curso taller estabilidad de taludes resistencia cortante...

Resistencia Cortante en suelosAspectos Teóricos

Dr. Ing. Jorge L. Cárdenas GuillenProfesor Universitario, Ingeniero Civil - Consultor Geotécnico

Lima, Noviembre, 2017

Curso Taller Estabilidad de Taludes

Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, PerúFacultad de Ingeniería Civil

Centro de Educación Continua

Contacto: [email protected]

Introducción

Resistencia al Corte en Suelos

Parámetros de Resistenciao Ensayos de Laboratorio

✓ Corte Directo

✓ Triaxial

✓ Compresión Simple

Comentarios Finales

TÓPICOS

3Estabilidad de Taludes – Resistencia Cortante en SuelosNoviembre, 2017

IntroducciónAspectos Conceptuales


Aplicación:• Estabilidad de Taludes• Capacidad portante

Compresibilidad Resistencia al corte

Aplicación:• Asentamientos

ASPECTOS CONCEPTUALES

Aspectos de interés en Geotecnia


Muros Pantalla Excavaciones Zapatas

Talud sumergido Presas de tierra Muros de gravedad

Mecanismo de Fallas – Fallas por Corte



Mecanismo de Fallas - Taludes



Mecanismo de Fallas – Estabilización de Taludes




ASPECTOS CONCEPTUALES – para discutir…

Resistencia al corte en Suelos


Resistencia al esfuerzo cortante actuante que ofrece el material (suelo) en lasuperficie de falla.

Esquema de superficie de falla y zona de

corte.

Esfuerzo Actuante

Esfuerzo Resistente

Efecto combinado

de cohesión y

fricción

Tensiones

actuantes en el

plano de falla.

Tensiones actuantes en el plano de

falla.

Concepto de Resistencia Cortante


RESISTENCIA AL CORTE EN SUELOS

Estimación de la Resistencia al Corte

La resistencia al corte puede serestimada de acuerdo al criteriode falla “Mohr-Coulomb”.

La ecuación de la envolvente de falla representa la “ecuación de resistencia del suelo”:

Donde (parámetros de resistencia):

tan nc

c

: Parámetro de cohesión

: Parámetro de fricción

n

¿Siempre lineal?

Estado de esfuerzo de corte actuante en suelos

Curva empírica!!!

Línea recta



¿Qué significa no lineal?

En relleno rocoso

Reducción del ángulo de fricción con elesfuerzo confinante

Parámetros de Resistencia

No-linealidad de la Curva de Mohr-Coulomb



Ensayos a

gran escala

Palma, et. al., Caracterización Geotécnica de Materiales de Lastre en Botaderos de Gran Altura Mediante

Ensayos Triaxiales y Odométricos de Gran Tamaño

Parámetros de Resistencia

No-linealidad de la Curva de Mohr-Coulomb

Reducción del ángulo de fricción con el esfuerzo confinante



Estimación de Parámetros de Resistencia

Ensayos de Laboratorio• Corte Directo • Triaxial• Comprensión Simple


• Corte Directo• Triaxial• Compresión Simple

Corte Directo TriaxialCompresión Confinada

Compresión Simple Compresión no-Confinada

Ensayos de Laboratorio - Tipos


ESTIMACIÓN DE PARÁMETROS DE RESISTENCIA

• La colecta de muestras son de tipo alterada o inalterada.• El ensayo se realiza con tres muestras como “mínimo”.• Las muestras a ensayar pueden ser “remoldeadas” o “talladas”• Las muestras alteradas son remoldeadas a su “densidad natural”• Las muestras inalteradas son talladas.

Muestras en Laboratorio

Muestras alteradasMuestras inalteradas



Ensayos de Laboratorio

• Corte Directo • Triaxial• Comprensión Simple



• La muestra esta sujeta a únicamente a un esfuerzo normal.• El ensayo es realizado en condiciones drenadas.

