MÉTODO PARA DETERMINAR CORTE DIRECTO

METODO PARA DETERMINAR  CORTE DIRECTO

 

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Resistencia al Corte

La resistencia al corte es utilizada en mecánica de suelos para describir la magnitud del esfuerzo cortante que puede soportar un suelo. La resistencia al corte del suelo es el resultado de la fricción y el entrelazamiento de partículas, y posiblemente la cementación o la unión en los contactos de las partículas, debido al enclavamiento, el material particulado puede expandirse o contraerse en volumen ya que está sujeto a esfuerzos de cizallamiento.

Si el suelo expande su volumen, la densidad de partículas disminuirá y la resistencia disminuirá; en este caso, la resistencia máxima irá seguida de una reducción del esfuerzo cortante. La relación tensión-deformación se estabiliza cuando el material deja de expandirse o contraerse y cuando se rompen los enlaces entre partículas.

El estado teórico en el que el esfuerzo cortante y la densidad permanecen constantes mientras aumenta la deformación cortante puede denominarse estado crítico, estado estable o resistencia residual.

El comportamiento del cambio de volumen y la fricción entre partículas dependen de la densidad de las partículas, las fuerzas de contacto intergranulares y, en menor medida, de otros factores como la velocidad de cizallamiento y la dirección del esfuerzo cortante.

La fuerza de contacto intergranular normal promedio por unidad de área se denomina esfuerzo efectivo . Si no se permite que el agua fluya dentro o fuera del suelo, la ruta de tensión se denomina ruta de tensión no drenada.

Durante la cizalladura no drenada, si las partículas están rodeadas por un fluido casi incompresible como el agua, entonces la densidad de las partículas no puede cambiar sin drenaje, pero la presión del agua y la tensión efectiva cambiarán. Por otro lado, si se permite que los fluidos salgan libremente de los poros, las presiones de los poros permanecerán constantes y la ruta de prueba se denomina ruta de tensión drenada.

El suelo puede dilatarse o contraerse libremente durante el cizallamiento si se drena. En realidad, el suelo está parcialmente drenado, en algún lugar entre las condiciones idealizadas perfectamente sin drenaje y drenado. La resistencia al corte del suelo depende de la tensión efectiva, las condiciones de drenaje, la densidad de las partículas, la tasa de deformación y la dirección de la deformación. Para el cizallamiento de volumen constante sin drenaje, se puede utilizar la teoría de Tresca para predecir la resistencia al cizallamiento, pero para condiciones de drenaje, se puede utilizar la teoría de Mohr-Coulomb . Dos teorías importantes de la cizalladura del suelo son la teoría del estado crítico y la teoría del estado estacionario.

Cohesión

Es la atracción entre partículas, originada por lasa fuerzas moleculares y las películas de agua. Por lo tanto, la cohesión de un suelo variará si cambia su contenido de humedad. La cohesión se mide kg/cm2. Los suelos arcillosos tiene cohesión alta de 0,25 kg/cm2 a 1.5 kg/cm2, o más. Los suelos limosos tienen muy poca, y en las arenas la cohesión es prácticamente nula.

Fricción Interna

Es la resistencia al deslizamiento causado por la fricción que hay entre las superficies de contacto de las partículas y de su densidad. 

Como los suelos granulares tienen superficies de contacto mayores y sus partículas, especialmente si son angulares, presentan una buena trabazón, tendrán fricciones internas altas. En cambio, los suelos finos las tendrán bajas.

La fricción interna de un suelo, está definidas por el ángulo cuya tangente es la relación entre la fuerza que resiste el deslizamiento, a lo largo de un plano, y la fuerza normal «p» aplicada a dicho plano.

Los valores de este ángulo llamada ángulo de fricción interna f, varían de prácticamente 0º para arcillas plásticas, cuya consistencia este próxima a su límite líquido, hasta 45º o más, para gravas y arenas secas, compactas y de partículas angulares. Generalmente, el ángulo f para arenas es alrededor de 30º.

 

Corte Directo Bajo Condiciones Consolidadas Drenadas. ASTM D3080-03

1. Alcance y campo de aplicación

1.1 Este método de ensayo abarca la determinación de la resistencia de cizallamiento drenada consolidada de un material del suelo en cizallamiento directo. La prueba se realiza deformando una muestra a una velocidad de deformación controlada en o cerca de un único plano de cizallamiento determinado por la configuración del aparato. Generalmente, tres o más muestras se prueban, cada una bajo una carga normal diferente, para determinar los efectos sobre la resistencia al cizallamiento y el desplazamiento, y propiedades de resistencia como las envolventes de resistencia Mohr.

1.2 Las tensiones y desplazamientos de cizallamiento se distribuyen de forma no uniforme dentro de la muestra. No se puede definir una altura adecuada para el cálculo de las deformaciones unitarias cortantes. Por lo tanto, las relaciones de tensión-deformación unitaria o cualquier cantidad asociada, como el módulo, no se pueden determinar a partir de esta prueba.

1.3 La determinación de los sobres de resistencia y el desarrollo de criterios para interpretar y evaluar los resultados de las pruebas se dejan en el ingeniero u oficina que solicita la prueba.

1.4 Los resultados de la prueba pueden verse afectados por la presencia de tierra o partículas de roca, o ambas, (ver Sección 4).

1.5 Se seleccionan las condiciones de prueba, incluido el ambiente normal de tensión y humedad, que representan las condiciones de campo que se están investigando. La velocidad de cizallamiento debe ser lo suficientemente lenta como para garantizar condiciones de drenaje.

1.6 Puede haber casos en los que el espacio entre las placas debe aumentarse para acomodar tamaños de arena mayores que el espacio especificado. Actualmente no hay suficiente información disponible para especificar la dimensión de separación en función de la distribución del tamaño de partícula.

1.7 Los valores indicados en las unidades de pulgada-libra deben considerarse como el estándar. Dentro de este método de prueba, las unidades SI se muestran entre corchetes. Los valores indicados en cada sistema no son equivalentes exactos; por lo tanto, cada sistema debe utilizarse independientemente uno del otro.

1.8 Todos los valores observados y calculados se ajustarán a las directrices para dígitos significativos y redondeo establecidos en la Práctica D 6026.

1.8.1 El método utilizado para especificar cómo se recopilan, calculan o registran los datos en esta norma no está directamente relacionado con la precisión a la que se pueden aplicar los datos en el diseño u otros usos, o ambos. La forma en que se aplican los resultados obtenidos utilizando este estándar está fuera de su alcance.

1.9 Esta norma no pretende abordar todas las preocupaciones de seguridad, si las hay, asociadas con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer prácticas adecuadas de seguridad y salud y determinar la aplicabilidad de las limitaciones reglamentarias antes de su uso.

2. Referencias

 

3.-Aparatos para determinar el Corte Directo

4. Acondicionamiento de la Muestra de ensaye para determinar el Corte Directo

 

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