Resumen - Ensayo de Corte Directo

8/19/2019 Resumen - Ensayo de Corte Directo

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UNIVERSIDAD DE ORIENTENÚCLEO BOLÍVAR

ESCUELA DE CIENCIAS DE LA TIERRA

CÁTEDRA: ENSAYOS DE MATERIALES

Autores: Castellin, Darwin CI: !"!#$%%&Cr'(, Mi)'el CI: !!%*#+#!

Mali-a, Ariann. CI: !*/0#+!"1la(a, 2ernan34 CI: !!%"%%"&

Ensayo de Corte Directo y Ángulo de Reposo: Normas ASTM-D-300

Objetivos de la Práctica:

!"#eti$o %eneral:

2a5iliari(ar al est'3iante -4n 'n r4-e3i5ient4 ara la 3eter5ina-i6n

r7i3a 3e l4s ar75etr4s 3e resisten-ia 89 . - 3e 'n s'el4 s45eti34 a;ati)as .i54s Deter5inar a tra@s 3e la )r7;i-a 3e es;'er(4s -4rtantes @s es;'er(4s

n4r5al, el 7n)'l4 3e re4s4 4 ;ri--i6n interna entre las art-'las 3e la5'estra

Conceptos:

ResistenciaEs la -aa-i3a3 ='e resenta 'na 5'estra 3e s'el4 a 44nerse a ser

;ra-t'ra34 4 ;alla3a ante es;'er(4s 8n4r5ales 4 -4rtantes ali-a34s s4?re ella3'rante el ensa.4

En esta se i3enti;i-an 34s ti4s 3e resisten-ia: Resistencia m()ima oresistencia pico Es la resisten-ia al -4rte 57>i5a ='e 4see el 5aterial ='e n4


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a si34 ;alla34 re@ia5ente, la -'al -4rres4n3e al 'nt4 57s alt4 en la -'r@aes;'er(4 3e;4r5a-i6n Resistencia residual Es la resisten-ia al -4rte ='e 4seeel 5aterial 3es's 3e a?er 4-'rri34 la ;alla

Cohesión

La -4esi6n 3el terren4 es la -'ali3a3 4r las ='e las art-'las 3el terren4se 5antienen 'ni3as en @irt'3 3e ;'er(as internas, ='e 3een3en, entre 4tras-4sas, 3el n5er4 3e 'nt4s 3e -4nta-t4 ='e -a3a art-'la tiene -4n s's@e-inas En -4nse-'en-ia, la -4esi6n es 5a.4r -'ant4 57s ;inas s4n lasart-'las

Fatiga

Es el r4-es4 3e -a5?i4 estr'-t'ral r4)resi@4 . er5anente ='e 4-'rre en'n 5aterial s'Fet4 a -4n3i-i4nes 3e ;l'-t'a-i6n en l4s es;'er(4s . en la3e;4r5a-i6n en 'n 'nt4 ese-;i-4, asta )enerar la ;alla 3es's 3e 'n n5er4

-4nsi3era?le 3e ;l'-t'a-i4nes

Deformaciones

Se 3e;ine -454 el -a5?i4 4r 'ni3a3 3e 7rea ='e resenta 'n -'er4, alser s45eti34 a 3istint4s es;'er(4s

Ángulo de fricción interno !"

Ta5?in se le -4n4-e -454 7n)'l4 3e ;r4ta5ient4 intern4 es 'n @al4r ='e3een3e 3el ta5aG4, ;4r5a, 3ensi3a3 3e las art-'las 4 3e l4s )ran4s . 3e laresi6n n4r5al C454 l4s s'el4s )r'es4s tienen s'er;i-ies 3e -4nta-t4 . s's

art-'las s4n an)'lares, resentan 'na ;ri--i6n entre ellas ='e se 44ne al54@i5ient4 L4s @al4res -ara-tersti-4s 3e l4s 7n)'l4s 3e ;ri--i6n interna se)n elti4 3e s'el4 se 5'estran a -4ntin'a-i6n:


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#nsa$o de Corte Directo:

