mecanica de suelos practica 6

8/13/2019 Mecanica de Suelos Practica 6

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UNIVERSIDAD NACIONAL

AGRARIA LA MOLINA

MECNICA DE SUELOS(Practica)

MALAGA CUEVA, Miguel Ivn

ENSAYO DE CORTE DIRECTOGRUPO H*/Meza-3

CHRISTIAN RIVEROS LIZANA 20110337

WILLIAMS MEDINA RAMIREZ 20090333

CARLOS RIVERA MENDOZA 20030229

TANIA GUILLEN CAAVI 20091207

IVAN ALIAGA ARAUJO 19990886


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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA MECANICA DE SUELOS

I. INTRODUCCIN:

La importancia de este ensayo recae en determinar los parmetros del

suelo y la relacin esfuerzo deformacin a travs de la determinacin delesfuerzo cortante.

Consiste en colocar una muestra moldeada en una caja de corte y se leaplica una carga normal y un esfuerzo lateral.

Se obtiene resultados satisfactorios, con 3 pruebas, con presionesnormales diferentes pudiendo as encontrar los parmetros del suelo(ngulo de friccin y cohesin).


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II. OBJETIVO:

Determinar mediante el siguiente ensayo la resistencia al corte de

una muestra de suelo no cohesivo, ngulo de friccin y cohesin.

Comprender el comportamiento del suelo, con la curva de esfuerzocortante deformacin unitaria y esfuerzo cortante esfuerzonormal.

III. MARCO TEORICO:

ENSAYO DE CORTE DIRECTO:

El ensayo de corte directo induce la ocurrencia de una falla a travs deun plano de localizacin predeterminado. Sobre este plano actan dosfuerzas o esfuerzos (esfuerzo normal y esfuerzo cortante). Estosesfuerzos se calculan simplemente como:

P

V/ A

PH/ A

Donde PV y PH son las cargas verticales y horizontales, y A es el reanominal de la muestra (o de la caja de corte) y usualmente no se corrigepara tener en cuenta el cambio de rea causada por el desplazamientolateral de la muestra. Estos esfuerzos deberan satisfacer la Ec. DeCoulomb:

c +n . tan

Para materiales no cohesivos, la cohesin debera ser cero pordefinicin.La inexactitud en el ensayo y los efectos de tensin superficial de losmateriales hmedos no cohesivos a menudo producen un valor decohesin (aparente).


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El ensayo de corte directo se realiza sobre una muestra de suelo situadadentro de una caja de metal dividida en dos piezas: la mitad superior y lamitad inferior. Simultneamente la muestra es sometida a una carga

normal constante y a un esfuerzo lateral que se va incrementando enforma progresiva. Mientras se realiza el ensayo se toma nota delesfuerzo aplicado y el desplazamiento producido entre los dos bloques.El ensayo se realiza un mnimo de dos veces con diferentes cargasnormales.

CLASIFICACIN:

- ENSAYO NO CONSOLIDADO NO DRENADO: el corte se iniciaantes de consolidar la muestra bajo la carga normal. Si el suelo escohesivo y saturado se desarrollara exceso de presin de poros.

- ENSAYO CONSOLIDADONO DRENADO: se aplica fuerza normal,se observa el movimiento vertical del deformmetro hasta que pare elasentamiento antes de aplicar la fuerza cortante.

- ENSAYO CONSOLIDADODRENADO: la fuerza normal se aplica,se demora la aplicacin del corte hasta que se haya desarrolladotodo el asentamiento; se aplica a continuacin la fuerza cortante tanlento como sea posible para evitar el desarrollo de presiones deporos en la muestra.


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IV. MATERIALES Y EQUIPO:

MATERIALES:

- Muestra de suelo.

EQUIPOS:

- Mquina de Corte Directo.- Caja o molde de metal donde se coloca la muestra.- Bloques o planchas de metal.- Deformmetro.

- Pisn compactador.- Balanza de alta precisin.- Recipientes.


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V. PROCEDIMIENTO:

1. Moldear cuidadosamente varias muestras al mismo tamao (y con la

misma densidad) tomadas de una muestra de bloque grande o decualquier otro tipo de fuente, de tal manera que el tamao pueda sercontrolado

2. Medir el rea de la seccin transversal y la longitud del molde.3. Colocar la muestra de suelo dentro de la mquina de corte directo,

de esta forma obtendremos el espcimen de suelo que se vaensayar.

4. Se le aplica al espcimen un esfuerzo normal constante (0.5, 1, 2kg/cm2) y una fuerza lateral que va incrementando de forma

progresiva y se anotan los valores que se lean en el dial de lamquina de corte y en el deformmetro a intervalos de deformacinunitaria ya establecidos.

5. Se sigue aplicndole la fuerza lateral al espcimen hasta que paseuna de las siguientes cosas:a. La carga sobre el espcimen decrezca significativamente.b. La carga sobre el espcimen se mantenga constate por cuatro

lecturas.c. La deformacin sobre el espcimen sobrepase significativamente

el 20% de la deformacin unitaria.6. A partir de los datos obtenidos en los tres ensayos graficamos la

curva esfuerzo cortante deformacin unitaria y determinamos losesfuerzos cortantes mximos para cada ensayo.

