3.3 Resistencia de los Suelos al Cortante
3.3 Resistencia de los Suelos al Cortante
3.3 Resistencia de los Suelos al Cortante
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RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE<br />
Elaborado por :<br />
JAIME SUAREZ DIAZ<br />
BUCARAMANGA COLOMBIA
RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE<br />
τ = c’ + (σ - µ) Tan φ´<br />
(ECUACION ECUACION DE COULOMB)<br />
COULOMB<br />
COULOMB)<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
DEPENDE DE:<br />
φ = ANGULO DE FRICCION<br />
ROZAMIENTO = TAN φ<br />
TAMAÑO TAMA TAMAÑO O DE LAS PARTICULAS<br />
FORMA DE LAS PARTICULAS<br />
DISTRIBUCION DE TAMAÑOS TAMA TAMAÑOS OS DE PARTICULAS<br />
DENSIDAD<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
-CEMENTACION<br />
CEMENTACION<br />
- ADHERENCIA<br />
C = COHESION<br />
EN SUELOS GRANULARES C = O
COHESION APARENTE<br />
EN SUELOS NO SATURADOS LAS TENSIONES CAPILARES<br />
GENERAN UNA ADHERENCIA ENTRE LAS PARTICULAS<br />
DENOMINADA: COHESION APARENTE<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
RESISTENCIA A LA FRICCIÓN<br />
FRICCI N<br />
N<br />
W<br />
S<br />
Ø<br />
S<br />
N<br />
N<br />
Tan Ø = = Fricción<br />
∴ S = N Tan Ø<br />
S<br />
W<br />
S = Fuerza <strong>de</strong> cortante necesaria para que<br />
se <strong>de</strong>slice<br />
Ø<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
FRICCION + COHESION<br />
Goma<br />
N<br />
C<br />
W<br />
Ø<br />
S<br />
S = C + N Tan Ø<br />
Ø = Angulo <strong>de</strong> fricción interna<br />
C = Cohesión<br />
N<br />
S<br />
C<br />
Ø<br />
W<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Curva Esfuerzo - <strong>de</strong>formación<br />
<strong>de</strong>formaci n<br />
τ<br />
Esfuerzo <strong>de</strong> cortante<br />
Elaborado por :<br />
∆ x<br />
τ<br />
←<br />
τ<br />
←<br />
Desplazamiento horizont<strong>al</strong> ∆ x<br />
Dúctil<br />
(No sensitivo)<br />
Frágil<br />
(Sensitivo)
RESISTENCIA PICO Y RESISTENCIA RESIDUAL<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Condiciones<br />
drenadas<br />
Se dice que una condición condici n es drenada cuando el agua<br />
es capaz <strong>de</strong> fluir hacia afuera o hacia a<strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> la<br />
masa <strong>de</strong> suelo cuando es sometida a una carga y no se<br />
producen presiones <strong>de</strong> poro
Condiciones no- no drenadas<br />
Se dice que una condición condici n es drenada cuando el agua<br />
no es capaz <strong>de</strong> fluir hacia afuera o hacia a<strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> la<br />
masa <strong>de</strong> suelo cuando es sometida a una carga y se<br />
producen presiones <strong>de</strong> poro
Presión Presi n <strong>de</strong> poros<br />
En gener<strong>al</strong>, la presión presi n <strong>de</strong> poros consiste en la<br />
presión presi n en el agua <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> <strong>los</strong> poros <strong>de</strong>l suelo y<br />
se i<strong>de</strong>ntifica con la letra uu, , el cambio <strong>de</strong> presión presi n <strong>de</strong><br />
poros se <strong>de</strong>nomina como ∆uu,, exceso <strong>de</strong> presión presi n <strong>de</strong><br />
poros o <strong>de</strong>ficiencia <strong>de</strong> presión presi n <strong>de</strong> poros inducidas<br />
por las condiciones <strong>de</strong> carga.
