TALLER BÁSICO DE
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos
Expositor: Wilfredo Gutiérrez Lazares
MECÁNICA DE SUELOS
Resistencia al Esfuerzo Cortante
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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
El corte se producirá en tanto el elementoinvolucrado lo permita. A veces la acción de cortarse presenta con mucha facilidad y depende de losmateriales, tanto el que genera el corte como elque se resiste a ser cortado.
Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
En algunos casos elelemento que genera elcorte no logra su objetivocon facilidad. En este casoel elemento es variasveces mas resistente que
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veces mas resistente quela fuerza que se aplicapara ser cortado, sin lograrsu objetivo.
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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
En la mecánica de suelos, el elemento que genera el cortees la ESTRUCTURA que transmite una cargadeterminada; y el elemento resistente a ser cortado,corresponde al SUELO de CIMENTACIÓN . Lacomparación entre ambos, evalúa características deresistencia al corte o resistencia cortante.
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Carga transmitida al terreno, por la Estructura.
Material solicitado por las cargas. Suelo de cimentación.
ANALOGÍA:
esponja
caja
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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
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Una estructura de mayor carga genera deformación enel terreno de cimentación. Este último tolerará las cargasy sus incrementos hasta que sus características deresistencia lo permita.
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Laboratorio de Mecánica de Suelos 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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La carga transmitida al terreno dividida entre el área decontacto, es igual al esfuerzo transmitido. Si esteesfuerzo genera el corte en el terreno, entonces se estáevaluando la resistencia al esfuerzo cortante.
Suelo de cimentación b
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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
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A
B
D
C
El incremento de carga de laestructura presiona al terrenohasta el punto de generar elcorte en el material, restando untrabajo homogéneo del suelo.
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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
Carga Q
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A
B
D
C
Asentamiento o deformación
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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
Acomodo de partículasen la masa de suelocompactado, al cual sesometerá a carga.
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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO NORMAL
PCarga o Esfuerzo
Pmax
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Φ Asentamiento o Deformación
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Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO TANGENCIAL
NCarga o Esfuerzo Cortante
Pmax
N
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Asentamiento o Deformación
N
ζ
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Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPOS DE ESFUERZO CORTANTE
CORTE DIRECTO
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PRENSA DE CBRTRIAXIAL
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CORTE DIRECTO
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¢= ºC= kg/cm20.13
26.9Parámetros de Resistencia:
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Laboratorio de Mecánica de Suelos TRIAXIAL CU
20
40
60
80
100
120
140
Esf
uerz
o D
esvi
ador
(K
pa)
40
60
80
100
120
140
160
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0
20
0 3 6 9 12 15 18
Deformación Normal (%)
0
20
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
D ef o rmació n ( %)
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Laboratorio de Mecánica de Suelos TRIAXIAL CU
CIRCULO DE MOHR
60
80
100
Esf
uerz
os C
orta
ntes
(K
pa)
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0
20
40
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Esfuerzos Axial (Kpa)
Esf
uerz
os C
orta
ntes
(K
pa)
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
2.250
2.270
2.290
2.310
2.330
2.350
Den
sida
d S
eca
(gr/c
m3 )
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2.190
2.210
2.230
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
Humedad (%)
Den
sida
d S
eca
(gr/c
m
Para cada variación de contenido de humedad sedetermina la densidad correspondiente. La gráficapermite hallar el valor máximo de dicha densidad a lacual le corresponde un óptimo contenido de humedad.
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Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCTOR Y CBR
2500.0
3000.0
3500.0
4000.0
Pre
sión
(lb
s/pu
lg2 )
CURVA DENSIDAD SECA vs. HUMEDAD
2.180
2.200
2.220
2.240
2.260
2.280
Den
sida
d S
eca
(gr/
cm3 )
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913
523
192
0.0
500.0
1000.0
1500.0
2000.0
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Penetracion (pulg.)
Pre
sión
(lb
s/pu
lg
2.140
2.160
2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0
Humedad (%)
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CBR
CURVA: DENSIDAD SECA vs. C.B.R.
CBR al 95% M DS2.160
2.180
2.200
2.220
2.240
2.260
2.280
Den
sida
d S
eca
(gr/
cm3 )
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2.080
2.100
2.120
2.140
2.160
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
C.B.R.(%)
Den
sida
d S
eca
(gr/
cm
CBR = 80
Mr = ( (CBR/0.0624) 1/1.176)/0.007 (psi) =62,888 psi