Esquema del Ensayo

Ensayo: Corte Directo


ENSAYOS DE LABORATORIO

• El esfuerzo es aplicado en el plano de falla, “esfuerzo tangencial”.• Las deformaciones generadas se denominan “deformaciones de

corte”.

Antes del ensayo Después del ensayo


• Consiste en mantener constante el esfuerzo normal y aumentar el esfuerzo tangencial hasta la falla.



Equipo de Corte Directo (CISMID, UNI)




Curva Esfuerzo Tangencial vs Deformación tangencial

Ensayo: Corte Directo - Ejemplo

Curva Esfuerzo Tangencial vs Esfuerzo Normal

• Angulo de fricción interna.• Intercepto cohesivo (Cohesión).



Ensayo: Corte Directo – Valores típicos



Ensayos in-situ – Corte Directo

Esquema del Ensayo

Preparación de muestras

Ejecución del ensayo



Ensayos de Laboratorio – Corte Directo a Gran escala



• Control del esfuerzo de confinamiento• Control de la presión de poros.

Ensayo: Triaxial



• Ensayo No Consolidado - No drenado (UU) Construcción rápida en arcillas blandas Análisis al final de la construcción de presas de tierra

• Ensayo Consolidado - Drenado (CD) Construcción en arenas. Construcción lenta en arcillas. Análisis en el estado de infiltración constante de presas de tierra.

• Ensayo Consolidado - No Drenado (CU) Construcción rápida sobre arcillas sobreconsolidadas. Análisis de desembalse rápido de presas de tierra.

Ensayo: Triaxial - Tipos



Preparación de la muestra

Ensayo: Triaxial - Procedimiento


Instalación en la cámara de triaxial



• El plano de falla es generado durante el ensayo.

Ensayo: Triaxial - Procedimiento



Curva Esfuerzo Normal vs Deformación normal

Esfuerzos de confinamiento

Ensayo: Triaxial – Calculo de Parámetros

Curva Esfuerzo Tangencial vs Esfuerzo Normal (circulo de

Mohr)



Curva Esfuerzo normal vs Deformación normal

Ensayo: Triaxial – Ejemplo 1: Triaxial CD



Circulo de Mohr.

Ensayo: Triaxial – Ejemplo 1: Triaxial CD




Ensayo: Triaxial – Ejemplo 2: Triaxial CU



Circulo de Mohr y envolvente de falla




Trayectoria de tensiones




Equipo Triaxial (CISMID, UNI)

Ensayo: Triaxial – Equipo



• Sin confinamiento lateral• Requiere muestras inalteradas.

Ensayo: Compresión simple



Preparación de la muestra

Ensayo: Compresión simple - Procedimiento




Ensayo: Compresión simple - Procedimiento



Curva Esfuerzo Normal vs Deformación Normal

Ensayo: Compresión simple – Cálculo de Parámetros

Curva Esfuerzo Tangencial vs Esfuerzo Normal




Ensayo: Compresión simple – Ejemplo



Equipo de Compresión Simple (CISMID, UNI)

Ensayo: Compresión simple – Equipo



Valores típicos en suelos granulares:

Valores típicos en suelos finos:

Ensayos de Laboratorio – Resultados Típicos



Comentarios Finales


Esfuerzo Cortante en el Plano de Falla


COMENTARIOS FINALES – para discutir…

Parámetros de ResistenciaCondición Pico y Residual

(a) Curva esfuerzo - deformación

Esfu

erzo

Deformación

(b) Parámetros de resistencia

Esfu

erzo

co

rta

nte

Esfuerzo normal



Envolvente de Falla – Estado de EsfuerzosEfecto de la tensión confinante parámetros de resistencia



Ensayo: Corte Directo - Comentarios



GRACIAS POR LA ATENCIÓN

Contacto: [email protected]


…

CEC-UNI / Curso: Estabilidad de Taludes

curso taller estabilidad de taludes resistencia cortante...

Documents