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INGENIERÍA GEOTECNICA Ensayo de Corte Directo TALLER BÁSICO DE MECÁNICA DE SUELOS Ensayo de Corte Directo INGENIERÍA GEOTECNICA CORTE DIRECTO Ensayo de Corte Directo ASTM D 3080 El ensayo de corte directo permite encontrar los parámetros de resistencia de un suelo (cohesión y ángulo de fricción). Cu...

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INGENIERÍA GEOTECNICA

Ensayo de Corte Directo

TALLER BÁSICO DE MECÁNICA DE SUELOS

Ensayo de Corte Directo

INGENIERÍA GEOTECNICA

CORTE DIRECTO

Ensayo de Corte Directo ASTM D 3080

El ensayo de corte directo permite encontrar los parámetros de resistencia de un suelo (cohesión y ángulo de fricción).

Curso Taller de Mecánica de Suelos

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INGENIERÍA GEOTECNICA

EQUIPO Equipo de Corte Directo Para Suelos Granulares: Equipo mecánico. Se usa en suelos granulares.

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EQUIPO

Equipo de Corte Directo Residual: Totalmente electrónico. Permite mayores deformaciones. Se usa en suelos finos. Curso Taller de Mecánica de Suelos

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MOLDE DE CORTE Pistón Parte superior

Parte inferior

Tornillos de sujeción metal poroso

Base ranurada

Papel filtro

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EQUIPO

Balanza electrónica Tallador: lado 6 cm. área de corte 36 cm2. altura 2 cm. volumen 72 cm3. Compactador Espátulas Arco de sierra Nivel de burbuja.

Tallador para muestra de Corte con su compactador para muestras remoldeadas.

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Preparación de muestras

Muestra inalterada: Se corta una muestra un poco mayor al tamaño del tallador.

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Preparación de muestras

Muestra inalterada: Se coloca el tallador en la parte superior. Se corta poco a poco en los bordes.

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Preparación de muestras

Muestra inalterada: Luego se talla por los bordes del tallador.

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Preparación de muestras

Muestra inalterada: Poco a poco se introduce el tallador.

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Preparación de muestras

Muestra inalterada: Luego que el tallador pasa en su totalidad, se debe cortar por los extremos.

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Preparación de muestras

Muestra remoldeada: Pesar la cantidad de muestra de acuerdo al peso especifico y contenido de humedad proporcionado por el solicitante. Dividir el peso total en tres partes.

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Preparación de muestras

Muestra remoldeada: Compactar en tres capas. Se debe cuidar que el material pesado no disminuya del nivel correspondiente. Curso Taller de Mecánica de Suelos

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Conservación de la muestra

Todo tipo de muestra debe conservarse en un recipiente que conserve la humedad hasta el momento que sea ensayada.

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Montaje de la muestra

Se debe colocar sobre la parte inferior de la celda de corte, en orden: a) La base ranurada, b) Dos piedras porosas, c) Un papel filtro. Curso Taller de Mecánica de Suelos

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Montaje de la muestra

Vista de perfil

Vista de planta

Colocar la parte superior de la celda, cuidando que los agujeros del mismo diámetro estén alineados y atornillar. Curso Taller de Mecánica de Suelos

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Montaje de la muestra

Cubrir con el pistón alineándose al tallador, papel filtro y metal poroso. Luego aplicar unos golpes hasta que la muestra llegue al fondo, sin compactar. Retirar el tallador. Curso Taller de Mecánica de Suelos

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Montaje de la muestra

Muestra colocada en el molde de corte directo. En la parte superior se ha colocado el papel filtro, el metal poroso y la tapa del molde. Curso Taller de Mecánica de Suelos

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Preparación del equipo

Este equipo aplica la presión normal por carga muerta a través de un brazo de palanca que amplifica la carga de las pesas por diez. Para continuar con el ensayo se debe seguir el siguiente procedimiento: a.

b.

Colocar el brazo en posición horizontal con ayuda del nivel de burbuja. Para que no se incline al colocar las pesas, ajustar la manivela al tope, cuidando siempre de mantener la horizontalidad del brazo. Una vez seguro, poner las pesas que generarán la presión normal del ensayo, que generalmente es 0,5 Kg/cm2, 1,0 Kg/cm2 o 1,5 Kg/cm2. Para este modelo de equipo la carga que se coloca en el extremo equivale a la décima parte de la fuerza aplicada sobre el área (36 cm2) de la celda de corte. Curso Taller de Mecánica de Suelos

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Preparación del equipo

σ3 Kg./cm2

Peso necesario

0,5 1,0 1,5

18 36 54

36xσ3 Kg.

Pesas aplicadas en el extremo g. 1800 3600 5400

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Preparación del equipo

Vista en planta del lugar del equipo donde se ha de colocar la celda de corte. Curso Taller de Mecánica de Suelos

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Preparación del equipo

Colocación de la celda de corte en el equipo. Curso Taller de Mecánica de Suelos

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Preparación del equipo

Celda de corte ya colocada en el equipo. Curso Taller de Mecánica de Suelos

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DATOS QUE SE OBTIENEN Dial de

Deform.

Dial de

Deform.

Dial de

Deform.

Carga

Tang.

Carga

Tang.

Carga

Tang.

(div)

div.

(div)

div.

(div)

div.

