2. CONCEPTO DE RESISTENCIA A
LA CORTANTE DEL SUELO:
“La resistencia interna por unidad de
área que la masa de suelo ofrece
para resistir la falla y el deslizamiento
a lo largo de cualquier plano dentro
de él” (Braja Das 1985)
4. Teoría de Mohr - Coulomb
Establece que la rotura por corte de un punto de una masa de suelo ocurre cuando:
El esfuerzo cortante “t” llega a ser igual a la resistencia al corte del suelo “s”:
Donde:
s = La resistencia al corte del suelo en un punto dado y en una dirección dada.
c = Es la cohesión o cementación efectiva entre las partículas
σ = Esfuerzo normal a la dirección para la cual se considera la resistencia al corte.
Φ = Ángulo de fricción interna.
5. Teoría de Mohr - Coulomb
Ya que el valor de “σ” hace referencia al esfuerzo efectivo que es el que da la resistencia al
corte por fricción.
Donde:
u = Presión de los poros.
7. ENSAYOS
TRADICIONALES:
• Corte Directo
• Compresión Simple
• Compresión Triaxial
➢ Estos ensayos
pretenden presentar
información como c
y Φ para analizar las
relaciones esfuerzo –
deformación en los
suelos
8. ENSAYOS IN SITU:
• Aparato de veleta de corte (Grupo 1)
• Ensayo de Penetración Estándar (SPT) (Grupo 2)
• Ensayo de Penetración con cono Holandés (CPT) (Grupo 3)
• Ensayo de Carga Directa (Grupo 4)
• Ensayo de Corte Directo Insitu (Grupo 5)
➢ Qué es? (1pto)
➢ Equipos (1pto)
➢ Procedimiento (video) (1pto)
➢ Análisis de Resultados (1pto)
➢ Presentación (1pto)
9. Ángulo de fricción interna:
Es la representación matemática del
coeficiente de rozamiento = tanΦ
10. Ángulo de fricción interna Φ depende de:
Tipo de material.
Tamaño de los granos o partículas.
Forma de los granos o partículas.
Distribución de los tamaños de los granos o partículas.
Organización de las partículas.
Densidad del suelo.
Permeabilidad.
Presión normal o de confinamiento.
Presión de preconsolidación.
11. Ángulo de fricción interna:
Si aumentamos “α” llegaremos un momento
que F=fn. A este “α” se le denomina ángulo
de fricción del material Φ
12. Cohesión de suelos:
Representa la resistencia al cortante
producida por la cementación entre
partículas.
No Cohesivos o friccionantes.
Cohesión verdadera.
Cohesión aparente.
13. No Cohesivos o friccionantes :
Son suelos en los que no existe ningún
tipo de cementación.
Sufren asentamiento inmediatos
14. Cohesión aparente:
Son suelos que pueden llegar a tener
cierta cohesión a ciertos grados de
humedad.
Al sumergir la muestra en agua, pierde
fácilmente la cohesión.
15. Cohesión verdadera:
Son suelos que cuentan con fuerzas
electroestáticas, que se generan por una
película de agua absorbida.
17. ENSAYO DE COMPRESIÓN SIMPLE
• Consiste en fallar una muestra cilíndrica
de suelo sin confinamiento lateral a una
carga axial, en este ensayo se miden
deformaciones y se registran las fuerzas
que se producen al momento de la falla.
• La resistencia a compresión se usa para
calificar cualitativamente la consistencia
de arcillas saturadas.
18. Para determinar el esfuerzo compresivo “σ” se usa la siguiente
formula:
𝜎 =
𝑃
𝐴𝑐
Donde:
P = Carga compresiva
Ac = Área de la probeta
19. El Valor de “σ” corresponde a la carga a la cual falla
la muestra y la podemos llamar carga critica.
El momento al que se encuentra la carga critica la
conoceremos como resistencia a la compresión simple
“qu”
20. TIPOS DE FALLA:
• Frágil: Se muestra por una separación por corte en dos partes de la muestra.
• Plástica: Se muestra un abombamiento de la muestra de suelo y para deformaciones
grandes no se alcanza a producir falla por corte.
21. El valor del esfuerzo que equivale a la resistencia a la compresión simple “qu” es aquel
que produzca la falla de la muestra o el correspondiente al 15% de deformación, lo
primero que ocurra.
