1. UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS – ESPE
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA Y DE LA
CONSTRUCCIÓN
LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES
CÓDIGO:
PT-12
REGISTROS DEL SISTEMA DE CALIDAD
GUÍA DE PRACTICAS DE LABORATORIO
ELABORADO POR:
DOCENTE RESPONSABLE
APROBADO POR:
COORDINADOR ÁREA DE CONOCIMIENTO
FIRMA: FIRMA:
FECHA: FECHA:
CARRERA: INGENIERIA CIVIL
ASIGNATURA: INGENIERIA DE SUELOS
PROFESOR: ING. HUGO BONIFAZ
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HISTÓRICO DE MODIFICACIONES
EDICIÓN FECHA
HOJAS
AFECTADAS
CAUSA
1 JUNIO 2014 TODAS CREACIÓN DEL REGISTRO
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PRACTICA No: 4
TEMA: ENSAYO DE CORTE DIRECTO
NORMA: ASTM D 3080/D 3080M-11
OBJETIVO: Determinar la Cohesión y el Ángulo de Rozamiento Interno, que permitan
establecer la resistencia al corte de los suelos ensayados.
- MARCO TEÓRICO:
- 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.
CRITERIO DE RUPTURA
ESQUEMA DE CORTE DIRECTO
DETERMINACIÓN DE LA COHESIÓN C Y DEL ÁNGULO Φ
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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:
Movimiento de los Granos de una Arena Densa sometida a Esfuerzo Cortante:
- PARTE EXPERIMENTAL:
- MATERIALES, EQUIPOS E INSUMOS .
Materiales y equipos cantidad insumos cantidad
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).
1
1
1
1
1
1
1
- PROCEDIMIENTO
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.
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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.
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.
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).
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.
- 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
Área
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- ANEXOS
- RESULTADOS
- Con los datos anotados en las hojas de cálculo, se procede a determinar la Cohesión y el
Ángulo de Rozamiento interno de la muestra de suelo.