicación de carga, tal como un anillo de

carga. El equipo de esfuerzo controlado, si es usado, deberá ser capaz de aplicar la
fuerza de corte en incrementos al especimen de la misma manera y al mismo grado de
precisión que el descrito en 4.3.1.
4.4 Cuarto Húmedo, para almacenar las muestras, así como para preparar las muestras,
donde las pérdidas de humedad durante la preparación no excedan del 0.5%.
4.5 Anillo de Tallado o de Corte, para tallar muestras sobredimensionadas a las
dimensiones interiores de la caja de corte con un mínimo de perturbación. Un montaje
exterior puede ser necesario para mantener la sucesión de anillos, dos o tres, en
alineamiento axial.
4.6 Balanzas, sensible al 0.1 g ó a 10.1% de la masa del especimen.
4.7 Indicador de Deformación.- para medir el cambio en el espesor del especimen de
ensayo, con una sensibilidad de 0.0001 pulgadas (0.002 mm) y para medir
desplazamiento con una sensibilidad de 0.001 pulgadas (0.02 mm).
4.8 Horno de Secado, que pueda ser mantenido en 230 ± 9°F (110 ± 5°C).
4.9 Envase de humedad de la muestra,
4.10 Equipo para remoldear o compactar los especímenes,
4.11 Equipos Diversos, incluyendo cronómetro con segundero, agua destilada o
desmineralizada, espátulas, cuchillos, regla de borde recto, sierras de alambre, etc.
utilizados en la preparación de la muestra.
5.0 ESPECIMEN DE ENSAYO
5.1 Si se usa una muestra inalterada, ésta deberá ser lo suficientemente grande para
proporcionar un mínimo de tres especímenes idénticos. Prepare los especímenes de modo
que las pérdidas de humedad sean insignificantes. Talle los especímenes
sobredimensionados al diámetro interior del dispositivo de corte directo y a la longitud
del tallador. Se deberá tener cuidado extremo en la preparación de los especímenes
inalterados de suelos sensibles, para evitar la perturbación de su estructura natural.
Determine la masa inicial del especimen para su uso subsecuente en la determinación
del contenido de humedad inicial.
5.2 Si se usan especímenes de suelo compactado, éstos deberán ser compactados a las
condiciones de humedad-densidad deseados. Ellos pueden ser compactados directamente
en el dispositivo de corte, en un molde de iguales dimensiones y extraídos al dispositivo
de corte o un molde más grande y tallados como en 5.1.
5.3 El diámetro mínimo para especímenes circulares, o el ancho mínimo para
especímenes rectangulares, deberá ser de alrededor de 2 pulgadas (50 mm).
NOTA 1.- El diámetro de los especímenes de ensayo inalterados, cortados de muestras
tubulares, deberá ser al menos 1/4 pulg. (5 mm), menor que el diámetro del tubo de
muestreo para minimizar la perturbación causada por el muestreo.
5.4 Los espesores de los especímenes deberán ser de alrededor de 0.5 pulg. (12.5 mm),
pero no menores que seis veces el diámetro máximo del grano.
5.5 La relación mínima diámetro-espesor del especimen circular deberá ser 2:1. Para
especímenes cuadrados o rectangulares, la relación mínima de ancho a espesor deberá
ser también de 2:1.
6.0 CALIBRACION
6.1 Ensamble el dispositivo de corte directo simple con un disco de calibración metálico
de un espesor igual al especimen de ensayo deseado y alrededor de 5 mm más pequeño
en diámetro.
NOTA 2.- El dispositivo de corte doble requerirá dos discos de calibración.
6.2 Aplique la fuerza normal igual a aquella considerada a ser usada en el ensayo y
posicione el indicador de desplazamiento normal. Ajuste este indicador de modo que

