MECNICA DE SUELOS Y FUNDACIONES Ingeniera en construccin

MECNICA DE SUELOS Y FUNDACIONESIngeniera en construccinMecnica de Suelos y Fundaciones

4 - 5 de Junio 2014TEMA 3: Resistencia al corte de los suelosTEMA 3: RESISTENCIA AL CORTE DE LOS SUELOSContenidosCriterio de RoturaEnsayos de Resistencia al corteConducta Esfuerzo - DeformacinRelacin de Mohr - Coulomb

Criterio de RoturaConocida la resistencia al corte se puede determinar, entre otras: La presin de tierras sobre estructuras de contencin. La capacidad de soporte de zapatas y losas. La estabilidad de taludes en cortes o terraplenes. La altura mxima para excavaciones con taludes verticales. La resistencia al corte entre suelo y pilotes.

El Criterio de Rotura se basa en la mecnica elemental, en donde :NFT = N x mt = c + s tgf => m = tgfEnsayos de Resistencia al CorteLos principales ensayos son :

Corte Directo- Ensayo no consolidado no drenado UU - Ensayo consolidado no drenado CU- Ensayo consolidado drenado CD

Compresin Confinada o Triaxial- Ensayo no consolidado no drenado UU- Ensayo consolidado no drenado CU- Ensayo consolidado drenado CD

Compresin No Confinada (CNC) o Compresin Simple

El Mtodo Emprico de clculo del esfuerzo cortante es funcin del Nspt

Corte Directo

Corte Directo Se grafica :- Deformacin tangencial v/s t - Esfuerzos t v/s s Deformacin tangencial v/s deformacin normal

Existen dos posibilidades de ensayo :- Esfuerzo controlado Deformacin controlada

Desventajas :- No se conocen esfuerzos en otros planos que no sea el determinado- Fuerza la direccin y localizacin del plano de falla- El rea vara durante la aplicacin de la fuerza

Corte Directo

Triaxial

TriaxialPROBETA Ensayo Triaxial IDIEM - Dimetro 1 m y Altura 2 m.- Capacidad 300 t/m2; deformacin de 20% - Tamao mximo partculas 100/6 = 17 cms.CONSOLIDADO DRENADO (CD)- Ensayo lento para obtener la condicin de falla. - Se aplica presin de confinamiento s3 y luego carga axial s1 - Parmetros efectivos c y fTriaxial

t = c + s tg f TriaxialCONSOLIDADO NO DRENADO (CU):- Rapidez media- Muestra se consolida bajo presin s3- Incremento rpido de carga axial. No se permite variacin de volumen - No existe consolidacin adicional durante la falla . Se mide m - Parmetros totales y efectivos c, f , c y f

t = c +s tg fNO CONSOLIDADO NO DRENADO (UU):- Ensayo Rpido- No se permite la consolidacin de la muestra m - No se conocen esfuerzos efectivos, ni su distribucin- Es el ensayo de resistencia al corte en arcillas saturadas normalmente consolidadas ( qu )

t = cuTriaxial

Compresin SimpleCompresin Simple ENSAYO DE COMPRESION NO CONFINADA CNCSe utiliza en suelos cohesivos y granulares finos:- Presin atmosfrica rodea al suelo - Requiere muestras inalteradas- Permite encontrar s v/s e , s v/s t y qu = s1t mx= qu /2 = Cu

SUELO GRANULAR : Ej. Arena de playa c = 0Resistencia al Cortet = s tg f SUELO COHESIVOEj. Arcilla plstica f = 0t = cSUELO MIXTOEj. Maicillo f y c mayor que 0t = c + s tg f

Envolventes de FallasConducta Esfuerzo v/s DeformacinTIPOS DE ROTURA DE LOS SUELOLa forma de rotura al fallar una muestra, depende del tipo de suelo : Rotura General o Falla Frgil teSuelos con DR > 70%- Arenas compactas- Arcillas duras teRotura LocalSuelos con 40%(55)< DR < 70%(75)- Arenas medias a sueltas- Arcillas Medias te- Suelos compresibles y blandosFalla por Punzonamiento o Falla PlsticaRelacin Mohr - CoulombCRITERIO DE ROTURA DE COULOMB132Planos Principales:

Planos perpendiculares u ortogonales, donde las tensiones de corte son nulas. Definen Tensiones principales, que son tensiones normales a los planos principales.

13Direccin de 1

Anlisis bidimensional:

Plano con fatigas mayor y menor (s1 y s3 ) Determina sq y tq en cualquier direccin y en el momento de falla por corte de un suelo : Si se conocen las magnitudes y las tensiones principales y sus direcciones, es siempre posible determinar la tensin normal y de corte en cualquier otra direccin Relacin Mohr - Coulomb

q = ngulo que forma el plano de rotura con el plano principal q = p + f 4 2En la falla :Nf = tg 2 ( p + f ) 4 2Si f = 0 qu = s 1 = 2 cuEJERCICIO DE APLICACIN