7.0 15.0 21.0 22.0 25.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0 34.0 35.0 35.0 36.0 36.0 36.0 35.0

25 50 75 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

13.0 25.0 36.0 41.0 48.0 51.0 53.0 55.0 57.0 58.0 59.0 61.0 63.0 64.0 64.0 64.0 64.0 64.0

25 50 75 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

34.0 49.0 61.0 68.0 74.0 80.0 84.0 86.0 87.0 89.0 91.0 93.0 94.0 94.0 94.0 94.0 94.0 94.0

25 50 75 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

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INGENIERÍA GEOTECNICA

CALCULO ESFUERZO DE CORTE

El esfuerzo de corte para cada punto se calcula con la siguiente relación:

k * ld E= A Donde: E = esfuerzo de corte. K = constante del anillo de carga. 0.315 para el equipo de corte residual. ld = lectura de la columna dial de carga. A = área del molde. Curso Taller de Mecánica de Suelos

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INGENIERÍA GEOTECNICA

CALCULO ESFUERZO DE CORTE

Ejemplo para la fila Nº 1 (carga 0.50 kg/cm2):

0.315 * 7.0 E= = 0.0619 35.62 Ejemplo para la fila Nº 3 (carga 1.00 kg/cm2):

0.315 * 36.0 E= = 0.3184 35.62 Curso Taller de Mecánica de Suelos

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INGENIERÍA GEOTECNICA

CALCULO ESFUERZO DE CORTE

Ejemplo para la fila Nº 5 (carga 1.50 kg/cm2):

0.315 * 74.0 E= = 0.6545 35.62 Ejemplo para la fila Nº 7 (carga 0.50 kg/cm2):

0.315 * 28.0 E= = 0.2476 35.62 Curso Taller de Mecánica de Suelos

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INGENIERÍA GEOTECNICA

Cálculo de deformación tangencial

La deformación tangencial para cada punto se calcula con la siguiente relación:

Def = LecDef * 0.001 Donde: Def = Deformación tangencial (cm). LecDef = Lectura del dial de deformación tangencial.

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INGENIERÍA GEOTECNICA

Cálculo de deformación tangencial

Ejemplo para la fila Nº 1 (carga 0.50 kg/cm2):

Def = 25 * 0.001 = 0.025 Ejemplo para la fila Nº 3 (carga 1.00 kg/cm2):

Def = 75 * 0.001 = 0.075

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INGENIERÍA GEOTECNICA

Cálculo de deformación tangencial

Ejemplo para la fila Nº 5 (carga 1.50 kg/cm2):

Def = 150 * 0.001 = 0.150 Ejemplo para la fila Nº 7 (carga 0.50 kg/cm2):

Def = 250 * 0.001 = 0.250

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INGENIERÍA GEOTECNICA Dial de Deform. Esfuerzo

RESULTADOS Deform.

Dial de

Deform.

Esfuerzo Deform.

Dial de

Deform.

Esfuerzo

Deform.

Carga

Tang.

Corte

Tang.

Carga

Tang.

Corte

Tang.

Carga

Tang.

Corte

Tang.

(div)

div.

(kg/cm2)

(cm)

(div)

div.

(kg/cm2)

(cm)

(div)

div.

(kg/cm2)

(cm)

7.0 15.0 21.0 22.0 25.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0 34.0 35.0 35.0 36.0 36.0 36.0 35.0

25 50 75 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

0.0619 0.1327 0.1857 0.1946 0.2211 0.2388 0.2476 0.2565 0.2653 0.2742 0.2830 0.3007 0.3095 0.3095 0.3184 0.3184 0.3184 0.3095

0.03 0.05 0.08 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80

13.0 25.0 36.0 41.0 48.0 51.0 53.0 55.0 57.0 58.0 59.0 61.0 63.0 64.0 64.0 64.0 64.0 64.0

25 50 75 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

0.1150 0.2211 0.3184 0.3626 0.4245 0.4510 0.4687 0.4864 0.5041 0.5130 0.5218 0.5395 0.5572 0.5660 0.5660 0.5660 0.5660 0.5660

0.03 0.05 0.08 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80

34.0 49.0 61.0 68.0 74.0 80.0 84.0 86.0 87.0 89.0 91.0 93.0 94.0 94.0 94.0 94.0 94.0 94.0

25 50 75 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

0.3007 0.4334 0.5395 0.6014 0.6545 0.7075 0.7429 0.7606 0.7694 0.7871 0.8048 0.8225 0.8313 0.8313 0.8313 0.8313 0.8313 0.8313

0.03 0.05 0.08 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80

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INGENIERÍA GEOTECNICA

Gráficos 1.00 0.90

Esfuerzo Corte (kg/cm 2)

0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

Deform ación Tangencial (cm )

Deformación Tangencial vs. Esfuerzo de Corte Curso Taller de Mecánica de Suelos

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Gráficos

1.00

Resultados:

0.90

Esfuerzo de Corte (kg/cm

2

)

0.80

Cohesión: c = 0.06 kg/cm2

0.70 0.60 0.50 0.40

Angulo de fricción: Φ = 27.2º

0.30 0.20 0.10 0.00 0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

Esfuerzo Norm al (kg/cm 2)

Esfuerzo Normal vs. Esfuerzo de Corte Máximo Curso Taller de Mecánica de Suelos

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