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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE
DIRECTO P A ^ SUELOS GRAW SOS EN EL LABORATORIO
TESISPARA OPTAR EL TfrU LO PROFESIONAL DE INGENIERO C M L
P R E S E N T A D POR:
DANIEL JESÚS ^ U R T O RAVICHA6UA
L IM A -P E R Ú
» 1 0
UNIÆRSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Plan fe Tesis
PLAN DE TESIS
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL
Título: “DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE
CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL
LABORATORIO”.
Tesista:
Código:
Asesor:
Co Asesor:
Bach. Daniel Jesús Basurto Ravichagua.
994523J
Dr. Ing. Zenón Aguilar Bardales.
DPTO. ACAD. DE MECÁNICA DE SUELOS
M.I.M.S. Ing. Alberto José Martinez Vargas
ANTECEDENTES
Durante muchos años el ensayo de corte directo ha sido usado en diversos
proyectos para determinar los parámetros de resistencia de los suelos. Hoy, aún
se conseja el interés práctico debido a su simplicidad, aunque ha sido sustituido
en buena parte por las pruebas de compresión triaxial en el laboratorio.
¿Pero, que sucede si al analizar la zona de emplazamiento de una cimentación o
al realizar el estudio de estabilidad de un talud, encontramos terrenos
aluvionales y fluviales constituidos por materiales grnesos como bolones y
gravas inmersos en una matriz mas fina que puede estar constituida por arenas,
limos y arcillas, como parte de su granulometria representativa?. Generalmente
en estos rasos particulares se utilizan valores asumidos o inferidos de los
parámetros c y ó que se referencian en los diversos textos o artículos téraicos,
debido a que los equipos existentes en nuestro medio son de dimensiones
reducidas (apropiados principalmente para arenas y suelos finos), que no
permiten el trabajo en suelos gravosos. Esto conlleva a utilizar parámetros
conservadores y además aplicar factores de seguridad compatibles con la
limitada información disponible.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN D E UN EQUIPO DE CORTE DIRECTOPARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIO.Bach.: BASURTO RA VICHAGUA, Dante! Jesús
U N I^R S ID A D NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Plan fe Tfels
Existe la alternativa de realizar ensayos de corte directo “ln Situ”, que permiten
obtener los parámetros de resistencia cortante de los suelos gravosos. Estos
ensayos han sido realizados en algunos estudios geotécnicos en nuestro medio,
sin embargo su uso es poco frecuente debido a su alto costo.
JU STIFIC A C IÓ N
Proporcionar parámetros de resistencia cortante de suelos gravosos, contribuirá
a la evaluación racional de la capacidad portante de cimentaciones sobre este
tipo de suelos, el análisis de estabilidad de taludes y estructuras de suelos, entre
otros, para asi efetfuar diseños técnicos y económicos óptimos que representen
una alternativa ingenieril confiable.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Establecer los parámetros de resistencia cortante para suelos gravosos como el
hormigón de Lima es un problema en la anualidad en nuestro país, por la falta
de equipos de laboratorio para ensayar muestras de grandes dimensiones.
Por otro lado en la construcción de una presa de tierra o diques de gran altura se
utilizan en sus espaldones materiales granulares con partículas de gran tamaño
cuyo ángulo de rozamiento intrínsico juega un papel fundamental en los
aspectos económicos y de seguridad del diseño.
De ahí el gran interés que tiene, el poder utilizar un equipo que pepita la
determinación de los parámetros de resistencia cortante, aproximando lo mas
posible a la realidad el tamaño máximo de las partículas. Esto evitará estar
analizando solamente la matriz del material y extrapolando los parámetros
obtenidos con los equipos convencionales para simular el comportamiento del
material gravoso.
El ensayo de corte directo “In-Situ”, representa una alternativa importante para la
evaluación de los parámetros de resistencia de los suelos gravosos, sin embargo
su dificultad y alto costo, por el tamaño que requiere la muestra a ser ensayada y
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN D E UN EQUIPO C O R K DIRECTOPARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIO.Bfeh.: BASURTO M VICHAGUA, Daniel Jttús 2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Plan (te Tesis
las grandes cargas de reacción necesarios, limitan la utilización de esta
metodología.
El equipo de Corte Directo a Gran Esrala (Fig. 3) propuesto en esta
investigación permitirá ensayar materiales granulares de hasta 10 cm de
diámetro. Se podrán realizar ensayos con materiales en distintos estados de
compactacíón, desde lo más suelto hasta las compactas.
OBJETIVOS
General
Diseño, construcción e implementación de un equipo de corte directo a gran
escala de 0.60x0.60x0.60 m, para la cuantífícacíón de los parámetros de
resistencia cortante de los suelos gravosos.
Específico
> Formular factores que controlan el diseño de la caja de corte de mayor
dimensión que el equipo estándar.
> Formular especifiraciones generales que se deben tener en cuenta para
realizar el ensayo de Corte Directo a Gran Escala.
MARCO TEÓRICO
Criterio de Rotura
El criterio de rotura en suelos más difundido deriva del propuesto por Coulomb,
que relaciona tensiones efectivas normales y tensiones tangenciales actuando
en cualquier plano del suelo. Este criterio establece que, para un suelo saturado,
la resistencia al corte viene dada por la egresión:
x = c’ + (an -u)tan0’
Donde:
x = Resistencia al corte del terreno a favor de un determinado plano
on = Tensión total normal actuando sobre el mismo plano,
u = Presión intersticial.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C O R D I R E C T OPARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIO.Bach.: BASURTO RAVICHAGUA, fenleltesús 3
UNI'ÆRSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERA CIVIL fían * Teste
c’ = Cohesión efectiva.
0’ = Ángulo de rozamiento interno efectivo
La ecuación anterior representa una recta en el espacio (o’, x ), que a menudo
se denomina envolvente de rotura del suelo (Figura 1). Esta línea proporciona,
para cada valor de la tensión efectiva normal a un plano que atraviesa un
elemento del suelo, la máxima tensión tangencial movilizable a favor de dicho
plano.
Figura 1: Criterio de Rotura en Suelos.
Ensayo de Corte Directo
El ensayo de corte directo convencional ha estado vigente por más de 100 años
en la apuración a la ingeniería geotécnira debido a su simplicidad y
confiabilidad. La metodología de este ensayo consiste en harar deslizar una
porción de suelo respecto a otro a lo largo de un plano de falla predeterminado,
mediante la acción de una fuerea de corte horizontal que se va incrementando
para generar una velocidad de deslizamiento constante. La muestra se
encuentra confinada con una carga normal al plano de deslizamiento, la cual se
mantiene constante hasta originar la falla del espécimen (Ver figura 2).
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTOPARA SUELOS G ^ V O S O S EN EL LABORATORIO.Bach.: BASURTO RAVICHAGUA, Daniel Jesús 4
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Figura 2. Ejemplo típico del ensayo de Corte Directo en arenas
El ensayo de corte directo impone sobre un suelo una condición de falla
idealizada a través de un plano de loralización predeterminada. Como se
mencionó previamente, sobre este plano actúan dos esfuereos; un esfuereo
normal debido a una rarga vertiral (N) aplicada eternamente y un esfuereo
cortante debido a la aplicación de la rarga horizontal (F).
Los esfuereos se calculan simplemente como:
on= N/A T F/A
Donde:
A =Área nominal de la muestra (en el plano predeterminado).
La relación entre los esfuereos de corte de falla (t ) y los esfuereos normales (an)
se expresa mediante la ecuación de Coulomb, mencionada anteriormente.
Una prueba completa sobre un determinado suelo, consiste en ensayar tres
muestras idénticas del mismo material bajo tres cargas verticales distintas (Ni,
N2,N 3) . '
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UNIWRSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Plan Tesis
FORMULACIÓN DE LA HIPOTESIS
El equipo de Corte Directo a Gran Escala (Fig. 3) permitirá evaluar los
parámetros de resistencia cortante de los suelos gravosos, mediante el criterio
de rotura propuesto por Coulomb (1776). Este equipo a diferencia del equipo
convencional (Fig. 4), permitirá ensayar suelos con partículas de tamaño máximo
10 cm.
La construcción del equipo y la ejecución de los ensayos de Corte Directo a Gran
Escala serán establecidas teniendo como referencia la norma ASTM -D3080.
Fig. 3 Esquema del equipo de Corte
Directo A Gran Escala (Caja de
Corte, 0.60x0.60x0.60 m)
Fig. 4 Equipo de corte directo
convencional CISMID - UNI (Caja
de corte, diam.= 6cm, alt. = 2.0 cm)
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UNI&RSIDAD N ACIOW L DE INGENIERIAFACULTAD D E INGENIERIA CIWL Plan ^ Teste
ÍNDICE
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
CAPÍTULO I: GENERALIDADES
1.1 Objetivos y Alcances.
1.2 Justificación.
CAPÍTULO II: CONCEPTOS GENERALES
2.1 Teoría de Resistencia al Esfuerco Cortante.
2.2 Ensayo de Corte Directo Estándar.
2.3 Ensayo de Corte Directo ln - Situ.
2.4 Pruebas y Análisis de Laboratorio.
CAPÍTULO III: DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL EQUIPO DE CORTE
DIRECTO A GRAN E S C A ^ .
3.1 Introducción.
3.2 Implementación del Pozo de Ensayo.
3.3 Factores que Controlan el Diseño del Equipo de Corte Directo.
3.4 Diseño e Instrumentación del Equipo de Corte Directo.
CAPÍTULO IV: ENSAYO EXPERIMENTAL DE CORTE DIRECTO EN SUELOS
GRAVOSOS
4.1 Introducción.
4.2 Características Físicas y Mecánicas.
4.3 Preparación de la Muestra.
4.4 Ensayo de Corte Directo en Suelos Gravosos.
4.5 Análisis e Interpretación de Resultados
CAPÍTULO V: ANÁLISIS COMPARATIVO Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS.
5.1 Análisis de Resultados
5.2 Discusión de Resultados.
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U N I^R S ID A D NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD D E INGENIERIA CIWL Plan * T ^ s
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
ANEXOS
REFERENCIAS
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METODOLOGÍA DE TRABAJO
Tipo de Investigación.
Investigación Experimental aplicativa.
Programa de Trabajo
Primera etapa.
1. Implementación del pozo de Ensayo.
2. Diseño y Constrncción de la Caja de Corte y soporte.
3. Calibración de los Instrumentos a Utilizar.
• Gato Hidráulico (02)
• Celdas de Carga (02)
• Deformímetros (06)
• Datta Logger (Adquisición de datos)
Segunda etapa.
1 Evaluar el efecto de la escala, utilizando como material de ensayo suelos
granulares gmesos o gravosos de rantos redondeados.
Tercera Etapa
1. Realización de ensayos de Corte Directo en Suelos Gravosos
2. Evaluación de las Principales Variables Influyentes en la Resistencia al
Corte de los Suelos Gravosos.
3. Establecer Especifiraciones Generales para Futuros Ensayos.
Presentación de los Resultados.
Los resultados serán presentados de la siguiente manera:
- Resultados de la investigación documentada y bibliográfica.
- Consideraciones adoptadas para el diseño y construcción del equipo.
- Análisis e interpretación de los resultados de los ensayos a realizar.
- Cuadras ramparativos, sistemátiras, etc.
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UNT&RSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD D E INGENIERIA CIVIL Plan te TtMs
C R O N O G ^M A DE T ^ B A J O
C ro n ^ra m a de ArtlvIdadTO
Descripción
Revisión Bibliográfira Etapa 1Implementadón del Pozo de Ensayo Diseño y Construcdón de la Caja de Corte y SoporteCalibradón de los Instrumentos aUtilizarEtapa 2E n sa ya de Corte Direrto en SuelosGravososEtapa 3^ á lis is e Interpretadón de resultados Do^mentación
Meses1 2 ¡ 3 i 4 ! 5 6
REFERENCIAS
1. CERATO, Amy B. y LUTENEGGER, Alan J., “Specimen Size and scale
Effects of Direct Shear Box Tests of Sands" Geotechniral Testing Journal,
Vol. 29 N°6, 2006.
2. DE LA ROSA, Félix, “Ensayos de Corte Directo In Situ para los estudios
de factibilidad del transporte masivo de la gran Lima" Tesis de grado,
UNI, 1974.
3. GONZALES DE VALLEJO, Luis; FERRER, Mercedes; ORTUÑO, Luis;
OTEO, Carlos, “Ingeniería Geologic", 2002.
4. LAMBE, William T. & WHITMAN, Robert V. “Mecánica de Suelos"
Editorial Limusa, p. 151-164, 1984.
5. PALMEIRA, Ennio Marquez, “The study of soil - Reinforcement
interaction by means of large scale Laboratory tests.” University of
Oxford, 1987.
6. PEDLEY, Martin Jhon, “The Performance of soil Reinforcement in
Bending and Shear”,University of Oxford, 1990.
7. SHUAN, Luisa, “Determinación de los parámetros de resistencia en
suelos granulares mediante el ensayo de Corte Directo In Situ para fines
de cimentación” Tesis de grado, UNI, 1997.
8. VERDUGO, Ramos “Caracterización Geomecánira de Suelos Granulares
Gruesos”, Rev. Int. de Desastres Naturales, Accidentes e Infraestructura
Civil Vol 6(2) 199-211, Universidad de Chile, 2 0 ^ .
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C O R K DIRECTOPARA SUELOS GRAVOSOS EN EL MBORATORIO.Bach.:BASURTO RAVICHAGUA, Danieltesús 10
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Bach. Daniel Jesús Basurto Ravichagua
' Código: 994523J
TESISTA
Plan ^ Tesis
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C O R ^ DIRECTOPARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIO.Bach.: BASURTO M VICHAGUA, Daniel J ^ ü s 11
DEDICATORIAA mis padres y hemana por la romprensión
y ronfian^ que debitaron en mí durante
mis estudia en la Univ^^ted Nadonal
de In^niería y durante la r ^ ^ ^ ó n de esta
tesis.
AG^DECIMIENTOS
En primer lugar quisiera agraderer a mi Prof^or y Asesor de ^ i s Dr. Ing.
