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Mecanica de suelos
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MECANICA DE SUELOS
Laboratorio Nº 2: Ensayo de Compresión No Confinada
y Corte Directo
(ASTM D2166- ASTM D3080)
Objetivo
El objetivo fundamental de este ensayo es lograr introducirnos a un
procedimiento aproximado para evaluar la resistencia al corte de suelos
cohesivos con el Ensayo de Corte Directo y Compresión No Confinada.
Los objetivos del ensayo de Corte Directo son establecer el procedimiento de
ensayo para determinar la resistencia al corte de una muestra de suelo
consolidada y drenada, por el método del corte directo. Este ensayo puede
realizarse sobre todos los tipos de suelos, con muestras inalteradas y
remoldeadas.
Los objetivos del ensayo de Compresión No Confinada son indicar la forma de
realizar el ensayo para determinar la resistencia a la compresión no confinada
de suelos cohesivos bajo condiciones inalteradas o remoldeadas, aplicando
carga axial, usando cualquiera de los métodos de resistencia controlada o
deformación controlada. Sirve únicamente para suelos cohesivos y determinar
la resistencia a la compresión no confinada, que es la carga por unidad de área
a la cual una probeta de suelo, cilíndrica o prismática, falla en el ensayo de
compresión simple.
Ensayo de Compresión No Confinada
Material Utilizado y Procedimiento
- Aparato de Compresión: conformado por una prensa para rotura de las
probetas, de velocidad controlada manual o mecánicamente, con capacidad
suficiente para llegar a la carga de rotura.
MECANICA DE SUELOS II EC 513 - H
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DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MECANICA DE SUELOS
- Extractor de muestras: capaz de sacar el testigo de suelos; si las
muestras llegan al laboratorio en tubos no abiertos longitudinalmente, es
preciso que produzca poca alteración en el suelo.
- Un torno con motor o tallador de probetas de muestras inalteradas con
accesorios (sierra de alambre, cuchillos, caja de ingletes, etc.)
- Moldes para preparar probetas de suelo amasado o compactado.
- Un calibrador con nonio capaz de medir las dimensiones físicas de la
probeta con aproximación de 0.1 mm. Calibrador Vernier o similar.
- Balanzas que den el peso de la muestra con una precisión del 0.1 % de su
peso total.
Se miden la altura y el diámetro o lado de la probeta, con una precisión de 0.1
mm mediante un calibrador con nonio o un objeto análogo.
El Procedimiento del ensayo es el siguiente:
- Se pesa la muestra.
- Se coloca la probeta en la prensa de modo que quede perfectamente
centrada. Se acciona el dispositivo de avance lo estrictamente necesario
para que la probeta toque a la placa superior de la prensa. Se pone en cero
el indicador de deformaciones.
- Para el caso de la deformación controlada, se acciona la prensa de modo
que la velocidad de deformación unitaria de la probeta esté comprendida
entre ½ % y 2% por minuto. Se toman medidas de las deformaciones y de
las cargas cada 30 segundos hasta que las cargas comiencen a disminuir o
hasta llegar a una deformación axial del 20% (lo que antes suceda). Se
escogerá una velocidad en que la rotura ocurra en un lapso entre 1 y 10
minutos.
- Si se trata de una probeta de suelo muy duro, en la cual la deformación a la
rotura sea muy pequeña, la curva esfuerzo-deformación no quedará
debidamente representada en dicho gráfico. En ese caso, es posible
despreciar el aumento de sección durante la carga.
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- Cuando interesa hallar el módulo de deformación en probetas de suelo muy
duro, es conveniente medir la deformación mediante extensómetros o por
otro procedimiento que elimine las deformaciones en la base.
- Cuando se empleen esfuerzos controlados, se aplicará la carga para que
produzca una deformación axial a una razón de ½ % a 2 % por minuto y se
registrarán los esfuerzos y las deformaciones cada 30 s.
- Hágase un esquema de la forma de rotura. Si la rotura se produce a través
de un plano inclinado, es conveniente medir el ángulo de inclinación de
dicho plano.
- De la parte de la probeta en donde se ha producido la rotura se toma una
pequeña muestra en el recipiente y se determina su humedad.
