ENSAYO DE CORTE DIRECTO (NTP 339.171) OBJETIVO: Tiene por por objeto establecer establecer el el procedimiento procedimiento de ensayo ensayo para determinar 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 remoldadas. El ensayo consiste en: • Colocación de la muestra en el dispositivo de corte. • Aplicación de una carga normal. • isposición de los medios de drenaje y !umedecimiento de la muestra. • Consolidación de la muestra. • "iberación de los marcos #ue sostienen la muestra. • Aplicación de la l a $uerza de corte para !acer $allar la muestra.
APARATOS : Dispositivo d !"#$" . El dispositivo de carga debe ce%irse a lo siguiente. &ostener la probeta con seguridad entre dos piedras porosas colocadas una en cada cara, de tal manera #ue no se presenten movimientos de torsión sobre ella. Estar provisto de los dispositivos necesarios para: • Aplicar una $uerza normal en las caras de la muestra. • eterminar los cambios en el espesor de la muestra. • renar el agua a través de las piedras porosas. • &umergir la muestra en agua. • &er capaz de aplicar una $uerza de corte para !acer $allar la muestra a lo largo de un determinado plano 'corte (nico) o de planos 'corte doble) paralelos a las caras de la muestra. • "os marcos #ue sostienen la probeta deben ser lo su*cientemente r+gidos para evitar su de$ormación durante el corte. • "as di$erentes partes del dispositivo deben ser de un material resistente a la corrosión por sustancias contenidas en el suelo o por la !umedad del mismo.
Pid#"s po#os"s. "as piedras porosas deben ce%irse a lo siguiente: • eben ser de carburo de silicio, óido de aluminio o de un metal #ue no sea susceptible a la corrosión por sustancias contenidas en el suelo o la !umedad del mismo. • ependiendo del tipo de suelo #ue se va a ensayar, las piedras porosas deben tener la calidad adecuada para desarrollar el contacto necesario con la muestra y, adem-s, deben evitar la intrusión ecesiva de part+culas de suelo dentro de sus poros.
• ara ensayos con suelos normales, la calidad de las piedras debe permitir una permeabilidad de /.0 mm1s a 2 mm1s. ispositivo para la aplicación de la $uerza normal. ebe estar capacitado para aplicar r-pidamente la $uerza especi*cada sin ecederla y para mantenerla con una variación m-ima de 3 2 4 durante el proceso de ensayo. ispositivo para la aplicación de la l a $uerza de corte. • "a capacidad depende m-s #ue todo del tipo de control: con control de de$ormaciones o con control de es$uerzos. &e pre*ere generalmente el primero por la $acilidad para determinar, tanto el es$uerzo (ltimo, como la carga m-ima. • El e#uipo con control de de$ormaciones debe tener la capacidad para cortar la muestra a una velocidad de desplazamiento uni$orme, con una desviación de 3 2/ 4 y debe permitir el ajuste de la velocidad de desplazamiento dentro de un rango m-s o menos amplio. • "a velocidad de aplicación de la carga, depende de las caracter+sticas de consolidación del suelo. &e logra usualmente por medio de un motor con caja de transmisión y la $uerza de corte se determina por medio de un indicador de carga. • &i se usa el e#uipo con control de es$uerzos, debe ser capaz de aplicar la $uerza de corte sobre la muestra con incrementos de carga y grado de precisión. • E#uipo para el corte de la muestra. ebe ser adecuado para tallar la muestra de acuerdo con las dimensiones interiores de la caja de corte con un m+nimo de alteración. uede necesitarse un soporte eterior para mantener en alineamiento aial una serie de 5 o 6 anillos. 7tros • 8alanza. ebe tener una sensibilidad de /.2 g o /.2 4 del peso de la probeta. • e$orm+metros o diales. eben ser adecuados para medir los cambios en el espesor de la muestra con una sensibilidad de /.//5 mm '/.///29) y la de$ormación con sensibilidad de /./5 mm '/.//29). • Estu$a u orno de secado. Capaz de mantenerse a 22/ 3 0 ;C '56/ 3 < ;=) • >ecipientes para muestras de !umedad. • E#uipo para el remoldeo o compactación de probetas. • ?iscel-neos. @ncluyen: cronómetro, sierra de alambre, esp-tula, cuc!illos, enrasadores, agua destilada y dem-s elementos necesarios.
%&ESTRA: PREPARACI'N DE OS ESPECI%ENES: • &i se usa una muestra inalterada, debe ser su*cientemente grande para proveer un m+nimo de tres muestras idénticas.
• "a preparación de la muestra debe e$ectuarse de tal manera #ue la pérdida de !umedad sea insigni*cante. • "a muestra se talla sobre medida para las dimensiones del dispositivo de corte directo. • ara muestras inalteradas de suelos sensibles, debe tenerse etremo cuidado al labrar las muestras, para evitar la alteración de su estructura natural. • &e determina el peso inicial de la muestra para el c-lculo posterior posterior del contenido inicial de !umedad de acuerdo con la norma. • &i se utilizan muestras de suelos compactados, la compactación debe !acerse con las condiciones de !umedad y peso unitario deseados. &e puede e$ectuar directamente directamente en el dispositivo de corte, en un molde de dimensiones iguales a las del dispositivo de corte o en un molde mayor para recortarlas. • El di-metro m+nimo de las muestras circulares o el anc!o m+nimo para muestras rectangulares debe ser alrededor de 0/ mm '59). • ara minimizar las alteraciones causadas por el muestreo, el di-metro de las muestras obtenidas de tubos sacamuestras debe ser, por lo menos, 0 mm '2109) menor #ue el di-metro del tubo. • El espesor m+nimo de la muestra de ensayo, debe ser alrededor de 25 mm ' 9), pero no menor de un seto el tama%o m-imo de las part+culas del suelo. • "a relación m+nima di-metro1espesor o anc!o1espesor, seg(n la muestra, debe ser 5:2.
