ENSAYO DE CORTE DIRECTO

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ENSAYO DE CORTE DIRECTO

Mensaje  Hamid Sheriff el Lun Jul 06, 2015 10:34 pm

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

OBJETIVO

Este método describe y regula el método de ensayo para la determinación de la resistencia al corte de una muestra de suelo, sometida previamente a un proceso de consolidación, cuando se le aplica un esfuerzo de cizalladura o corte directo mientras se permite un drenaje completo de ella. El ensayo se lleva a cabo deformando una muestra a velocidad controlada, cerca a un plano de cizalladura determinado por la configuración del aparato de cizalladura. Generalmente se ensayan tres o más especímenes, cada uno bajo una carga normal diferente para determinar su efecto sobre la resistencia al corte y al desplazamiento y las propiedades de resistencia a partir de las envolventes de resistencia de Mohr.
La determinación de las envolventes de resistencia y el desarrollo de criterios para
interpretar y evaluar los resultados del ensayo se dejan a criterios del ingeniero o de la oficina que solicita el ensayo.

EQUIPO

1. Aparato de cizalladura: instrumento diseñado y construido para contener de manera segura la muestra entre dos bloques porosos de tal modo que no se aplique un torque a la muestra.
2. Caja de cizalladura: una caja de cizalladura, circular o cuadrada, hecha de acero inoxidable, bronce o aluminio, con dispositivos para el drenaje a través de su parte superior e inferior.
3. Bloques permeables (piedras porosas): Los bloques permeables permiten el drenaje de la muestra de suelo a lo largo de los extremos superior e inferior de la muestra.
4. Instrumento de medición de la fuerza de cizalladura: Un anillo de carga o celda de carga con precisión de 2.5 N (0.25 Kg) o 1% de la fuerza de cizalladura en condiciones de ruptura, lo que sea mayor.
5. Soporte de la caja de cizalladura: Una caja o marco metálico que soporte la caja de cizalladura y suministre a una reacción contra la que se apoye la mitad de la caja de cizalladura, o una base sólida que permita la alineación de la mitad de la caja de cizalladura, que permanezca libre para moverse en la dirección de la fuerza de cizalladura aplicada en un plano horizontal.
6. Cuarto de humedad controlada: Si se requiere, para preparar las muestras de modo que las variaciones de humedad sean minimizadas durante la preparación de las muestras.
7. Anillo de corte, para recortar las muestras de tamaño mayor a las dimensiones internas de la caja de cizalladura con un mínimo de alteración.
8. Indicadores de deformación: Calibradores de carátula o transductores de desplazamiento capaces de medir el cambio de espesor de la muestra con una sensibilidad de por lo menos 0.002 mm y medir desplazamientos horizontales con una sensibilidad de por lo menos 0.02 mm.
9. Equipo misceláneo que incluye un cronometro, con un segundero, agua destilada o Desmineralizada, espátulas, cuchillos, enrasadores, sierras de alambre, etc. utilizados para la preparación de la muestra.


PROCEDIMIENTO (ARME LA CAJA DE CIZALLADURA)

