1.2 resistencia esfuerzo cortante

Expositor: Wilfredo Gutiérrez Lazares

ghama@speedy.com.pe

TALLER BÁSICO DE

MECÁNICA DE SUELOS

Resistencia al Esfuerzo Cortante

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil

Laboratorio de Mecánica de Suelos

Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil

Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE

El corte se producirá en tanto el elemento involucrado lo permita. A veces la acción de cortar se presenta con mucha facilidad y depende de los materiales, tanto el que genera el corte como el que se resiste a ser cortado.

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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE

En algunos casos el elemento que genera el corte no logra su objetivo con facilidad. En este caso el elemento es varias veces mas resistente que la fuerza que se aplica para ser cortado, sin lograr su objetivo.

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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE

Carga transmitida al terreno, por la Estructura.

Material solicitado por las cargas. Suelo de cimentación.

ANALOGÍA:

esponja

caja

En la mecánica de suelos, el elemento que genera el corte es la ESTRUCTURA que transmite una carga determinada; y el elemento resistente a ser cortado, corresponde al SUELO de CIMENTACIÓN. La comparación entre ambos, evalúa características de resistencia al corte o resistencia cortante.

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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE

Una estructura de mayor carga genera deformación en el terreno de cimentación. Este último tolerará las cargas y sus incrementos hasta que sus características de resistencia lo permita.

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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE

La carga transmitida al terreno dividida entre el área de contacto, es igual al esfuerzo transmitido. Si este esfuerzo genera el corte en el terreno, entonces se está evaluando la resistencia al esfuerzo cortante.

Área de contacto

Peso de la estructura

Suelo de cimentación

Tensión repartida en el terreno

N (carga de estructura)

b

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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE

A

B

D

C

El incremento de carga de la estructura presiona al terreno hasta el punto de generar el corte en el material, restando un trabajo homogéneo del suelo.

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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE

A

B

D

C

Asentamiento o deformación

Carga Q

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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE

Acomodo de partículas en la masa de suelo compactado, al cual se someterá a carga.

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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO NORMAL

�

PCarga o Esfuerzo

Asentamiento o Deformación

Pmax

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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO TANGENCIAL

NCarga o Esfuerzo Cortante

Asentamiento o Deformación

Pmax

N

�

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Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPOS DE ESFUERZO CORTANTE

CORTE DIRECTO

PRENSA DE CBRTRIAXIAL

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Laboratorio de Mecánica de Suelos CORTE DIRECTO

¢= ºC= kg/cm20.13

26.9Parámetros de Resistencia:

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Laboratorio de Mecánica de Suelos TRIAXIAL CU

0

20

40

60

80

100

120

140

0 3 6 9 12 15 18

Deformación Normal (%)

Esf

uer

zo D

esvi

ado

r (K

pa)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

D ef ormació n ( %)

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Laboratorio de Mecánica de Suelos TRIAXIAL CU

CIRCULO DE MOHR

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300

Esfuerzos Axial (Kpa)

Esf

uer

zos

Co

rtan

tes

(Kp

a)

C (Kpa) : 7.0€€€€ (°) : 11.1Parámetros de Resistencia:

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Laboratorio de Mecánica de Suelos COMPACTACIÓN DE SUELOS

CURVA DENSIDAD SECA vs HUMEDAD

2.190

2.210

2.230

2.250

2.270

2.290

2.310

2.330

2.350

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0

Humedad (%)

Den

sid

ad S

eca

(gr/

cm3 )

Para cada variación de contenido de humedad se determina la densidad correspondiente. La gráfica permite hallar el valor máximo de dicha densidad a la cual le corresponde un óptimo contenido de humedad.

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Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCTOR Y CBR

913

523

192

0.0

500.0

1000.0

1500.0

2000.0

2500.0

3000.0

3500.0

4000.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Penetracion (pulg.)

Pre

sió

n (

lbs/

pu

lg2 )

CURVA DENSIDAD SECA vs. HUMEDAD

2.140

2.160

2.180

2.200

2.220

2.240

2.260

2.280

2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0

Humedad (%)

Den

sida

d S

eca

(gr/

cm3 )

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Laboratorio de Mecánica de Suelos CBRCURVA: DENSIDAD SECA vs. C.B.R.

CBR al 95% M DS

2.080

2.100

2.120

2.140

2.160

2.180

2.200

2.220

2.240

2.260

2.280

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

C.B.R.(%)

Den

sida

d S

eca

(gr/

cm3 )

CBR = 80

Mr = ( (CBR/0.0624) 1/1.176)/0.007 (psi) =62,888 psi