Ensayo de Corte Directo
Fundamento Teórico
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:
σ n = Pv /A t f = Ph /A
Donde A es el área nominal de la muestra (o de la caja de corte) y usualmente
no se corrige para tener en cuenta el cambio de área causada por el
desplazamiento lateral de la muestra (Ph). La relación entre los esfuerzos de
corte de falla (t f) y los esfuerzos normales (σ n) en suelos, se muestra en la
figura 5.21 y puede representarse por la ecuación siguiente:
t f = c + σ n x tg Φ
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Relación entre los esfuerzos de corte máximo y los esfuerzos normales.
La línea recta obtenida se conoce como Envolvente de falla.
Ecuación de falla de corte de Mohr-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 esta dada por:
t = c + s x tan j
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.
s = s´+ u
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
MECANICA DE SUELOS II EC 513 - H
tf C + sn x tg
Φ
tf 1
tf 2
tf 3
1
2
3
N1/L2 sn
C
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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:
t = c´ + s´x tan j´
En la cual los parámetros c´ y j´ son propiedad del esqueleto de suelo,
denominadas cohesión efectiva y ángulo de fricción efectiva, respectivamente.
Puesto que la resistencia al corte depende de los esfuerzos efectivos en el
suelo, los análisis de estabilidad se harán entonces, en términos de esfuerzos
efectivos. Sin embargo, en ciertas circunstancias el análisis puede hacerse en
términos de esfuerzos totales y por tanto, en general, se necesitará determinar
los parámetros de resistencia al corte del suelo en esfuerzos efectivos y en
esfuerzos totales. Es decir, los valores de c´, j´; c, j. Estos se obtienen, a
menudo en ensayos de laboratorio realizados sobre muestras de suelo
representativas mediante el ensayo de corte directo (ASTM D-3080-72).
El equipo que se empleo en el ensayo es el siguiente:
- Dispositivo de carga.
El dispositivo de carga debe ceñirse a lo siguiente Sostener la probeta con
seguridad entre dos piedras porosas colocadas una en cada cara, de tal
manera que no se presenten movimientos de torsión sobre ella.
- Piedras porosas.
- Dispositivo para la aplicación de la fuerza normal.
Debe estar capacitado para aplicar rápidamente la fuerza especificada sin
excederla y para mantenerla con una variación máxima de ± 1 % durante el
proceso de ensayo.
- Dispositivo para la aplicación de la fuerza de corte.
- Cuarto húmedo.
La pérdida de humedad durante la preparación de la muestra no deberá
exceder de 0.5 %, tanto para su almacenamiento como para su preparación.
- Equipo para el corte de la muestra.
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Debe ser adecuado para tallar la muestra de acuerdo con las dimensiones
interiores de la caja de corte con un mínimo de alteración. Puede necesitarse
un soporte exterior para mantener en alineamiento axial una serie de 2 o 3
anillos.
- Balanza.
Debe tener una sensibilidad de 0.1 g o 0.1 % del peso de la probeta.
- Deformímetros o diales.
Deben ser adecuados para medir los cambios en el espesor de la muestra con
una sensibilidad de 0.002 mm (0.0001") y la deformación con sensibilidad de
0.02 mm (0.001").
- Horno de secado. Capaz de mantenerse a 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F).
- Recipientes para muestras de humedad.
- Equipo para el remoldeo o compactación de probetas.
El Procedimiento del ensayo se describe a continuación:
- Se ensambla la caja de corte con los marcos alineados y se bloquea. Se
aplica una capa de grasa entre los marcos para lograr impermeabilidad
durante la consolidación y reducir la fricción durante el corte.
- Se introduce la muestra de ensayo con sumo cuidado. Se conecta el
dispositivo de carga y se ajusta el dial para medir tanto la deformación
durante el corte, como el cambio del espesor de la muestra y luego se
determina el espesor inicial. La costumbre de humedecer las piedras
porosas antes de la colocación y aplicación de la fuerza normal sobre las
muestras, dependerá del tipo de problema en estudio. Para muestras
inalteradas obtenidas bajo el nivel freático, deben humedecerse las piedras.
- Se debe permitir una consolidación inicial de la muestra bajo una fuerza
normal adecuada. Después de aplicar la fuerza normal predeterminada, se
llena el depósito de agua hasta un nivel por encima de la muestra,
permitiendo el drenaje y una nueva consolidación de la misma. El nivel del
agua se debe mantener durante la consolidación y en las fases siguientes
de corte de tal manera que la muestra esté saturada en todo momento.
