ENSAYO DE CORTE DIRECTO

ÍNDICE

OBJETIVO

Determinar la Cohesión y el Ángulo de Rozamiento Interno, que permitan establecer la resistencia al corte de los suelos ensayados.

DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO

Este ensayo consiste básicamente en someter una muestra de suelo de sección cuadrada y 2.5 cm. de espesor, confinada lateralmente, dentro de una caja metálica, a una carga normal (s) y a un esfuerzo tangencial (τ), los cuales se aumentan gradualmente hasta hacer fallar a la muestra por un plano preestablecido por la forma misma de la caja (consta de dos secciones, una de las cuales es móvil y se desliza respecto a la otra, que es fija, produciendo el esfuerzo de corte).

En el ensayo se determina cargas y deformaciones.

EQUIPO

Dial de Corte Horizontal. Dial de Corte Vertical. Pesas de carga. Horno. Cuchillo y arco con alambre acerado. Muestra inalterada. Máquina de corte Directo (Placa de 5x5x5, caja de

corte).El aparato de corte directo, consta de una caja de corte y dispositivos para aplicación de cargas verticales y horizontales, así como también deformimetros verticales y horizontales.

Máquina de Corte Directo

Diagrama Esquemático de la Caja de Corte Directo.

TÉCNICA DEL ENSAYO

Preparación de las muestras:

El ensayo se puede realizar sobre muestras inalteradas a fin de obtener resultados que se aproximen a las características que tiene el suelo en su estado natural.

También es posible realizarlo sobre muestras alteradas, previamente preparadas en el laboratorio, a fin de obtener características similares de compacidad y contenido de humedad a los que tendrá el material puesto en obra.

Además se puede ensayar la muestra tal como viene del campo, o como haya sido preparada en el laboratorio, utilizando el molde respectivo o tallando 4 probetas cuadradas con las siguientes dimensiones: 5x5x1.8 cm.

Seguidamente se determina el peso, el volumen y el contenido de humedad de la muestra correspondiente.

Procedimiento del Ensayo:

Colocar la muestra en la caja de corte directo e inmovilizarla con la ayuda de los seguros.

A seguir colocamos la placa con los resaltos sobre la muestra.

Colocar la esfera de acero sobre la placa de reparto y situar sobre ella, el yugo de aplicación de la carga vertical. Bajar dicho yugo, con la ayuda del tornillo de seguridad de la palanca de carga.

Sobre el yugo colocar el extremo móvil de un deflectómetro para medir las deformaciones verticales de la caja.

Colocar en la palanca las pesas necesarias para dar una presión vertical prevista. Leer el asiento registrado en el deflectómetro vertical.

Mover el volante del aparato hasta que el pistón toque la caja.

Encerar el deflectómetro de desplazamiento vertical y el del anillo de carga.

Quitar los seguros de la caja. Comenzar el corte con una velocidad constante,

equivalente a 1 división del anillo por segundo (0.002 mm/seg.).

Tomar lecturas del deflectómetro de deformaciones horizontales, verticales y del anillo de carga cada 30 divisiones (30 segundos).

El corte se continúa hasta alcanzar una estabilización de las lecturas del deflectómetro del anillo de carga o hasta separar las dos unidades de la caja de 6 mm.Después de descargar el aparato accionando el volante en sentido contrario. Quitar el deflectómetro de corrimiento vertical. Quitar la caja de yugo y desmontar la caja de corte.

Las cargas en el plano de corte pueden conocerse mediante el ábaco respectivo.

Estas operaciones se repiten tres o cuatro veces, diferenciándose los ensayos en la presión vertical aplicada.

CÁLCULOS

La Fuerza Cortante en el estrato de suelo puede ser calculada con la siguiente expresión:

Fuerza Cortante = Anillo de Carga * Factor de Calibración

Donde el factor de calibración es 0.134161

La Resistencia al Esfuerzo Cortante se determina mediante la expresión:

Resistencia Esfuerzo Cortante = Fuerza Cortante

25

Esfuerzos Tangenciales

Esf

uerz

o d

e C

ort

e

Máximo

Deformación Tangencial

CRITERIO DE RUPTURA

Esquema de Corte Directo

Curva Intrínseca

c

Determinación de la Cohesión c y del Ángulo φ

Durante el corte se presenta a veces un aumento de volumen, el motivo es que los granos de suelo, se encuentran lubricados y para que pueda producirse un desplazamiento entre ellos, tienen que desencajarse los unos de los huecos de los otros, este fenómeno se conoce como Dilatancia Positiva o simplemente Dilatancia.

Mediante el gráfico siguiente se determinan los esfuerzos de corte pico, residuales y característicos de Dilatancia del Material:

Movimiento de los Granos de una Arena Densa sometida a Esfuerzo Cortante

EJEMPLO

VKg.

NKg.

9 12.5

18 15.5

27 18.5

36 22.5

45 25.5

Determinar:

o La cohesión (c)

o Ángulo de rozamiento interno ()

En una caja de corte directo que tiene 36 cm2 de área se observaron los siguientes valores durante los ensayos de una muestra de arcilla arenosa inalterada.

AN

AV

VKg.

NKg.

9 12.5 0.25 0.3472

18 15.5 0.50 0.4305

27 18.5 0.75 0.5138

36 22.5 1.00 0.625

45 25.5 1.25 0.708

CORTE DIRECTO

0,25

0,34720,4305

0,5138

0,6250,708

00,10,20,30,40,50,60,70,8

0 0,5 1 1,50.75

o3784.19

35173.0075.0

25.05138.0Tag

c = 0.25

FORMATOS DE LABORATORIO