Zenón Aguilar Balates por inrantivarme a s^uir la rama de la Ingeniería
Geot&nira a tavés sus clases de Merénira de Suelos dictadas en el programa
de pr^rado en la UNI y por guíame en mi fornación como asistente de
investigad^ en el Laboratorio Geotécnico del CISMID. También agradecerie por
el a^yo inrondrcional, rompres^ y guia brindados durante el desarrollo de esta investigación.
Al Ing. Alberto José Marónez Vargas, co - asesor de esta tesis, por su instante
a^yo, estímulo y consejra brindaos durante el desamollo de la presente tesis,
sin su ayuda invalorabte no hubiera podido terminar esta treis.
Al Ing. David Luna Durén, por su valiosa elaboración brindada durante el
desarrollo de la presente investigadón.
Al Laboratorio ^ ^ ^ e l e del CISMID, en donde se desarrolló esta investigación
y a mis amigos Henty Muñoz, Miguel Díaz y Pablo Peri, así ramo también al
^rsonal que labora en te laboratorio.
Al Centa Peroano J a ^ é s de Investigadores Sísmies y Mitigación de
Desasees, pw a ^ e rn e durante todo rete ttempo.
Finamente, ^ r a d ^ r a mi familia, especialmente a me padres por el apoyo
incondidonal que me han brindado durante mi formadón profreional.
UNIVERSIDAD N A CIO M L D E INGENGRÍAFawtod da In^&ria CM
Inditt
ÍNDICE
Páa.
LISTA DE FIGURAS iv
LISTA DE T O L ^ ix
A S U M E N x
INTOODUCCIÓN xii
C t f t o L O I: G E N ^ ^ I D ^ E S
1.1 Otyetivos y Alcanas 1
1.2 Justifiradón 5
C ^ ^ L O I I : C O N C E JO S GENERALES
2.1 Teoría de R^istencia al Esfaera Cortante 6
2.2 Ensayo de Corte Directo Esfándar 9
2.2.1 Generalidad^ 9
2.2.2 Ventajas e Inronvenientes 11
2.2.3 E q u i^ 12
2.2.4 Tipos de En^yos 14
2.2.5 Deterninación de los Parámetros de Resistenda 15
2.3 Ensayo deCorte Diredo “ln Situ” 16
2.3.1 Generalidades 16
2.3.2 Procedimiento de Coto 18
2.3.3 Determinadón de los Parámetros de Resistencia 18
D IS Efa EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C O R W DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL W B O R A m R IODANIEL JESÚS BASURTO fMVICHAGUA
UNIVERSIDAD NACtONM. DE INGENIERIAF r n t M d» Ingen ia CM)
IndiM
2.4 Pruebas y Análisis de Laboratorio 19
2.4.1 Determinadón de las Propiedades ín d i^ 19
C ^ ^ L O III: DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DEL EQUIPO DE CORTCDIRECTO A E S C ^ A
3.1 Infrráuraón 22
3.2 Implementadón del Pozo de Ensayo 22
3.3 FadOTes que Controlan el D i^ño del E q u i^ de Corte Diredo 26
3.4 Diseño e Insfarumentadón del Eq ui^ de Corte D ir^ o 28
3.4.1 ^ ^ r o p ^ n Genial del Equipo 28
3.4^ Instorume^^fón 36
C ^ T O L O N : ENSAYO EXPERIMENTAL DE CORTC DIRECTO ENSUELOS GMVOSOS
4.1 Infartáurción 41
4.2 Caraderístiras Fisiras y ^ ^ n i r a s 41
4.3 Preparación de la Muesta 45
4.3.1 Instala^n de la Caja de Corte 45
4.3.2 Conf^rna^n de la Muesfara 48
4.3.3 Prepara^n de la Cara Superar de la Muestra
para la Tran^isión de \a Carga Axial 52
4.4 Ensayo de Corte Diredo en Suelos Gravosos M
4.4.1 Generalidades M
4.4.2 D ^ r i ^ ó n del Equipo 54
DISEÑO E IMPLEMENTACtiN DE UN E W IP O DE C O R K DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN & W B O M m R IODANIEL JESÚS BASURTORAVICHAGUA Ü
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FwuKed de Ingeniería CtvH
Indto
4.4.3 Montaje del Equipo 58
4.4.4 Ejecución del Ensayo de Corte Directo 67
4.4.5 Resultados del Ensayo de Corte Diredo a Gran Escala 70
4.5 Análisis e Interpretación de Resultados 78
CAPfTOLOV: ANÁLISIS C O M P ^ H V O Y DISCUSIÓN DET C S U L T ^ S .
5.1 Análisis de Resultados 83
5.1.1 Generalidades 83
5.1.2 Análisis Comparativo entre los Ensayos de Corte Diredo
“ln situ” y Corte D ir^ o a Gran Esrala en Laboratorio
para el Conglomerado de Lima 83
5.1.3 Análisis de ^ o s Resutodos 87
5.2 Dis^sión de Resultada 88
CONCLUSIONES 93
RECOMENDACIONES 97
R C TE R E N C I^ 99
ANEXO Resultados de Ensayro de Laboratorio
DISEÑO EIUPLEM ENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL W B O M TO R IODANIEL JESÚS BASURTO M VIC H A G IM Ü i
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Fa Md Irw rta WU
Usía de Flgurns
Figura 2.1.
LISTA DE F IG U ^ S
Eáfli
Mráelo del criterio de rotura propuesto por Coulomb
(Budhu 2 ^ ) . Bloque de madera robre un plano horizontal. 7
Figura 2.2. Envolvente de rotura del suelo o envolwnte de falla. 8
Figura 2.3. Esquema del ^uipo de rodé d ir^ o ronvencional. 10
Figura 2.4. Detalte del ensayo de corte directo s ^ ú n la Norma ASTM
D 3080. 12
Figura 2.5. Trayectoria de la curoa esfumo de rorte veraus defornación
horizontal, para tres rorgas diferentes. 13
Figura 2.6. Reprerontación gtáfiro del e ^e rco de corte versus rofuerzo
normal para obtener el ángulo de f ^ ió n . 15
Figura 2.7. Ensayo de rorte diredo “In situ”. a) Tallado del espédmen,
b) Uniformid^ del es^cimen muíante mezda yeso - romento,
c) Ejecución del eroayo de corte diredo “In situ”. 16
F^ura 3.1. a) Vista general del pórtiro de aroro de 10 ton de ropaddad,
b) Dimensiones del ^ z o de ensayo existente ubirodo en el patio
del Latoratorio Geotéroto del CISMID de la Universidad Nadonal
de l^enierfa. 23
Figura 3.2. R e ^ ^ ^ ^ ^ n esquemátiro del equipo de Corte D ir^ o
a Gran Esrola. 24
Figura 3.3. a) Vrete en planta del pozo de ensayo, donde ro muesfra la nueva
ronflguradón de la base de «mentación para la r e s ^ ^ ^
implementación, b) Peffil del pozo de ensayo, donde ro presente
el diroño de los muros de re^dón y la base de cimentación
(Unidad de medida * metro). 25
F^ura 3.4. a), y b) Vista general de la implementadón del pozo de ensayo
acondicionado para el equipo de Corte Diredo a Gran Esrola. 26
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE D lttC T O PARA SUO.OS GRAVOSOS EN EL IABORATORIO
DANIEL JESÚS BASURTORAVICHAGUA >v
UNNERStDAD NACIONAL DE INGENIERÍA fautted llantería CM
Ufá <te Figuras
Figura 3.5. Esquema de la raja de rorte para el ensayo de Corte Directo
a Gran Esrala. 28
Figura 3.6. Diraño de la raja de rarte (Unidad de medida = meto). 29
Figura 3.7. Capa de arana fina de 1 de es^sor para tonsmitir
a la muesfra una presión uniforme (O ld ^ p , 2000; atado ^ r
Chavez). 30
Figura 3.8. Diseño de las planeas metáliras y los rodillos macizos
(Unidad de medida = meto). 31
Figura 3.9 D ^tfo de soportes ramplementarios (Unidad de medida = metro).
32
Figura 3.10. Constoraón del ^u ipo de rarte. a) Mesa metálira, b) Caja
de rarte. 33
Figura 3.11. Dis^sWvo de rodamiento ralorado en los bordes de la raja
de rarte para r^ u d r la ^ráón. M
Figura 3.12. Presentadón de la raja de rarte. 35
Figura 3.13. E^uem a de la ^tom entadón del ^uipo de rato d ir^ o a gran
esrala en 3-D. Im ple^rat^o en el patio del Laboratorio
G r a t a r a dd CISMID - UNI. 37
Figura 3.14. Calibractón de las raídas de rarga. 38
Ffcura 3.15 Apuración de la fueraa tangendal a la ^ a de rarte sin murafra.
39
Figura 3.16 CuantKiradón de la filcdón remanente de la raja de rarte
ensamblado para el ensayo de Corte Diredo a E ^ l a . 40
Figura 4.1 Cuwa de distribución granuloméfrira de los suelos gravoras
utilizados en el programa de investigadón. 43
Figura 4.2. Instalación de la mesa metálira. a), y b) Instaladón de la
estrudura y el tablero de la mraa metálira. 45
DISEÑO EIUPLEM ENTACIÓN DE UN E W IP O DE CO RTE DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL lA B W A T O R IO
DANIEL JESÚS BASURTO M V/CHAGUA V
UNIV&SIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad
U tfa (te Ftgurna
Figura 4.3. Instaladón de la mitad de la raja de corte sobre la mesa metálica.
46
Figura 4.4. Instalación del dispositivo de rodamiento. 47
Figura 4.5. Se muestra la raja de corte y soportes complementarios
instalados, listo para la ranfomación del material gravoso. 47
Figura 4.6. Suelos gravosos utilizados en el ensayo de Corte Diredo
a Gran Esrala en el laboratorio, a) GP, b) GW - GM, c) GC,
d) GP - GM, e) Material granular de hasta 10 cm (4 pulgadas) de
diámetro. 49
Figura 4.7. Balan^ m ^ n ir a de 160 kilos de rapacidad, utilizada para
rantolar el peso del suelo gravoso a ranfomarse en la raja de
coto de acuerdo a la densidad r^uerida. 50
Figura 4.8. Llenado de la primera rapa del material gravoso. 50
Figura 4.9. Compactadón del material. Se muesfra el pisón de concreto
manipulado por el personal técnira del CISMID. Se acopló al
dispositivo de soporte del pisón una soga y una ^ le a para facilitar
su manipulación. 51
Figura 4.10. Suelo gravoso ranformado en la raja de rarte. Se obsewa la no
unitomidad en la rara superior de la muestra. 52
Figura 4.11. Preparación de la rara superior del espécimen, a) floración del
manto de polietileno, b) Nivelación de la rara suprior de la
m ue^a con una capa de arena fina de 1.0 cm de es^sor. 53
Figura 4.12. a) Instalación de la plancha metálira sobre la muestra
deWdamente nivelada, b) Coloración de rróillos madzos. 59
Figura 4.13. a) Coloración de la segunda plancha metálira sobre el ameglo de
r^illos macizos, b) Muestra ranformada en te raja de rarte listo
para el montaje de los quipos auriliares. 60
Figura 4.14. (nstalraión del gato hidráulira vertiral y el soporte de extensión
(tubo metálico). 61
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C O R tt D fíE C TO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS 8ASURT0 M VICHAGUA VÍ
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFMUttad Ingeniería CM¡
Litía de Figura
Figura 4.15. Montaje vertiral del equipo de Coto Directo a Gran Escala. 62
Figura 4.16. a) Instalación del sistema de carga tangendal, b) Equipo de carga
tangendal listo para ejeratar el ensayo de Corte D ir^ o a Gran
Esrala. 63
Figura 4.17. a) Instalación de los dtfonímetros, b) Vista general de la
ubiración de los detonímetros apoyados en barras metáliras
muíante soportes imantados. 65
Figura 4.18. a) Vista general del montaje del equipo, b) Instrumentos de
medidón, roncados mediante rabies de transmisión de señal al
adquisidor de datra, asimismo, ra muesba dra iny^orra de
presión r a ^ ^ ^ o s a Ira gatos hidráuliras horizontal y verrai. 66
Figura 4.19. Ejera^ta del e n ra ^ de Corte D ire ^ a Gran Esrala. Se muestra
al obrador aplirando la rarga tangra^l mediante el inyedor de
p r^ó n . El ^ ^ o l de la velocidad to rarga, se realiæ muíante la
ledura de ^orm adón horizontal rabada por el adquisidor de
datos y el in te ^ o to t e m ^ rantrolado ran un tonómetro. 67
Figura 4.20 Adquisidor de datos. Se muraba la impresión (en p a ^ l térmira)
de las detonaciones y los estaercos durante la ejeradón del
ensayo. 68
Figura 4.21. Comportamiento del esfuerzo de rarte versus detonación
horizontal para las dnco muestras enray^as bajo las secuencias
de rargas nonales de 0.50, 1.00 y 2.00 Kg/rai2. a), y b) GP,
c) GW - GM, d) GC, e) GP - GM. 72
Figura 4.22. Comportamiento del ratuerco de rarte nonalizado veraus
detonadón horizontal para las dnra muesbas ensayadas bajo
las seraencias de rargas normales de 0.50, 1.M y 2.00 ^ / ^ 2.
