2. OBJETIVO
Determinar la Cohesión y el Ángulo de Rozamiento
Interno, que permitan establecer la resistencia al corte
de los suelos ensayados.
3. 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.
4. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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).
11. 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.
12. 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
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13. CRITERIO DE RUPTURA
Esfuerzos
Tangenciales
Máximo
Esfuerzo de Corte
Deformación Tangencial
16. 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:
17. Movimiento de los Granos de una Arena
Densa sometida a Esfuerzo Cortante
19. 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.
V N
Kg. Kg. Determinar:
9 12.5
o La cohesión (c)
18 15.5
o Ángulo de rozamiento interno ( )
27 18.5
36 22.5
45 25.5
20. N V
A A
V N
Kg. Kg.
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
