Trabajo de Esfuerzos Horizontales y Corte Directo

1. PRESION LATERAL DE SUELOS
Docente :
Ing Pedro Maquera Cruz
Estudiante :
Richard Larino Chura
UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA
25 De Octubre del 2018

2. Presión lateral del suelo es la presión que el suelo ejerce en el plano horizontal. Las
aplicaciones más comunes de la teoría de presiones laterales en suelos son el
diseño de estructuras cimentadas como muros de tierras, zapatas, túneles y para
determinar la fricción del terreno en la superficie de cimentaciones profundas.
Para describir la presión que un suelo puede ejercer se usa un coeficiente de
presión lateral, K. K es la relación entre la presión lateral u horizontal respecto a la
presión vertical (K = σh'/σv'). Esta fórmula está asumida por ser directamente
proporcional y se cumple en cualquier punto del suelo. K puede depender de las
propiedades mecánicas del suelo y de la historia tensional del suelo. Los
coeficientes de presión lateral puede variar dentro de tres categorías: presión en
reposo, presión activa y presión pasiva.
DEFINICION

3. IMPORTANCIA
Gracias al estudio de las presiones laterales, podemos calcular Los empujes
que la tierra ejerce sobre el muro o viceversa, con lo cual podremos rediseñar
las estructuras para soportar cargas sin sufrir volcamiento o alteraciones que
perjudiquen su estructura

4. Presión en
reposo
La presión en reposo, representadas por K0, es la presión horizontal del terreno. Esta puede ser
medida directamente por el test dilatométrico (DMT) o por un "borehole pressuremter test"
(PMT). Estos experimentos son caros, por eso se usan relaciones empíricas para predecir el resto
de presiones que son más difíciles de obtener y que dependen generalmente del ángulo de
rozamiento interno. Algunas fórmulas son:
Jaky (1948) para suelos normalmente consolidados:

5. Mayne & Kulhawy (1982)​ para suelos sobreconsolidados
La última requiere un perfil OCR profundo para ser determinada

6. Presión activa y pasiva
El estado activo ocurre cuando existe una relajación en la masa de suelo que lo
permite moverse hacia fuera del espacio que limitaba la tensión del suelo (por ejemplo
un muro de tierra que se rompe); esto es que el suelo está fallando por extenderse.
Ésta es la presión mínima a la que el suelo puede ser sometida para que no se rompa.
Al contrario el estado pasivo ocurre cuando la masa de suelo está sometida a una
fuerza externa que lleva al suelo a la tensión límite de confinamiento. Esta es la máxima
presión a la que puede ser sometida un suelo en el plano horizontal.

7. Teoría de Rankine
La teoría de Rankine, desarrollada en 1857,3 es la solución a un campo de tensiones que
predice las presiones activas y pasivas del terreno. Esta solución supone que el suelo está
cohesionado, tiene una pared que está friccionando, la superficie suelo-pared es vertical, el
plano de rotura en este caso sería planar y la fuerza resultante es paralela a la superficie libre
del talud. Las ecuaciones de los coeficientes para presiones activas y pasivas aparecen a
continuación. Observe que φ' es el ángulo de rozamiento del suelo y la inclinación del talud
respecto a la horizontal es el ángulo β.

8. Para el caso en que β sea 0, las ecuaciones de arriba se simplifican como:

9. Teoría de Coulomb
Coulomb (1776)​ fue el primero en estudiar el problema de las presiones laterales del
terreno y estructuras de retención. Coulomb se limitó a usar la teoría de equilibrio que
considera que un bloque de terreno en rotura como un cuerpo libre (o sea en
movimiento) para determinar la presión lateral limitante. La presión limitante horizontal
en fallo en extensión o compresión se determinan a partir de las
constantes Ka y Kprespectivamente.

10. Relación de Bell
Para suelos con cohesión Bell desarrolló una solución analítica que usa la raíz del
coeficiente K para predecir la contribución de la cohesión a la presión resultante. Estas
ecuaciones expresan las presiones horizontales totales. El primer término representa la
contribución no cohesiva y el segundo término la contribución cohesiva. La primera
ecuación es para una situación activa y la segunda para una situación pasiva:

11. ENSAYO DE CORTE DIRECTO

12. El ensayo de corte directo consiste en hacer deslizar una porción de suelo,
respecto a otra a lo largo de un plano de falla predeterminado mediante la
acción de una fuerza de corte horizontal incrementada, mientras se aplica una
carga normal al plano del movimiento

13. Componentes de la resistencia al corte
De la ley de Coulomb se desprende que la resistencia al corte de suelos en términos generales
tiene dos componentes:
a) Fricción (tg Φ) que se debe a la trabazón entre partículas y al roce entre ellas cuando están sometidas
a esfuerzos normales.
b) Cohesión (C) que se debe a fuerzas internas que mantienen unidas a las partículas en una masa.
Como en la ecuación ” tf = c + σ n * tg Φ” existen dos cantidades desconocidas (c y Φ), se requiere
obtener dos valores, como mínimo de esfuerzo normal y esfuerzo cortante para obtener una solución.

14. Para Comenzar procedimos a recoger la
muestra en el sector de Sama donde se
hizo una calicata a 2 metros de
profundidad

15. * En el proceso se procedió a calcular la densidad insitu, resultando ser de 1.583gr/cm3
* En el laboratorio se calculo un porcentaje de humedad de 2.20%
Con eso se hicieron los cálculos para el corte directo
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑥 𝑣𝑜𝑙. 𝑐𝑎𝑗𝑎 = 1.583𝑥72 = 113.976𝑔𝑟
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐷𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑀𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑥 %ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 = 400.0 ∗
2.2
100
= 8.80𝑔𝑟
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑀𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 =
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
3
=
113.976
3
= 37.992𝑔𝑟

16. * Con esto procedimos a pesar 400gr de los cuales sacamos los 3 pesos de
37.992gr de muestra y después posteriormente pesamos los 8.8gr de agua
para el ensayo
* Luego de los cálculos, pasamos a tamizar a través de la malla nro. 4, 500gr
de muestra sacada de la calicata

17. * Después procedimos a meter las 3 capas de muestra compactando una
antes de otra, también se coloco un pedazo cuadrado de papel periódico a
modo de filtro, al final y al inicio de la caja.

18. * Con esto ya podemos introducir la caja en la maquina de corte directo

19. * Ahora procedemos a anotar los datos de carga que nos muestre la
maquina frente a cada deformación horizontal

20. * Con lo cual los datos obtenidos fueron

21. * Y los resultados obtenidos fueron los siguientes :

22. GRACIAS