Suelos ii clase n 03 corte directo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE
SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO
ESCUELA PROFESIONAL DE
INGENIERÍA CIVIL
LABORATORIO DE
MECÁNICA DE SUELOS II
Presentado por:
Ing. Ana Beatriz Postigo Farfán
PRIMERA UNIDAD
ENSAYO DE CORTE DIRECTO

3.0 Ensayo de Corte Directo
“LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS II”
Ing. Ana B. Postigo Farfán

Ensayo de Corte Directo MTC E 123-200, ASTM D-3080 Y AASHTO T-236
• Comprensión Teórica:
 C.A. Coulomb (1776). Atribuye a la fricción entre las
partículas la resistencia al corte de los suelos, pero
adicionó el termino de cohesión propiedad de las
partículas del suelo para estar ligadas, a la
combinación de estas se le atribuye la resistencia al
esfuerzo cortante.
𝑺 =σ*tan(Ø)
𝑺 = C
𝑺 = C+σ*tan(Ø)
Solo fricción
Solo Cohesión
Fricción y Cohesión
Caja Metálica
Caja Metálica
Antes de realizar el ensayo
Después de realizar el ensayo

• Descripción del ensayo:
 Establece el procedimiento de ensayo para
determinar la resistencia al corte de una muestra de
suelos consolidada y drenada. El ensayo permite la
obtención de los parámetros de Ø y C del suelo.
 La obtención de estos parámetros sirve para calcular
la capacidad portante de suelos o en el análisis de
estabilidad de taludes.
 Permite conocer el comportamiento de un suelo
frente a la aplicación de una carga tangente y fuerza
lateral que producirá el corte.
 El ensayo puede ser realizado sobre todo tipo de
suelos, con muestra inalteradas y remoldeadas.

• Equipos:
 Equipo de Corte
Directo
Anillo de fuerza
cortante.
Marco para carga
normal.
Panel Digital.
Deformímetro.
Celda de Corte.

• Equipos:
 Caja de Corte Directo:
Piedras porosas y anillos de
sujeción.
Piedras Porosas.Muestra de
ensayo.
Celda para
confinación de
muestra.

• Equipos:
 Anillos para corte o
moldeado de muestra.
 Balanza de Precisión de
0.01gr.
 Deformímetro con
sensibilidad 0.0001”)

• Preparación de la Muestra de Ensayo:
 Usado generalmente muestras inalteradas obtenidas
en campo (ASTM D 3550), sellados con parafina para
mantener su contenido de humedad natural.
 De la muestra de campo, se retira la parafina de las
paredes del bloque y con un anillo moldeador se
delimita el perímetro y con la ayuda de un cuchillo se
talla la muestra.
 Una vez obtenido el espécimen de acuerdo a las
dimensiones indicadas, se enrasa la cara superior e
inferior con el cuchillo y los posibles vacíos se llenan
con el material recortado.
 Se obtendrán 3 muestras talladas idénticamente como
mínimo.
 No permitir la pérdida de humedad de la muestra
hasta el ensayo, máxima perdida del 0.5 %.

• Condiciones de la Muestra de Ensayo:
 Diámetro mínimo en muestras
circulares o el ancho mínimo para
rectangulares será de 50 mm (2”)
 Relación D/E ó A/E según la
muestra como mínimo 2:1
 Para muestras remoldeadas,
considerar el remoldeo con las
condiciones de humedad y peso
unitario deseados.
 El espesor mínimo debe ser
alrededor de 12 mm (1/2”), pero
no menor de 1/6 del tamaño
máximo de las partículas del
suelos

• Datos de la Muestra de Ensayo:
 De la muestra moldeada tome los datos de la altura
inicial Ho y diámetro D, con por lo menos 3 lecturas.
 Con estos valores calcule el volumen inicial Vo de la
muestra y el área inicial Ao.
 Pese cada muestra tallada como peso húmedo.
 Con los datos anteriores calcule
 Peso Unitario Húmedo.
 Contenido de Humedad.
 Peso Unitario Seco.
DIMENSIONES DE LA MUESTRA
Diámetro = 50.80 mm
Altura L0 = 21.50 mm
Área = 20.27 cm2
Volumen = 43.58 cm3
DENSIDAD DE LA MUESTRA
Peso = 51.48 gr
Peso Unitario húmedo = 1.18 gr/cm3
Contenido de Humedad = 18.36%
Peso Unitario seco = 1.00 gr/cm3

• Procedimiento de Ensayo:
 Ensamblar la caja de corte directo colocando la
muestra moldeada entre las piedras porosas
previamente humedecidas, e insertarla en la caja de
corte.
 Se coloca el marco para aplicación de carga normal y
el dispositivo para carga de corte se aproxima hasta
el borde de la caja de corte.
 Una vez instalada la caja, se coloca la primera carga
normal, y se coloca sobre su marco el deformímetro
en cero.
 Para el corte de la muestra se aplica la fuerza de corte
a través del dispositivo de aplicación con velocidad
controlada.
 Se continúan las lecturas hasta que el esfuerzo de
corte sea constante, o hasta que se logre una
deformación del 10 % de Diámetro o longitud
original.
Ensayo con Control de
Deformaciones
Ensayo con Control de
Esfuerzos

 Seguidamente se coloca la segunda muestra en el
equipo y se adiciona la siguiente carga normal
(considerar un peso que no provoque la fluencia del
material).
 Terminado el ensayo con la primera muestra se retira
la caja de corte y la muestra se lleva al horno.
 Se realizan las lecturas con control de deformaciones
o de esfuerzos hasta que se produzca la falla.
 Finalmente se retira la caja de consolidación la
muestra va al horno y se coloca la última muestra con
la última aplicación de carga.
 Se sigue el mismo procedimiento realizado a la
primera muestra.