Aumento <strong>de</strong> presión presi n <strong>de</strong> poros en el<br />
momento <strong>de</strong> una lluvia
Cambio <strong>de</strong> presión presi n <strong>de</strong> poros por lluvias<br />
con el tiempo
Esfuerzos tot<strong>al</strong>es y efectivos<br />
Esfuerzo tot<strong>al</strong> = esfuerzo efectivo + presión presi n <strong>de</strong> poros
<strong>Resistencia</strong> drenada y no-drenada<br />
no drenada<br />
La resistencia drenada es la resistencia <strong>de</strong>l suelo cuando se<br />
carga en forma lenta y no se producen presiones <strong>de</strong> poro en<br />
exceso <strong>de</strong>bidas a la aplicación aplicaci n <strong>de</strong> la carga<br />
La resistencia no-drenada no drenada es la resistencia <strong>de</strong>l suelo cuando<br />
se carga hasta la f<strong>al</strong>la en condiciones no-drenada no drenada o sea<br />
cuando las cargas que producen la f<strong>al</strong>la se aplican sobre la<br />
masa <strong>de</strong> suelo a una velocidad superior a la <strong>de</strong>l drenaje <strong>de</strong>l<br />
suelo.
ENVOLVENTE DE FALLA Y CIRCULO DE MOHR<br />
Punto <strong>de</strong> tangencia<br />
Circulo <strong>de</strong> Mohr<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
RESISTENCIA<br />
τ<br />
Esfuerzo <strong>de</strong> cortante<br />
c'<br />
Uf0<br />
Elaborado por :<br />
Esfuerzos efectivos<br />
(Drenados y no drenados)<br />
σ σ σ<br />
Esfuerzos efectivos tot<strong>al</strong>es ' o<br />
φ'<br />
Esfuerzos tot<strong>al</strong>es (No drenados)<br />
S=C, φ =0
Envolvente <strong>de</strong> f<strong>al</strong>la para arcillas saturadas<br />
τ<br />
Elaborado por :<br />
C 2'<br />
Esfuerzo <strong>de</strong> cortante<br />
c'<br />
Alta presión<br />
<strong>de</strong> consolidación<br />
φoc'<br />
φoc'<br />
Para presiones mayores a la<br />
presión <strong>de</strong> preconsolidación la<br />
envolvente pasa por el origen<br />
C´=0<br />
Baja presión<br />
<strong>de</strong> consolidación<br />
Esfuerzos efectivos σ '<br />
φ' NC
Esfuerzo <strong>de</strong> cortante -psi<br />
τ<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
0<br />
Envolvente sue<strong>los</strong> granulares<br />
0<br />
500<br />
Angulo <strong>de</strong> fricción secante 38.2°<br />
para σ ´ =650 psi (4480 kPa)<br />
Envolvente curva<br />
1000 1500 2000 2500 3000<br />
Esfuerzo norm<strong>al</strong> efectivo σ-psi
Angulo <strong>de</strong> friccion interna-φ´<br />
φ<br />
Reducción <strong>de</strong>l ángulo <strong>de</strong> fricción<br />
0<br />
∆φ<br />
es la reducción <strong>de</strong>l<br />
angulo <strong>de</strong> friccion para<br />
un aumento <strong>de</strong> 10 veces<br />
σ 3´ φ0= φ´ a 1 atmosfera<br />
Envolvente <strong>de</strong> esfuerzo efectivo<br />
1<br />
10<br />
Presion <strong>de</strong> confinamiento efectiva σ'3<br />
=<br />
Esc<strong>al</strong>a<br />
Presion atmosferica Pa logaritmica<br />
∆<br />
φ (Reducción <strong>de</strong><br />
ángulo <strong>de</strong> fricción)
τ<br />
Esfuerzo <strong>de</strong> cortante<br />
Envolvente para arenas gravas o<br />
enrocados<br />
Denso<br />
A mayor <strong>de</strong>nsidad la<br />
envolvente es mas<br />
curva<br />
φ' Denso<br />
Suelto<br />
φ' Suelto<br />
Esfuerzo efectivo σ'
Envolvente para arcillas parci<strong>al</strong>mente<br />
