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Ensayo corte directo - Principio del ensayo de corte directo, Ensayos de resistencia al esfuerzo de corte en suelos, Ventajas del ensayo de corte directoCorte Directo Principio del ensayo de corte directo: El ensayo induce la falla a través de un - Un esfuerzo normal (δn), aplicado externamente debido a la carga vertical (Pv). - Un esfuerzo cortante (ïst), debido a la aplicación de la carga horizontal. Estos esfuerzos se calculan dividiendo las respectivas fuerzas por el área (A) de la muestra o de la caja de corte y deberían satisfacer la ecuación de Coulomb: ïst = c + δn * Tg ) Según esta ecuación la Al aplicar la fuerza horizontal, se van midiendo las deformaciones y con estos valores es posible graficar la tensión de corte (ïst ), enfunción de la deformación (ع) en el plano de esta tensión de corte. De la gráfica es posible tomar el punto máximo de tensión de corte Los valores de ïst se llevan a un gráfico en función [pic] Recta intrínseca. Los ensayos de corte directo en laboratorio se pueden clasificar en tres tipos según exista drenaje y/o consolidación de la muestra, por lo tanto los valores de c y Ø dependen esencialmente de la velocidad Los aspectos • • • • Ensayos de Los tipos de ensayos para determinar la Durante muchos años, la prueba directa de Ventajas del ensayo de corte directo o El ensayo es relativamente rápido y fácil de llevar a cabo. o El principio básico es fácilmente comprensible. o La preparación de la muestra no es complicada. o El principio puede aplicarse a suelos granulares y otros materiales que contienen grandes partículas que serían muy caras de ensayar por otros medios. o Puede medirse el ángulo de fricción entre suelo y roca, o entresuelo y otros materiales. o El ensayo Triaxial es, relativamente, mucho más difícil de ejecutar e interpretar, especialmente si se toman medidas de presión de poros. o El tamaño de las muestras hace que efectuar ensayos consolidados no drenados y consolidados drenados no requiere demasiado tiempo, pues el tiempo de drenaje es bastante corto aún para materiales con bajo coeficiente de permeabilidad, debido a que el camino de drenaje es muy pequeño. o Se ha introducido cajas con muestra cuadrada de forma que la reducción de área durante el ensayo pueda fácilmente tenerse en cuenta si se desea. El uso de cajas cuadradas es relativamente reciente, y la mayoría de las máquinas antiguas todavía en servicio, utilizan cajas circulares. o La máquina de corte directo es mucho más adaptable a los equipos electrónicos de medición, de forma que no se requiera la presencia continua de un operario para efectuar ensayos consolidados- drenados, que puedan durar varios días. o Se ha encontrado que los parámetros de suelo ( y c obtenidos porel método de corte directo son casi tan confiable Limitaciones del ensayo de corte directo o La muestra está obligada a fallar en un o La distribución de esfuerzos en ésta superficie no es uniforme. o No es posible controlar el drenaje de la muestra, sólo se puede variar la velocidad de desplazamiento. o No puede medirse la presión de poros. o Las deformaciones aplicadas están limitadas por recorrido máximo de la caja. o El área de contacto entre las dos mitades de la muestra disminuye a medida que se realiza el ensayo. Pero o El ensayo o No es posible determinar el módulo de elasticidad ni el de la relación de Poisson. Ensayo de Laboratorio El ensayo está normalizado en ASTM 3080. La caja de corte es del tipo cuadrada de 100 x 100 mm. El “set” de presiones normales aplicadas a la muestra queda a criterio del constructor. Se recomienda usar valores de 50%; 100%; 150% y 200% Instrumentos - Caja de corte directo. [pic] - Máquina de corte Directo. [pic] Preparación de la muestra de Acuerdo al tipo de Arena El procedimiento depende • Arena Seca Se ensaya generalmente a una densidad predeterminada, la muestra se prepara colocando el material en la caja de corte y compactándola en ella, el peso de la muestra se calcula por diferencia entre el peso de la caja con muestra y el peso de la caja vacía. El nivel a que se coloca es Coloque la placa ranurada, en la superficie de la muestra con las ranuras en dirección perpendicular al movimiento. Mida la distancia entre el borde superior de la caja y la superficie de la placa, en