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- La fuerza normal que se aplique a cada una de las muestras depende de la
información requerida. Un solo incremento de ella puede ser apropiado para
suelos relativamente firmes. Para los demás suelos pueden ser necesarios
varios incrementos con el objeto de prevenir el daño de la muestra. El
primer incremento dependerá de la resistencia y de la sensibilidad del suelo.
- Durante el proceso de la consolidación deben registrarse las lecturas de
deformación normal, en tiempos apropiados, antes de aplicar un nuevo
incremento de la fuerza.
- Corte de la muestra. Luego de terminada la consolidación se deben soltar
los marcos separándolos aproximadamente 0.25 mm (0.01"), para permitir
el corte de la muestra.
- Se debe aplicar la fuerza de corte lentamente para permitir la disipación
completa del exceso de presión de poros.
- Para determinar la velocidad de aplicación de la carga hasta la falla, se
puede emplear la siguiente expresión:
Tiempo para falla = 50t50
- En el ensayo con control de deformaciones, la velocidad de aplicación de
cargas puede determinarse, aproximadamente, dividiendo la deformación
estimada de corte, durante el esfuerzo máximo de corte, por el tiempo
calculado para la falla.
- En la proximidad de la falla, los incrementos de la fuerza pueden ser iguales
a un cuarto del incremento inicial (2.5 % de la fuerza normal de corte
estimada).
- Se debe llevar registro de la fuerza de corte aplicada y la deformación
normal y de corte para intervalos convenientes de tiempo. Con preferencia,
el incremento de la fuerza de corte debe ser continuo.
- Terminado el ensayo, se remueve la muestra completa de la caja de corte,
se seca en la estufa y se determina el peso de los sólidos.
Cálculos y Resultados
MECANICA DE SUELOS II EC 513 - H
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A._ Ensayo de Corte Directo
Datos de las Muestras
01._ Sondaje C – 2
02._ Muestra MI – 1
03._ Profundidad (m) 0.70 – 2.35
04._ Clasificación (SUCS) GC
05._ Estado Remoldeado
06._ Condición Sin Saturar
07._ Velocidad (mm/min.) 0.50
08._ Volumen (cm3) 56.549
I._ Espécimen 01
Contenido de Humedad
01._ Peso de la tara + Suelo Húmedo (g) 91.950
02._ Peso de la tara + Suelo Seco (g) 85.230
03._ Peso de la tara (g) 0.000
04._ Peso del agua (g) 6.720
05._ Peso del suelo Seco (g) 85.230
06._ Peso del Suelo Húmedo (g) 91.950
07._ Densidad Húmeda (g/cm3) 1.626
08._ Densidad Seca (g/cm3) 1.507
Contenido de Humedad 7.885
Descripción Dimensiones
01._ Peso del Anillo (g) 0.000
02._ Peso del Anillo + Espécimen (g) 91.950
03._ Altura (cm.) 2.000
04._ Diámetro (cm.) 6.000
05._ Esfuerzo Normal (Kg./cm2) 0.500
06._ Lectura Inicial del Dial (cm.) 0.359
07._ Lectura Final del Dial (cm.) 0.300
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Carga 0.50 Kg/cm2
MUESTRA
01Nº
Deformación
Tangencial
(mm)
Esfuerzo
(mm)
Deformación
Tangencial (%)
Esfuerzo
(Kg/cm2)
Esfuerzo
Normal
(Kg/cm2)
Ens
ayo
de C
orte
Dire
cto
1 6.58 0.000 0.00 0.00 0.00
2 6.61 0.028 0.05 0.09 0.19
3 6.64 0.050 0.10 0.17 0.33
4 6.67 0.063 0.15 0.21 0.42
5 6.73 0.079 0.25 0.26 0.52
6 6.88 0.105 0.50 0.35 0.69
7 7.03 0.129 0.75 0.43 0.85