2i) ": Es='e5a 3el aarat4 3e C4rte Dire-t4

El ensa.4 in3'-e la ;alla a tra@s 3e 'n lan4 3eter5ina34 S4?re estelan4 3e ;alla a-tan 34s es;'er(4s: 'n es;'er(4 n4r5al 8 n, ali-a34e>terna5ente 3e?i34 a la -ar)a @erti-al 81VH . 'n es;'er(4 -4rtante 8, 3e?i34 a laali-a-i6n 3e la -ar)a 4ri(4ntal 81 Est4s es;'er(4s se -al-'lan 3i@i3ien34 lasrese-ti@as ;'er(as 4r el 7rea 8A 3e la 5'estra 4 3e la -aFa 3e -4rte . 3e?eransatis;a-er la e-'a-i6n 3e C4'l45?:

τ =c+σ n tanφ

Se)n esta e-'a-i6n la resisten-ia al -4rte 3een3e 3e la -4esi6n 8- . la;ri--i6n interna 3el s'el4 9 1ara 5ateriales n4 -4esi@4s, la -4esi6n 3e?era ser

-er4 4r 3e;ini-i6n . la e-'a-i6n se -4n@ierte en: τ =σ n tanφ

Al ali-ar la ;'er(a 4ri(4ntal, se @an 5i3ien34 las 3e;4r5a-i4nes . -4nest4s @al4res es 4si?le )ra;i-ar la tensi6n 3e -4rte 8, en ;'n-i6n 3e la3e;4r5a-i6n 8 en el lan4 3e esta tensi6n 3e -4rte De la )r7;i-a es 4si?let45ar el 'nt4 57>i54 3e tensi6n 3e -4rte -454 la resisten-ia al -4rte 3el s'el4

L4s @al4res 3e se lle@an a 'n )r7;i-4 en ;'n-i6n 3el es;'er(4 n4r5al 8 n,4?tenien34 la re-ta intrnse-a, 34n3e @a -454 4r3ena3a . n-454 a?s-isa El7n)'l4 ='e ;4r5a esta re-ta -4n el eFe 4ri(4ntal es el 7n)'l4 . la interse--i6n 3ela re-ta -4n el eFe es la -4esi6n 8-H tal -454 se 5'estra en la si)'iente ;i)'ra:

2i) !: Re-ta Intrnse-a


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L4s ensa.4s 3e -4rte 3ire-t4 'e3en -lasi;i-arse -454 si)'e:

" Ensa.4s n4 -4ns4li3a34sn4 3rena34s 4 ensa.4s U: Es 'n ensa.4 r7i34,34n3e el -4rte se ini-ia antes 3e -4ns4li3ar la 5'estra ?aF4 la -ar)a n4r5alP V Si el s'el4 es -4esi@4 . sat'ra34, se 3esarr4llar7 e>-es4 3e resi6n 3e

4r4s Jeneral5ente la re-ta intrnse-a en el 3ia)ra5a 3e -4ntra es4ri(4ntal En este ensa.4 n4 se er5ite el 3renaFe 3e la 5'estra en t434 elr4-es4

! Ensa.4 -4ns4li3a34n4 3rena34: Se ali-a la ;'er(a n4r5al, . se 4?ser@a el54@i5ient4 @erti-al 3el 3e;4r55etr4 asta ='e are el asenta5ient4 antes3e ali-ar ;'er(a -4rtante La tensi6n 3e -4rte es r7i3a ara ='e la resi6n3e 4r4s n4 'e3a 3isiarse en el trans-'rs4 3el ensa.4

0 Ensa.4 -4ns4li3a343rena34: La ;'er(a n4r5al se ali-a . se 3e54ra laali-a-i6n 3el -4rte asta ='e se a.a 3esarr4lla34 t434 el asenta5ient4Hse ali-a a -4ntin'a-i6n la ;'er(a -4rtante tan lent4 -454 sea 4si?le arae@itar el 3esarr4ll4 3e resi4nes 3e 4r4s en la 5'estra