saturadas<br />
τ<br />
Esfuerzo <strong>de</strong> cortante<br />
c'<br />
Esfuerzo tot<strong>al</strong><br />
(No drenado)<br />
Elaborado por :<br />
Uf0<br />
Esfuerzos tot<strong>al</strong>es (No drenados)<br />
S =C, φ =0<br />
Esfuerzos efectivos σ tot<strong>al</strong>es σ' o σ<br />
Esfuerzo efectivo<br />
(Drenado y no-<br />
drenado)
Esfuerzo <strong>de</strong> cortante τ<br />
15<br />
10<br />
Trayectoria <strong>de</strong> esfuerzos<br />
Envolvente <strong>de</strong> esfuerzo efectivo<br />
<strong>Resistencia</strong><br />
no drenada<br />
φ'<br />
<strong>Resistencia</strong><br />
drenada<br />
Trayectoria<br />
<strong>de</strong> esfuerzos<br />
drenados<br />
5<br />
Elaborado por :<br />
Esfuerzo<br />
Trayectoria <strong>de</strong><br />
esfuerzos no<br />
inici<strong>al</strong><br />
0<br />
0 5<br />
drenados<br />
10 15 20 25<br />
Esfuerzo efectivo σ'<br />
(KPa)
Análisis An lisis a corto y a largo plazo<br />
Análisis An lisis a corto plazo<br />
En análisis an lisis a corto plazo se refiere a las<br />
condiciones durante la construcción construcci n o<br />
inmediatamente <strong>de</strong>spués <strong>de</strong>spu s <strong>de</strong> terminada la<br />
construcción. construcci n. Por ejemplo, si se construye un<br />
terraplén terrapl n <strong>de</strong> materi<strong>al</strong> arenoso sobre una fundación fundaci n<br />
<strong>de</strong> arcilla en un tiempo <strong>de</strong> dos meses el análisis an lisis a<br />
corto plazo se refiere a estos dos meses.<br />
Análisis An lisis a largo plazo<br />
Después Despu s <strong>de</strong> un periodo prolongado <strong>de</strong> tiempo las<br />
arcillas cargadas <strong>al</strong>canzan una condición condici n drenada<br />
y el análisis an lisis a largo plazo pue<strong>de</strong> re<strong>al</strong>izarse en<br />
condiciones drenadas. drenadas.
Esfuerzo <strong>de</strong> cortanteτ<br />
F<strong>al</strong>la progresiva<br />
Rebote<br />
T<strong>al</strong>ud excavado<br />
A B C<br />
B<br />
C A<br />
Tiempo t2<br />
Desplazamiento horizont<strong>al</strong>- ∆x<br />
Arcilla<br />
sobre-consolidada<br />
Superficie <strong>de</strong><br />
f<strong>al</strong>la potenci<strong>al</strong><br />
Esfuerzo <strong>de</strong> cortanteτ<br />
Esfuerzo <strong>de</strong> cortanteτ<br />
C<br />
B<br />
A<br />
Tiempo t1<br />
Desplazamiento horizont<strong>al</strong>- ∆x<br />
C<br />
B<br />
Tiempo t3<br />
Desplazamiento horizont<strong>al</strong>- ∆x<br />
A
u<br />
Promedio<br />
0<br />
u<br />
0<br />
ru= u/γz<br />
P<br />
τ<br />
Presión <strong>de</strong> poros<br />
Presión <strong>de</strong>bida <strong>al</strong><br />
nivel <strong>de</strong>l agua<br />
Tiempo<br />
Altura <strong>de</strong>l relleno<br />
Relación <strong>de</strong> persión <strong>de</strong><br />
poros promedio sobre<br />
la superficie <strong>de</strong> f<strong>al</strong>la<br />
Tiempo<br />
Nivel <strong>de</strong>l<br />
agua<br />
0<br />
Factor<br />
<strong>de</strong><br />
seguridad<br />
0<br />
Se aplica método φu=0<br />
Altura <strong>de</strong>l relleno<br />
Esfuerzo cortante promedio<br />
τ en el punto P<br />
Tiempo<br />
Variaciones con el tiempo<br />
<strong>de</strong>l esfuerzo <strong>de</strong> cortante, la<br />
