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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD 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, MECANICA DE SUELOS II EC 513 - H

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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.

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- 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

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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

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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:

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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

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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

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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

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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

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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)

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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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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MECANICA DE SUELOS

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

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MECANICA DE SUELOS

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)

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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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DEPARTAMENTO ACADEMICO DE MECANICA DE SUELOS

- 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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