Corte directo

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CORTE DIRECTO

JUAN JOSÉ ARDILA HURTADO
ANDRÉS FELIPE HERNÁNDEZ CORREDOR
JAIRO ESTEBAN RÍOS HERNÁNDEZ
JUANA VALENTINA ROMERO ÁLVAREZ

Docente: ING. FERNANDO JOSE REYES LOPEZ

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTA D.C.
2020

ÍNDICE DE CONTENIDO

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

ÍNDICE DE TABLAS

1. RESUMEN:

La práctica estuvo orientada en determinar la resistencia al corte de una muestra de suelo de forma consolidada-drenada con base en lo estipulado en la norma INV E 154-13. Por medio de este se da lugar a una simulación de los fenómenos que experimenta este tipo de suelo al verse sometido ante cargas, esto con el fin de hallar la cohesión y el ángulo de fricción, los cuales son parámetros importantes en el momento de hacer un análisis y diseño geotécnico en cualquier ambiente. Partiendo de lo anterior los resultados obtenidos en cuanto al ángulo de fricción y la cohesión para el suelo estudiado son 0.27 kg/cm2 y 12.8 grados respectivamente.

Palabras clave: Resistencia, cohesión, cortante, fricción.

1. ABSTRACT

The practice was aimed to determine the shear strength of a soil sample on a consolidated-drained on the basis of the provisions of the standard INV E 154-13. By means of this, takes place to a simulation of the phenomena that experiences this type of soil to be subjected to loads, this in order to find the cohesion and angle of friction, which are important parameters in time to make an analysis and geotechnical design in any environment.  Based on the above the results obtained in the angle of friction and cohesion for the studied soil are 0.27 kg/cm2 and 12.8 degrees, respectively.

Keywords: Resistance, cohesion, shear, friction.

1. INTRODUCCION

Para la ejecución de diferentes tipos de obras civiles en cuanto a aspectos geotécnicos, es necesario el conocimiento de diferentes propiedades de los suelos y de igual forma su comportamiento antes diferentes fenómenos a los que puede o pudo estar sometido, esto con el fin de poder realizar de forma óptima el diseño y realización de este tipo de proyectos. Entre estas características se puede encontrar la resistencia que presenta el suelo ante esfuerzos de corte el cual es muy útil para el cálculo de la capacidad portante. La resistencia al esfuerzo cortante en el suelo se debe a dos componentes: la cohesión, aportada por la fracción del suelo y el rozamiento interno entre las partículas granulares. Este ensayo se realiza en una muestra de suelo consolidad-drenada, y consiste básicamente en colocar el espécimen en una caja de corte directo, aplicando un esfuerzo normal determinado, desplazando un marco horizontalmente a una velocidad constante; y de esta forma se determina la fuerza de corte y los desplazamientos horizontales a medida que la muestra es fallada.

1. OBJETIVOS Y NORMATIVIDAD

Determinar la resistencia al esfuerzo cortante de suelo en estudio, mediante el ensayo de corte directo.

Obtener las respectivas graficas de esfuerzos cortantes vs desplazamientos para diferentes valores de cargas.

Establecer la influencia que tiene la resistencia al corte de los suelos en cuanto a la realización de proyectos civiles.

1. MARCO TEÓRICO
   

Ensayo consolidado-drenado(CD): Se aplica la presión normal, permitiendo el drenaje del suelo hasta finalizar la consolidación primaria. A continuación, se procede a la rotura de la probeta a una velocidad lo suficientemente lenta como para que no se originen presiones intersticiales, permitiendo el libre drenaje del agua de los poros (Es aplicable tanto a suelos cohesivos como granulares). De este ensayo se obtienen los parámetros resistentes efectivos, cohesión efectiva, c’, y ángulo de rozamiento interno efectivo, 𝛷′.

Ensayo consolidado-no drenado(CU): Se aplica la presión normal, permitiendo el drenaje del suelo hasta finalizar la consolidación primaria. A continuación, se procede a la rotura de la probeta a una velocidad lo suficientemente rápida para que no se produzca el drenaje (es aplicable a suelos cohesivos). De este ensayo se obtienen los parámetros resistentes, 𝑐𝑐𝑢𝑦 𝛷𝑐𝑢.

Ensayo no consolidado-no drenado(UU): La rotura se inicia nada más aplicar la presión normal correspondiente y a una velocidad lo suficientemente rápida par que no se produzca el drenaje (es aplicable a suelos cohesivos). De este ensayo se obtienen los parámetros resistentes, 𝑐𝑢𝑦 𝛷𝑢.

Ley de coulomb

El ensayo de corte directo impone sobre un suelo las condiciones idealizadas del ensayo. O sea, induce la ocurrencia de una falla a través de un plano de localización predeterminado. Sobre este plano actúan dos fuerzas (o esfuerzos): un esfuerzo normal debido a una carga vertical (Pv) aplicada externamente y un esfuerzo cortante debido a la aplicación de una carga horizontal (Ph). Estos esfuerzos se calculan simplemente como:

                                                     [pic 2][pic 3]

Donde A es el área nominal de la muestra. La relación entre los esfuerzos de corte de falla (Tf) y los esfuerzos normales (σn) en suelos, se representa por la ecuación siguiente:

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Ecuación de falla de corte de Coulomb:

En 1776 Coulomb observó que, si el empuje que produce un suelo contra un muro de contención produce un ligero movimiento del muro, en el suelo que está retenido se forma un plano de deslizamiento esencialmente recto. El postuló que la máxima resistencia al corte, t, en el plano de falla está dada por:

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Donde:

S: Es el esfuerzo normal total en el plano de falla.

J: Es el ángulo de fricción del suelo.

C: Es la cohesión del suelo.

La utilización de la ecuación de Coulomb no condujo siempre a diseños satisfactorios de estructuras de suelo. La razón para ello no se hizo evidente hasta que Terzaghi publicó el principio de esfuerzos efectivos.

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Donde:

U: Presión intersticial

S´: Esfuerzo efectivo

Pudo apreciarse entonces que, dado que el agua no puede soportar esfuerzos cortantes substanciales, la resistencia al corte de un suelo debe ser el resultado únicamente de la resistencia a la fricción que se produce en los puntos de contacto entre partículas; la magnitud de ésta depende solo de la magnitud de los esfuerzos efectivos que soporta el esqueleto de suelo. Por tanto, cuanto más grande sea el esfuerzo efectivo normal a un plano de falla potencial, mayor será la resistencia al corte en dicho plano. Entonces, si se expresa la ecuación de Coulomb en términos de esfuerzos efectivos, se tiene:

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