8 7.18 0.148 1.00 0.49 0.98
9 7.33 0.166 1.25 0.55 1.10
10 7.48 0.177 1.50 0.59 1.17
11 7.63 0.185 1.75 0.61 1.22
12 7.78 0.189 2.00 0.62 1.25
13 8.08 0.187 2.50 0.62 1.24
14 8.38 0.177 3.00 0.59 1.17
15 8.68 0.164 3.50 0.54 1.08
16 8.98 0.148 4.00 0.49 0.98
17 9.28 0.131 4.50 0.43 0.87
18 9.58 0.117 5.00 0.39 0.77
19 10.18 0.098 6.00 0.32 0.65
20 10.78 0.089 7.00 0.29 0.59
21 11.38 0.084 8.00 0.28 0.56
22 11.98 0.082 9.00 0.27 0.54
23 12.58 0.079 10.00 0.26 0.52
24 13.18 0.077 11.00 0.25 0.51
25 13.78 0.077 12.00 0.25 0.51
II._ Espécimen 02:
MECANICA DE SUELOS II EC 513 - H
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MECANICA DE SUELOS
Datos de las Muestras
01._ Sondaje C – 2
02._ Muestra MI – 1
03._ Profundidad (m) 0.70 – 2.35
04._ Clasificación (SUCS) GC
05._ Estado Remoldeado
06._ Condición Sin Saturar
07._ Velocidad (mm/min.) 0.50
08._ Volumen (cm3) 56.549
Contenido de Humedad
01._ Peso de la tara + Suelo Húmedo (g) 91.950
02._ Peso de la tara + Suelo Seco (g) 85.250
03._ Peso de la tara (g) 0.000
04._ Peso del agua (g) 6.700
05._ Peso del suelo Seco (g) 85.250
06._ Peso del Suelo Húmedo (g) 91.950
07._ Densidad Húmeda (g/cm3) 1.626
08._ Densidad Seca (g/cm3) 1.507
Contenido de Humedad 7.859
Descripción Dimensiones
01._ Peso del Anillo (g) 0.000
02._ Peso del Anillo + Espécimen (g) 91.950
03._ Altura (cm.) 2.000
04._ Diámetro (cm.) 6.000
05._ Esfuerzo Normal (Kg./cm2) 1.000
06._ Lectura Inicial del Dial (cm.) 0.313
MECANICA DE SUELOS II EC 513 - H
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DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MECANICA DE SUELOS
07._ Lectura Final del Dial (cm.) 0.170
Carga 1 Kg/cm2
MUESTRA
02Nº
Deformación
Tangencial
(mm)
Esfuerzo
(mm)
Deformación
Tangencial (%)
Esfuerzo
(Kg/cm2)
Esfuerzo
Normal
(Kg/cm2)
Ens
ayo
de C
orte
Dire
cto
1 6.58 0.00 0.00 0.00 0.00
2 6.61 0.05 0.05 0.17 0.17
3 6.64 0.09 0.10 0.30 0.30
4 6.67 0.12 0.15 0.40 0.40
5 6.73 0.15 0.25 0.50 0.50
6 6.88 0.19 0.50 0.63 0.63
7 7.03 0.24 0.75 0.79 0.79
8 7.18 0.27 1.00 0.89 0.89
9 7.33 0.31 1.25 1.02 1.02
10 7.48 0.33 1.50 1.09 1.09
11 7.63 0.34 1.75 1.12 1.12
12 7.78 0.35 2.00 1.16 1.16
13 8.08 0.35 2.50 1.16 1.16
14 8.38 0.33 3.00 1.09 1.09
15 8.68 0.30 3.50 0.99 0.99
16 8.98 0.27 4.00 0.89 0.89
17 9.28 0.24 4.50 0.79 0.79
18 9.58 0.22 5.00 0.73 0.73
19 10.18 0.18 6.00 0.59 0.59
20 10.78 0.16 7.00 0.53 0.53
21 11.38 0.16 8.00 0.53 0.53
22 11.98 0.15 9.00 0.50 0.50
23 12.58 0.15 10.00 0.50 0.50
24 13.18 0.14 11.00 0.46 0.46
25 13.78 0.14 12.00 0.46 0.46
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III._ Espécimen 03:
Contenido de Humedad
01._ Peso de la tara + Suelo Húmedo (g) 91.950
02._ Peso de la tara + Suelo Seco (g) 85.240
03._ Peso de la tara (g) 0.000
04._ Peso del agua (g) 6.710
05._ Peso del suelo Seco (g) 85.240
06._ Peso del Suelo Húmedo (g) 91.950
07._ Densidad Húmeda (g/cm3) 1.626
08._ Densidad Seca (g/cm3) 1.507
Contenido de Humedad 7.872
Descripción Dimensiones
01._ Peso del Anillo (g) 0.000
02._ Peso del Anillo + Espécimen (g) 91.950
03._ Altura (cm.) 2.000
04._ Diámetro (cm.) 6.000
05._ Esfuerzo Normal (Kg./cm2) 2.000
06._ Lectura Inicial del Dial (cm.) 0.335
