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Expositor: Wilfredo Gutiérrez Lazares
ghama@speedy.com.pe
TALLER BÁSICO DE
MECÁNICA DE SUELOS
Resistencia al Esfuerzo Cortante
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos
Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
El corte se producirá en tanto el elemento involucrado lo permita. A veces la acción de cortar se presenta con mucha facilidad y depende de los materiales, tanto el que genera el corte como el que se resiste a ser cortado.
Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
En algunos casos el elemento que genera el corte no logra su objetivo con facilidad. En este caso el elemento es varias veces mas resistente que la fuerza que se aplica para ser cortado, sin lograr su objetivo.
Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
Carga transmitida al terreno, por la Estructura.
Material solicitado por las cargas. Suelo de cimentación.
ANALOGÍA:
esponja
caja
En la mecánica de suelos, el elemento que genera el corte es la ESTRUCTURA que transmite una carga determinada; y el elemento resistente a ser cortado, corresponde al SUELO de CIMENTACIÓN. La comparación entre ambos, evalúa características de resistencia al corte o resistencia cortante.
Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
Una estructura de mayor carga genera deformación en el terreno de cimentación. Este último tolerará las cargas y sus incrementos hasta que sus características de resistencia lo permita.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
La carga transmitida al terreno dividida entre el área de contacto, es igual al esfuerzo transmitido. Si este esfuerzo genera el corte en el terreno, entonces se está evaluando la resistencia al esfuerzo cortante.
Área de contacto
Peso de la estructura
Suelo de cimentación
Tensión repartida en el terreno
N (carga de estructura)
b
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
A
B
D
C
El incremento de carga de la estructura presiona al terreno hasta el punto de generar el corte en el material, restando un trabajo homogéneo del suelo.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
A
B
D
C
Asentamiento o deformación
Carga Q
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO CORTANTE
Acomodo de partículas en la masa de suelo compactado, al cual se someterá a carga.
Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO NORMAL
�
PCarga o Esfuerzo
Asentamiento o Deformación
Pmax
Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos ESFUERZO TANGENCIAL
NCarga o Esfuerzo Cortante
Asentamiento o Deformación
Pmax
N
�
Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPOS DE ESFUERZO CORTANTE
CORTE DIRECTO
PRENSA DE CBRTRIAXIAL
Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos CORTE DIRECTO
¢= ºC= kg/cm20.13
26.9Parámetros de Resistencia:
Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos TRIAXIAL CU
0
20
40
60
80
100
120
140
0 3 6 9 12 15 18
Deformación Normal (%)
Esf
uer
zo D
esvi
ado
r (K
pa)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
D ef ormació n ( %)
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos TRIAXIAL CU
CIRCULO DE MOHR
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Esfuerzos Axial (Kpa)
Esf
uer
zos
Co
rtan
tes
(Kp
a)
C (Kpa) : 7.0€€€€ (°) : 11.1Parámetros de Resistencia:
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos COMPACTACIÓN DE SUELOS
CURVA DENSIDAD SECA vs HUMEDAD
2.190
2.210
2.230
2.250
2.270
2.290
2.310
2.330
2.350
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
Humedad (%)
Den
sid
ad S
eca
(gr/
cm3 )
Para cada variación de contenido de humedad se determina la densidad correspondiente. La gráfica permite hallar el valor máximo de dicha densidad a la cual le corresponde un óptimo contenido de humedad.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCTOR Y CBR
913
523
192
0.0
500.0
1000.0
1500.0
2000.0
2500.0
3000.0
3500.0
4000.0
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Penetracion (pulg.)
Pre
sió
n (
lbs/
pu
lg2 )
CURVA DENSIDAD SECA vs. HUMEDAD
2.140
2.160
2.180
2.200
2.220
2.240
2.260
2.280
2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0
Humedad (%)
Den
sida
d S
eca
(gr/
cm3 )
Marzo 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos CBRCURVA: DENSIDAD SECA vs. C.B.R.
CBR al 95% M DS
2.080
2.100
2.120
2.140
2.160
2.180
2.200
2.220
2.240
2.260
2.280
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
C.B.R.(%)
Den
sida
d S
eca
(gr/
cm3 )
CBR = 80
Mr = ( (CBR/0.0624) 1/1.176)/0.007 (psi) =62,888 psi
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