presión presi n <strong>de</strong> poros y el factor<br />
<strong>de</strong> seguridad para un<br />
terraplén terrapl n sobre una arcilla<br />
saturada<br />
Factor <strong>de</strong> seguridad contra<br />
f<strong>al</strong>la <strong>de</strong> la fundación Método (C´φ´)<br />
Disipación <strong>de</strong> presión <strong>de</strong> poros Presión <strong>de</strong> poros <strong>de</strong> equilibrio<br />
Tiempo<br />
Construcción rápida
Nivel piezométrico inici<strong>al</strong><br />
Nivel piezométrico fin<strong>al</strong><br />
Presiñon <strong>de</strong> poros µ<br />
Factor <strong>de</strong> seguridad F<br />
0<br />
Linea equipotenci<strong>al</strong><br />
0<br />
A=0<br />
Nivel <strong>de</strong> agua fin<strong>al</strong><br />
Se aplica método φu=0<br />
Nivel <strong>de</strong> agua fin<strong>al</strong><br />
A=1<br />
A=1<br />
A=0<br />
Nivel <strong>de</strong> agua origin<strong>al</strong><br />
Nivel <strong>de</strong> agua fin<strong>al</strong><br />
Presión <strong>de</strong> poros <strong>al</strong> fin<strong>al</strong><br />
<strong>de</strong> excavación A=1<br />
Presión <strong>de</strong> poros <strong>al</strong> fin<strong>al</strong><br />
<strong>de</strong> excavación A=0<br />
Nivel <strong>de</strong> agua fin<strong>al</strong><br />
Tiempo<br />
Factor <strong>de</strong> seguridad Método (C´φ´)<br />
Redistribución <strong>de</strong> presión <strong>de</strong> poros Presión <strong>de</strong> <strong>de</strong> poros <strong>de</strong> equilibrio<br />
Construcción rápida<br />
Tiempo<br />
Variación Variaci n con el<br />
tiempo <strong>de</strong> la<br />
presión presi n <strong>de</strong> poros<br />
y <strong>de</strong>l factor <strong>de</strong><br />
seguridad<br />
durante y<br />
<strong>de</strong>spués <strong>de</strong>spu s <strong>de</strong> la<br />
excavación excavaci n <strong>de</strong> un<br />
t<strong>al</strong>ud en arcilla
ECUACION DE COULOMB PARA SUELOS PARCIALMENTE<br />
SATURADOS<br />
τ = c’ + (σ - µ) Tan φ’ + (µ - µa) Tan φ’
Su Su<br />
=<br />
Su vertic<strong>al</strong> Su pra β 90°<br />
2.0<br />
1.0<br />
0 0<br />
Horizont<strong>al</strong><br />
β=90°<br />
σ1f<br />
Inclinado<br />
β=30°<br />
σ1f<br />
30°<br />
Lutita, Su=3300 kPa<br />
Lutita, Su=125 kPa<br />
Arcilla, Su=28kPa<br />
Lodo, Su=19kPa<br />
β=Angulo <strong>de</strong>l eje <strong>de</strong> la muestra triaxi<strong>al</strong><br />
con la horizont<strong>al</strong> en el terreno<br />
Vertic<strong>al</strong><br />
β=90°<br />
0<br />
30 60 90<br />
σ1f<br />
2.0<br />
1.0<br />
3A-14
<strong>Resistencia</strong> la compresión (σ1 σ3)f -psi<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
Fatiga (creep)<br />
1 hora 1 día 1 Semana<br />
0 50 100 500 1000 5000 10000<br />
Tiempo <strong>de</strong> f<strong>al</strong>la en minutos<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
<strong>Resistencia</strong> la compresión (σ1 σ3)f -KN/m²<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Porcentaje <strong>de</strong> la resistencia a corto plazo
ENSAYOS DE RESISTENCIA<br />
El objetivo es obtener: obtener<br />
Envolvente <strong>de</strong> f<strong>al</strong>la efectiva (c'' and φ'' )<br />
<strong>Resistencia</strong> <strong>al</strong> cortante<br />
tan φ''<br />
cortante ςmax max =<br />