22. SENSIBILIDAD O TIXOTROPÍA DE LAS ARCILLAS
• Es la propiedad que tienen las arcillas para perder la
estructura que se formaron naturalmente al ser
remoldeadas.
25. ENSAYO DE CORTE DIRECTO
• Consta de un equipo con una caja
metálica en donde se coloca la muestra
a ensayar, pueden ser circulares o
cuadradas de entre 20 a 25cm2
transversalmente y de 25 a 30 mm de
altura.
• La caja está cortada horizontalmente en
dos partes, las fuerzas aplicadas de corte
hacen que se mueva la mitad de la caja
con respecto ala otra, generando la falla
sobre la muestra de suelo.
26. Las piedras porosas superiores e inferiores periten que las muestras saturadas
drenen y cuando la muestra es seca son cambiadas por placas metálicas.
27. Podemos controlar el ensayo de dos maneras:
1. Esfuerzo controlado: Se aplican valores fijos a la
fuerza tangencial “T”, en este caso solo se puede
observar y graficas la resistencia cortante pico.
2. Deformación controlada: Se mantiene un
velocidad constante de deformación y la fuerza se
lee con ayuda de un extensómetro.
28. Se costumbra a realizar el ensayo sobre tres muestras diferentes del mismo suelo, donde
podamos colocar cargas normales N1, N2 y N3 y fuerzas tangenciales T1, T2 y T3,
posteriormente se traza un diagrama σ contra T, si se considera que le material ensayado
cumple con el criterio de Mohr – Coulomb, la línea que une estos tres puntos forma una
línea recta 𝜏 = s = 𝑐 + 𝜎 tan 𝜑.
29. El valor de “c” representa la cohesión y la inclinación de la línea recta con respecto al
eje “t” nos da el ángulo de fricción interna.
30. Curva esfuerzo -
deformación:
Debido a que durante el
ensayo la muestra desuelo
va sufriendo deformaciones
de manera tangencial,
podemos obtener la
deformación en porcentaje:
𝜀 =
𝛬𝐷
𝐷
× 100
33. Es la presión de agua dentro de los poros del suelo, se la identifica con la letra “u”, la
presión de poros disminuye los esfuerzos normales entre partículas, trata de separarlas y
disminuye la resistencia de fricción.
Si el agua no está en movimiento, la altura del agua genera un fenómeno de presión
hidrostática:
𝜇 = 𝛾𝑤 ⋅ 𝑧𝑤
Donde:
𝛾𝑤= Peso unitario del agua
Zw= Profundidad vertical del punto por debajo del nivel de agua freática
38. ENSAYO DE COMPRESION
TRIAXIAL
• Se lo realiza usando muestras cilíndricas
que van envueltas en una membrana
impermeable de caucho, la misma que
debe estar llena de agua para poder
aplicar una presión de confinamiento en
todas las direcciones.
39. Podemos controlar el ensayo de dos maneras:
1. Esfuerzo controlado: Cuando la muestra se
deforma libremente bajo la aplicación de cargas
en el pistón vertical.
2. Deformación controlada: Siempre y cuando el
pistón de carga vertical permita una deformación
a una velocidad constante.
40. Con el pistón se aplica el esfuerzo axial σ1 tanto en la parte superior como
inferior y con la cámara los esfuerzos de confinamiento σ2 y σ3.
Por lo tanto, si la carga es P y la sección transversal de la muestra es A,
entonces:
𝜎1 =
𝑃
𝐴
+ 𝜎3
𝑃
𝐴
= 𝜎1 − 𝜎3
Como podemos observar en la ecuación es esfuerzo P/A es igual a la
diferencia entre los esfuerzos principales mayor y menor.
41. EL CIRCULO DE MOHR:
Si consideramos un elemento infinitesimal de volumen cúbico, de caras
verticales y horizontales de suelo sometido a un ensayo triaxial podemos ver
como actúan sus esfuerzos:
Donde podemos decir que: 𝜎2 = 𝜎3
42. En un sistema de
coordenadas
podemos observar
que el punto del
centro del circulo
de Mohr es:
43. Envolvente de falla:
Sus puntos corresponden
a los esfuerzos que
producen la falla, por
encima de la envolvente
de falla, no pueden existir.
