Este documento presenta una introducción a los ensayos de resistencia al esfuerzo cortante en suelos, incluyendo ensayos de laboratorio como el corte directo, triaxial y compresión no confinada. Explica que al elegir un ensayo se debe considerar tanto el tipo de suelo como si es drenado o no drenado, y proporciona tablas guía sobre los diferentes ensayos.

1. RESISTENCIA AL
ESFUERZO CORTANTE
Docente: Mg. Eigner Román Villegas
Asignatura: Mecánica de suelos II
Semana: 2-1

2. CONTENIDO
• 1. ENSAYOS DE RESISTENCIA CORTE Y SUS APLICACIONES
A. ENSAYO DE RESISTENCIA: CORTE DIRECTO
B. ENSAYO DE RESISTENCIA: COMPRESIÓN NO CONFINADA
C. ENSAYO DE RESISTENCIA: TRIAXIAL

3. ENSAYOS DE RESISTENCIA AL CORTE:
ENSAYOS DE LABORATORIO NOMBRE
CORTE DIRECTO
TRIAXIAL CD CONSOLIDADO DRENADO
TRIAXIAL CU CONSOLIDADO NO DRENADO
TRIAXIAL UU NO CONSOLIDADO NO DRENADO
COMPRESIÓN NO CONFINADA

4. PREGUNTA.
¿EN QUE TENGO QUE PENSAR PARA
DECIDIR QUE ENSAYO DE RESISTENCIA
VOY A MANDAR A REALIZAR?
• A) EL TIPO DE SUELO
• B) EN LA CONDICIÓN DRENADA O NO DRENADA
• C) EN AMBOS
• D) EN NINGUNO, EL TECNICO DE LABORATORIO SABE
• E) EN NINGUNO, IGUAL VOY A USAR UN F.S. ALTO

6. RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE

7. PARA CUALQUIER MATERIAL
𝑇 = 𝜇. 𝑁
𝜇 = 𝑐𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑐𝑖ó𝑛

8. N
F=T
N1
F2
F1
N2
T=N
?
N3

9. PARA EL SUELO
SUPERFICIE DE
FALLA
A MAYOR FUERZA NORMAL
NECESITO MAYOR FUERZA
TANGENCIAL PARA VENCER
LA RESISTENCIA

10. PARA EL SUELO
1
T
2
T
3
T
t
𝜏 =
𝑇
𝐴
𝜏𝑓1
𝜏𝑓2
t
𝜏 =
𝑇
𝐴
𝜏𝑓1
𝜎1
𝜏𝑓2
𝜎2
𝜎3

11. PREGUNTA
• ¿Por qué CADA VEZ QUE APLICO MAYOR ESFUERZO NORMAL A LA
MUESTRA, NECESITO UNA FUERZA CORTANTE MAYOR PARA QUE
LA MUESTRA FALLE?
• A) PORQUE LAS PARTICULAS TIENEN COHESIÓN
• B) PORQUE EL SUELO TIENE PROPIEDADES INTRINSECAS
• C) PORQUE LA ENVOLVENTE DE FALLA TIENE UNA PENDIENTE POSITIVA
• D) POR LAS PROPIEDADES PARTICULARES DEL SUELO
• E) PORQUE LAS PARTICULAS TIENEN MAYOR PRESIÓN DE CONTACTO

12. Angulo de fricción interna : (∅)

13. ENSAYO DE CORTE EN CONDICIONES DRENADAS
𝜎1 𝑦 𝜎2: 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎𝑠 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎𝑠; 𝜎1
′
𝑦 𝜎2
′
∶ 𝑒𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜𝑠 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠; ∅′
: 𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 𝑑𝑟𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎
𝜎1 𝜎2
𝜏𝑓1
𝜏𝑓2

14. ENSAYO DE CORTE EN CONDICIONES NO DRENADAS
𝑛𝑜 ℎ𝑎𝑦 𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛; 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑛𝑜 𝑠𝑒 𝑣𝑢𝑒𝑙𝑣𝑒 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑎;
𝑛𝑜 ℎ𝑎𝑦 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑓. 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎𝑙 𝑒𝑠𝑓. 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜
𝜎1 𝜎2
𝜏𝑓1 𝜏𝑓2

16. PREGUNTAS
• TENGO UN ESTRATO DE ARENA. ¿Qué ENSAYO TENGO QUE
REALIZAR CON LA MUESTRA?
• TENGO UN ESTRATO DE ARCILLA. ¿Qué ENSAYO TENGO QUE
REALIZAR CON LA MUESTRA?

17. OTRA PREGUNTA
• ¿PARA ESCOGER EL ENSAYO DE LABORATORIO, TENGO QUE
PENSAR EN EL TIPO DE SUELO (ARCILLOSO O ARENOSO)?
• O ¿TENGO QUE PENSAR EN LA CONDICIÓN DRENADA O NO
DRENADA?