a), y b) GP, c) GW - GM, d) GC, e) GP - GM. 73
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C O R TE D IR E C tt PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL U B O M T O R IO
DANIEL JESÚS BASURTO M W C H A W A VÜ
UNIVERSIDAD N A CIO M L D E INGENIERAFacutted Ingwlsria CMI
Litio <to Figuras
Figura 4.23. Comportamiento del a^ntamiento versus detonación horizontal
^ r a las cinro muescas ensa^das bajo las secuencias de cargas
normales de 0.50, 1.00 y 2.00 Kg/cm2. a), y b) GP, c) GW - GM,
d) GC, e) GP - GM. 74
Figura 4.24. Envolvente de falla para esfcercos máximos y residuales,
a) GP (2.15 ton/m3), b) GP (2.20 ton/m3). 75
Figura 4.25. Envolrente de falla de resistencia máxima y residual para el
material tipo GW - GM. 76
Figura 4.26. Envolvente de falla de resistencia máxima y residual para el
material tipo GC. 76
Figura 4.27. Enwlvente de falla para el material GP - GM. 77
Figura 5.1 Trayetíorias del etíuereo de rorte veraus defonactón horizontal,
a) Ensa^ de rorte dir^to “ln situ” (Cortesía del Dr. Jorge Alva
Hurtado), b) Ensayo de Corte Diretío a Gran Esrala en
latoratoró. 65
Figura 5.2 tagulo de fr ijó n interna para enrorados (mofleado
de Leps, 1970). 91
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C O R TE D lte C TO PARA SUELOS G ^V O S O S EN EL IABORATORIODANIEL JESÚS M S U R T O M VICHAGUA V ÍÍÍ
UNIW RSIDADIM CIONAL X INGENIERIAfMuíteó In e b r ia CMI
Utfa fo Tablas
LISTA DE T A B L ^
EáfiL
Tabla4.1. Propiedades Indias de los suelos gravóos utilizados en el
ensayo de Corte Diredo a Gran Escala 42
Tabla4.2. Características Asiros de Iro suelos gravosos ensayados con el
e q u ^ de Corte Diredo a Gran Esrola. 44
Tabla4.3. R e su ^n de los resultados obtenidos ron el equi^ de Corte
Diredo a Gran E ^ l a . 71
Tabla5.1. Parámetros de resitencia ^rtante para el material tipo GP
deteminato mediante los ensayos de rorte directo “ln situ” y
Corte Diredo a Gran E ^ l a en laboratorio. 84
Tabla 5.2. Valores reromendados de precisión en la deteminadón de
proptedades f í s i ^ y m u ñ iro s de suelro fiables. 86
Tabla5.3 Parámonos de resistenda al rorte determinada muíante
ensayos de Corte D i ^ o "ln situ”. 67
Tabla5.4. Valores del ángulo de rozamiento interno en suelos granulares
(Hough 1957, dtado por G o n ce s de Vallejo). 89
Tabla5.5. Variaciones del ángulo de ffiroión (O) en gravas ron diferentes
pmebas droarrolladro en varios países. 89
Tabla 5.6. Comparadón de los valores obtenidos ron el equipo de Coto
Diredo a Gran eroala, recopilación de ensayos ln situ y valores
reportados en la Irteratura t&nica. 90
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE t t R T E DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL W BORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHA G UA ÍX
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad Ingeniada CNII
Resuman
RESUMEN
El tema desarrollado en el presente trab^o de investigación está referido al
diseño, ronsfruroión e Implemenfeción de un equipo de Corte Directo a Gran
Escala de 0.60x0.60x0.60 m en el laboratorio, para la cuantificación de los
parámetros de resistenda rotante de los suelos gravosos. El diseño del equipo
y la ejecudón de los ensayos feeron establecidos teniendo como referencia las
normas ASTM D 3080 y ASTM D 45M.
La evaluación de los parámetros de resistencia rortante de los suelos gravosos
ensayados con el ^uipo de Corte Directo a Gran Escala se efectúa mediante el
oiterio propuesto por Coulomb (1776). Este equipo a diferencia del equipo
ronvendonal (diámetro = 6.0 o t , altura = 2.0 cm) ^rmite ensayar suelos
gravosos ron partículas de tamaño máximo 10 cm, ronfomados en distintos
estados de rompadación.
Los instrumentos usados en este equipo feeron rolibrados en el Laboratorio
G e o t^ ic o del Centro Peruano Japonés de Investigaciones Slsmiros y
Mitigación de Desastres (CISMID) de la Universidad Nacional de Ingeniería, esto
con la finalidad de r^ u d r los e f^ o s externos que puedan influir en los
ru ta d o s de los ensayos.
En el programa de Investigación ro ensayó cuafro tipos de materiales gravosos,
que s ^ ú n el sistema uniflrodo de clasifiroción de suelos (SUCS) fueron
clasifirodos como: grava mal graduada (GP). grava arcilloro ron arena (GC),
grava bien graduada ron limo y arena (GW - GM) y grava mal graduada con
limo y arena (GP - GM).
La ronfomación del material defóo de la caja de rorte se realizó en tres ropas
de íguat r o ^ ^ r . La rom pa^dón de roda ropa se llevó a robo muíante un
pisón, de manera que el número de golpes para roda ropa fue gustado hasta
ll^a r a la densidad deseada.
Todos Ira ensayos fueron realizados usando una velroidad de corte de
0.5 mm/min. La seroencia del esfuerco vertical aplicado a cada muestra fue de
0.50,1.00 y 2.00 kg/cm2.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL LABO M TO R IODANIEL JESÚSBASURTO fUVICHAGUA X
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA f t c u lM In&ntaria CMt
Rernmen
La medición de la deformación horizontal, d asentamiento y las fuerzas
horizontales y vertibles taeron rastrados usando un adquisidor de datos
portátil.
Los resultados obtenidos se p re sta n mediante tablas y gráficos. Estos
resultados demuestran que una de las principales friables que ronfrolan la
movilizadón de la resistencia cortante es la densidad del material conformado,
obsewándoro que un material suelto moviliza su máxima resistencia a grandes
defomadones, desabollando una cuwa es^rco*deformación que
asintótiromente alanza la falla, mientras que el material en estado denso,
mowliza primero una resistencta pira a niveles de deformación relativamente
bajos, y l ^ o disminuye hasta desarrollar una resistencia restaual a grandes
defomadones. No obstante, también existen otras variables que ^siblemente
influyen en la determinación del ángulo de fricción del suelo gravoso, tales romo:
rontidad de gravas prerontes ro la murofra, rotara o fogiltaad de las partículas,
b m a r^ ^ d e a d a o anguloro de las partirolas, tipo de gradación del suelos
gravoso (GW o GP), rigidez de la muestra ronfomada, entre otos. La
evaluación de estas variables no es motivo de la investigadón.
En todos los rosos la cohesión aparente se encuentra en el rango de
0.13 kg/OT2a0.63 kg/OT2. Esta cohesión representa posiblemente la rigidez del
material ronfo^ado y el romportamiento en rotura no lineal tel matroal.
Con el pro^sito de v e r t id los parámetios de rroistencia ^ ^ t e de los suelos
gravosos empleados en el tobajo e^erimental, ro romparó los resultados
obtenidos del ensayo de rorte directo “(n situ” y ^ ensa^ de Corte D i ^ o a
Gran Esrola Nevado a ro el laboratorio, ^lirondo el mismo material
gravoso. Los re s u ^ o s mueston una variación en el romportamiento de las
cuwas huerco - defomadón. Sin embargo, la tendenda de la envolvente de
falta para ambos ensayos no presenta diferencias signi^tivas
(ÓlN SITO - ^^RATORIO ^ 2o).
Finalmente, apoyándose en la recopilación de ensayos de rorte directo “ln situ” y
la baro de datos generados por diferentro instigadores en el mundo para este
tl|ro de materiales, se roncluye que los parámonos de resistenda cortante de (os
suelos gravosos, obtenidos ron el equipo de Corte Directo a Gran Esrola, son
ronfiables.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL UB O R A TO R IODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA XI
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA(te Ingeniería Clrf
Intrtáucaón
INTOODUCCIÓN
El ensayo de i r t e directo es comúnmente usado en nuestro medio por los
diferentes laboratorios g i ^ i i i s para determinar la resistencia irtante de los
suelos. Estos ensayos son ejeitados siguiendo los ^^^ im ie n to s descritos en
la Noma ASTM D 3080.
¿Pero, que s u id e sí al analiror la roña de emptoamiento de una cimentadón o
al realizar el estudio de estabilidad de un talud, enintramos tenenos
aluvionales y fluviales instituidos por materiales gruesos romo bolones y
gravas inmerros en una matfz mas fina que p u ^e ester instituida por arenas,
l im i y arcillas, i m o paite de su granulomefría representativa?. Generalmente
en estos í s í particulares i utilizan valores asumidos o inferidos de los
parámetros C y Q que i ^ferencian en los d iveris textos o P il i lo s técnicos y
que i ^múnmente u id o ^ r la i^ e n ^ la práctii a tovés de la ertra^lación
de la infomadón a o t r i suetos g ru io s en p ro ye ^ e s ^ c íf i^ , debido a que
los equipos ewstentes en nuesfro medio son de dimensiones lu c id a s
(aprop^os prindpalmente para ^ n a s y suelos finos), que no em iten el
trebajo en suelos gravoros. Esto inlleva a utiliror parámonos inseroadores y
además a p liir fadores de s^urtáad im p a ti^ w i n la limitad información
dis^nible.
Por ofro lado, el uso de mataiales grueros es muy im ú n en la construiión de
grandes p r ^ s , donde una apropiada iracteriroción g e o m ^ n l i de los
s u e li de {pandes partfilas resulta fundamental.
De ahí el gran interés que tiene, el poder utilizar un ^u ipo que permita la
determinación de los ^rám etes de resistencia irtante, aproximando lo más
posible a la realfoad el tamaño máximo de las partfilas.
El e n iy o de cote d irito “In situ". representa una att^atira importante para la
evaluación de los parámetros de resistencia ite n te de los suelos gravosos, sin
embargo su dificultad y alto costo, por el temario que requiere la muestra a ser
ensayada y las grandes irg a s de re a ió n n^sarios, limitan la utilización de
esta m etedora.
Estudios previos muesfran que pueden ser obtenidos similares importamientos
de resistencia ite n te a lo obtenido mediante el u í de la i j a de corte
xiíD IS E fá E IM P&M ENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL IABORATORIO
DANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA
UNIVERSIDAD M C IM A L DE INGENIERÍAFacutted <to Ir^wleria CMI
Intr^^xión
ronvendonal, usando rajas de rorte de mayor dimensión en el ensayo de roto
directo (Taylor y Leps, 1938; Bishop, 1948; Palmeira y Mllligan, 1989; citados por
Edil y Benron, 2007). Sin embago, estos estudios han sido limitados a suelos
arenosos de granos uniformes, rada investigación foralizó su estudio en un solo
tipo de arena. ^ influenza del contenido de gravas en el rom^rtamiento de la
resistencia cotonte también toe edudiado (Fragaszy et. al. 1992; Simoni y
Houlsby, 2006; dtados por Edil y Benson, 2TO7), pero ratos estudios han sido
f^^izados en un solo tipo de matriz arenosa mezclado ron uno o dos tipos de
gravas. El efedo de las raraderísticas físiras y fatfora geol^icra del suelo
igualmente toe evaluado (Edil y Benson, 2M7), no obstante, ro empleó en la
inrostigación gravas de hasta 1 pulgada de tamaño máximo.
El equipo de Corte D ir^ o a Gran Esrala de 0.60x0.60x0.60 m, diseñado y
consfoido en esta invratigadón, pemite ensayar materiales granulares de hasta
10 ^ de diámetro, manteniendo ronstante la rarga vertiral robre la muesfra
gracias a la retroallmentactón del inyedor de presión del gato hidráulico y la
rapaddad de rearaón del pórtiro de arara (10 toneladas). Se ^ r á n realirar
ensayos ron materiates en distintra e ^ ^ t a de rompadación, desde lo más
suelto hasta las ro m p ía s .
El autor del preronte frabajo de investigación, espera, que el uso del equipo de
Corte Diredo diroñado y ronstoido en el latoratorio, ^ m ita tener una idea más
clara ararra de las raraderísticas de re v e n d a rortante de los suelos
gravosos, para de esta toma evitar ^ i r a r ^támetrra ronseroadores, y
aprove^ar al máximo el buen ^mportamiento del material, ya que
romparativamente desarrollan, en general, mayor rigidez y resistencia que
suelos de granos más pequeños romo suelos arenosos. Asimismo, se espera
ronblbuir a r ^ lv e r adecuadamente gobiernas de ciment^fón, exravacionra
prdundas, oibilidad de talud, enfre ^ras, en materiates granutares con
partlrolas de gran tamaño, para de esta forma optimirar los aspectos
eronómiros y s^uridad del diroño ingenieril.
El Autor
xmDISEÑO E IM nE M E N TA C lfá D E UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M S U & O S GRAVOSOS EN EL LABOM TORIO
DANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA
UNIVERSIDAD M CIO N A L DE INGENIERIAFawltod (fe liya ^ria
Capitulo I: Geneitiidaóes
C ^ T O L O I
G E N E ^ID A D E S
1.1 O W ^ O Y ^ C ^ C E S
El objetivo del presente trabajo de investigación ro el diseño,
c o n s ^ ^ ó n e implementedón de un equipo de Corte Directo a Gran
E ^ l a de 0.60x0.60x0.60 m, para la cuan^roción de los parámetros de
resistencia rotante de los suelos gravosos, asi como su respectiva
difusión.
Establecer los parámonos de resistenda rortante para suelos gravosos
como el ronglomerado de Lima es un problema en la adualidad en
nuesfro país, por la falta de equi^s de laboratroio para ensayar muescas
de grandes dimensiones.
Exide la alternativa de realizar ensayos de rota diredo “ln situ", que
pemiten obtentf Iro parámefros de resistenda rortante de los suelos
gravosos. Estos ensayos han sido realizados en algunos estudios
geo^niros (De la Rosa, 1974; Húmala, 19M; Shuan, 1997; entre otros)
en nuestro medio, sin em balo su uso ^ proo tacuente debido a su alto
rosto.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL WBORATORIO
DANIEL JESÚS BASURTO M V IC M G U A
UNIVERSIDAD M CtO N A L DE INGENERlAF ^ M a d cte liyenieria C M
Capítulo I: Ganeralldactea
Por ransiguiente, la constru^ón de una raja de rarte de mayor
dimensión que el ran^ncional, representaría una alternativa importante
para obtener Ira parámefros de resistencia rartante de los suelos
gravosos en el labwatorio. Cabe indirar que varios investigadores en el
mundo, emplearon rajas de corte de mayor dimensión que el estándar en
sus investigáronos para evaluar el ángulo de fricción mediante el ensayo
de rarte directo. A rantínuac^ se da a c o rre r algunas investigaciones.
Taylor y Leps (1938; ^ d o por Edil y Benson, 2M 7) ejecutaron ensayos
comparativos de rarte directo en arena sera (O ^w a ) utilirando dos tipos
de raja de rato raadrada, una ^ u e ñ a (76 mm) y otra m^iana
(305 mm), para evaluar la influencia de la dimenstón del espécimen sobre
el ángulo de fficcita. Ellos reportaron que el valor del ángulo de facción,
utilizando la raja de corte mediana tee 0.5° en prom^io más pequeño
que el ángulo de ^ ^ tó n medida en la raja de menor dimensión.
