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Ensayo corte directo
El ensayo de corte directo es un procedimiento que se realiza con el fin de definir las propiedades de resistencia de materiales bajo el efecto de cargas combinadas, donde la fuerza de corte se genera a lo largo de una superficie horizontal determinada.
En general, los geotécnicos deben entender los principios de la resistencia al cizallamiento del suelo para analizar problemas como: estabilidad de taludes, capacidad de carga de cimentaciones superficiales, capacidad de carga de pilotes y pozos perforados, contenciones de tierras, entre otros.
El ensayo de corte directo es un procedimiento que se realiza con el fin de definir las propiedades de resistencia de materiales bajo el efecto de cargas combinadas, donde la fuerza de corte se genera a lo largo de una superficie horizontal determinada.
En general, los geotécnicos deben entender los principios de la resistencia al cizallamiento del suelo para analizar problemas como: estabilidad de taludes, capacidad de carga de cimentaciones superficiales, capacidad de carga de pilotes y pozos perforados, contenciones de tierras, entre otros.
Este ensayo se puede aplicar en muestras inalteradas, compactadas o remoldeadas, aunque existe una limitante en el tamaño máximo de partículas.
Las normas por las cuales se rige el procedimiento son ISO 17892-10:2019 o ASTM D-3080 y ASTM D-6528.
La resistencia a la tensión tangencial o resistencia al corte (τ) es la resistencia interna por unidad de área que la masa del suelo puede ofrecer a la falla y el deslizamiento a lo largo de un plano de deslizamiento interior. Según la ley de Coulomb responde a la siguiente fórmula:
Dónde:
c es la cohesión del material,
σ es el valor de tensión normal,
φ es el ángulo de rozamiento interno.
Ensayo triaxial
El ensayo de compresión triaxial tiene como finalidad determinar el máximo esfuerzo cortante que sufre una masa de suelo al ser sometida a cargas axiales.
Permite reproducir las condiciones del terreno, aplicando sobre las muestras presiones de compresión y de confinamiento. También es posible calcular la presión de los poros. Por estas razones, este tipo de prueba es muy importante para la ingeniería, indicando la resistencia que tiene el suelo frente a una carga. Este ensayo está regido por las normas UNE-EN ISO 17892-8:2019 y UNE-EN ISO 17892-9:2019 o 17ASTM D-4767 y ASTM D-2850.
Es muy empleado para el cálculo de todo tipo de contenciones del terreno y cimentaciones ya sean superficiales o profundas.
El aparato de compresión triaxial intenta copiar las tensiones originales ejercidas sobre el suelo. Para esto, se utiliza la presión hidrostática por medio del agua con que se rellena la cámara donde se encuentra la muestra. A esta presión se la denomina presión externa (σ3). También se aplica una presión vertical (σ1) por medio de un pistón ajustado de forma cuidadosa. Ambas presiones se las denomina presiones totales. Estas pruebas son realizadas en varias probetas aplicando distintas cargas.
El valor que se obtiene de la diferencia de las dos presiones se la denomina tensión desviadora y corresponde al diámetro del círculo de Mohr. En un gráfico tensión tangencial versus tensión normal se ubican σ1 y σ3 de cada prueba en las abscisas y, a partir de esto, se pueden diagramar los respectivos círculos de Mohr. Estos van a tener una recta tangente en común conocida como recta de Coulomb o envolvente de Mohr que responde a la fórmula:
Dónde:
τ es la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo,
c es la cohesión del material,
σ es la tensión normal al plano de rotura,
φ es el ángulo de rozamiento interno.
Ensayo de Compresión Simple
También conocido como ensayo de compresión uniaxial o compresión no confinada, el ensayo de resistencia a la compresión simple permite determinar el esfuerzo que ofrece un material cohesivo a la presión no confinada.
La resistencia a la compresión simple se toma como el valor más alto de carga por unidad de área o la carga por unidad de área en el 20% de deformación, según cual se alcanza primero. Este ensayo está regido por la norma ASTM D-2166 o norma UNE-EN ISO 17892-7:2019.
El material cohesivo sobre el cual se realiza el ensayo no debe expulsar agua durante la etapa de carga y mantener su resistencia intrínseca al finalizar la compresión. No se puede aplicar en turbas, arenas, limos, suelos secos friables o materiales fisurados, laminados o varvados.
Este ensayo es sencillo de efectuar, sin mucha complejidad, con bajo coste y los materiales necesarios son accesibles. Los resultados obtenidos son conservadores, ya que se considera que es una variante del ensayo de compresión triaxial, con esfuerzo lateral nulo, por lo que no logra reproducir las condiciones naturales del terreno. Sin embargo, estos valores preliminares se pueden utilizar en trabajos ingenieriles de cualquier índole.
Es necesario conocer el comportamiento del suelo a la compresión ya que de esto depende la tensión admisible del terreno para la estabilidad de las estructuras que se construyan sobre el mismo, permitiendo predecir si va conservar frente a esfuerzos y deformaciones.