7. Adems se grafica la curva esfuerzo cortante esfuerzo normal ydeterminamos el ngulo de friccin interna y la cohesin del suelo.


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VI. RESULTADOS:

ENSAYO 1

Carga (Kg/cm2) 0.5

Area (cm2) 36

p (kg) 18

y(lb)=0.894605x+6.40663

d(gr/cm3)

Wseco

Wsat

Lectura

e (%)

Deformacion

Vertical

(pulg)

fuerza

lateral (kg)

esfuerzo

cortante

(kg/cm2)Dial

0 0.00 0 0 011.5 0.50 0 16.69 0.46

16 1.00 0 20.72 0.58

18 1.50 0 22.51 0.63

18.7 2.00 0 23.14 0.64

19.2 2.50 0 23.58 0.66

21.1 3.00 0 25.28 0.70

22 3.50 0 26.09 0.72

23 4.00 0 26.98 0.75

23.9 4.50 0 27.79 0.77

24.3 5.00 0 28.15 0.78

25.1 6.00 0 28.86 0.80

25.5 7.00 0 29.22 0.81

25.6 8.00 0 29.31 0.81

26 9.00 0 29.67 0.82

26.1 10.00 0 29.76 0.83

26.1 11.00 0 29.76 0.83

26 12.00 0 29.67 0.82

25.9 13.00 0 29.58 0.82

25.85 14.00 0 29.53 0.82

25.8 15.00 0 29.49 0.82


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PRACTICA N 6

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00

Esfuerzo vs Deformacion


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PRACTICA N 6


ENSAYO 2

Carga (Kg/cm2) 1

Area (cm2) 36

p 36y(lb)=0.894605x+6.40663

d(gr/cm3)

Wseco

Wsat

Lectura

e (%)

Deformacion

Vertical

(pulg)

fuerza

lateral (kg)

esfuerzo

cortante

(kg/cm2)Dial

0 0.00 0 0 0

20 0.50 0 24.30 0.67

30 1.00 1.1 33.24 0.92

36 1.50 1.9 38.61 1.07

39 2.00 2 41.30 1.15

41 2.50 2 43.09 1.20

42.7 3.00 2 44.61 1.24

44 3.50 2 45.77 1.27

44.1 4.00 1.9 45.86 1.27

44.7 4.50 1.5 46.40 1.29

45.7 5.00 1 47.29 1.31

46.1 6.00 0 47.65 1.3245.7 7.00 0.995 47.29 1.31

45 8.00 0.995 46.66 1.30

45 9.00 0.993 46.66 1.30

45 10.00 0.992 46.66 1.30

45 11.00 0.991 46.66 1.30

45.1 12.00 0.9 46.75 1.30

45.2 13.00 0.99 46.84 1.30

46 14.00 0.99 47.56 1.32

46 15.00 0.992 47.56 1.32


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PRACTICA N 6


0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00



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PRACTICA N 6


ENSAYO 3

Carga (Kg/cm2) 2

Area (cm2) 36

p 72y(lb)=0.894605x+6.40663

d(gr/cm3) 1.62

pss 115.14

psh 145.98

Lectura

e (%)

Deformacion

Vertical

(pulg)

fuerza

lateral

(kg)

esfuerzo

cortante

(kg/cm2)Dial

0 0.00 0 0 0

47 0.50 0 48.45 1.35

62.5 1.00 0 62.32 1.73

76 1.50 0 74.40 2.07

84 2.00 0 81.55 2.27

89 2.50 0 86.03 2.39

94 3.00 0 90.50 2.51

97 3.50 0 93.18 2.59

98.5 4.00 0 94.53 2.63

98.5 4.50 0 94.53 2.63

98.5 5.00 0 94.53 2.63

97 6.00 0 93.18 2.5996 7.00 0 92.29 2.56

95.1 8.00 0 91.48 2.54

95 9.00 0 91.39 2.54

94.8 10.00 0 91.22 2.53

94.5 11.00 0 90.95 2.53

94.5 12.00 0 90.95 2.53

94.5 13.00 0 90.95 2.53

94.5 14.00 0 90.95 2.53

94.1 15.00 0 90.59 2.52


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PRACTICA N 6


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00



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PRACTICA N 6


CURVAS ESFUERZO CORTANTE-DEFORMACIN UNITARIA 3 ENSAYOS

CUADRO DE DATOS

esfuerzo

cortante

(kg/cm2)

esfuerzo

axial

(kg/cm2)

0.83 0.5

1.32 1

2.63 2

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00



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PRACTICA N 6


CURVA DE ESFUERZO CORTANTE ESFUERZO NORMAL:

Y=1.2157X+0.157c 0.175

tg 1.216

50.560

ngulo de friccin interna ()=50.56 Cohesin(c)= 0.175kg/cm2

y = 1.2157x + 0.175R = 0.9955

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 0.5 1 1.5 2 2.5

vs


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PRACTICA N 6


VII. DISCUCIONES:

Se nota en los resultados de cada uno de los tres ensayos, que

conforme aumenta la deformacin unitaria tambin aumenta elesfuerzo cortante hasta alcanzar un valor mximo y que luego deeso, este valor comienza a disminuir gradualmente en el rango dedeformaciones utilizado para esta prueba. Segn la teora estadisminucin seguir hasta alcanzar un lmite donde el esfuerzocortante se mantendr constante durante un desplazamientoconsiderable.