Bishop (1 ^8 ; citado ^ r Edil y Benson, 2007) también realizó ensayos de
rarte directo en arena ^ r a en rajas de ^rte p u e rta (60 mm) y
mediana ( ^ mm). Para intewalos de porosidades de 0.36 a 0 .^ , el
ángulo & fricdón m ^ida en la caja pequeña se deterninó dentro del
Interoalo ± 2° del ángulo de f r ^ ó n m ^ida a fravés de la raja mediana.
Bishop también investigó la influenda de la gradación en el
ramportamiento de resistencia ^rtante, utilizando una raja de corte de
mayor dimensión y partículas gravosas bien gr^uadas de hasta 38 mm
de diámefro. Concluyendo que las partlralas de mayor dimensión no
rantrolan el compotamiento de ^ e de las gravas bien gr^uadas.
Palmeira y Milligan (1989) ejecuteron ensayos de rarte d ir^ o en arenas
s ^ ^ (Leighton Bu^ard) en una raja de corte de 1 metro cúbico,
utiliraron también una caja mediana de 252 mm por 152 mm y espesor
152 mm, y una raja de rarte ranvencional de 60 mm de sección
raadrada y de espesor 32 mm, para analizar el efecto de esrala. El
tamaño de las partículas de las arenas variaron de 0.6 a 1.2 mm. Ellos
reportaron alores de ángulo del fricción de 49 a 50° para muestras
ensayadas en las tres rajas.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO X CORTE DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M V IW A G U A 2
UNIVERSIDAD NACIONAL D E INGENIERIAF a o u ^ tto 1 /^w M a Civil
Capitulo I: Generalidades
Las primeras pruebas con muestras de grava ro efectuaron en la
Universidad de Haward en 1 ^ , usando una cámara triaxial para
es^címenes de 4 pulgadas de diámetro, ensayados a presión ronfinante
menor de 1.00 K g / ^ 2, habiendo otros estudios posteriormente.
Símoni y Houl&y (2006; crtado por Edil y Benron, 2007) realizaron
ensayos de rorte d ire ^ en un aparato de mayor dimensión (2M mm x
152 mm, esperor del espécimen = 150 mm) q w el estándar, en arenas
pobremente gradadas mezcladas con gravas de 10 a 60 %. E s t^
partíalas gravóos teeron mayores a 2 mm y menores que 20 mm.
Eltos re ^ ^ v o n similar ángulo & fr ijó n enfre las arenas y las arenas
^ zd a d a s ron gravas de hasta 20%. No obstante, para arenas,
mezdadas ron gravas mayores a 30%, ellos repotaron un inoemento en
el á^ulo de friroión.
Edil y Benson (2007) ejecutaron ensayos de rorte d ir^ o en una roja
mediana c u a d ra de 305 mm de lado y en la roja de rorte ronvencional
(64 mm), también cuadrada. El material granular utilizado para el ensayo
en la roja m^iana rontiene chirolas gravosas de 0 a M % (^yo re s a
4.75 mm. ^ r o m^ores que 25.4 mm), mientas la roja ronvendonal
rontiene partículas menorro a 4.75 mm. Eltos reportaron que el ángulo
de friroión m ^ido en el mismo material en ambas rojas en su mayoría
difiere en el rango de i 2°.
En ronseroenda, teniendo romo prerodente las investigaciones
realizadas, se disertó y ronstruyó una roja de rorte de mayor dimensión
que el ronvencional en el Laboratorio G ^ é ro iro del Centro Peruano
Ja^nés de Inwstigadones Sísmiros y Mitigadón ta Desasfres
(CISMID) de la Uniwrsidad Nadonal de Ingeniería, para realizar ensayos
de Corte Diredo a Gran Esrola en suelos gravosos.
El tema & investigación ro desarrolla en cinro capltelro que se desrote
a c^inuadón:
El Capítulo I, detalla el objetivo, a iro n a y la justffiroción del trabajo de
invrotigadón desarrotiado en el Latoratorio Geot^niro del Cenfro
Pernaro Japonés de Investigaciones Sísmiros y Mitigadón de Desastres
(CISMID) de la Universidad Nacional de Ingeniería.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CO R^ DIRECTO P A M S U & O S G M V O S O S EN EL U B O M T O R tODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 3
UNIVERSIDAD N A CIO M L D E INGENIERIA Capitulo t. G w m M e fo aFtttáadd» li^w lria CM
En el ^pitulo II, se resume los conroptos generales básiros como la
teoría de resistencia al esfuerco rodante, descri^ón de los ensayos de
corte diredo ^ á n d a r e “ln sltu” y descripción de pmebas y análisis de
laboratorio romplementario.
En el Capítulo III se detalla el diseño e implementación del equipo de
Corte D ire ^ a Gran Esrola, siendo las variables principales la
implementadón del pozo de ensayo, los fadores que rontrolan el diseño
del equipo de rorte d ir^ o y finalmente el diseño e instrumentación del
equipo.
En el Capítulo IV, se intenta realizar una ex^sición detallada del ensayo
de Cote Directo a Gran Esrola para suelos gravoros en el laboratorio,
^menzando ron la roract^zadón físiro y meréniro del material a
ensayar, preparactón de la muesca en la roja de rorte, ejecución del
p a ra m a experimental de rorte diredo y el análisis e interpretadón de
resutedos.
En d Capítulo V, se efrotúa el análisis romparativo y la d i^s ió n de
raultadro de los ^irámetos de resistenda cortante para suelos
gravroro, enfre el ensayo de torte Diredo a Gran Esrola, ejroutado en
el laboratorio, y el ensayo de rorte d ir^ o ‘ ln situ”. Adidroalmente, se
tiene romo refdencia el rango de alores estableados ^ r d ie n te s
tovestigadores en d mundo tales ^ w o Hough (1957), T ^ a g h i y P e ^
(1%7), Marsal (1980), entre ofros, en materiales granulares gruesos.
Finalmente, ro preronta las condusiones y raromendaciones más
im^táantes qro han prtido establerorse lu ^ o de haberse ronduido el
preronte frabajo de in v e ^ ^ fó n .
O IS & O E IMPLEMENTACIÓN DE UN E Q U IW DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS Q M W S O S EN EL LABORATORIO
DANIEL JESÚS BASURTO M V IC M G U A 4
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFaoultedfc In&nlaria Clrf
Capitulo I: GenenUdadaa
1.2 JUSTIFICACIÓN
Proporcionar parámetros de resistencia cortante de suelos gravosos,
rantribuirá a la evaluación racional de la rapacidad portante de
cimentaciones sobre este tipo de suelos, el análisis de estabilidad de
taludes y e ^ r tu ra s de suelos, enüe otros, para asi efectuar diseños
técniras y eranómiras óptimos que representen una alternativa ingenieril
ranfiable.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN D E UN EQUIPO DE COR^ DIRECTO PARA SUELOS G M V O S O S EN EL IA B O M TORIODANGL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 5
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFk u ^ (te Ingeniería Civil
C ap illo U: Conceptos Gánenles
c w í m o n
CONCEPTOS GENEM LES
2.1 TCORfA DE LA RESISTCNCIA M. E S FU E^O
Se define a la rroistenda al rorte, o redstencia al esfuerco rotonte de un
suelo como el valor má»mo, o límite, de la redstenda al roto que ro
puede inducir dentro de su m a ^ antes de que ^ a . El valor límite del
esfuerco rodante está influido tanto ^ r la magnited romo ^ r la
velocidad de deformación, así como por la historia de rotorcos del
suelo.
La resistencia al corte del suelo no p u ^ e ronsideraree romo un
parámefro único y ronstante, ya que depende de su naturaleza,
esfrudura, enlaros, nivd de defomacioros, etc. Así romo muy
espedalmente de su estedo tensional y de la presión del fluido que
rellena sus poros (G o n ce s de Vallejo, 2M2).
El CTiterio de rotura en suelro más difundido deriva del propuesto por
^wlomb, que reladona esteeros ef^ivos normales y ro fu ^o s
tangendales aduando en cualquier plano del suelo (ver Figure 2.1). Este
criterio establero que, para un suelo saturado, la resistenda al rorte
viene dada ^ r la expresión:
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DANIEL JESÚS BASURTO M V IC M G U A
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería CMI
Capitulo II: Com&ptos Generales
t = c’ + (an -u) taño' (2. 1)
Donde:
t = Resistenda al corte del terreno a favor de un determinado plano.
0n = Esfuerco total normal actuando sobre el mismo plano,
u = Presión intersticial.
c’ = Cohesión ef^iva.
0' = Angulo de raimiento intemo efedivo.
La ecuación anterior representa una recta en el espacio (o’, x ), que a
menudo ro denomina envolvente de rotura del suelo romo se muesfra en
la Figura 2.2. Esta línea, proporciona para roda valor del esfrerzo
efectivo normal a un plano que atraviesa un elemento del suelo, el
máximo ^ ^ e rc o tangencial a favor de dicho plano.
Prv Plano de deslizamiento
Figura 2.1. Mrtelo del CTiterio de rotura propuesto por Coulomb
(Budhu 2000). Bloque de madera sobre un plano
horizontal.
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UNIVERSIDAD NACIONAL D E INGENIERAFmuHad de In g e n ia C M
Capitulo II: tonceptoa Gánenles
Figura 2.2. Envolvente de rotura del suelo o envíente de faHa.
De la figura 2.2 w pu^en d ^ u d r algunos asuróos inte^antes:
• La rohesión efedlva, es la orinada en el ^ ^ e n de la envolvente
& rotura. Representa por lo tanto, la máxima resistenda tangendal
en un plaro malquiera ^ a ta o el esfuerco efedwo normal en dicho
plano ^ nula.
• El máximo esteerco tangencial en un plano es mayor a m ^ida que
aumenta el huerco e f ^ v o normal que ^ ú a sobre dicho plano.
Es dTOir, es más réstente cuando mayor es su nivel de esfcercos
efedivos.
El deslizamiento relativo entre las partículas instituye el meranismo
más impotante de defonadón en una masa de suelo. De aquí, que la
resistencia de un suelo a la detonación venga teertemente i^uenciado
por la residenda tangencial en los contados OTtre partículas. Para un
^ e n dominio de la mecánira de suelos es tendamental in o ra r la
^sible magnited de esta resistencia tangendal y de los factores que
influyen sobre la misma (Lambe y Whitman, 1972).
D IS E fá E IM ^ U E N T A C IÓ N DE UN EQUIPO DE C O R K DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL M BORATORIO
DANIEL JESÚS BASURTO M VtCHAG UA 8
UNIVERSIDAD NACIONAL D E INGENIERIAFacultad do Ingeniada CIvH
Capitulo II: tonceptos Generalea
A manera de resumen podemos decir, que la resistencia tangencial total
es proporcional a la foerca normal ejercida entre ambas partículas, si esta
resistencia normal disminuye se reduce la resistencia o el número de
enlares, ren lo cual disminuye la resistencia tangencial total. Puede
decirse por esto que la resistencia al deslizamiento tangencial entre
partículas es de naturales friccional.
2.2 ENSAYO DE CORTE DIRECTO E S T ^ D ^
2.2.1 ^ ^ r a lld a d r e
Durante muchos años el ensayo de c ^ e directo ha sido usado en
divereos proyretos para deteminar los parámonos de resistenda de los
suelos. Hoy, aún se conreroa el interés práctico debido a su simplicidad,
aunque ha sido sustituido en buena parte por las pruebas de rempresién
biaxial en el latoratorio.
El aparato del ensayo de corte directo estándar se representa
esquemátiremente en la Figura 2.3. Se tata de una reja rígida de arero
de sección cirrelar o cuadrada, que se encuentra dividida en dos mitades
y en reyo interior se ^ o r e la muestra de suelo. Encima de ésta, re
relore una piare rígida sobre la que se puede aplicar una rerga
rertirel “N". La aplireción de la feera reliante en el suelo se logra
trasladando horteontalmente la parte inferior de la caja de ra le mientras
que re imptáe el movimiento talmente de la zona inferior (ver
Figura 2.3).
Una p*ueba completa sobre un deteminado suelo rensiste en ensayar
tas muestras idénticas del mismo material bajo fres rergas axiales
distintas (Ni. N2 y N3).
DISEÑO E IM ^M EN TAC IÓ N K UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA S & LO S GMVOSOS EN EL LABOMTORIO DANIEL JESÚS BASURTO fMVICHAGUA 9
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFarnltod ito In g e n ia C M
Capita II: ^nw ptoa Gánenlos
Zona probable N CTn= N de falla
Figura 2.3. Esquema del ^u ipo de rarte d ir^ o ranvendonal.
En rada uno de los enrayos indMduales, a m ^ida que se obliga a la
parte irferior a despicarse horizontalmente a velrcited constante, ra va
midiendo:
• La horizontal (FH) nerasaria para im^dir el movimiento de la
parte s u ^ ^ . Dividiendo d ^ a taerra por la seraión transversal de
la mrastra, ra obtiene el estaerco coitente (t ) aguante en rada
momento sobre el plano de rarte.
• El desplazamiento vertiral de la muesto, teniendo en cuenta que
las parces de la raja de rorte son rígidas, la deformadón vertral
medida proporciona directamente el rambio de volumen de la
muesfra.
• Y el desplaramiento horizontal qra ^ ^ i t e rantrolar el movimiento
relativo de la mitad inferior de la caja.
La resistenda al V de un suelo, en téminos del efectivo
es egresado en la ecuación (2.1). Los esfuerzos nomal y rartante en la
falla son expresaos en la ^uación (2.2) y la Figura 2.3:
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL LABO M TO RtODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 10
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA F arn lM de Irqenleria CMI
Capitolo II: Comxptoa Ganamos
(2.2)
2.2.2 V endas o Inconvmtento
Las principales ventajas son:
• Es un equipo simple y barato.
• Sus principios básiras son elementales.
• La preparadón de la mrastra ra sencilla.
• Con rajas de mayor dimensión se pueden ensayar materiales
granulares grnesos.
• Con a lg ia s m r t ^ ^ o n e s ra pueden emplear los mismos
prindpios para determinar la resistenda de disrantinuidades en
rara, rantado hornigón-suelo, suelos gravosos, entre otos.
