ESFUERZO CORTANTE

7/17/2019 ESFUERZO CORTANTE

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Los suelos, como cualquier material, bajo ciertassolicitaciones, se comportarán como materialeselásticos, pero en muchas veces tendrádeformaciones mayores de las normales, por loque será un factor predominante el considerar la

plasticidad del suelo.

RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE



El suelo puede presentar diversos tipos de fallas tales como: disgregamiento, deslizamie

rotura o fluencia plástica. La resistencia al esfuerzo cortante está representada por

!oulomb.En la que:

"# $esistencia al corte del suelo.

c# !ohesin del suelo.

%&# Esfuerzo normal intergranular.

'# (ngulo de friccin interna del suelo, el cual se supone que es constante.

" # c ) %& tanϕ




La cohesión puede ser definida como la adherencia entre las partículas del suelo debida

entre ellas, producidas por sus fuerzas intergranulares.

El ángulo de friccin interna es funcin de la uniformidad de las partículas del suelo, dforma de los granos y de la presin normal.

La utilizacin de la ecuacin de !oulomb no condujo siempre a dise*os sat

estructuras de suelo. La razn para ello no se hizo evidente hasta que +erzaghi public e

esfuerzos efectivos % # % ) u.




-or tanto, cuanto más grande sea el esfuerzo efectivo normal a un plano de falla poten

la resistencia al corte de dicho plano. Entonces si se epresa la ecuacin de !oulomb

esfuerzos efectivos, se tiene:

"f # c ) % tan ϕ

los valores de c, ' y c, '. Estos se obtienen, a menudo en ensayos de laboratorio r

muestras de suelo representativas mediante ensayo de corte directo 012+3 456&7&589

compresin triaial 012+3 4597;&58&.




TIPOS DE RESISTENCIA

Resistencia máima o !esistencia "ico

La utilizacin de la resistencia pico en el análisis

de estabilidad asume que la resistencia pico se

obtiene simultáneamente a lo largo de toda la

superficie de falla. 2in embargo, algunos puntos

en la superficie de falla han alcanzado

deformaciones mayores que en otros, en un

fenmeno de falla progresiva y asumir que laresistencia pico act<a simultáneamente en toda la

superficie de falla puede producir errores en el

análisis.



TIPOS DE RESISTENCIA

Resistencia !esi#ual

Es la resistencia al corte que posee el material despu/s de haber ocurrido la falla. 2=emp

observ que en las arcillas sobre consolidadas, la resistencia calculada del análisis de d

despu/s de ocurridos, correspondía al valor de resistencia residual y recomend utilizar

cálculo de factores de seguridad, los valores de los parámetros obtenidos para la res

residual 'r y cr.



DETER$INACI%N DEL ESFUERZO DE CORTE

La cohesin de un suelo y su ángulo de friccin interna, componentes del esfuerzo de

del mismo, pueden obtenerse de diferentes maneras, y entre ellas figuran:

a -or medio del aparato de corte ideado por 1rthur !asagrande. b -or la prueba de compresin triaial.




P!ue&a #e co!te #i!ecto

El aparato empleado en esta prueba es el ideado con

!asagrande puede observarse en la figura >>.A. La muestra

inalterada se coloca en su interior y se somete a un esfuerzo

tangencial y a una carga -. Baciendo variar las cargas -, seƬ

van observando los correspondientes esfuerzos de ruptura yƬ

con esos valores se traza la envolvente de los círculos de 3ohr

que dará conocer el valor de c, ordenada en el origen, y elángulo ' de inclinacin de la línea 0ver figura >>.;.




Ensa'o t!iaialEl ensayo de compresin triaial es el más usado para

determinar las características de esfuerzo5deformacin y deresistencia al esfuerzo cortante de los suelos.El ensayo consiste en aplicar esfuerzos laterales y verticalesdiferentes, a probetas cilíndricas de suelo y estudiar sucomportamiento.El ensayo se divide en dos etapas:• La primera, en la que la probeta de suelo es sometida a

una presin hidrostática de fluido, con esfuerzos

verticales iguales a los horizontales.• En la segunda etapa, llamada de aplicacin del Esfuerzo

4esviador, se incrementan los esfuerzos verticales0desviadores a trav/s del pistn vertical de carga, hastala falla.




Las pruebas triaiales se clasifican además por su forma de

aplicacin sobre el esp/cimen en tres grupos, que son:

•

-rueba lentaC donde el esp/cimen se le aplica un esfuerzo decompresin en peque*os incrementos.

• -rueba $ápida 5 !onsolidadaC se le aplica al suelo un

esfuerzo en peque*os incrementos.

• -rueba $ápidaC en esta prueba tanto la presin hidrostática

como la carga aial son aplicadas sin permitir consolidacin

en la muestra.




P!ue&a #e com"!esión aial no con(ina#a

La resistencia de un suelo no confinado a la compresin se define como el mínimo esfuerzo c

necesario para romper una muestra no confinada de suelo, de forma cilíndrica, en condiciones




>. Los etremos del esp/cimen son recortados cuidadosamente con una sierra de alambre fino o

dejando al esp/cimen con una relacin altura5diámetro de 9 a 6.

9. El esp/cimen se coloca en la máquina de compresin simple se centra en el plato infer

etensin simple y se centra en el plato inferior. Dn brazo de etensin permite la lectura

indicador de la deformacin vertical.

6. 2e aplica carga a una velocidad tal quehaga comprimir al esp/cimen a razn de &.;

a >.& de su altura por minuto. La carga

queda indicada de manera automática en el

micrmetro del anillo de prueba.




A. El punto de falla se detecta fácilmente cuando el micrmetro del anillo de prueba baja la velocidad

baja mientras que está aun aplicándosele carga.

;. 2e obtiene la carga - de ruptura leída en el micrmetro, haciendo uso de la curva de calibracin qu

consigo.

@. El esfuerzo unitario de ruptura será:




P!ue&a #e la )eleta

La veleta es un dispositivo que sirve para medir la resistencia al corte de los suelos emine

suave sin tener que etraer muestras inalteradas de los mismoC es decir, es un aparato que

los suelos directamente en el lugar.

La resistencia al corte del material cohesivo y suave se obtiene por medio de la frmula:




+# $esistencia máima al corte de la arcilla en =gFcm9, y que es igual a la cohesin c de la ar

-# -ar o momento aplicado en el maneral, en =g5cm. Es un momento par de ruptura aplicado

B#1ltura de las placas rectangulares de la Gelata, en centímetro.

d# 1nchura de las placas, en centímetros.




La frmula anterior se obtiene de la consideracin de que el momento que se desarrolla en e

lateral de ruptura dada por el giro de las placas es:

H que el momento generado en cada una de las bases de giro de las paletas 0base inferior y

superior vale:

En el momento de la falla el momento resistente será igual al momento aplicadoC por lo t

estando la veleta totalmente enterrada:




2e puede observar que en la formula anterior el denominador es una contante del aparato q

determinarse de una sola vez para la veleta que se tenga.




P!ue&a #e Penet!ación No!mal *S+P+T,AST$ D-./01

Esta prueba consiste en contar el n<mero de golpes I

necesarios para hincar 6& cm dentro del suelo un saca muestras

normalizado. El hincado del muestreador se hace dejando caer

un peso de @6:; =g desde una altura de [email protected] cm. -ara ejecutar la

prueba se limpia primero la parte donde se va hincar el

muestreador, luego se ajusta cuidadosamente el muestreador al

suelo y a la barra5guía del peso y se comienza a golpear la

cabeza de la barra para que el saca muestras penetre >; cm en el

suelo.

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