<strong>Resistencia</strong> tot<strong>al</strong> o no drenada<br />
Su o c u<br />
Su u / σvo vo'' = 0.5 sen φ'' OCR 0.5<br />
= c'' + σN'' ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
TIPOS DE ENSAYO<br />
Compresión Compresi inconfinada o simple<br />
Compresión Compresi triaxi<strong>al</strong><br />
Corte directo<br />
Columna resonante<br />
Veleta miniatura<br />
C B R<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO DE COMPRESIÓN COMPRESI N INCONFINADA<br />
ESFUERZO AXIAL<br />
ESFUERZO AXIAL<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Inconfinada (U)<br />
Conf. es cero<br />
Carga <strong>de</strong> f<strong>al</strong>la<br />
Plano <strong>de</strong> f<strong>al</strong>la <strong>de</strong><br />
menor resistencia<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
RESISTENCIA A LA COMPRESION INCONFINADA<br />
Axi<strong>al</strong> Stress, σ a (kPa)<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Unconfined Compression<br />
0 1 2 3 4 5 6<br />
Axi<strong>al</strong> Strain, ε a (%)<br />
qu = 102 kPa = 2 cu<br />
<strong>Resistencia</strong> <strong>al</strong> corte<br />
no-drenado<br />
cu = su = 51 kN/m2
ENSAYO DE COMPRESIÓN COMPRESI N INCONFINADA<br />
Esf. De corte, τ<br />
C<br />
Ensayo<br />
Esf. Norm<strong>al</strong> , σ<br />
Ø= 0<br />
C<br />
=<br />
q u<br />
2<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO DE COMPRESION SIMPLE<br />
S = u = 1/2 qu<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO DE COMPRESIÓN COMPRESI N INCONFINADA<br />
Ensayo rápido pido y económico<br />
econ mico para aproximar la<br />
resistencia <strong>de</strong> sue<strong>los</strong> cohesivos a poca<br />
profundidad.<br />
profundidad.<br />
Son poco confiables para muestras obtenidas<br />
a profundida<strong>de</strong>s gran<strong>de</strong>s. gran<strong>de</strong>s.<br />
Solo <strong>de</strong>be re<strong>al</strong>izarse en muestras extruídas extru das<br />
directamente <strong>de</strong>l tubo y ensayados a la<br />
tot<strong>al</strong>idad <strong>de</strong> diámetro di metro origin<strong>al</strong>.<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO DE COMPRESION TRIAXIAL<br />
Esf. Esf.<br />
later<strong>al</strong><br />
σ<br />
3<br />
Esfuerzo Axi<strong>al</strong><br />
σ<br />
suelo<br />
σ<br />
1<br />
1<br />
σ<br />
3<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO DE COMPRESION TRIAXIAL<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Envolvente <strong>de</strong> f<strong>al</strong>la<br />
corte, τ<br />
Esf. Esf Esf. . De corte, corte τ<br />
C<br />
τ<br />
S = C + σ Tan Tan Ø<br />
σ 3 σ 1<br />
Esf. Esf Esf. . norm<strong>al</strong>, σ<br />
Ø<br />
σ<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Shear Stress, τ (kPa)<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
ENVOLVENTE DE MOHR<br />
SM/ML Residuum, Opelika NGES, Alabama<br />
Mohr-Coulomb Parameters:<br />
c' = 0; φ' = 34.0°<br />
σ3f'<br />
0 100 200 300 400 500 600 700 800<br />
Effective Norm<strong>al</strong> Stress, σ N' (kPa)<br />
tanφ' =<br />
0.675<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
q = = (σ1' - σ3')/2 (kPa)<br />
TRAYECTORIA DE ESFUERZOS<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
SM/ML Residuum, Opelika NGES, AL<br />
Mohr-Coulomb Parameters:<br />
q = 0.58 p'<br />