Al comparar las curvas que se generan en los tres ensayos se notaque en el ensayo en el que se aplic una carga normal mayor,resiste esfuerzos cortantes mayores. Esto debido a que al aumentarla carga normal () sobre la muestra, la compresin de esta

aumenta, aumentando tambin la Friccin Interna entre suspartculas, con lo que se consigue que resista valores mucho msaltos de esfuerzos cortantes.

El obtener un ngulo de friccin de 50.56para una muestra del tipo

arenoso-limoso cumple con los estndares tericos establecidos;mientras que obtener un valor de cohesin igual a 0.175 para estetipo de muestras es un poco atpico debido a que en general lasmuestras arenosas o limosas presentan un valor de cohesin mnimoy en algunos casos es despreciable.

En este tipo de ensayo es el operario el que genera el plano de falla,esto se logra aplicando una carga distribuida uniforme a travs de lacara de la caja, situacin que no permite que se genere fallas enpartes ms vulnerables sino en el plano elegido por el operario.


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PRACTICA N 6


VIII. CONCLUSIONES:

En este tipo de pruebas se puede determinar el esfuerzo cortante mximo

(max) que puede soportar un tipo de muestra al llegar a una determinadadeformacin unitaria. Este max no solo depende de la deformacin sinoque tambin del esfuerzo normal () constante aplicado a la muestra encada uno de los tres ensayos. Comparando los resultados de los tresensayos, se podra concluir que en un mismo tipo de muestra; a mayor aplicado se consiguen mayores valores de , es decir los esfuerzoscortantes estn en relacin directa a los esfuerzos normales aplicados auna muestra y mientras que este esfuerzo normal sea mayor seconseguirn maxmayores tambin.

La disminucin gradual del esfuerzo cortante de un suelo luego de alcanzar

su valor mximo (resistencia mxima) se debe a la denominada ResistenciaResidual de la muestra, generada porque las partculas de la muestra aunno pierden la totalidad de su cohesin ni friccin, por lo que para esteensayo podemos llegar hasta un 15% de la resistencia residual hasta ms.

En este tipo de ensayo es el operario el que genera el plano de falla, estose logra aplicando una carga distribuida uniforme a travs de la cara de lacaja, situacin que no permite que se genere fallas en partes msvulnerables sino en el plano elegido por el operario.

El esfuerzo cortante se ve influenciado por el contenido de humedad. Conun bajo contenido de humedad (como el de la muestra usada para esteensayo), el suelo se comporta como un slido y se fractura como respuestaa un esfuerzo. Al aumentar el contenido de humedad se vuelve plstico y sedeforma sin fracturarse.

La resistencia al corte de una muestra de suelo no cohesivo, mediante elensayo de corte directo, induce la ocurrencia de una falla a travs de unplano de localizacin predeterminado sobre una muestra de suelo; es decir,el plano de falla es inducido independientemente de la estructura, textura o

densidad y no ocurre en la zona ms dbil del suelo.

A medida que la deformacin aumente, aumenta tambin el EsfuerzoCortante, quiere decir que tambin son directamente proporcionales.


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IX. RECOMENDACIONES

El realizar una correcta preparacin de las muestras antes derealizar los ensayos de corte directo es de mucha importancia ya quede una u otra forma condicionan los resultados. El colocar laslminas de metal de forma correcta y realizar homogneamente lacompactacin de la muestra mejoraran en forma significativa lacalidad de los resultados.

Instalar correctamente la caja con la muestra en la mquina de cortedirecto y realizar las mediciones con la mayor eficiencia, rapidez yexactitud posible permiten que nuestros datos sean mucho msrepresentativos.

Es importante seguir la misma secuencia de los separadores y papelfiltro que irn en la caja de corte. El uso de papel filtro evitar laprdida de suelo mientras que los separadores compactaran lasuperficie de la muestra.

Tratar de no aproximar las lecturas del deformmetro y dial. Esrecomendable que se usen valores enteros ya que los decimalesestn sujetos al operador.

Usar un pie de rey para obtener valores precisos de la caja de corte.

Se debe contabilizar el tiempo de manera ordenada y precisa en lospuntos establecidos, debido a que el dial sigue su frecuencia sindetenerse, para evitar errores en los clculos.

Para cada ensayo aplicado en el laboratorio, las pesas empleadasen cada ensayo deben ser las adecuadas segn lo requiera cadaprueba.


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X. BIBLIOGRAFA

a. BOWLES, JOSEPH E (1982). Propiedades Geofsicas de los suelos.

Editorial Mc Graw Hill. Colombia. Pginas 364-373,404-405.

b. R.P.C MORGAN (1995). Erosin y conservacin del suelo.Longman

Group Limited. Espaa. Pg.77.


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XI. ANEXO:


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