En raanto a las limitadones rabe dtar:
• ^ superficie de rotura es predeterminada.
• La distribución de esfaeras en la superficie de rarte no ra
unifome.
• No ra p u ^e medir en genial presiones interaticiales, de marara
que la únira torna de rantrolar el dren^e ra variando la ve n d a d
de desplaramiento horizontal.
• El área de rantado dteminuye a medida que se produra el
desplaramiento horirantal relativo ento ambas mitades de la caja.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIO
DANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 11
UNIVERSIDAD M CtO N A L D E INGENIERÍAda Ingantaria CMI
Ctyttolo II: ConMtfoa Genemlas
2.2.3 Equipo
El equipo consiste en una raja de corte metálira en la que se ralora el
es^cimen. Las muestras pueden ser cuadradas o arralares. El tamaño
de los es^clmenes empleados generalmente es de 20 a 25 ^
transverealmente y de 25 a 30 mm de attura, aproximadamente. La raja
está rateda horizontalmente en dos partra. La fuera axial sobre el
es^dm en ra aplira d e ^e (a parte supetor de la raja de corte. La tuerca
rallante es aplirada moviendo una mitad de la raja respedo de la ofra
para generar la talla en el es^cimen del suelo. En la Figura 2.4, se
muestra detalles del ensayo de ^rte diredo.
^ fo m ím ^ ro í ^ i r CARGA NORMAL:tí d r e p ^ ^ ie n to v ^ical Se un
fe sus^ns^ y girara
Tomillos que mantienen las dos m it^re
de la ^ a de rorte —
CARGACORTATE:Se ^ l i r o ron un
de tomillo
(ro p^^ra
Tomillos separadores
CARGA CORTANTC: Se mide con roillo de
o r o ^ fe
Defomita m p ^ m^ir el ( ^ ^ l ^ ^ i e n t o lateral
C W A T C TO R TC DIRECTO
Figura 2.4. Detalle del ensayo de rarte d ir^ o ^ ú n la Norna
ASTMD3080.
te n d ie n d o del ^uipo, la prueba de corte p u ^e rar ranfrolada ^ r el
eduerco o ^ r la detomadón unitaria. En las pruebas rantroladas por el
esfuerco, la ratente es aplirada en incrementos iguales hasta que
el escam en talla. Despu& de la apliradón de rada incremento de
rarga, ra mide el desplazamiento cortante de la raja movilirable por
medio de un ddomimefro horizontal.
O ISE fá EIUPLEUENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M S U E L& GMVOSOS EN EL LABORATORIO DANIEL teSUS BASURTO MVICHAGUA 12
UNIVERSIDAD NACIONAL D E INGENIERIAFacultad da Ingwlada CMI
Capitulo II: ConMptos Ganarles
En pruebas rantroladas por la deformación unitaria se aplira una razón
constante de desplazamiento cortante a una mitad de la raja por medio
de un motor que atfúa a través de engranes. La deformación horizontal
se mide con un deformimelo. La foera cortante resistente del suelo
rarrespondiente a cualquier defecación horizontal se mide por medio de
un anillo de rarga horizontal o a fravés de una raída de rarga. El rambio
de volumen durante la prneba ra obtiene a partir de la lectura del
defocimefro vertlral ralorado sobre le espécimen.
La ventaja de las pruebas por defecación unitaria rantrolada es que, en
el caso de arena densa, se obraroa y g ^ ira la resistencia pico (es decir,
en la falla) asi como resistencias ratonte menores (es decir, en un punto
después de la falla llamado resistencia última). En las pruebas por
esfoerzo rantrolado, sólo se obsewa y grafira la resistencia cortante. En
la Figura 2.5, se muestra el gráfíra correspondiente a la prueba
controlada por deformación unitaria.
0 2 4 6 S 10 12 14Defecación tangencia (%)
Figura 2.5. Trayetforia de la cuwa e^uerco de corte versus
dtfomación horizontal, para tres rargas diferentes.
D IS E fá E IMPISMENTACIÓN DE UN EQUIPO D E CORTE D tt tC T O P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL M BORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 13
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA Facultad (to Itym toria C M
CtyíMo II: Co^ ^ ob Generales
2.2.4 de Ensayro
Los ensayos de corte pueden clasifirorse como sigue:
a) E n u yM No Conrolldado - No tonado o Ensayos UU
El rorte se inida antes de consolidar la muestra b^o la carga
normal, si el suelo es rohesivo y saturado, se desamollará un
exroso de presión de poros.
b) Ensayo Consolidado - No Drenado CU
Se apliro la fuerca noimal y se obroroa el movimiento vertírol del
def^mímefro hasta que se ^ulHbre la defornadón vertcal
(ronsolidación) antes de apliror la tuerca rortante. Luego, la tuerca
es aplicada de forma rápida sin permitir la disipación del
e x ^ o de p r^ ó n de poros generada en eda etapa.
c) Ernayo ^ ^ ^ Id a d o - Drenado CD
Se aptiro la tuerca nornal, haste que se ^uilibre la deformadón
v e ^ a l, luego ro apliro la tuerca cortante tan lento romo roa
posible (de 0.125 a 0.25 mm/min, aprox.), pare evitar el deromollo
de presiones de ^ ro s en la muestra.
Para suelos cohesivos, los parámetros de resistencia de los suelos
están influendados po* d méttáo de ensayo y por el grado de
saturación, y por el hecho de que el material esté normalmente
ronsolidado o sobre ronsolidado.
DISEÑO E tW LEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CO R^ DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL W BORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHA G UA 14
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAF w lte d da Itymierta CNH
Capífuto II: C o ^ & o s G e n tle s
2.2.5 ^tomlnaclón de Im Paráme^M de R M ^ncia
Ejecutando ramo mínimo tres pruebas ron el mismo material a diferentes
valores de la presión nornal, pueden trazarse puntos en la gráfiro
“o" w V ron Iro valores de Iro esfuercos nodales “a” y los valores
márimos dd esfuerco rodante V , obtenidos de roda una de las prnebas.
Uniendo los puntos as! obtenidos se tendrá la envolvente de falla del
material. Dd gráfiro obtenido, ro dete^ina los parámetros de rroistencia
C y ó . ^ ^ ú n los requerimientos del proyecto, estos parámonos pu^en
ro^ro^nder a la resistencia máxima o residual. En la Figura 2.6, ro
muesfra una representadón g ^ ^ de ia envolvente de falla.
Figura 2.6. Reprerontadón g r á ^ del estoerco de code versus
esfuerco no^al para obtener el ángulo de fr itta .
DISEÑO E IM P^M ENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTC DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABO M TO RIODANIELJESÚS BASURTO M VICHAGUA 15
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFKUttad da tty^foiía C M
Capltuto II: G a ^ ^ te s
2.3 ENSAYO TC CORTC DIRECTO “IN SITU"
2.3.1 Genialidades
El ensayo de ^rte d ir^ o “ln s'rtu" representa una alternativa Importante
para la evaluación de los parámetros de rraistencia de los suelos
gravosos.
Aunque no existen e s ^ ^ ra d o n e s prraisas sobre el ensayo, la Idea es
repr^ralr “ln sltu” el ensayo de rarte diredo efedu^o en laboratorio.
Por ransiguiente, para realizar el ensayo, se diseñó los sistemas de
fransmlslón de ra ^ a nornal y tangendal; la forma y dimensión de los
esproímenes dependerá básiramente de las raraderísttos
granuloméWcas del material a ensayar, ramo lo sugteren los ensayos
realizados en algunos estudios geotérarcos en nuestro medio (ta la
Rosa, 1974; Húmala, 19M; Shuan, 1997, Alva, 2 ^ , enfre otros). En la
Figura 2.7, se muesta a detalle el e n ^ ^ de < ^ e diredo “ln situ”.
Figura 2.7. Ensayo de ^ rte dirrato “ln situ". a) Tallado del es^cimra,
b) Untformidad del e s ^ ró ^ n medíante mezcla yeso -
ramrato, c) ^ ^ d ó n del ensayo de ^rte d lre ^ “ln situ”.
D IS & O E IMP&MENTACIÓN DE UN EQ UIW DE CORTC CWECTO R A M SU&.OS GMVOSOS W EL IABO M TO M O
DANIEL JESÚS B A S U R tt MVICHAGUA 16
UNIVERSIDAD M CIO N A L DE INGENIERMFacultad da Ingwiaila CIvU
Capitulo II: Conœptos Ganantes
El ^u ipo de rarte directo “In situ” está constituido por las siguientes
partes:
a) ^uipo de Confinamiento
La Unción de este equipo es el de confinar el espedmen mediante
planchas metáliras apropiadamente instaladas en las caras
laterales y superior del es^dm en, para posteriormente apticar la
rarga arial y horizontal. Las dimensions de las planchas estarán
en función del temaño del espedmen. Generalmente se utiliran
planchas cuadradas de 70 cm de lado.
b) Sis^ma de Transmisión de Ca^a talal
Es un sistema ideado según los quipos y materiales disponibles “In
situ” y que sea rapaz de conformar una sobrerarga suficiente, de
tal forma que transmita las presiones normales requeridas para
rada uno de los espúmenos del ensayo.
c) R a id o s
Se emplean rodillos de alma llena pertectemente pulidos colocados
entre dra planchas metálicas; su objetiw es evitar que durante la
apliradón de la fuerra horizontal ra desestabilira el sistema de
rarga axial. Sin los rodillos, todo el sistema de cargas tendería a
movilizarse en la direraión de la foeraa tangencial. Al ser los rodillos
lisos y de alma llena, tienen la cualidad de girar sobre si mismos
durante la apuración de la fueraa tangencial, por ransiguiente el
sistema de rarga axial se mantendrá estable.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL UB O R ATO R IO
DANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 17
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad (fe l enleda CM
Caduto II: Cm m & os Generaba
d) Hidráulica
Se quieren dos gatos hidráulicos, una para bansmitir la carga
horizontal y la otra para la rorga axial.
Se r^uteren deformímetros para medir el untamiento de la
muesca prráudo de la aplicadón de la ca^a normal asi romo
también para medir el despla^miento horizontal, debido a la
apliroción de la fuera horizontal durante el ensayo.
2.3.2 de
Confinado el es^cimen ron las planchas metaliros apropiadamente
instaladas, se prorode a ejecutar el ensayo, para lo roal, primero se
aplte la rorga nornd por ino-ementos. Lu ^o , una vez atronado el
asentamtento to ^ ro prorode a apliror la toerza tangencial también ^ r
inroementos. Durante el prroeso de ruptora, el esfuera nomai daterà
mantenera constante, y la fuera tangendal ro inoementa en forma
a e d ^ te y rontro^a hasta ronseguir la ruptura.
2.3.3 ^tom lnaclón de Im Parómetos de
Como se e ^ l ^ anteriormente en el párrafo rones^ndiente al ensayo
de rorte d ire ^ rotándar, la determinadón de los parámetros de
resistencia rortante C y é s e cataula en base al gráfiro “t " vs V , cuyo
eje de abscisas representa a la presión normal V y el eje de ordenadas
repr^nta el esfumo r o t a ^ máximo V , el resuttado rorá una r^te
d^inida por bes puntos o más, roya indinadón ron la abscisa
rorres^nde al ángulo & friroión (O) y cuya in te ^ ^ ó n con el e ^ de
ordenadas rorrro^nde a la cohesión (C).
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL IABORA TORIO
DANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 18
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad da hemiaria Civil
Capitulo II: Conœptix Ganarlas
2.4 PR U EBA Y iW & ISIS DE ^ ^ ^ T O R I O
Las prnebas y análisis de laboratorio rorrapotoen a los ensayos de
laboratorios estándar y especiales, ramo se descrito a rontinuación.
2.4.1 ^ ^ ^ in a c fó n do las propiedades índices
Las propitoades fndires permiten la diferenciadón de suelos de una
misma ^ ^ o r í a , ronditiones de estado del suelo y romportamiento
físico, expresando cuantitativamente las raracterfstiras de un suelo.
Comprende los siguiente ensayos:
a) Contenido de Humedad
& llama también rontenido de agua y es la relajón entire el p e ^
del agua que rontíene la m^stra y el ^ o de sus sólidos, a
det^minar por ^ Homo o estufa. Suele expraarse ramo
un porrantaje, ramo se murefra en la egresión (2.3).
(2.3)
Donde:
w(%) = Contenido de humtoad.
W w = Peso de agua œntenido en el suelo.
W , = Peso del suelo sera
El rontenido de humtoad suele variar entre 5 a 8% en suelos
granulares (arenas y gravas) y hasta en 60 a 70% en suelos
arcillosos.
DISEÑO E IMn.EMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS M EL U B O M T O R IODANIELJESÚS BASURTO M VICHAGUA 19
UNIVERSIDAD mCIONAL DE INGENIERIA Fx^dd» twmMa
CtyHulo II: C on M ^B Genwatea
b) taátlsls Granulomtalra
El pro^sito del anáHsis granulom ^ra es la determinación del
rango del tamaño de partículas prerantra en un s ^ o , egresado
ramo un ^ra n ta je del ^ r a rara total.
El m &rto más direrto para separar un suelo en trabones de
distintos tamaños, consiste en hara pasar la muesta de suelo a
frav& de un ranjunto de mallas que tienen aberturas
pr^r^vam ente más g ü e ñ a s (ASTM D 422).
c) U m ^ Cm s í^ ^
Cuando existen mineralra de arcilla en un suelo de grano fino, éste
puede ser remrtelado en prerancia de alguna humedad sin
desmororarra. Esta naturales rahralva es debida al agua
absorbida que rtáea a las partiralas de ardlla. El dentífira suera,
Altert ^ u ^ Att^terg, derarrolló un méttáo para describir la
ransistencia de los suelos de grano fino ran rantenWos te ^ u a
viables. A muy bajo rantenido de humedad el suelo ra com^rta
ramo un sólido frágil. Cuando el co n vid o de ^ u a es muy alto, el
suelo y el agua flu^n ramo un liquido. Por ransiguiente,
deteniendo del rantenWo de agua, la n^uraleza del
^^portamiento del suelo se clasifíra atoitiarámrate en cuafro
estadra bád^s, denominados teltáo, semisólido, plástira y liquido.
El rantenido de humedad que prteura el prao de un estado al ofro
es distinto para los diferentra tipra de materialra, de mteo que
puede rar utifizado para rampararlos e identffirartos.