r 2 = 0.93<br />
n = 22<br />
c' = 0; φ' = 35.3°<br />
0 100 200 300 400<br />
p' = (σ1' + σ3')/2 (kPa)<br />
sinφ'<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
TIPOS DE ENSAYO TRIAXIAL<br />
No consolidado – No<br />
drenado (UU)<br />
Consolidado – No drenado<br />
(CU)<br />
Consolidado – drenado (<br />
CD)<br />
Consolidado – No drenado<br />
con medición medici <strong>de</strong> presión presi <strong>de</strong><br />
poros (CU o CU’) CU<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO TRIAXIAL<br />
CONSOLIDADO DRENADO C D<br />
La muestra es consolidada<br />
La carga se aplica permitiéndole<br />
permiti ndole a la muestra<br />
drenar<br />
Aplicable para ev<strong>al</strong>uar resistencia a largo plazo<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
TRIAXIAL CONSOLIDADO - DRENADO<br />
- ES LENTO<br />
- FACIL DE HACER<br />
- ES EL MAS UTILIZADO<br />
- LA VELOCIDAD DE ENSAYO NO DEBE<br />
PERMITIR PRESIONES DE PORO<br />
SUPERIORES AL 50% DE LA PRESION<br />
DE CONFINAMIENTO
ENSAYO TRIAXIAL CONSOLIDADO DRENADO<br />
C D<br />
Se gasta mucho tiempo para encontrar la<br />
resistencia a esfuerzos efectivos para un rango <strong>de</strong><br />
presiones <strong>de</strong> consolidación.<br />
consolidaci .<br />
Se requiere ensayar varias muestras. muestras<br />
Los resultados son útiles tiles para estabilidad <strong>de</strong><br />
t<strong>al</strong>u<strong>de</strong>s en cortes. cortes<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO TRIAXIAL CONSOLIDADO<br />
NO-DRENADO<br />
NO DRENADO C U<br />
A la muestra se le permite drenar <strong>al</strong> colocarle la<br />
carga <strong>de</strong> consolidación consolidaci . Se impi<strong>de</strong> el drenaje para<br />
colocarle la carga axi<strong>al</strong>.<br />
CU con/ presión presi <strong>de</strong> poros (CU)<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
TRIAXIAL CONSOLIDADO- CONSOLIDADO<br />
CONSOLIDADO- NO DRENADO C U<br />
EJEMPLO: - COLOCACION RAPIDA DE UN TERRAPLEN<br />
- DESEMBALSE RAPIDO DE UNA PRESA
ENSAYO TRIAXIAL CONSOLIDADO<br />
NO-DRENADO<br />
NO DRENADO C U<br />
Ensayo rápido pido con varias muestras para<br />
<strong>de</strong>terminar la resistencia <strong>al</strong> corte para un<br />
rango <strong>de</strong> presiones <strong>de</strong> consolidación.<br />
consolidaci .<br />
Si se mi<strong>de</strong>n las presiones <strong>de</strong> poro se pue<strong>de</strong>n<br />
<strong>de</strong>terminar <strong>los</strong> parámetros<br />
par metros <strong>de</strong> presión presi<br />
efectiva. efectiva<br />
Los resultados son útiles tiles para problemas <strong>de</strong><br />
construcción construcci por estapas. estapas.<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYOS TRIAXIALES NO-CONSOLIDADOS<br />
NO CONSOLIDADOS<br />
NO-DRENADOS<br />
NO DRENADOS U U<br />
No se permite el drenaje <strong>de</strong> las muestras durante la<br />
tot<strong>al</strong>idad <strong>de</strong> <strong>los</strong> mensayos.<br />
mensayos.<br />
Los resultados <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>n <strong>de</strong>l grado <strong>de</strong> saturación saturaci (S)<br />
Si S = 100% φ = 0<br />
Este ensayo no produce resultados confiables para<br />
sue<strong>los</strong> granulares saturados.<br />
saturados.