• Condiciones del Procedimiento de ensayo:
 La velocidad de Deformación Horizontal
para arcillas 0.50 mm/ minuto
 ¿Cuál será la velocidad de aplicación para
otros tipos de suelos en el ensayo de
corte?
 ¿Cuáles deben ser las cargas normal para
el ensayo de corte?
 ¿En qué tipos de muestras se considerará
la saturación de la muestra?
Indicar las respuestas en el informe

 Ensayo con control de Deformaciones
se considera la lectura de la carga
horizontal y deformación de longitud.
DEFORMÍMETRO DE
LONGITUD DE
CORTE
LECTURA DE CARGA
HORIZONTAL
DEFORMÍMETRO DE
LONGITUD VERTICAL
M-01 M-02 M-03 M-01 M-02 M-03
mm N mm
0.20 2.3 3.1 4.0 0.000 0.000 0.000
0.40 13.7 4.3 14.6 0.000 0.000 -0.001
0.60 29.0 4.8 21.6 0.000 0.000 -0.007
0.80 37.1 10.1 29.0 0.001 0.000 -0.013
1.00 49.3 17.6 35.8 0.001 -0.004 -0.020
1.50 58.2 26.0 43.0 0.001 -0.008 -0.026
2.00 68.3 30.6 52.6 0.001 -0.012 -0.030
2.50 73.9 39.6 61.7 0.001 -0.015 -0.032
3.00 81.9 44.7 69.7 0.001 -0.016 -0.033
3.50 88.4 44.2 77.8 0.001 -0.018 -0.033
4.00 95.3 42.9 85.6 0.001 -0.018 -0.033
4.50 109.5 42.9 101.6 0.009 -0.020 -0.033
5.00 119.3 54.0 115.5 0.027 -0.020 -0.036
5.50 129.6 76.6 126.6 0.047 -0.021 -0.040
6.00 140.3 95.4 138.5 0.070 -0.019 -0.040
6.50 146.8 137.4 148.4 0.088 -0.012 -0.040
7.00 160.9 166.6 167.4 0.156 -0.012 -0.024
 Las deformaciones de longitud de
corte se realizan en mm (o en
unidades del deformímetro), su
variación podrá ser cada 0.20 mm
hasta la unidad y seguidamente cada
0.50 mm, hasta que se produzca la
falla (la fuerza de corte sea
constante)
 Lectura de carga horizontal en N (o en
unidades del equipo), y el
deformímetro de longitud vertical en
mm (o en unidades del deformímetro)

• Procedimiento de Cálculo:
 Se calcula la fuerza de corte
horizontal:
F=P(kg)
 Se calcula el área corregida A’:
A’=Ao-A1
 Se calcula el esfuerzo cortante
T:
T=F/A’
FUERZA DE CORTE
HORIZONTAL
ÁREA
CORREGIDA
A'
ESFUERZO CORTANTE
τ
M-01 M-02 M-03 M-01 M-02 M-03
kg cm2 kg/cm2
0.23 0.32 0.41 20.17 0.01 0.02 0.02
1.40 0.44 1.49 20.07 0.07 0.02 0.07
2.96 0.49 2.20 19.96 0.15 0.02 0.11
3.78 1.03 2.96 19.86 0.19 0.05 0.15
5.03 1.79 3.65 19.76 0.25 0.09 0.18
5.93 2.65 4.38 19.51 0.29 0.13 0.22
6.96 3.12 5.36 19.25 0.34 0.15 0.26
7.54 4.04 6.29 19.00 0.37 0.20 0.31
8.35 4.56 7.11 18.75 0.41 0.22 0.35
9.01 4.51 7.93 18.49 0.44 0.22 0.39
9.72 4.37 8.73 18.24 0.48 0.22 0.43
11.17 4.37 10.36 17.99 0.55 0.22 0.51
12.17 5.51 11.78 17.73 0.60 0.27 0.58
13.22 7.81 12.91 17.48 0.65 0.39 0.64
14.31 9.73 14.12 17.23 0.71 0.48 0.70
14.97 14.01 15.13 16.98 0.74 0.69 0.75
16.41 16.99 17.07 16.72 0.81 0.84 0.84

 Se plotea la gráfica
Deformación
Horizontal (mm)
(constante para las 3
muestras) vs Esfuerzo
Cortante (kg/cm²)

 Se plotea la gráfica
Deformación Vertical
(mm) vs Deformación
Horizontal (mm)
 Expansión
 Compresión

Muestras M-01 M-02 M-03
Carga Vertical (kg) 4.00 8.00 12.00
Área en Corte (cm2) 9.91 16.22 14.72
σn (kg/cm2) 0.40 0.49 0.81
τ (kg/cm2) 0.97 0.99 1.05
 Para cada muestra M-
01, M-02 y M-03:
 Se ubica el esfuerzo de
corte máximo y se
verifica en que área de
corte se ha producido
este.
 Con los datos de Carga
Vertical (kg) y Área en
Corte (cm²) se obtiene
el Esfuerzo Normal para
cada muestra.
 Con los datos de la tabla
se plotea la gráfica Esf.
Cortante vs Esf. Normal

 De la gráfica se calcula
el ángulo de fricción y la
cohesión.
 El ángulo de fricción Ø
es igual al angulo que
forma la recta.
 La cohesión es igual a la
ordenada que intercepta
la recta.
Ø
Cohesión = 0.88 kg/cm2
Ángulo de fricción interna = 11° 46' 13"

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GRACIAS

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