Los ensayra que han resultado más acopiados para deterninar el
rantenido de humead, que corres^nden a los límites entre Ira
distintra ratadra de ransistoncias, ra ranoran ramo límites de
A ^ ^ w g y son: El límite liquido, el limite plástira y el limite de
rantraraión. Los rantenidos de humedad entre los limites liquido y
plástico ra llaman rantenidos de humead de la zona plástica del
DISEÑO EIM K E U E N TA C IÓ N DE UN EQUIPO DE C O R tt DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL l^ W R A T O R IODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 20
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFaoutUidde Ingoniería Civil
suelo y la diferencia entre el límite líquido y el limite plástira ra
denomina fndira de plasticidad.
De los ensayos de laboratorio se establera los Ifmites de
ransistencia de los suelos y su variación, cuya información es de
utilidad para la clastficación de los suelos.
d) Ensayra de Densidad Relativa
El término densidad relativa es comúnmente usado para indirar la
rampacidad “ln situ" del suelo granular, se busra deteminar el
estado de densidad del suelo con respecto a sus densidades
máxima y mínima.
La prueba para la deteminación de la densidad máxima (Norma
ASTM D 4253) supone generalmente cierta forma de vibración.
Joseph ^ ^ e s en su Manual de Laboratorio de Me^nica de
Suelos, propone la rampactación del material granular en un molde
patrón en varías rapas y vibrando rada rapa con golpes seras
dados sobre los bordes del molde mediante un martillo de goma.
La prueba para determinar la densidad mfnima (Norma
ASTM D 42M) suelen hararse ^ r vertido del suelo en un molde
ralibrado, evitándose en todo momento que se produzca algún tipo
de vibración.
^ densidad relativa (Dr) de un suelo granular se defira ramo:
(2.4)
donde:
y d - Densidad sera “ln Situ'
y*** = Densidad sera máxima
Ydmm s Densidad seca mínima.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CO R TE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABO M TO RIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 21
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAde Ingeniería CNU
Capitulo III: Dlsefo e Implemonlación cte/ Equipo da CM e D k t to a Gran Escala
C W ^ L O I»
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DEL EQUITO DE C O ^ DIRECTO A G ^ NE S C ^
3.1 INTCODUCCIÓN
En este rapítulo, se depila el equipo implementado en el presente
frabajo de investigación. Se hare un especial énfasis en la descripción
del diseño, construraón e implementación del ^u ipo de Corte Directo a
Gran Esrala. Asimismo, ^ da a c o n ^ r los equipa auwliares
necesarios para el mortaje, manejo e instrumentación del equipo
ensamblado.
3.2 IMPLEMENTACIÓN DEL DE ENSAYO
Para ^ ta inv^tigación se ha implementado el ^ z o de en^yo existente
en el patio del Laboratorio Geotécnico del Cenfro Peruano Japonés de
Investigadones Sísmiras y Mitigación de Desastres (CISMID). El pozo
existente de 1.50x1.50 m de lado por 2.00 m de profundidad tiene
Instalado un pórtiro de acero para una capacidad de re^ción de 10
toneladas (ver Figura 3.1), como parte de su infraestructura
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 22
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Capitulo 01: e EquipoFacuUad de Ingeniada Civil do a Gran Estela
implementada para otras investigaciones. Las columnas del pórtico de
arara está anclado a bloques de rancreto que han sido colocados en sus
bases de cimentación (ver Figura 3.3b), suficiente para soportar la carga
de reacción del pórtico. Esta capacidad del pórtico se usará como carga
de reacción vertical para el equipo de Corte Directo a Gran Escala.
(a) (b)
Figura 3.1. a) Vista general del pórtico de acero de 10 ton de
rapacidad, b) Dimensiones del pozo de ensayo existente
ubicado en el patio del Laboratorio Geotécnira del CISMID
de la Universidad Nacional de Ingeniería.
La nueva ranfiguración geométrira del pozo de ensayo, estará en fanción
de las dimensiones de la raja de corte y de los equipos complementarios
nerasarios para llevar a cabo el pr^rama de investigación. En la Figura
3.2, ra muestra la nueva configuración geométrica del pozo de ensayo y
el equipo ensamblado.
DISEÑO £ IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORA W R IODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 23
UNIVERSIDAD N A CIO M L D E INGENIERIA Ctyltulo III: Diseño e Implementación del EquipoFacultad da Ingeniada CNII de Corte Díñelo a Gnn Escala
Celda de Ca^aGato Hidráulico para Carga Axia
Equipo de Extensión
l^^tor «te PwlónVico de Reacción
AdquisidorAutomático de Datos
Ceto to torga
— *
< ^ > Htiraúlto
Caja Metálica del Equipo de CorteExtensión de Apoyo (Reacción)
(M^ Stolto)
Figura 3.2. Representación esquemátira del equipo de Corte Directo a
Gran Esrala.
Teniendo en cuenta que las rargas vertibles y horizontales que ra
emplearán en la investigación son signifirativos (de 8 a 10 ton), y por
ransiguiente putean dañar la infra^'uctura del pozo de ensayo, se
rantempló diseñar apropiadamente la implementación de este pozo como
se explira a rantlnuaclón: rigidizar las pared^ laterales en la dirección
de la apliración de la rarga horizontal, donde se apoyará el equipo que
fransmitirá la rarga horizontal sobre la muestra, y en el lado opuesto
donde se ubirará el soporte de reacción, además, se reforcará la base de
cimentación, dado que soportará el peso del equipo y la transmisión de la
rarga axial durante el ensayo. Cate indicar, que el nuevo diseño no
afertará el propósito para el cual fue ranstruido el pozo de ensa^. En la
Figura 3.3, ra presenta el diseño de la implementación del pozo de
ensayo. En la Figura 3.4, se muestra una vista general del pórtico de
acero y el pozo de ensayo implementado.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN D E UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 24
UNIVERSIDAD NACIONAL D E INGENIERIA Capitulo III: DIm Ho a Implementaci fa EquipoFacultad de In v ie rte C M de Corte o a Q iw Esc&a
Figura 3.3. a) Vista en planta del pozo de ensayo, donde se muesfra la
nueva ronfiguración de la baro de cimentación para la
respectiva implementadón. b) Pertl del proo de ensayo,
donde se presente el diseño de los murro de rearoión y la
base de cimentación (Unidad de medida = metro).
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN E Q U IW DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS Q M V O S O S EN EL M BORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHA G UA 25
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Capitulo III: Diseño a Implementación del EquipoFacultad de Ingwleria Civil da Coda Directo a Gran Escala
(a) fa)
Figura 3.4. a), y b) Vista general de la implementación del pozo de
ensayo acondicionado para el equipo de Corte Directo a
Gran Escala.
3.3 FACTORES QUE C O ^ O L M EL DISEÑO DEL EQUIPO DE CORTE DIRECTO
El ensayo de Corte Diredo a Gran Esrala es un procedimiento
experimental razonable para proporcionar parámetros de resistenda
cortante de suelos gravosos. Por consiguiente, fue necesario un diseño
apropiado del aparato para reducir efectos adversos a los resultados de
los ensa^s. La dimensión del equipo fue establecido en base a lo
siguiente:
1. La rarga de rearción existente en el pórtico de araro tiene un límite
de rapacidad de hasta 10 toneladas. La dimensión del equipo está
limitado a la rapacidad de carga o presiones que se puede aplirar a
la muestra, luego la dimensión apropiada del equipo estará en
fundón de la rapacidad de ca^a de rearción del pórtico. Teniendo
como referencia las rargas normales probables 0.50, 1.00 y
2.00 kg/cm2 para aplicar a la muestra, se diseñó en planta la caja de
corte a una dimensión de 60x60 cm de lado que arroja un área de
3600 cm2. La mayor rarga normal aplirada a la muestra
(2.00 k g / ^2) provora una fuerza de reacdón de 7.2 ton con una
holgura de 1.8 ton para llegar a la rarga máxima del pórtico.
d is e ñ o e im p l e m e n t a c ió n d e u n e q u ip o d e c o r w d ir e c t o p a r a s u e l o s g r a v o s o s e n e l m b o r a t o r io
DANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 26
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Cepfalo III: Dlwfío e l^fom n tecito <M EquipoFwutted <te Ingeniería C M de ^ M e D litto a Gran Escale
2. A mayor dimensión del equipo se demuda mayor tiempo en la
preparadón de la muestra, por lo que se limita la versatilidad del
equipo, siendo necearlo un equipamiento adidonal para su
manejo. Sin em balo, la dimensión del equipo es más rorrono a las
rondidones reales del suelo gravoso para la deteminación de los
parámetro de resistencia rodante.
3. La restricción eronómiro y funcional lleva por tanto a pensar en
pulpos que roan as^uibtes y se puedan manejar ron relativa
tedlidad.
4. El temado máximo de la partírola depende de la rtmensión de la
roja de rorte, generalmente se acepte qro el temado máximo debe
ser 1/6 del e s ^ s w del es^cimen ron^m ado en la ^ a de rorte
(ASTO D 30M), ron la finalidad de evflar que la dimensión de la
roja no influya en los rrouttados de la resistencia al rorte & l suelo,
en cros^encia , dada las res^^ones de la dimensión en planta
de la roja de rorte y la nerosidad de involucrar srolos gravosos se
propuso d i ^ a r una roja de ro torna de robo de 60 o t de
lado, donde se ^ d rá ensayar suelro granulares con tamaño
máximo de 10 cm (4 pulgadas).
Sin embargo, los efedro P e rn o s prerontados ron reducidro ro fundón
de los tonefí^^ que trro un aparato de mayor dimensión que el ^uipo
ronvendonal. El ritmo de los ensayos son lentos en rom par^ón ron el
equi^ estándar ^ r o los resultados de tos enroyos se da en un mayor
rango del tamaño de tos materiales granulares (temaño de partículas de
hasta 10 <m) y evite estar anali^ndo solamente la matrá del material y
extrapolando los parámetros obtenidos ron Iro equi^s convencional^
para simular el romportamiento del material gravoso.
DISEÑO E IM P L A N T A C IÓ N DE UN EQUIPO DE CORTE D I& C T O P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORA TORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICM GUA 27
UNIVERSIDAD M CIO N AL DE INGENIERIA Capitulo III: Diseño e Implementaclón del EquipoFacultad da Ingeniada CMI de Code Díñelo a Gran E ^ l a
3.4 DfóEÑO E INSTRUMENTACIÓN DEL EQUIPO DE CORTE DIRECTO
El equipo de corte directo construido en esta investigación es una versión
del equipo convencional a una escala mayor, por consiguiente su diseño
cumple las especificaciones establecidas en la norma ASTM D 3080. Un
esquema de la raja de rarte se presenta en la Figura 3.5.
vertlral.
Plancha de protón.
Plancha de Transmisión axial.
Apllœdônde la rarça de rarte.
Muestra de suelo
Tomillo para fijar raja metálica.
Dial para medir dæplazamlento vertlral.
Rodillo intermedio de presión.
Reacción.
. ïï
Dial para medir d^plazamiento de corte.
CWA M ET^CA DE CORTE
Figura 3.5. Esquema de la raja de corte para el ensayo de Corte
Direrto a Gran Escala.
3.4.1 Derorl^lón General del E q u l^
Las patos principales del equipo son: La caja de corte, gatos hidráuliras,
instrumentación, adquisidor de datos y soportes ramplementarios para el
montaje del equipo.
La sección en planta de la raja de rarte del equipo de Corte Directo a
Gran Esrala es cuadrada de 60 cm de lado, rantiene un espécimen de
60 cm de espesor, 06 veces el diámetro máximo (10 o t ) del material
granular ransiderado (ASTM D 3080), esta construida ran planchas
metáliras de araro de 1 pulgada de es^sor. La c^a de rarte está
dividida horizontalmente por la mitad para permitir el movimiento relativo
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABO M TORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 28
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Capitulo III: Otoño o Implementeíón tel EquipoFacuted do Ingeníete CNU de Corte D l ^ o a Gmn Escala
de la mitad superior sobre la inferior; en la raja inferior ra incluyó 10 ^
adicionales en la direraión de la aplicación de la teerza de corte para
evitar la pérdida del material gravoso de la caja superior durante el
ensayo. En la Figura 3.6a, ra muestra el diseño detallado de la raja de
rato.
\w
■ -H"'{
CAJA m ^ l C A
010« — ^
Figura 3.6. Diseño de la caja de rato (Unidad de medida = ^ ^ o ) .
La fuerca horizontal es aplirada a la mitad suprior de la raja de rarte
(ver Figura 3.5) mediante un gato hidráulico de 35 toneladas de
rapaddad, adivado ran un inyector de presión. La presión normal es
aplicada a la muesfra usando otro gato hidráulira de la misma rapacidad
que el anterior e igualmente activada mediante un inyector de presión.
Cabe rañalar que la presión fransmitida a la muesfra se da a través de
una plancha metálica (59x59 ^ ^ r 1 pulgada de e s ^ ^ r ) colorada
sobre una rapa de arena fina de 1 cm de espesor que va instalada en la
parte superior de la muesfra ^ ^ o m a d a y aislada de éste mediante un
manto de polietileno para evitar que se rantamine los materiales
granulares durante el ensayo.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S W EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 29
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Capitulo III: Diseño e Implemenlaclón del EquipoFacultod de It^enleria Civil de Corte Dilecto a Gran Escala
El uso de la arena fina de granos uniformes es una aplicación prártica
ron el fin de obtener una superficie homogénea para transmitir a la
muesfra una distribución de presión uniforme en cualquier estado del
ensayo (ver Figura 3.7) y evitar de este forma un diseño ramplejo y
costoso para tal fin. Con una plancha rígida es dificultoso que ocurra una
disfribución homogénea de la rarga axial sobre la muestra (Jewell, 1980;
tftado por Palmeira, 1987). El investigador Arthur et al (1977) demostró
que el ensa^ de corte directo con el entorno flexible en la parte superior
de la muesfra randura a que el ángulo de fricción obtenido del ensayo
esté muy cerca de los valores obtenidos por otros aparatos de
deformación plana (Palmeira, 1987).
Figura 3.7. Capa de arena fina de 1 cm de espesor para transmitir a la
muestra una presión unfforme (Olderap, 2000; citedo por
Chavez).