las cuatro esquinas o en el centro de los cuatro lados, el promedio de estos valores lo llamaremos X Determine la altura de la muestra a partir de la expresión siguiente: H = B - ( t1 + 2t2 + X ) [cm] Donde B : Altura total de la caja t2 : p + nqr/L • Arena seca densa Se recomienda vibrar la muestra al interior de la caja. • Arena seca suelta Dejar caer la muestra desde una pequeña altura en el interior de la caja. Evite golpear la caja al instalarla, puesto que la arena suelta es muy sensible a los golpes. • Arena saturada En estas condiciones agregue agua a lamuestra y colóquela en la caja. No se debe obtener densidades bajas, sólo densidades medias o altas. Datos de Laboratorio 1. La muestra es de una calicata a examinar. 2. A la muestra se le obtiene su contenido de humedad ( ), y se parafina un pedazo de suelo para obtener su densidad (γ). Densidad (γ): W. de muestra: 203.3 gr W. de muestra+parafina: 244.7 gr. W. de muestra+parafina (sumergido): 62.40 gr. Empuje = W. real – W. sumergido Vol. cuerpo x γ Vol. cuerpo x 1 gr/cm3 = 244.7 – 62.40 Vol. cuerpo x 1 gr/cm3 = 182.3 Vol. cuerpo = 182.3 cm3 Parafina (p.e.): 0.95 W. parafina: 41.4 gr. γ = W / volumen 0.95 = 41.4 / volumen Volumen = 43.58 cm3 Vol. del suelo = Vol. cuerpo – Vol. parafina Vol. del suelo = 182.3 – 43.58 Vol. del suelo = 138.72 cm3 Densidad de suelo = W / volumen Densidad de suelo = 203.3 / 138.72 cm3 Densidad de suelo = 1.47 gr cm3 Contenido de Humedad: Peso de tara : 44.3 Peso de tara + M.H. : 207.1 Peso de tara + M.S. : 200.7 Porcentaje de Humedad : 4.09 % 3. Se extrae 1kg de la muestra y lo llevamos al horno por 24 horas, para eliminar impurezas y rastros de humedad. 4. Pasadas las 24 horas, retiramos la muestra Formula para obtener la cantidad de agua Peso de la muestra seca (W) = 1000 gr.Contenido de humedad (ω%) = 4.09 % ω% = W. del agua / W. del suelo seco 4.09% = 5. Luego se vierte el agua en el suelo y se mezcla con el fin de darle la humedad requerida a la muestra. Se usaron tres moldes. [pic] 6. Se saca la cantidad necesaria para introducirlo en la caja de corte. Volumen de la caja de corte = 72 cm3 Densidad del suelo = 1.47 gr cm3 γ = W / volumen 1.47 = W / 72 W = 105.84 gr. Se unta la caja de corte con un lubricante para evitar que se adhiera el suelo al molde, para este caso petróleo. Se pesa esa cantidad de suelo y se echa en la caja, se compactará con golpes, con la ayuda del pisón de madera y el martillo de goma, el número de golpes se determinará de la siguiente manera La densidad máxima es: 4.31 gr./cm3 La densidad natural es: 1.47 gr./cm3 1.47/4.31 x 100% = 34% Interpolando: 100% ---- 25 golpes 34% ---- x X = 8.5 = 9 golpes por capa. Los 25 golpes por capa, son [pic] [pic] [pic] 7. Después de preparar la caja de corte con la muestra, se introduce la caja. “Equipo para Ensayo de Corte Directo” Se acomoda la caja de corte en el recipiente y se ajusta con las tornillos de sujeción, se aplica los pesos que harán de carga vertical, para los 3 ensayos se trabajaron con 2, 4 y 6 kilos. Y se nivelan estos pesos con la regla de nivel, en ese momento se deben fijar todos losdispositivos de manera segura, contrapesos, los medidores de carga vertical, deformimetro, y de carga horizontal. Se retiran los tornillos de seguridad de la caja de corte. 8. Después de instalar los dispositivos, se inicia el ensayo encendiendo el equipo, con una velocidad determinada se presiona el botón RUN y el equipo empieza a realizar los desplazamientos correspondientes. [pic] 9. Tomamos los valores 10. Todos los datos obtenidos se trabajan y se tienen los resultados correspondientes. Ensayo 1: |Vertical |Horizontal |Deformación | |0 |96 |0 | |10 |88 |30 | |20 |87 |52 | |30 |76 |61 | |40 |62 |65 | |50 |49 |67 | |60 |34 |69 | |70 |20 |69 | |80 |5 |69 | Ensayo 2: |Vertical |Horizontal |Deformación | |0 |86 |0 | |10 |102 |59 | |20|105 |86 | |30 |100 |98 | |40 |91 |104 | |50 |80 |107 | |60 |70 |109 | |70 |62 |111 | |80 |54 |111 | Ensayo 3: |Vertical |Horizontal |Deformación | |0 |157 |0 | |10 |185 |48 | |20 |188 |62 | |30 |190 |71 | |40 |191 |78 | |50 |191 |82 | |60 |190 |88 | |70 |186 |93 | |80 |183 |96 | |90 |181 |99 | |100 |178 |102 | |110 |176 |103 | |120 |175 |103 | ----- ----- ------------- |Volver | | | Política de privacidad | |||||||||||
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