1ara s'el4s n4 -4esi@4s, est4s tres ensa.4s 3an el 5is54 res'lta34, estla 5'estra sat'ra3a 4 n4, . 4r s''est4 si la tasa 3e ali-a-i6n 3el -4rte n4 es3e5asia3a r7i3a 1ara 5ateriales -4esi@4s, l4s ar75etr4s 3e s'el4s est7n5ar-a3a5ente in;l'i34s 4r el 5t434 3e ensa.4 . 4r el )ra34 3e sat'ra-i6n, .4r el e-4 3e ='e el 5aterial est n4r5al5ente -4ns4li3a34 4 s4?re-4ns4li3a34

%orma &'()*D*+,-,Equipo necesario

M7='ina 3e -4rte 3ire-t4, -aa( 3e s'Fetar la r4?eta entre 34s ie3ras

4r4sas, 5e3ir las -ar)as n4r5ales, 5e3ir -a5?i4s 3e eses4r, 5e3ir 3esla(a5ient4s . er5itir el 3renaFe a tra@s 3e las ie3ras 4r4sas

CaFas 3e -4rte, n4r5al5ente s4n -'a3ra3as 3e "/ 6 # -5 3e la34, 4

-iln3ri-as 3e #, "/ 6 "# -5 3e 3i75etr4, -4n s's rese-ti@as ie3ras4r4sas

Las ie3ras 4r4sas3e?en ser 3e -ar?'r4 3e sili-i4, 6>i34 3e al'5ini4 4 3e

'n 5etal ='e n4 sea s's-eti?le a la -4rr4si6n 4r s'stan-ias -4nteni3asen el s'el4 4 la '5e3a3 3el 5is54

De;4r55etr4s 4 3iales De?en ser a3e-'a34s ara 5e3ir l4s -a5?i4s en el

eses4r 3e la 5'estra -4n 'na sensi?ili3a3 3e /,//" 55 . la 3e;4r5a-i6n-4n sensi?ili3a3 3e /,/"55

D4s ?alan(as, 'na 3e /," )r 3e re-isi6nH la 4tra 3e /,/" )r


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K4rn4 3e se-a34 -4n -ir-'la-i6n 3e aire . te5erat'ra re)'la?le -aa( 3e

5antenerse en ""/ * C C75ara 5e3a Kerra5ientas . a--es4ri4s: E='i4 ara -45a-tar las r4?etas

re54l3ea3as, 3iales 3e 3e;4r5a-i6n, a)'a 3estila3a, es7t'las,

-'-illas,enrasa34res, -r4n65etr4, re)la 5et7li-a, re-iientes ara5'estras 3e '5e3a3

*rocedimiento:

).todo para suelos no cohesivos:

" Se esa 'na 5'estra 3e arena 8se-a 4 3e '5e3a3 -4n4-i3a s';i-ienteara a-er tres ensa.4s a la 5is5a 3ensi3a3

! Se ensa5?la la -aFa 3e -4rte, se 4?tiene la se--i6n 8A 3e la 5'estra . se-4l4-a la arena en la -aFa F'nt4 al ist6n 3e -ar)a . la ie3ra 4r4sa

0 Se ali-a la -ar)a @erti-al 81V . se -4l4-a el 3ial ara 3eter5inar el3esla(a5ient4 @erti-al 8se 3e?e in-l'ir el es4 3el ist6n 3e -ar)a . la5ita3 s'eri4r 3e la -aFa 3e -4rte en el es4 1V En ensa.4s -4ns4li3a34sse -45ien(a -'an34 el asenta5ient4 se a 3eteni34H en s'el4s n4-4esi@4s est4 'e3e a-erse a artir 3e la ali-a-i6n 3e 1 V

$ Se seara la -aFa 3e -4rte, se ;iFa el ?l4='e 3e -ar)a . se aF'sta el3e;4r55etr4 ara 5e3ir el 3esla(a5ient4 -4rtante 8en ensa.4s sat'ra34sse 3e?e sat'rar la 5'estra el tie54 ne-esari4

