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ENSAYO DE CORTE DIRECTO

La finalidad del ensayo es poder calcular la el ángulo de fricción residual de una muestra de roca, la interpretación del ensayo es directa, ya que con la lectura que nos dan los respectivos deformímetros, podemos ver los desplazamientos vertical y horizontal; es preferible ensayar muestras de gran tamaño ya que nos arrojan datos de rugosidad a gran escala.

Ladeterminación de un testigo de rocas es importante en el diseño de taludes de rocas, cimentaciones de presas, túneles, piques, pero todo este trabajo es muy empírico, ya que es imposible determinar el comportamiento de un macizo rocoso.

MARCO TEORICO

Para conocer una de estas resistencias en el laboratorio se usa el aparato de corte directo, siendo el más típico el de una sección cuadrada,dividido horizontalmente en dos mitades. Dentro de estas se coloca la muestra de roca que se va a experimentar con piedra porosa en ambos extremos en los que se aplica una carga de confinamiento vertical y horizontal, lo que origina el movimiento de la caja.

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El ensayo induce a la falla a través de un plano determinado y que sobre este actúan dos esfuerzos: El esfuerzo normal aplicadoexternamente y de forma vertical y el esfuerzo cortante debido a la carga horizontal.

Estos esfuerzos se calculan dividiendo la fuerza entre el área de la caja y deberán satisfacer la ecuación de coulomb τ = c + σn * Tg ( Φ )

Según esta ecuación la resistencia al corte depende de la cohesión (c) y la fricción interna del msterial(Φ).
Al aplicar la fuerza horizontal, se van midiendo lasdeformaciones y con estos valores es posible graficar la tensión de corte (τ), en función de la deformación (εh) en el plano de esta tensión de corte. De la gráfica es posible tomar el punto máximo de tensión de corte como la resistencia al corte del material.
Los valores de τ se llevan a un gráfico en función del esfuerzo normal (σn), obteniendo la recta intrínseca (figura 2), donde τ va como ordenada y σncomo abscisa. El ángulo que forma esta recta con el eje horizontal es el ángulo Φ y el intercepto con el eje, la cohesión c.

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EQUIPO

• DISPOSITIVO DE CARGA.

El dispositivo de carga debe ceñirse a lo siguiente.

Sostener la probeta con seguridad entre dos piedras porosas colocadas una en cada cara, de tal manera que no se presenten movimientos de torsiónsobre ella.

Estar provisto de los dispositivos necesarios para:

- Aplicar una fuerza normal en las caras de la muestra.
- Determinar los cambios en el espesor de la muestra.
- Drenar el agua a través de las piedras porosas.
- Ser capaz de aplicar una fuerza de corte para hacer fallar la muestra a lo largo de un determinado plano (corte único) o de planos(corte doble) paralelos a las caras de la muestra.
- Los marcos que sostienen la probeta deben ser lo suficientemente rígidos para evitar su deformación durante el corte.
- Las diferentes partes del dispositivo deben ser de un material resistente a la corrosión por sustancias contenidas en el suelo o por la humedad del mismo.

• PIEDRAS POROSAS.

Las piedras porosas debenceñirse a lo siguiente:

- Deben ser de carburo de silicio, óxido de aluminio o de un metal que no
sea susceptible a la corrosión por sustancias contenidas en el suelo o la
humedad del mismo.
- Dependiendo del tipo de suelo que se va a ensayar, las piedras porosas deben tener la calidad adecuada para desarrollar el contacto necesario con la muestra y, además, deben evitar laintrusión excesiva de partículas de suelo dentro de sus poros.
- Para ensayos con suelos normales, la calidad de las piedras debe permitir una permeabilidad de 0.5 mm/s a 1 mm/s.

• DISPOSITIVO PARA LA APLICACIÓN DE LA FUERZA NORMAL.

Debe estar capacitado para aplicar rápidamente la fuerza especificada sin excederla y para mantenerla con una variación máxima de ± 1 %...