07._ Lectura Final del Dial (cm.) 0.268
Carga 2 Kg/cm2
MUESTRA
03Nº
Deformación
Tangencial
(mm)
Esfuerzo
(mm)
Deformación
Tangencial (%)
Esfuerzo
(Kg/cm2)
Esfuerzo
Normal
(Kg/cm2)
Ens
ayo 1 6.58 0.00 0.00 0.00 0.00
2 6.61 0.09 0.05 0.30 0.15
3 6.64 0.16 0.10 0.53 0.26
4 6.67 0.20 0.15 0.66 0.33
MECANICA DE SUELOS II EC 513 - H
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MECANICA DE SUELOS
de C
orte
Dire
cto
5 6.73 0.26 0.25 0.86 0.43
6 6.88 0.34 0.50 1.12 0.56
7 7.03 0.42 0.75 1.39 0.69
8 7.18 0.48 1.00 1.59 0.79
9 7.33 0.54 1.25 1.78 0.89
10 7.48 0.57 1.50 1.88 0.94
11 7.63 0.60 1.75 1.98 0.99
12 7.78 0.61 2.00 2.02 1.01
13 8.08 0.60 2.50 1.98 0.99
14 8.38 0.57 3.00 1.88 0.94
15 8.68 0.53 3.50 1.75 0.88
16 8.98 0.48 4.00 1.59 0.79
17 9.28 0.42 4.50 1.39 0.69
18 9.58 0.38 5.00 1.26 0.63
19 10.18 0.32 6.00 1.06 0.53
20 10.78 0.29 7.00 0.96 0.48
21 11.38 0.27 8.00 0.89 0.45
22 11.98 0.26 9.00 0.86 0.43
23 12.58 0.26 10.00 0.86 0.43
24 13.18 0.25 11.00 0.83 0.41
25 13.78 0.25 12.00 0.83 0.41
MECANICA DE SUELOS II EC 513 - H
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MECANICA DE SUELOS II EC 513 - H
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DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MECANICA DE SUELOS
De la ecuación vemos:
Luego asociando datos concluimos:
Resultados Finales
01._ Angulo de Fricción Interna 42.704º
02._ Cohesión (Kg/cm2) 0.19
Resultados Finales
Esfuerzo NormalEsfuerzo de Corte
Máximo
0.50 0.62
1.00 1.16
2.00 2.02
B._ Ensayo de Compresión No Confinada
MECANICA DE SUELOS II EC 513 - H
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DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MECANICA DE SUELOS
Datos de las Muestras
01._ Sondaje C – 10
02._ Muestra MI – 2
03._ Profundidad (m) 1.00 – 2.10
04._ Clasificación (SUCS) CL
05._ Estado Inalterado
08._ Velocidad (mm/min) 0.35
I._ Espécimen I:
Contenido de Humedad
01._ Peso de la tara + Suelo Húmedo (g) 643.100
02._ Peso de la tara + Suelo Seco (g) 568.360
03._ Peso de la tara (g) 236.120
04._ Peso del agua (g) 74.740
05._ Peso del suelo Seco (g) 332.240
06._ Peso del Suelo Húmedo (g) 406.980
07._ Densidad Húmeda (g/cm3) 2.073
08._ Densidad Seca (g/cm3) 1.692
Contenido de Humedad 22.500%
Descripción Dimensiones
01._ Factor del Anillo (g) 0.463
02._ Peso del Espécimen (g) 406.980
03._ Altura (cm.) 10.000
04._ Diámetro (cm.) 5.000
05._ Volumen (cm3) 196.350
NºDeformación
(mm)
Esfuerzo
(mm)
Deformación
(%)
Área
Corregida
Fuerza
(Kg)
Esfuerzo
(Kg/cm2)
MECANICA DE SUELOS II EC 513 - H
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MECANICA DE SUELOS
1 0.00 0.00 0.000 19.630 0.000 0.000
2 0.01 3.32 0.010 19.632 1.534 0.078
3 0.01 4.34 0.010 19.632 2.005 0.102
4 0.02 5.05 0.020 19.634 2.333 0.119
5 0.03 5.65 0.030 19.636 2.610 0.133
6 0.04 6.39 0.040 19.638 2.952 0.150
7 0.04 7.03 0.040 19.638 3.247 0.165
8 0.05 7.60 0.050 19.640 3.510 0.179
9 0.06 8.24 0.060 19.642 3.806 0.194
10 0.07 9.13 0.070 19.644 4.217 0.215
11 0.07 9.64 0.070 19.644 4.453 0.227
12 0.09 10.47 0.090 19.648 4.836 0.246
13 0.10 11.69 0.100 19.650 5.400 0.275
14 0.12 12.26 0.120 19.654 5.663 0.288
15 0.13 12.45 0.130 19.656 5.751 0.293