* L'e)4 se -45ien(a a ali-ar la -ar)a 4ri(4ntal 5i3ien34 3es3e l4s3e;4r55etr4s 3e -ar)a, 3e -a5?i4 3e @4l'5en . 3e 3esla(a5ient4-4rtante Si el ensa.4 es 3el ti4 3e;4r5a-i6n -4ntr4la3a se t45an esasle-t'ras a 3esla(a5ient4s 4ri(4ntales 3e *, "/ . -a3a "/ 4 !/ 'ni3a3es


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La tasa 3e 3e;4r5a-i6n 'nitaria 3e?e ser 3el 4r3en 3e /,* a n4 57s 3e !55


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C(lculos y gr('icos:

L4s si)'ientes -7l-'l4s s4n ali-a?les tant4 a s'el4s -4esi@4s -454 as'el4s n4 -4esi@4s

" Cal-'lar el es;'er(4 n4r5al n45inal -454:

σ n= PV

A

D4n3e A 7rea 3e la se--i6n trans@ersal 3e 5'estra 3e s'el4 en la -aFa 3e -4rte

1V Car)a n4r5al in-l'i34 el es4 3el ?l4='e 3e -ar)a . la 5ita3 s'eri4r 3e la -aFa 3e -4rte

! Di?'Far 'na )r7;i-a 3e las 'ni3a3es 3e 3esla(a5ient4 4ri(4ntal -4ntra las'ni3a3es 3e 3esla(a5ient4 3el 3e;4r55etr4 3e -ar)a, ara 4?tener as la57>i5a ;'er(a -4rtante 1ara -al-'lar el es;'er(4 -4rtante se r4-e3e:

τ = Ph (último )

A '

De 34n3e: A' = A0−b ∆ H =áreacorregidab=ancho dela caja

A0=áreainicial ∆H =desplazamiento horizontal

Nota:En este -7l-'l4 se 'e3e 'tili(ar la ;'er(a -4rtante resi3'al ara4?tener l4s ar75etr4s 3e resisten-ia resi3'al La ;'er(a -4rtante resi3'al es

a='l @al4r al)4 5en4r ='e la ;'er(a -4rtante lti5a ='e se re)istra -'an34 se anin3'-i34 3e;4r5a-i4nes s'eri4res a las re='eri3as ara 3esarr4llar la ;'er(a-4rtante lti5a

0 Di?'Far el @al4r 3el es;'er(4 -4rtante -4ntra n ara el ensa.4 Tra(ar 'nalnea re-ta a tra@s 3e l4s 'nt4s 3i?'Fa34s Ase)'rarse 3e 'sar la 5is5aes-ala tant4 ara la 4r3ena3a 8 -454 ara la a?s-isa O?tener elinter-et4 3e -4esi6n 8si e>iste -4n el eFe 4r3ena34 . 5e3ir la en3iente3e la lnea ara 4?tener el 7n)'l4 3e ;ri--i6n intern4

Si se 3i?'Fan l4s es;'er(4s 3e resisten-ia resi3'al al -4rte -4ntra n se

en-'entran l4s ar75etr4s 3e resisten-ia resi3'al al -4rte

$ S4?re la )r7;i-a 3e Δh (desplazamiento horizontal) -4ntra P h . 'tili(an34 la 5is5aes-ala ara el 3esla(a5ient4 4ri(4ntal a-er 'na )r7;i-a 3e3esla(a5ient4 @erti-al -4ntra Δh Esta )r7;i-a 54strar7 el -a5?i4 3e@4l'5en -4ntra el 3esla(a5ient4 -4rtante 3el 5aterial


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* Es re-is4 -45entar en el in;4r5e l4s @al4res 4?teni34s ara l4sar75etr4s 3e resisten-ia al -4rte

/mportancia0 finalidad $ aplicación del ensa$o en /ngenier1a

Este ensa.4 er5ite la 3eter5ina-i6n en el la?4rat4ri4 3e la -4esi6n . el7n)'l4 3e ;ri--i6n intern4 3e las art-'las ='e -4n;4r5an el s'el4, est4sar75etr4s s4n ;'n3a5entales ara esta?le-er -'7l ser7 el es;'er(4 57>i54 al='e 'e3a s45eterse 3i-4 s'el4 sin ='e este ;alle 4 s';ra 3e;4r5a-i4nes-4nsi3era?les

