Ensayo De Laboratorio

ENSAYO DE CORTE DIRECTO SIMPLE SIN CONFINAR

Si bien el ensayo de rotura mediante compresión simple facilita una aproximación directa a la estimación de la resistencia del terreno (en el caso de que el mismo permita la confección de probetas que puedan ser ensayadas sin presión de confinamiento), el valor único que se obtiene del mismo no hace posible discriminar de forma independiente la contribución de las componentes resistentes que usualmente se consideran para el suelo: cohesión y rozamiento interno. Con la finalidad de superar este inconveniente pueden ser realizados ensayos específicos que permiten evaluar los parámetros resistentes del suelo de forma más adecuada.

Los primeros ensayos de laboratorio dirigidos a la estimación directa de la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos consistían en la rotura de una probeta inducida por un empuje (Ph) a favor de un plano horizontal predeterminado (x-x) ortogonal a una presión de confinamiento (vertical) variable, según el siguiente esquema:

Este concepto básico fue desarrollado por Bishop (1959) y Sowers (1964) para concebir una máquina de ensayos que permitiese el corte de una probeta a velocidad controlada, midiendo mediante un anillo dinamométrico la fuerza necesaria que dicha probeta ejercía contra el esfuerzo de corte.

Representación gráfica del modelo de rotura de la probeta de suelo, y de la relación entre la tensión de corte y la deformación (Fuente: Access Science, McGraw – Hill)

A partir del modelo Mohr – Coulomb, puede establecerse que para valores crecientes de la tensión de confinamiento (inducidos por una sobrecarga vertical, ortogonal a la carga de cizalla), los valores de la tensión de rotura se incrementarán de forma directamente proporcional, siguiendo el trazado de una recta en el campo de tensiones σ – τ (tensión normal respecto a tensión tangencial), cuya pendiente es función de la tangente del ángulo de rozamiento interno del suelo, y cuya ordenada en el origen corresponden a la cohesión:

Adoptando pues el modelo de Mohr – Coulomb como adecuado para el estudio de la resistencia al corte de los suelos [2] puede estimarse que este procedimiento de ensayo permite la reproducción básica de las condiciones de contorno: es posible controlar tanto la fuerza del esfuerzo cortante, e implementar una carga perpendicular a dicho esfuerzo, midiendo a la vez la deformación de la probeta tanto en la dirección de corte como en la dirección de aplicación de la sobrecarga (perpendicular a la de corte.)

...