El pórtra de araro usado ramo punto de apoyo de la rarga axial es
alranrado mediante un soporte de extensión (tubo de araro de 10 cm de
diámetro, 2.5 mm de espesor y 1.25 m de longitud), que va montado
sobre las dos planchas de araro instaladas sobre la muestra conformada,
el gato hidráulico y la celda de rarga, respetivamente. Las dos planchas
de acero están separadas por 06 rallos macizos de alma llena (11/2
pulgadas de diámetro), coloradas sobre una de las planchas en forma
transversal a la dirección del movimiento horizontal, de manera que se
evita la desestabilización del sistema de rarga durante la aplicación de la
fuerca tangencial. Al ser los rodillos lisos y de alma llena, tienen la
cualidad de girar sobre si mismo durante el movimiento relativo de la caja
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 30
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Capitulo Itt: Diseño o Implemgnfaclón dol EqulwFacultad de Ingeniería Cl\$ de Corte Directo a Gran E^&ta
de rodé, por ronsiguiente el dispositivo que transmite la carga axial se
mantendrá estable. En al Figura 3.8, se muestra el diseño de las
planchas metálicas de presión y los rodillos matizos.
0.50
PL 1” ^ --------
Figura 3.8. Diseño de las planchas metálicas y los rodillos matizos
(Unidad de medida = metro).
Para evitar el movimiento de la roja Inferior durante el ensayo, se fijó éste
a la mesa metaliro medrante pernos (la mesa metáliro fue ronstruida con
el pro^sito de implementar el ^uipo ensamblado en el futuro para
ensayar suelos gravosos en rondiciones drenadas), y a su vez la mesa
metálica se fijó al piro a través de unos dispositivos que fueron
em^frados en la cimentación romo parte de la Implementación del pozo
de ensayo. Adicionalmente, se construyó un soporte metáliro de r^ ^ ió n
que fue instalado en la direroión opuesta al movimiento horizontal de
corte, apoyado en la plaro de concreto implementada en el pozo de
ensayo. En la Figura 3.9, se muestra el diseño de la mesa metáliro y el
soporte de reacción. En la Figura 3.10, se muestra la construcción del
soporte de apoyo (la mesa metálica) y la roja de corte.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL W BORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 31
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad da Ingeniada Civil
Capítulo III: Diseño a Implementación del Equipo de Coite Directo e Gran Escala
Mesa Metálica
D0.20
Soporte de Reacción
Figura 3.9 Diseño de soportes complementarios
(Unidad de medida = metro).
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C O R TE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 32
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Capitulo III: Di&ño e Implementación del EquipoFacultad Ingeniada CMI da Cotie Directo a Gran Escato
(a)
ib)
Figura 3.10. Construcción del equipo de rorte. a) Mesa metálica.
b) Caja de corte.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 33
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Capitulo til: Dirnño e Implementaclón del EquipoFacultad de Ingeniería CMI de Corte Directo a Gran Escala
Para reducir la fricción entre la mitad inferior y superior de la caja de
corte, se implementó un dispositivo de rodamiento de tubo macizo (5 mm.
de diámetro), guiadas mediante una platina de 3 mm de espesor y 25.4
mm de ancho a lo largo de los dos bordes de la caja deslizante en la
dirección del movimiento. En la Figura 3.11, se muestra el dispositivo de
r^amíento. En la Figura 3.12, se presenta la raja de rarte construida.
Figura 3.11. Dispositivo de rodamiento colocado en los bordes de la
raja de corte para reducir la fricción.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS Q ^V O S O S EN EL M BORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 34
UNIVERSIDAD N A CIO M L DE INGENIERIA Capítulo III: Diseño e Implementación M EquipoFacultad de Ingeníete Civil de Corte Dlrtáo a Gran Escala
Figura 3.12. Presentación de la raja de corte.
Para mantear constante la carga axial aplirada a la muestra durante el
ensayo, se monitorea el in^rtor de presión manualmente. A través de la
raída te carga y el adquisidor de datos se controla la lectura de la rarga
^ a l sobre la muestra y ragún las variaciones que presenta, se aumenta
o disminuye ta teera aplicada a la muesfra.
La máxima rarga axial aplicada a la muestra está limitada a la capacidad
del pórtra de araro. Para el trabajo experimental se ransidera la carga
axial de hasta 8 toneladas debido a la rigidez de la viga de rearaión
(rargas mayores provora flechas signffirativas). La rapacidad de diseño
del pórtico de araro es de 10 toneladas.
La raja de rarte es equipada con varios dispositivos para mteir los
desplazamientos (horizontal y vertiral) y las fueras apliradas a la
muesfra (horizontal y vertical). Las fueras son registradas usando dos
celdas de carga, que van instaladas conjuntamente con los gatos
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPODE CORTE DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL LABO M TORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 35
UNIVERSIDAD NACIONAL t e INGENIERIA Capitulo III: Diseño e Implementedón del EquipoF ^ ^ ta d de l/^enlerta CMf de Corte Dimeto a Gran Escala
hidráulicos y las deformaciones vertical y horizontal son registrados por
mtoio de 02 y M deformímetros, respectivamente. La capacidad para
ambas reídas de rerga es 50 toneladas. La capacidad de los
defomímetros para medir el asentamiento y la deformación horizontal
son 30 mm y 50 mm, respectivamente, con una sensibilidad de ± 0.01
mm. En la Figura 3.13, se muestra una vista general en 3-0 de la
instomentación del equipo de Corte Directo a Gran Escala.
El registro de las mociones de la deformación horizontal, del
asentamiento, de la fuerca normal y de la fuerza de corte se realiza
mediante un adquisidor de datos (Data Logger TDS - 301, Sensibilidad ±
0.05% de lectura). Se registra los datos a intewalo constante de 0.50
mm/min, empleándose 3 horas aproximadamente en reda espécimen.
Posteriormente re dígita los registros en una hoja de cálculo para los
análisis res^divos.
3.4.2 Instamenteción
Se descrito a continuación la relibración de los instrumentos que se
utili^n para medir los esfuercos y el compotomiento de la c^a de coto
sin muestra bajo la aplireción de la fcerza tangencial.
a) Calibración de las Celdas de Carga
La calibración, es la reladón direda que hay entre la medición físire
y el voltaje de salida del transductor. La medición física en nuestro
caso es la rerga aplireda a la muestra. La señal en voltios es
recogida por la taqeta del adquisidor de datos (Data Logger).
A continuación se describe brevemente el proredimiento de
relibración, con los resultados obtenidos, donde se valora el
rendente de correlación de los datos y la precisión del
transdudor.
D IS E to EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL U B O M T O R IODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 36
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Capitulo III: Diseño e Implemenlación del EquipoFacultad de Ingeniería Civil de Coda Dir^fá a Gran Escala
de raro
Celda de cargas
Tubode extensión
Dcfbrmlmetros
GatoHidráulico
Figura 3.13. Esquema de la instrumentación del equipo de corte directo
a gran escala en 3-D. Implementado en el patío del
Laboratorio Geotécníco del CISMID - UNI.
DISEÑO E IMPLEM ENTACIÓNIX UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 37
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Capitulo III: Di&ño e Implementaclto M EquipoF ^ f á d da Incalería CM do Code D i^ o a Gran Esente
La precisión re evalúa mediante la no linealidad de los resultados.
El enror de no linealidad es la desviadón de la señal de relida del
transdudor de una linea que se obtiene de la regresión lineal de los
datos de la relibración real.
Resultada de la Callbradón
Las dos reídas de re ^ a son de tipo CLU-50A, soporta hasta
50 toneladas a compresión. Los resultados de la relibración se
muestran en la Figura 3.14. Se obsewa daramente que ambas
reídas de rerga (BH-9055 y BH-90M) tienen un buen eficiente
de rerrelación, en con^uencia, estos creficientes serán utilizados
más adelante en la pr^ramación del adquisidor de datos.
Figura 3.14. Calibración de las reídas de rerga.
DISEÑO EIUPLEUENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PAM SUELOS GMVOSOS EN EL UBORATORIODANIEL JESÚS BASURTO MVICHAGUA 38
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Chítalo III: Diseño e Imptementaoión M EquipoFacultad de Ingeniería Civil de Codo Diretío a Gmn Escala
b) Com poniente de la Caja de Corte Bajo la Aleación de la
Fuera Tangencial
Como la caja de corte está dividida horizontalmente por la mitad
para permitir el movimiento relativo, y en el contad de éstas se
implementó un dispositivo de rodamiento para rp u a r la fricción, se
nerasita verificar el funcionamiento del dispraitivo implementado
cuando la raja de rarte esté sometida a la teerza tangencial.
Se instaló la raja de corte sin muestra, ramo se obsewa en la
Figura 3.15. Posteriormente, se aplicó la rarga horizontal a la caja
de rarte, registrándose el esfuera tangencial y el desplazamiento
de la mitad suprior de la raja de corte. En la Figura 3.16 se
muestra la respuesta de la fricción remanente a la apliración de la
ca^a horizontal
Finalmente, de acuerdo con los resultados obtenidos el dispositivo
de rráamiento no elimina totalmente la ^raó n (ver Figura 3.16).
Sin embargo, la friraión remanente, c u ^ valor márimo se ararra a
0.08 ^ / o t 2, se podrá emplear para realizar las rarrecciones
respetivas durante el p^raramiento de datos.
Figura 3.15 Aplicación de la fuerca tangencial a la caja de rarte
sin muesfra.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C O R TE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 39
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Capitulo III: Diseño a Implementación M EqufaFacultad da ingeniada CIvB de Coite Dimeto a Gran Escala
O.OT 1.W 2.OT 3.OT 4.OT 5.OT 8.OT 7.OT 8.OT 9.MM ^m ación torironal(%)
Figura 3.16 Cuantffiración de la fricción remanente de la caja de
corte ensamblado para el ensayo de Corte Diredo a
Gran Escala.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL LABO M TORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAExultad día libertaria CMI
Capitulo IV: EnMyo Extwrimental de CorteDlrnto enSuefo Gmvosos
C ^ t o L O IV
ENSAYO E W E ftM E N T^ DE D I^ C T O EN SUELOS GMVOSOS
4.1 INTOOWrciÓN
En este rapltulo, re presente los rreuttados obteneos w n el equipo de
Corte Diredo a Gran Esrela para suelos gravosra, ron partículas
granulares de hasta 10 de diámetro y renfomados en distinta
e ^ ^ t a de rempadación.
También ro d a a ronoror las caraderldires flsires y metónires de las
muestras uWizadas en la investigación. Asimismo, se intenta exponer
detalladamente el trabajo ex^rimental, desde la preparadón de la
^ re fra hasta la eje^ción del ensayo.
4.2 c ^ A C 'r e r t s n c ^ F i s t c ^ y m e c ^ ic ^
Los ensayos de laboratorio se efeduaron en el Laboratorio Geotéroire
del ^ n tro Peruano Ja^nés de Investigadones Slsmires y Mitigación de
Desastres CISMID de la Universidad Nacional de Ingeniería.
Básicamente re efectuaron ensayos para la determinación de las
DISEÑO E IMPl^MENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C O R K DIRECTO P A M SUELOS G M W S O S EN EL LABORATORIOM N IE L JESÚS BASURTO M VICHAGUA 41
UNIVERSIDAD m C IO N A L DE INGENIERIAFacultad de Ingenita Civil
Capitulo IV: EnMyo Experimental <fe CoriaDimeto en SuelosGnvows
propiedades índiros y su respectiva dasificación SUCS de los materiales
utilizados en el pr^rama de investigación.
& utilizaron cuatro ti^ s de muestras, de acuerdo al reporte del ensayo
de laboratorio estos materiales granulares gruesos fueron clasificadas
romo suelos gravosos según el Sistema Unifirodo de Clasificadón de
Suelro (SUCS) estipulado en la norma ASTM D 2487, cuyas propiedades
í n d i ^ son resumidas en la Tabla 4.1 y las cuwas de distribución
granulomóWro son morradas en la Figura 4.1. Las muescas gravosas
foeron del tipo: grava mal graduada (GP), grava arcillosa con arena (GC),
grava bien graduada ron limo y arena (GW -G M ) y grava mal graduada
ron limo y arena (GP - GM), ron partículas de tamaño medio (D ») de 4 a
20 mm y contenido de finos de 3.2 a 14.1 %. El rontenido de grava de las
muescas varía de 47.5 a 71 %. La forma de las partírolas varía de
angulosas o subangulosas a redondeadas o sub^ondeadas.
Tabla 4.1. Propiedades índiros de los suelos gravosos utilizados en el
ensayo de Corte Directo a Gran Esrala.
F = F i^ to *Gr =Dm » D i c r o t o mitote las
In i^ I m Iu^
IP = <te G, *NP =
DISEÑO EIUPLEM ENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS G M V O S O S E N EL UBO R ATO R IODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 42
UNIVERSIDAD N A C I O N D E INGENIERIAFacultad ite Ingrnleria C M
C a p ita IV: Enaaw E ^ d m a r ta l tte C táa Dlmto an&eloaGMorna
CURVA GRANULOMETRICAGrava Arena Finos
_ Gruesa J ____Fina . N«Sa __L Fina Limo y Arcilla
100.00 10.00 Diámetro de la» partículas (m m ) o.io_________________ OOi
Figura4.1 C u ro de distribución granulométtra de los suelos
gravraos ^lirados en el prprama de investigación.