PROCEDI%IENTO • &e ensambla la caja de corte con los marcos alineados y se blo#uea. &e aplica una capa de grasa entre los marcos para lograr impermeabilidad impermeabilidad durante la consolidación y reducir la $ricción durante el corte. • &e introduce la muestra de ensayo con sumo cuidado. &e conecta el dispositivo de carga y se ajusta el dial para medir tanto la de$ormación durante el corte, como el cambio del espesor de la muestra y luego se determina el espesor inicial. "a costumbre de !umedecer las piedras porosas antes de la colocación y aplicación de la $uerza normal sobre las muestras, depender- del tipo de problema en estudio. ara muestras inalteradas obtenidas bajo el nivel $re-tico, deben !umedecerse las piedras. • ara suelos epansivos se debe e$ectuar el !umedecimiento después de la aplicación de la $uerza normal, para evitar epansiones #ue no son representativas de las condiciones de campo. • &e debe permitir una consolidación inicial de la muestra bajo una $uerza normal adecuada. espués de aplicar la $uerza normal predeterminada, se llena el depósito de agua !asta 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 $ases siguientes de corte de tal manera #ue la muestra esté saturada en todo momento. • "a $uerza normal #ue se apli#ue a cada una de las muestras depende de la in$ormación re#uerida. Bn solo incremento de ella puede ser apropiado para suelos relativamente *rmes. ara los dem-s suelos pueden ser necesarios varios incrementos con el objeto de prevenir el da%o de la muestra. El primer incremento depender- de la resistencia y de la sensibilidad del suelo. En general, esta $uerza no debe ser tan grande #ue !aga uir el material constitutivo de la muestra por $uera del dispositivo de corte. • urante el proceso de la consolidación deben registrarse las lecturas de de$ormación normal, en tiempos apropiados, antes de aplicar un nuevo incremento de la $uerza. • Cada incremento de la $uerza normal debe durar !asta #ue se complete la consolidación primaria. El incremento incremento *nal debe completar la $uerza normal especi*cada. • &e representan gr-*camente las lecturas de la de$ormación normal contra el tiempo. • Corte de la muestra. "uego de terminada la consolidación se deben soltar los marcos separ-ndolos aproimadamente /.50 mm '/./29), para permitir el corte de la muestra. • &e debe aplicar la $uerza de corte lentamente para permitir la disipación completa del eceso de presión de poros. &e contin(a el ensayo !asta #ue el es$uerzo de corte sea constante, o !asta #ue se logre una de$ormación del 2/ 4 del di-metro o de la longitud original. En el ensayo con control de es$uerzos, se comienza con incrementos de la $uerza de corte de aproimadamente un 2/ 4 de la m-ima estimada. Antes de aplicar un nuevo incremento, se permitir- por lo menos un <0 4 de consolidación bajo el incremento anterior. Cuando se !a aplicado del 0/ 4 al D/ 4 de la $uerza de $alla estimada, los nuevos incrementos ser-n de la mitad del valor de los aplicados !asta ese momento, o sea el 0 4 de la m-ima $uerza de corte. En la proimidad de la $alla, los incrementos de la $uerza pueden ser iguales a un cuarto del incremento inicial '5.0 4 de la $uerza normal de corte estimada). &e debe llevar registro de la $uerza de corte aplicada y la de$ormación normal y de corte para intervalos convenientes de tiempo. Con pre$erencia, el incremento de la $uerza de corte debe ser continuo. Terminado Terminado el ensayo, se remueve remueve la muestra muestra completa completa de la caja caja de corte, se seca en la estu$a y se determina el peso de los sólidos.
CC&OS Calc(lense los siguientes valores: valores: • Contenido inicial de !umedad. • eso unitario seco inicial y peso unitario !(medo inicial. • Es$uerzos de corte.
• >elación de vac+os antes y después de la consolidación y después del ensayo de corte, si se desea. • "os grados de saturación inicial y *nal, si se desea.
OBSERVACIONES • &e deben registrar todos los datos b-sicos del ensayo, incluyendo el es$uerzo normal, desplazamiento de corte y los valores correspondientes de la resistencia al corte m-imo y residual cuando se indi#ue, as+ como los cambios de espesor del espécimen. • ara cada probeta de ensayo se debe elaborar la curva es$uerzo de corte y de$ormación unitaria en un gr-*co con escalas aritméticas. • ebe prepararse, igualmente, un gr-*co #ue incluya los valores para las tres probetas de las $uerzas normales contra la resistencia al corte y determinar, a partir del mismo, los valores e$ectivos del -ngulo de $ricción y de la co!esión, c. • En el mismo gr-*co anterior podr-n incluirse los valores de las resistencias al corte residuales e indicar el -ngulo de $ricción interna residualF y de la co!esión si la !ubiere. • &e debe incluir el plan pl an general de procedimiento, as+ como secuencias especiales de carga o re#uisitos especiales de !umedad.
ENSAYO DE CORTE DIRECTO (NTP 339.171) A&%NO: V$" S"*dov"+ Jo+ ,,,1-7/1
ID:
DATOS DATOS DE ENSAYO ENSAYO 0 CORTE DIRECTO DI RECTO AT7& E" ?BE&T>EA7> "ongitud 0.
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