18. A. ENSAYO DE CORTE DIRECTO

19. TABLA GUIA
DRENADA NO DRENADA
CORTE DIRECTO
TRIAXIAL CD
TRIAXIAL CU
TRIAXIAL UU
COMPRESION NO CONFINADA

20. METODO DE ENSAYO ESTANDAR PARA ENSAYO DE CORTE DIRECTO DE
SUELOS BAJO CONDICIONES CONSOLIDADAS DRENADAS

21. EL ENSAYO CORTE DIRECTO.- CARACTERISTICAS
• TIENE UNA PIEDRA POROSA EN LA PARTE SUPERIOR Y EN LA PARTE INFERIOR DE LA
MUESTRA
• ES UN ENSAYO QUE ESTA PREPARADO PARA DRENAR
• EL ENSAYO SE REALIZA EN CONDICIÓN DRENADO: IDEAL PARA UNA ARENA
LA MUESTRA SE PUEDE DEFORMAR EXISTE UNA VARIACIÓN DE VOLUMEN
EL ESFUERZO TOTAL PASA A SER ESFUERZO EFECTIVO
DE ESTE ENSAYO OBTENEMOS PARAMETROS DRENADOS
• CUANDO SE QUIERE CONOCER PARAMETROS DRENADOS, PIDO UN ENSAYO DRENADO
COMO CORTE DIRECTO
• SI SE REALIZA EL ENSAYO CON ARCILLA SATURADA. ¿Qué PASA?
• ¿LA ARCILLA DRENA?
• SI DRENA ; PERO POCO ES DECIR, PARCIALMENTE DRENADO, NO NOS SIRVE EN ESA
CONDICION, NO SE ASEMEJA A LA REALIDAD

22. ¿Qué TENGO QUE VARIAR EN EL ENSAYO DE CORTE DIRECTO,
PARA QUE EL ENSAYO SEA DRENADO PARA UNA ARCILLA
SATURADA?
• DISMINUIR LA VELOCIDAD DE CARGA DEL ENSAYO
• EL ENSAYO TENDRIA QUE SER MUY LENTO PARA QUE LA ARCILLA
DRENE, ENTONCES EL ENSAYO SE VUELVE NO PRACTICO
• EL CORTE DIRECTO ESTA DISEÑADA PARA CONDICIONES CONSOLIDADAS
DRENADAS

23. TABLA GUIA
DRENADA NO DRENADA
CORTE DIRECTO SI
TRIAXIAL CD
TRIAXIAL CU
TRIAXIAL UU
COMPRESION NO CONFINADA

24. B. ENSAYO DE COMPRESIÓN NO CONFINADA
• LA MUESTRA PUEDE SER: DE 38mm DE DIAMETRO Y 76mm DE ALTURA
• CARACTERISTICA: SUELO SATURADO Y SUELO COHESIVO
• COHESIVO.- LAS PARTICULAS ESTAN JUNTAS AUNQUE NO TENGAN
CONFINAMIENTO
• NO SE PUEDE SACAR ARENA (HUMEDA , SECA) CON UN MUESTREADOR.-
SE DESMORONA
• EL ENSAYO SE REALIZA EN CORTO TIEMPO, EN MIN
• EL ENSAYO SE HACE CON RÁPIDEZ PARA NO PERMITIR QUE EL AGUA
DRENE. ENTONCES ¿ES UN ENSAYO?.........

25. COMPRESIÓN NO CONFINADA
TRADUCCIÓN:
METODO DE ENSAYO
PARA LA
RESISTENCIA A
COMPRESIÓN NO
CONFINADA DE
SUELOS COHESIVOS

26. COMPRESIÓN NO CONFINADA.- CARACTERISTICAS
• NO TIENE CONFINAMIENTO
• LA MUESTRA TIENE QUE SER COHESIVA, ES DECIR SUELO
ARCILLOSO?
• LA MUESTRA NO PUEDE SER ARENOSA
• ES UN ENSAYO DE APLICACIÓN DE CARGA MUY RÁPIDO
• VELOCIDAD = 1.5 mm/seg
• A LA MUESTRA NO SE LE PERMITE DRENAR
• EL ENSAYO DURA 2 min
• EN ESTE ENSAYO LA CARGA SE APLICA MUY RÁPIDO
• LOS PARAMETROS QUE SE OBTIENE SON PARA CONDICIÓN
NO DRENADA

27. TABLA GUIA
DRENADA NO DRENADA
CORTE DIRECTO SI
TRIAXIAL CD
TRIAXIAL CU
TRIAXIAL UU
COMPRESION NO CONFINADA SI

28. C. ENSAYO TRIAXIAL

29. ENSAYO TRIAXIAL.- ETAPA DE COMPRESIÓN

30. ENSAYO TRIAXIAL NO CONSOLIDADO NO DRENADO

32. SUELOS DRENADOS Y NO DRENADOS (VELOCIDAD DE APLICACIÓN DE CARGA NORMAL)

33. TABLA GUIA
DRENADA NO DRENADA
CORTE DIRECTO SI
TRIAXIAL CD SI
TRIAXIAL CU SI
TRIAXIAL UU SI
COMPRESION NO CONFINADA SI

35. ENVOLVENTE DE FALLA PARA ENSAYOS EN
CONDICIONES DRENADOS Y NO DRENADOS

36. ENSAYO
TRIAXIAL
CONSOLIDADO
NO DRENADO

38. FORMULA QUE RELACIONA LOS
ESFUERZOS CON LOS PARAMETROS DE
RESISTENCIA AL CORTE

39. CRITERIOS DE FALLA