16 0.15 12.71 0.150 19.659 5.871 0.299
17 0.16 12.77 0.160 19.661 5.898 0.300
18 0.17 12.90 0.170 19.663 5.959 0.303
19 0.19 12.65 0.190 19.667 5.843 0.297
20 0.20 12.45 0.200 19.669 5.751 0.292
21 0.22 12.13 0.220 19.673 5.603 0.285
22 0.23 11.50 0.230 19.675 5.312 0.270
23 0.25 10.73 0.250 19.679 4.956 0.252
24 0.26 9.96 0.260 19.681 4.601 0.234
25 0.28 9.13 0.280 19.685 4.217 0.214
26 0.29 8.30 0.290 19.687 3.834 0.195
27 0.31 7.34 0.310 19.691 3.390 0.172
28 0.32 6.71 0.320 19.693 3.099 0.157
29 0.33 6.07 0.330 19.695 2.804 0.142
30 0.35 5.17 0.350 19.699 2.388 0.121
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MECANICA DE SUELOS
C u r v a d e C o m p r e s ió n
0 . 0 0 0
0 . 0 5 0
0 . 1 0 0
0 . 1 5 0
0 . 2 0 0
0 . 2 5 0
0 . 3 0 0
0 . 3 5 0
0 . 0 0 0 0 . 0 5 0 0 . 1 0 0 0 . 1 5 0 0 . 2 0 0 0 . 2 5 0 0 . 3 0 0 0 . 3 5 0 0 . 4 0 0
D e f o r m a c ió n ( % )
Esf
uer
zo (
Kg
/cm
2)
Del gráfico sabemos que, s3=0 y q = s1
q = s1
c = s1max = 0.305 = 0.1525 Kg/cm2
2
Graficar el círculo de Mohr y trace la línea de falla. Determine el valor de la
cohesión del suelo (c).
Del círculo de Mohr obtenemos:
Resultados Finales
01._ Angulo de Fricción Interna 0º
02._ Cohesión (Kg/cm2) 0.1525
II._ Espécimen II
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Contenido de Humedad
01._ Peso de la tara + Suelo Húmedo (g) 637.88
02._ Peso de la tara + Suelo Seco (g) 559.81
03._ Peso de la tara (g) 231.92
04._ Peso del agua (g) 78.07
05._ Peso del suelo Seco (g) 327.89
06._ Peso del Suelo Húmedo (g) 405.96
07._ Densidad Húmeda (g/cm3) 2.07
08._ Densidad Seca (g/cm3) 1.67
Contenido de Humedad 23.81%
Descripción Dimensiones
01._ Factor del Anillo (g) 0.463
02._ Peso del Espécimen (g) 405.960
03._ Altura (cm.) 10.000
04._ Diámetro (cm.) 5.000
05._ Volumen 196.350
NºDeformación
(mm)
Esfuerzo
(mm)
Deformación
(%)
Área
Corregida
Fuerza
(Kg)
Esfuerzo
(Kg/cm2)
1 0.00 0.00 0.000 19.630 0.000 0.000
2 0.01 3.55 0.010 19.632 1.640 0.084
3 0.01 4.65 0.010 19.632 2.148 0.109
4 0.02 5.40 0.020 19.634 2.494 0.127
5 0.03 6.05 0.030 19.636 2.794 0.142
6 0.03 6.83 0.030 19.636 3.155 0.161
7 0.04 7.51 0.040 19.638 3.469 0.177
8 0.05 8.13 0.050 19.640 3.755 0.191
9 0.05 8.81 0.050 19.640 4.069 0.207
10 0.06 9.77 0.060 19.642 4.513 0.230
11 0.06 10.32 0.060 19.642 4.767 0.243
MECANICA DE SUELOS II EC 513 - H
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12 0.08 11.20 0.080 19.646 5.173 0.263
13 0.09 12.50 0.090 19.648 5.774 0.294
14 0.10 13.12 0.100 19.650 6.060 0.308
15 0.12 13.32 0.120 19.654 6.153 0.313
16 0.13 13.59 0.130 19.656 6.277 0.319
17 0.14 13.66 0.140 19.658 6.310 0.321
18 0.15 13.80 0.150 19.659 6.374 0.324
19 0.17 13.53 0.170 19.663 6.250 0.318
20 0.18 13.32 0.180 19.665 6.153 0.313
21 0.19 12.98 0.190 19.667 5.995 0.305
22 0.21 12.30 0.210 19.671 5.681 0.289
23 0.22 11.48 0.220 19.673 5.303 0.270
24 0.23 10.66 0.230 19.675 4.924 0.250
25 0.25 9.77 0.250 19.679 4.513 0.229
26 0.26 8.88 0.260 19.681 4.102 0.208
27 0.27 7.86 0.270 19.683 3.631 0.184
28 0.28 7.17 0.280 19.685 3.312 0.168
29 0.30 6.49 0.300 19.689 2.998 0.152
30 0.31 5.53 0.310 19.691 2.554 0.130
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Curva de Compresión