pueda ser usado para medir ya sea la consolidación o el hinchamiento de la lectura del
disco de calibración.
6.3 Registre la lectura del indicador de desplazamiento normal para referencia futura en
la determinación del espesor del especimen de ensayo y la compresión dentro del mismo
aparato.
6.4 Remueva el disco de calibración.
NOTA 3.- Son aceptables otros métodos igualmente precisos para calibrar el aparato.
7.0 PROCEDIMIENTO
7.1 Ensamble la caja de corte con los pórticos de carga alineados y fijos en posición.
Una ligera capa de grasa entre los pórticos asegurará la estanquidad durante la
consolidación y reducirá la fricción durante el corte. Separadores de fluorcarbón TFE,
o superficies cubiertas de fluorcarbón TFE pueden también ser usados para reducir la
fricción durante el corte. Inserte cuidadosamente el especimen de ensayo. Conecte los
dispositivos de carga. Posicione o active, o ambos, los indicadores de desplazamiento
para medir la deformación de corte y los cambios en el espesor del especimen.
Determine el espesor inicial del especimen.
NOTA 4.- La decisión de humedecer las piedras porosas de la inserción del especimen y
antes de la aplicación de la fuerza normal depende del problema en estudio. Para
muestras inalteradas obtenidas bajo la napa freática, las piedras porosas son usualmente
humedecidas. Para suelos expansivos, el humedecimiento deberá probablemente seguir
a la aplicación de la fuerza normal para evitar el hinchamiento, no representativo de las
condiciones de campo.
7.2 Consolide cada especimen de ensayo bajo la apropiada fuerza normal. Tan pronto
como sea posible después de aplicar la fuerza normal inicial, llene el reservorio de agua
hasta un punto por encima de la parte superior del especimen. Mantenga este nivel de
agua durante la consolidación y las fases subsecuentes de corte, de modo tal que en todo
momento el especimen esté efectivamente sumergido. Permita al especimen drenar y
consolidar bajo una fuerza normal deseada o incrementos de ésta antes del corte.
Durante el proceso de consolidación, registre las lecturas del desplazamiento normal
antes de que cada incremento de fuerza normal sea aplicado y a tiempos apropiados (ver
Método de Ensayo D2435). Grafique las lecturas del desplazamiento normal versus el
tiempo transcurrido. Mantenga cada incremento de fuerza normal hasta que la
consolidación primaria esté completa. El incremento final deberá igualar a la fuerza
normal previamente desarrollada y deberá producir el esfuerzo normal especificado.
NOTA 5.- la fuerza normal usada para cada uno de los tres o más especímenes
dependerá de la información requerida. La aplicación de la fuerza normal en un
incremento puede ser apropiada para suelos relativamente firmes. Sin embargo, para
suelos relativamente blandos, varios incrementos pueden ser necesarios para evitar el
daño al especimen. El incremento inicial dependerá de la resistencia y sensibilidad del
suelo. Esta fuerza no deberá ser tan grande como para expulsar al suelo fuera del
dispositivo.
7.3 Corte del especimen. Después que la consolidación está completa, abra los pórticos
y sepárelos ligeramente (aproximadamente 0.01 Pulg.) (0.25 mm), de modo tal que el
especimen puede ser cortado. Aplique la fuerza de corte y corte el especimen lentamente,
para asegurar la disipación completa del exceso de presión de poros. La siguiente guía
para determinar el tiempo total transcurrido hasta la falla puede ser útil para determinar
la velocidad de carga:
Tiempo a la falla = 50 t50 donde:
t50 = Tiempo requerido para que el especimen alcance el 50% de la consolidación bajo
la fuerza normal.

Es un ensayo de desplazamiento controlado, la velocidad del desplazamiento puede ser
determinada aproximadamente dividiendo la deformación estimada de corte al máximo
esfuerzo de corte por el tiempo calculado para la falla. Continúe el ensayo hasta que el
esfuerzo de corte se haga esencialmente constante o hasta que una deformación de corte
del 10% del diámetro original haya sido alcanzada. En un ensayo de esfuerzo controlado,
empiece con incrementos de la fuerza de corte iguales aproximadamente al
10% del máximo estimado. Permita al menos el 95% de consolidación antes de aplicar
el siguiente incremento. Cuando haya sido aplicada al especimen el 50% al 70% de la
fuerza de falla estimada, reduzca el incremento a la mitad del tamaño inicial o 5% del
esfuerzo de corte máximo estimado. Cuando se acerca la falla, use una serie de
incrementos iguales a un cuarto del incremento inicial. Registre la fuerza de corte
aplicada y las deformaciones normal y tangencial en intervalos convenientes. Sería
preferible una aplicación continua de la fuerza de corte.
7.4 Al final del ensayo, saque el íntegro del especimen de la caja de corte, séquelo en el
horno y péselo para determinar la masa de sólidos.
8.0 CALCULO
8.1 Calcule lo siguiente:
8.1.1 Contenido inicial de humedad.
8.1.2 Densidad inicial seca y húmeda.
8.1.3 Datos de esfuerzo de corte.
8.1.4 Relación de vacíos antes y después de la consolidación y después de la prueba de
corte, si se desea, y
8.1.5 Los grados de saturación inicial y final, si se desea.
9.0 REPORTE
9.1 El reporte deberá incluir lo siguiente:
9.1.1 Descripción del tipo de dispositivo de corte usado en el ensayo.
9.1.2 Identificación y descripción de la muestra, incluyendo si el suelo es inalterado,
remoldeado, compactado o preparado de otra manera, y anotar cualquier característica
no usual como su estratificación.
9.1.3 Contenido inicial de humedad.
9.1.4 Densidad húmeda inicial.
9.1.5 Densidad seca inicial.
9.1.6 Espesor inicial.
9.1.7 Todos los datos básicos del ensayo, incluyendo esfuerzos normales,
desplazamientos de corte y los valores correspondientes de la resistencia al corte, y los
cambios de espesor del espécimen.
9.1.8 Gráfico del esfuerzo de corte máximo versus el esfuerzo normal.
Para cada especimen de ensayo, un gráfico del esfuerzo de corte y el cambio del espesor
del especimen versus el desplazamiento de corte, y
9.1.9 Desviaciones del procedimiento esbozado, tales como secuencias especiales de
carga o requerimientos especiales de humedecimiento.
NOTA.- Para este aparato específico, la estructura inferior está fija. La estructura
superior puede ser movida tanto horizontal como verticalmente. No hay espacio entre
las estructuras durante la consolidación. Inmediatamente antes del corte, la estructura
superior es levantada ligeramente. En general, una estructura está fija en la dirección
del corte. Esta puede ser tanto la estructura superior como la inferior.
https://www.astm.org/Standards/D3080.htm

Laboratorio corte-directo

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Laboratorio corte-directo

Similar a Laboratorio corte-directo (20)

Último

Último (20)

Laboratorio corte-directo