Muestra inalterada: coloque los bloques porosos húmedos sobre los extremos expuestos del especimen en la caja de cizalladura, coloque la caja de cizalladura con el especimen inalterado y los bloques porosos en el soporte de la caja de cizalladura y fíjela al soporte. Conecte y ajuste el sistema de carga de cizalladura de modo que no transmita fuerzas sobre el instrumento de medición de carga.
Conecte y ajuste adecuadamente el instrumento de medición de desplazamiento
horizontal utilizado para medir los desplazamientos de cizalladura. Haga una lectura inicial o coloque el instrumento de medición para indicar el desplazamiento cero.
Coloque un bloque poroso húmedo y la placa de transferencia de carga en la parte superior del especimen en la caja de cizalladura.
Coloque el marco de carga de fuerza horizontal en posición y ajústelo de modo que la barra de carga quede horizontal. Si se utiliza un sistema de carga por palancas, nivele la palanca. En los sistemas de carga neumática ajuste el marco de carga hasta que asiente suavemente en la depresión de la placa de transferencia de carga, o coloque una esfera metálica sobre la placa de transferencia y ajuste el marco hasta que haga un contacto suave.
Aplique una pequeña carga normal al especimen. Verifique que todos los componentes del sistema de carga estén ajustados y alineados de tal manera que no quede restringido el movimiento de la placa de transferencia de carga en la caja de cizalladura. Registre la carga vertical y la carga horizontal aplicadas en el sistema.
Fije y ajuste los instrumentos de medición y desplazamiento lateral y vertical. Obtenga las lecturas iniciales o coloque en cero los instrumentos de medición de desplazamiento vertical y horizontal.
Si se requiere, llene la caja de cizalladura con agua y manténgala llena durante la
ejecución del ensayo.
Calcule y registre la fuerza normal requerida para obtener el esfuerzo normal deseado o el incremento subsiguiente. Aplique el esfuerzo normal deseado agregando las masas apropiadas en el extremo de la palanca o incrementando la presión neumática.
Aplique la carga normal deseada o los incrementos sucesivos al especimen y comience a registrar las lecturas de la deformación normal vs. el tiempo transcurrido. Para todos los incrementos de carga verifique que la consolidación primaria ha tenido lugar completamente antes de continuar (vea la Norma D2435). Grafique el desplazamiento normal contra el logaritmo del tiempo o contra la raíz cuadrada del tiempo (en minutos).
Después de que ha tenido lugar la consolidación primaria, remueva los tornillos de
alineamiento o los pines de la caja de cizalladura. Abra el espaciamiento entre las mitades de la caja de cizalladura hasta 0.6 mm utilizando los tornillos de separación. Retire los tornillos de separación, aplique la carga de cizalladura al especimen.
Seleccione una velocidad de desplazamiento apropiada. Cizalle el especimen a una velocidad relativamente baja de modo que haya exceso de presión en los poros en el momento de la ruptura. La siguiente ecuación puede ser utilizada como una guía para determinar el tiempo mínimo requerido desde el principio del ensayo hasta la ruptura. Determine el desplazamiento apropiado a partir de la siguiente ecuación:
Seleccione y fije la velocidad de desplazamiento. Para algunos tipos de aparatos la
velocidad de desplazamiento se logra utilizando combinaciones de piñones y posiciones de palancas. En otros tipos la velocidad de desplazamiento se consigue ajustando la velocidad del motor.
Registre el tiempo inicial, los desplazamientos vertical y horizontal y las fuerzas
normal y de cizalladura. Ponga en funcionamiento el aparato e inicie la cizalladura. Haga la lectura de los datos de tiempo, desplazamiento vertical y horizontal y la
fuerza de cizalladura a intervalos definidos de desplazamiento. Las lecturas de datos deben tomarse a intervalos de desplazamientos iguales al 2% del diámetro del especimen, o de su anchura, para definir con precisión una curva de esfuerzo-desplazamiento.
Detenga el aparato una vez ocurra la falla de la muestra. El desplazamiento
correspondiente a la condición de falla puede encontrarse entre el 15 y el 20% del diámetro o longitud del especimen.
Quite la fuerza normal del especimen, retirando la masa de la palanca.
Cuando de trate de especímenes cohesivos separe las mitades de la caja de cizalladura con un movimiento deslizante a lo largo del plano de ruptura. No separe las mitades de la caja de cizalladura perpendicularmente a la superficie de falla puesto que puede dañar el especimen. Fotografíe, dibuje, o describa por escrito la superficie de falla. Este procedimiento no es aplicable a los especímenes no cohesivos.
Retire el especimen de la caja de cizalladura y determine su contenido de humedad de acuerdo con el método de la Norma.
Calcule y grafique el esfuerzo de cizalladura nominal vs el desplazamiento lateral
relativo.

Hamid Sheriff

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