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.300
0.350
0.000 0.050 0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350
Deformación (%)
Esf
uer
zo (
Kg
/cm
2)
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MECANICA DE SUELOS
Del gráfico sabemos que, s3=0 y q = s1
q = s1
c = s1max = 0.325 = 0.1625 Kg/cm2
2
Graficar el círculo de Mohr y trace la línea de falla. Determine el valor de la
cohesión del suelo (c).
Del círculo de Mohr obtenemos:
Resultados Finales
01._ Angulo de Fricción Interna 0º
02._ Cohesión (Kg/cm2) 0.1625
Conclusiones y Recomendaciones
Ensayo de Compresión No Confinada
- Es un ensayo mucho más rápido que el de corte directo ya que en este
caso se considera que el esfuerzo principal menor s3 es cero y el ángulo de
fricción interna también es cero.
- Constituye un medio rápido y económico para determinar aproximadamente
la resistencia al corte de un suelo cohesivo.
- El experimento de compresión simple puede hacerse con control de
deformación unitaria o con control de esfuerzo que son procedimientos casi
universalmente conocidos.
- El efecto de la restricción lateral provista por la masa de suelo sobre la
muestra se pierde cuando la muestra es removida del terreno.
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- La condición interna del suelo (presión de poros, grado de saturación y
efectos de alteración del grado de saturación) no pueden controlarse.
- El ensayo de compresión simple no confinada generalmente no proporciona
un valor bastante confiable de la resistencia al corte del suelo.
Ensayo de Corte Directo
- Es recomendable no utilizar tasas de deformación unitarias demasiado altas
ya que es posible que la carga pico este entre las dos lecturas.
- Para suelos No Cohesivos el valor de C es cero (teóricamente) pero en la
practica no es así pues se puede obtener un valor de C debido a los efectos
de la tensión superficial de los materiales húmedos no cohesivos a menudo
que produce un valor de cohesión es grande que debería despreciarse a
menos que este en el orden de 10 a 15 kPa.
- El Área de la muestra cambia a medida que el ensayo progresa sin que esto
sea demasiado significativo ya que la mayoría de deformaciones fallan a
deformaciones bajas.
- La superficie de falla real no es un plano como se supuso o se intentó
obtener con el tipo de caja de corte que se diseñó ni tampoco se tiene una
distribución de esfuerzo cortante a lo largo de la superficie de falla como se
supuso también.
- En el ensayo usa una muestra muy pequeña por el consiguiente el
resultado de que los errores de preparación son importantes.
- Asegúrese de que las piedras porosas de que se encuentran en la caja de
corte y permitiendo transcurrir tiempo suficiente para que tenga lugar la
saturación.
- Ser extremadamente cuidadoso con arcilla blanda porque parte del material
puede ser extruído fuera de la caja en la zona de separación.
- La cohesión en ensayos sin drenar en una gran medida depende del
contenido de humedad, y el ángulo de fricción interna dependerá de la
relación de vacíos y de la forma de las partículas.
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