ENSAYOS TRIAXIALES NO-CONSOLIDADOS<br />
NO CONSOLIDADOS<br />
NO-DRENADOS<br />
NO DRENADOS U U<br />
Rápidos pidos y relativamente económicos<br />
econ micos. .<br />
La confiabilidad <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> que la muestra<br />
retenga las propieda<strong>de</strong>s “In In-situ situ” .<br />
Los ensayos <strong>de</strong>ben re<strong>al</strong>izarse solamente en<br />
muestras extruídas extru das directamente <strong>de</strong>l tubo y<br />
ensayados a la tot<strong>al</strong>idad <strong>de</strong>l diámetro di metro. .<br />
Utilizados para problemas <strong>de</strong> estabilidad <strong>de</strong><br />
terraplenes.<br />
terraplenes<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
TRIAXIAL NO CONSOLIDADO NO DRENADO<br />
(ENSAYO RAPIDO)<br />
U U<br />
CARGA COLOCADA MUY RAPIDAMENTE SOBRE UNA ARCILLA<br />
NO SATURADA
φ MAYORES CONSOLIDADO DRENADO C D<br />
φ MENORES NO CONSOLIDADO NO DRENADO U U<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
SELECCION DE LA PRESION DE<br />
CONFINAMIENTO<br />
Debe simular las presiones re<strong>al</strong>es in-situ in situ<br />
Gener<strong>al</strong>mente tres presiones <strong>de</strong><br />
confinamiento<br />
Presi Presión origin<strong>al</strong> (σ’ ( vo )<br />
Máxima xima presión presi vertic<strong>al</strong> futura esperada<br />
Una Una presión presi intermedia<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Ensayo ciclíco<br />
Esfuerzo <strong>de</strong>sviador KPa<br />
Ensayo ciclíco<br />
Esfuerzo axi<strong>al</strong> %<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
-20<br />
-40<br />
-60<br />
10<br />
5<br />
0<br />
-5<br />
0 10 20 30<br />
Tiempo - Segundos<br />
-10<br />
0 10 20 30<br />
Tiempo - Segundos<br />
Ensayo triaxi<strong>al</strong> cíclico<br />
Ensayo ciclíco<br />
Confinamiento efectivo KPa<br />
Esfuerzo <strong>de</strong>sviador σ1− σ KPa<br />
en la segunda parte <strong>de</strong>l ensayo<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
0 10 20<br />
Tiempo - Segundos<br />
30<br />
20<br />
0<br />
0 5 10 15 20 25<br />
Deformación Axi<strong>al</strong><br />
(Relativa a la posición antes <strong>de</strong> <strong>los</strong> cic<strong>los</strong>) %
Esf. Esf.<br />
corte<br />
ENSAYO DE CORTE DIRECTO<br />
Esf. norm<strong>al</strong>, σ<br />
Muestra<br />
Plano corte<br />
Esf.<br />
Corte
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
corte τ<br />
Esf. Esf Esf. . De corte τ<br />
Esfuerzo pico<br />
Esfuerzo último<br />
ltimo<br />
Deformación Deformaci horizont<strong>al</strong><br />
ENSAYO DE CORTE DIRECTO<br />
corte, τ<br />
Esfuerzo <strong>de</strong> corte, corte τ<br />
C<br />
Esfuerzo norm<strong>al</strong> norm<strong>al</strong>, σ<br />
norm<strong>al</strong>, σ<br />
Ø
RESULTADOS DEL ENSAYO DE CORTE DIRECTO<br />
Shear Stress, τ (kPa)<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
Direct Shear Tests on Triassic Clay, R<strong>al</strong>eigh, NC<br />
0<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10<br />
Displacement, δ (mm)<br />
σ n'<br />
(kPa)=<br />
214.5<br />
135.0<br />
74.7<br />
Shear Stress, τ (kPa)<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Direct Shear Tests on Triassic Clay, R<strong>al</strong>eigh, NC<br />
0 50 100 150 200 250<br />
Effective Norm<strong>al</strong> Stress, σ n' (kPa)<br />
0.488 = tanφ'<br />
Strength Parameters:<br />
c' = 0; φ' = 26.0 o
ENSAYO DE CORTE DIRECTO<br />
Utilizado en sue<strong>los</strong> granulares para obtener<br />
el ángulo ngulo <strong>de</strong> fricción. fricci .<br />
El tamaño tama <strong>de</strong> las partículas part culas está est limitado por<br />
el tamaño tama <strong>de</strong> la caja <strong>de</strong> ensayo. ensayo<br />
Se pue<strong>de</strong> obtener el ángulo ngulo <strong>de</strong> fricción fricci<br />
residu<strong>al</strong> para v<strong>al</strong>ores gtran<strong>de</strong>s <strong>de</strong> “Strain Strain”<br />
Para sue<strong>los</strong> cohesivos se requiere <strong>de</strong> equipos<br />