La i54rtan-ia 3e este ensa.4 re-ae -ierta5ente en ='e en ?ase a la3eter5ina-i6n 3el es;'er(4 57>i54 ='e s44rte 'n s'el4, el in)enier4 l4)ra 3e;inir el ti4 3e estr'-t'ra ='e 'e3e ir -i5enta3a s4?re 3i-4 s'el4, es 3e-ir lasestr'-t'ras ara las -'ales el s'el4 ser@ir7 3e ;'n3a-i6n sin ='e ste s';raasenta5ient4s 4 -4las4s

En -as4 3e n4 -4nsi3erar l4s res'lta34s 3e resisten-ia al -4rte, n4 es4si?le )aranti(ar la @i3a 6ti5a 3e las 4?ras -i5enta3as en el s'el4, l4 -'al n4s4l4 4-asi4na r3i3as e-4n65i-as 4r el ;all4 3e la estr'-t'ra sin4 ='e a3e57s'e3e ser 'n eli)r4 ara la -45'ni3a3 a3.a-ente

#jemplo Práctico

Dat4s 3e la M'estra ara C4rte: S'el4 ti4 Aren4s4Di5ensi4nes 3e la 5'estra Car)a N4r5al:Di75etr4 4 la34: # -5 1a 8Mar-4 . 1la-a: /,#/$P)

Alt'ra: ! -5 1? 81er-a 3e Car)a: !/ Q) Área: 0# -5! 1@: !/,#/$ Q)V4l: +! -5 0 Es;'er(4 N4r5al: /,*+! Q)


9/11

5.5 0,275 3"! 2#3%3 2#%!"6 0,300 3!! "2#$' %#"&

De la 5is5a 5anera se reali(a el ensa.4 -4n el rest4 3e las r4?etas . sellenan s's rese-ti@as lanillas -4n l4s 3at4s, -a?e re-al-ar ='e a las si)'ientes

5'estras se le ali-ar7 el 34?le 3e la -ar)a n4r5al es 3e-ir a la 5'estra ! 'na-ar)a 3e $/ Q) . a la 5'estra 0 'na -ar)a 3e %/Q)

*+ &!#!& KgEsfuerzo ,ormal+ %#%2$ Kg/cm2

*+ $!#!& KgEsfuerzo ,ormal+ %#$3 Kg/cm2

Tiempo

(min)

Desplazamiento

Horizontal(cm)

ÁreaCorregi

da(cm2)

FuerzaCortante (Kg)

Esfuerzo deCorte

(Kg/cm2)

Tiempo

(min)

Desplazamiento

Horizontal(cm)

ÁreaCorreg

ida(cm2)

FuerzaCortante (Kg)

Esfuerzo deCorte

(Kg/cm2)

0.0 03

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03 ! !#!!

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8.0 0,400 33# %$%#3 "#3'


10/11

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14steri4r5ente, se )ra;i-an l4s @al4res 3e Es;'er(4s -4rtantes 4r 3e;4r5a-i6n 4ri(4ntal -4rres4n3iente ara -a3a -ar)a

00,0250,050,0750,10,1250,150,1750,20,2250,250,2750,30,3250,350.3750,40

1

2

3

4

5

6

2.432.44

5.4

Esfuerzo Cortante - Deformaci.n Horizontal (cm)

Carga 20 Kg

Carga 40 Kg

Carga 80 KgEsfuerzo Cortante (Kg/cm2)

Al '?i-ar l4s 'nt4s 57>i54s 3e -4rte, se reali(a 'ne )r7;i-a -4n est4s@al4res en el eFe @erti-al @s el es;'er(4 n4r5al ali-a34 ara )enerarl4 A artir 3e

la re-ta 3e 5eF4r aF'ste se 3eter5ina el 7n)'l4 3e ;ri--i6n . la -4esi6n 3el s'el4est'3ia34

M'estr a

#sfuer2o

%ormal σ n "

#sfuer2o

Cortante τ "

" ,0345 506+5

! 7075- 506+-

0 505+8 30+8-


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