especi<strong>al</strong>es.<br />
especi<strong>al</strong>es<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO DE CORTE DIRECTO<br />
El más antiguo y más sencillo<br />
Se pue<strong>de</strong>n re<strong>al</strong>izar ensayos UU, CU, CD<br />
Desventajas :<br />
Superficie <strong>de</strong> f<strong>al</strong>la pre-<strong>de</strong>terminada<br />
pre <strong>de</strong>terminada<br />
El área rea <strong>de</strong> f<strong>al</strong>la disminuye a medida que avanza el<br />
ensayo<br />
El control <strong>al</strong> drenaje es limitado<br />
La distribución distribuci <strong>de</strong> esfuerzos sobre la superficie<br />
<strong>de</strong> f<strong>al</strong>la no es uniforme<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO DE CORTE DIRECTO<br />
- SIMPLE Y ECONOMICO<br />
- NO MIDE PRESION DE<br />
POROS<br />
- BUENO PARA NIVELES<br />
BAJOS DE ESFUERZOS<br />
-SE SE OBTIENEN<br />
RESISTENCIAS MAYORES<br />
QUE LOS TRIAXIALES<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Corte directo en anillo
Ensayo <strong>de</strong> superficie <strong>de</strong> f<strong>al</strong>la plana
Manija<br />
Ensayo <strong>de</strong> veleta<br />
e<br />
h<br />
d<br />
Cabeza <strong>de</strong> torque<br />
y lector<br />
Resorte c<strong>al</strong>ibrado<br />
eje<br />
Veleta<br />
Muestra
1 pulg<br />
Ensayo <strong>de</strong> “torvane”
ENSAYO DE COLUMNA RESONANTE<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO DE C B R<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO DE C B R<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO EN CENTRIFUGA
ENSAYO EN CENTRIFUGA
FUNDAMENTO DEL ENSAYO DE CENTRIFUGA<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO EN CENTRIFUGA<br />
ELABORACION DEL MODELO<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO EN CENTRIFUGA<br />
RECIPIENTE PARA COLOCACION DEL MODELO<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO EN CENTRIFUGA<br />
MODELO ENSAYADO<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Ensayo <strong>de</strong> Penetración Penetraci n Estándar Est ndar<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
SPT<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Numero <strong>de</strong><br />
penetración<br />
penetraci n<br />
estándar est ndar N<br />
0 a 3<br />
3 a 8<br />
8 a 25<br />
25 a 42<br />
42 a 58<br />
PENETRACION ESTANDAR<br />
SUELOS GRUESOS<br />
Densidad relativa<br />
%<br />
0 a 15<br />
15 a 35<br />
35 a 65<br />
65 a 85<br />
85 a 100<br />
Estado <strong>de</strong>l suelo<br />
Muy suelto<br />
Suelto<br />
Medio<br />
Denso<br />
Muy <strong>de</strong>nso
Numero <strong>de</strong><br />
penetración<br />
penetraci n<br />
estándar est ndar N<br />
0 a 2<br />
2 a 5<br />
5 a 10<br />
10 a 20<br />
20 a 30<br />
> 30<br />
PENETRACION ESTANDAR<br />
SUELOS FINOS<br />
Consistencia<br />
Muy blanda<br />
Blanda<br />
Medio firme<br />
Firme<br />
Muy firme<br />
Dura<br />
<strong>Resistencia</strong> a<br />
compresión<br />
compresi n kPa<br />
0 a 25<br />
25 a 50<br />
50 a 100<br />
100 a 200<br />
200 a 400<br />
> 400
SPT<br />
Presion norm<strong>al</strong> efectiva σ'vo<br />
(kgf/cm²)<br />
0<br />
1<br />
2<br />
0 10 20 30 40 50 60<br />
3<br />
0 10 20 30<br />
SPT (N)<br />
40 50 60
ENSAYO DE PENETRACION DE CONO<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
CPT<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Presion norm<strong>al</strong> efectiva - σ 'vo (kgf/cm²)<br />
0<br />
0.5<br />
1.0<br />
1.5<br />
2.0<br />
2.5<br />
3.0<br />
CPT<br />
0 100 200 300 400 500<br />
φ 48°<br />
3.5<br />
42°<br />
30° 32°34° 36° 38° 40°<br />
4.0<br />
0 100 200 300 400<br />
<strong>Resistencia</strong> <strong>de</strong> cono qc (kgf/cm²)<br />
500<br />
46°<br />
44°
PRUEBA DE PRESUROMETRO<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
PRUEBA DE DILATOMETRO<br />
ELABORÓ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
-<br />
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