El suelo gravoso clasificado como GP es el material granular
perteneciente al ranglomerado de Lima. El diámefro máximo de las
partículas de esta muestra randderado en la inwstigatión es de
76.2 mm, el raal satisfaz el requoimiento general de la Norna
ASTM D 3080, donde estipula que la mínima propordón de la dimensión
de la raja de rarte déte ser 06 veras el diámetro máximo de la partícula,
para evitar que la dimisión de la raja de rate influya en los multados
del eraayo. Este mat^al granular se r^oldeó dentro de la raja de rarte
en estado s ^ , consecrando dos p so s unitarios dtferentra de 2.20
ton/m3 y 2.15 ton/m3, que rarresponden a un e s ^ o de compadadón
denso, tel como se verifira en algunos estudios gratécnicos en el
conglomerado de Lima. Cabe señalar, que los rantenidos de gravas y
finos de la muesfra rampactada son 71 % y 3.2 % respetivamente, y
además, las partículas de este suelo gravoso prraentan bordes
redondeadas o subrPondeadas, cuyo diámefro ^m e d io (Dw) es de
20 mm.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN E Q U IW D E CORTE DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL M B O R A ttR lODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 43
UNIWRSIDAD N A CIO M L D E INGENIERIAFMultodd» Ingeniería Clvtt
Capitulo IV: Eu^rtmontal de CortoDlmrto en Surtos GrevoM»
El material granular claslfirado ramo GW - GM se rampadó a un peso
unitario de 2.02 tra/m3, ran un rantenido de humedad de 2.5 %. El
diámetro máximo de la partícula es de 100 mm, siendo el diámetro
pomtaio 15 mm. El ^rra n t^e de gravas y finos presentes en la muestra
son 62.7 % y 7.3 % respetivamente. La foma de la partidlas son
anguloras o subangulosas.
La m ^ ^ a ctasifírada como GC se compactó al 95 % de la máxima
densldta sera del ensayo de rampadadón (Prodor Mtalficado) y a su
óptimo rantentao de humedad (5.4 %). El ^ s o unitario del espécimen
ranfomado tae de 2.42 ton/m3. El diámefro máximo de la partícula es
100 mm. El material p ro n ta partículas de tardes anguloras y frágiles.
La cantidad de gravas y finos prerantra en la muestra son 47.5 % y
14.1 % res^^framente.
Finalmente, el suelo gravoso daslfirado ramo GP - GM se rampactó a
un ^ s o unitario de 2.00 ton/m3, ran rantenido de humedad de 1.6 %. El
diámetro máximo de la partícula es de 40 mm ran partículas de bordes
subangulosas.
En La Tabla 4.2, ra presenta un resumen de las raraderlstlras físicas de
los suelos gravosos empleados en la investigación.
Ttala 4.2. Caraderlstiras fisiras de los suelos gravosos ensayados
ran el ^ufao de Corte Directo a Gran Esrala.
(% )
G m u
<%>
G r n a s > 3 ” Dmí*(m m )
fe Yd( ^ r t m 9)
w
TOSUCS
“" w - f í r 3.2 25.8 71.0 0.0 "“ 76.2 2.TO 2.15 0.0 GPM - 1 b 3.2 25.8 71.0 0.0 76.2 2.80 2.20 0.0 GPM - 2 7.3 23.7 62.7 6.3 100.0 2.75 1.97 2.5 GW -GMM - 3 14.1 X . 7 47.5 1.7 100.0 2.65 2.M 5.4M - 4 6.4 & . 7 t t . 9 0.0 38.1 2.73 1.W 1.6 G P-G MOm4* = Ditoteo m ^m o te las partidlas g , = á lte te ^ ^ r ^ti -w = te
UDISEÑO EIM PLEUENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C M T E DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL & S Ú S BASURTO M VICHAQUA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad Ingeniería Civil
Capitulo IV: Ensfyo Experimental de CoiteDimeto en Suelos Gravosos
4.3 P R E P ^ C IÓ N DE ^ MUESTOA
Para una mejor expliración lo dividimos en los siguientes pasos:
4.3.1 Instalación de la Caja de Coto
Antes de ranformar los especímenes se instala la caja de rarte como se
explira a continuadón:
> Se instala la ^ a inferior sobre la mesa metálira y se fija mediante
^rnos. Posteriormente, es colocado un soporte extemo de
reacción en la caja inferior en direraión contraria al movimiento
relativo de la raja superior (ver Figuras 4.2 y 4.3).
Figura 4.2. Instalación de la mesa metálira. a), y b) Instalación
de la estrudura y el tablero de la mraa metálira.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÚN DE UN EQUIPO DE C O R K DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 45
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Capitulo IV: Ensayo Experimental de CoríeDirecto en Suelos Gravosos
Figura 4.3. Instalación de la mitad de la raja de corte sobre la
mesa metálica.
Luego se instala la caja superior sobre la caja inferior, y se fija a
ésta, mediante pernos para evitar el movimiento de la raja
superior durante la conformación del espécimen. Para reducir la
friraión durante el ensayo, entre la raja superior e inferior, se
colora un dispositivo de rodamiento (ver Figura 4.4), y
adicionalmente, se lubrira con grasa los bordes en rantacto para
facilitar el movimiento relativo. No obstante, a pesar de las
medidas tomadas, no se logra eliminar la fricción como se verificó
en el capftulo anterior. En la Figura 4.5, se muestra la caja de
rarte y sopotes complementarios instalados.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 46
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Capitulo IV: Enrnyo Experimental te CorteDlrncto en Suelos Gravosa
Figura 4.4. Instalación del dispositivo de rodamiento.
Figura4.5. Se muestra la raja de rarte y soportes
ramplementarios instalados, listo para la
ranformación del material gravoso.
DISEÑO E IM P^M ENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL UB O R A TO R IODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 47
DIVERSIDAD MCIONALDE INGENIERIA PMultedde liyrn lerta CtvH
Capitulo IV: Ensayo Etyortimntol (te CorteDimrto sn Suelos Gravosos
4.3.2 Confomadón de la M ^tra
Las muescas utilizadas en el ensayo de Corte Diredo a Gran Esrala son
remoldeadas según los requerimientos de humedad y densidad. El
matojal granular es compactado dentro de la raja de corte en tres capas
de igual espesor (rada capa » 20 cm). Para la rampadadón del suelo
gravoso se usó un pisón de ranéete de 25 kilos, el raal tiene araplado
un dis^sitivo de soporte para su manipulación, el pisón tiene un área de
contacto de 625 cm2, menor que la mitad de la seraón fransversal de la
raja de corte (árra de la seraión üansversal de la raja
de rarte = 3600 cm2), rampliendo de esta forma los lincamientos
ratablffldos en la Norma ASTM O 3080. El número de golpra por rada
r a ^ es ajustado hasta alranrar el peso unitario deseado del material
granular a ranfoimarse. El rantrol del peso de la mu^fra por rada rapa
se realiza muíante una telanza metenira (rapaddad 160 Kg ± 200 gr).
En la Figure 4.6, ra preranta los suelos gravosos utilizados en la
investigadón. En las Figura 4.7 y 4.8, se m ^ fra n la telanra m ^ n ir a
ranfrolando el ^ s o dd suelo gravrao y el Itenado de la primera rapa en
la ^ a de rarte, rap^ivamente. En la Figura 4.9 se muestra la
rampadación del material granular. Finalmente en la Figura 4.10, se
presenta el m a ^ ^ ranformado en la raja de rarte.
O IS E fá EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO D E CORTE DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL IA B O M TORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 48
UNIVERSIDAD m CIO N AL DE INGENIERIAFacutted de Ingeniería CMI
Capitulo IV: Ensayo Experimente! de CorteDirecto en Suelos Gravosos
(C) (d )
(e)
Figura 4.6. Suelos gravosos utilizados en el ensayo de Corte Directo
a Gran Esrala en el laboratorio, a) GP. b) GW - GM, c) GC,
d) GP - GM, e) Material granular de hasta 10 ^ (4 pulgadas) de
diámetro.
DISEÑO E IM P^M ENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE D IR E C m PARA SUELOS G M V O S O S EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 49
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFKuHad de Ingeniada Civil
Capitulo IV: Ensayo Experimental de CodaDimeto en Suelos Gravosos
CDRIEDIREtTOR 6RRNESCRLR
CRRbR: 2.0 Kb GRRVPS- LIMP F'ECMfr ■
Figura 4.7. Balanza mecánica de 160 kilos de rapacidad, utilizada
para rantrolar el peso del suelo gravoso a ranformarse en
la raja de cote de acuerdo a la densidad requerida.
Figura 4.8. Llenado de la primera capa del material gravoso.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL IABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 50
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad dg Ingeniada Oidi
Capitulo IV: Ensayo Etyedmental de CorteDimeto en Suelos Gravosos
Figura4.9. Comparación del material. Se muestra el pisón de
rontfeto manipulado por el personal técniro del CISMID.
Se aroptó al dispositivo de soporte del pisón una soga y
una polea para facilitar su manipulación.
DISEÑO E IM P^M ENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAQUA 51
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFacultad da Ingeniada CMI
Capitulo IV: Enuyo Experimental fa CotteDimeto en Suelos Gravosos
Figura 4.10. Suelo gravoso conformado en la raja de rorte. Se observa
la no uniformidad en la rara superior de la muesfra.
4.3.3 Reparación de la Cara ^ ^ r i o r te la Mastra para la Transmisión de la Carga talal
Conformado el material gravoso en la caja de corte, se nivela la cara
suprior ron una rapa de arena fina de 1 cm de espesor, de tal forma
que al colorar la plancha metálica pueda transmitir a la muestra una
distribución de presión uniforme durante el ensayo, y adicionalmente,
quedar perfe^mente nivelado para la coloradón de los rodillos
intermedia de pr^ión, sobre los cuales se coloca otra plancha metálica
que recibirá la carga vertical, transmitida por un gato hídráulíro.
Para evitar la contaminación del suelo gravoso con la arena fina, se
roloca un manto de polietileno sobre la muestra conformada antes de
colocar la rapa de arena como se muestra en la Figura 4.11.
DISEÑO E IUPLEUENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS G M V O S O S EN EL M BORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 52
UNIVERSIDAD NACIONAL D E INGENIERIAFacultad (te Ingeniarla Civil
Capitulo IV: EnMyo Experimentare CorteOlmeto en Suelos Gnvosos
(a)
(b)
Figura 4.11. Preparación de la rara superior del espécimen.
a) Colocación del manto de polietileno, b) Nivelación de la
rara superior de la muestra con una rapa de arena fina de
1 . 0 ^ de espesor.
DISEÑO EIM PLEMENTACIÓNDE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL M BORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 53
UNIVERSIDAD NACIOIW . DE INGENIERIAFw lta d d e Ingwleria Ctrf
Capitulo IV: Ensayo Exirnnmental da CorteDimeto en Suelos OrnvoMa
4.4 ENSAYO DE CORTE DIRECTO EN SUELOS G^VOSOS
4.4.1 Genetoftodes
El ensayo de Corte Directo a Gran Escala sigue los lincamientos
establecidos en la Norna ASTM D 3080.
El uso de este equipo permite obtener los parámetros de resistencia
cortante de suelos gravosos, empleándose partículas de hasta 10 cm de
diámefro, ron lo cual se puede repreintar mejor el romportamiento para
suelos granulares gruesos. Esto evitará estar analizando solamente la
maWz del material y extrapolando los parámetros obtenidos con Ira
quipos ronvencionales para estimar Ira parámetros de resistencia
irtante del material gravoso. Se podrán reairar ensayos con muestras
en distintos estados de compactadón, d ^ e los simplemente vertidos
hasta los im padados mediante un pisón.
Aunque no existen especfficaciones ib r e el ensayo, la idea es
reprodudr en el laboratorio el ensayo de ir t e directo estendar a una
mayor e s ila . Para te( dedo, se explii a intinuación los sistemas de
fransmisión de ca^a axial y tangencial. Cabe indiir, que los dispositivos
empleados en la investigadón son similares a los dispositivos del equipo
de i r t e dirato “ln srtu”, este último detallado en el Capítulo H.
4.4.2 tol Equi^
El equipo de Corte Directo a Gran Escala está instituido de las
siguientes partes:
a) Caja de Coto
La función de este equipo es el de confinar la muestra, de acuerdo
al peso unitario deseado, y transmitir durante el ensayo las irg a s
horizontal y vertical al espécimen. La dimensión de la caja de corte
DISEÑO E IM P&M ENTACIÓN D E UN E Q U It t DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS G M V O S O S EN EL U B O M T O R IODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 54
UNIVERSIDAD NACIONM. D E INGENIERIAFacuttad ¡te Ingeniería C M
Capitulo IV: E n ^ o E^arimental ¡te CtáeDtmrto en Suelos Gm wws
re de 0.60^0x0.60 m, ranstaida con planchas metálicas de 1
pulgada de espesor, dividida horizontalmente por la mitad para
permitir el movimiento relativo de la mitad superior sobre la mitad
inferior.
Se implementó un dis^sitivo de rtaamfento, para redutir la frirción
a lo largo del rantarto de los bordes de la raja deslizante.
Adlcionalmente, re ranstruyeron una mesa metálira (fijada al piso)
donde reposa la caja de corte y un soporte de rearción metálico
que va apoyado entre la mitad inferior de la raja de corte y la pared
del pozo de ensayo (ver Ffcura 4.5), para evitar el movimiento de la
raja inferior durarte el ensayo.
b) Sistema te Trasmisión de Carga taial
Foirnan parte de este sistema los siguientes etementos:
• de araro (rerecita)
Capaddad má»ma: 10 toneladas.
Desrcfpción: Elemento utilizado ramo marra de rearción para
la transmisión de la rarga awal, su rapacidad limita la rarga
normal stare la m u ^ ’a.
■ Gato hidróulto
Marra: Riken Power
Capacidad máxima: 35 toneladas
Descrire>ón: Transmite la ^ ^ a axial a (a muestra teniendo
como purto de apoyo el pórtirc de arao.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE W EQUIPO DE C O R W DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN E L IA B O M T O R IODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAQUA 55
UNIVttStoAD NACIMAL DE INGENIERIA Fec^d fa l faria CMI Cfaltulo IV: Ensayo Experimente! fa Code
Pimelo en Srnloa Gmvoaoa
• E q u i^ de ofensión
D e s c ^ ^ n : Tubos de a i r o de 4 pulgadas de diámetro,
2.5 mm de espesor y 1.25 m de longitud, utilteado œmo
equipo auwliar para el montaje de la i r g a ^ial.
• Planchas de franemisita de la irç a axial
Dimensión: 0.59 m x 0.59 x 1 pujada de espesor.
Cantidad:02
^ ^ ^ p c ió n : Planchas metáliis instaladas sobre la muestra y
separadas por ntfillos m aciis i l ^ d o s sobre una de las
plantas.
■ R rtillra m a d ^
Dimensiôn:Lo^fad 0.50 m, diámefro 1 !4 pulgadas.
Cantidad: 06
Desaipclón: Rodillos macizos de alma llena perfectamente
pulios œlocados enfre dos planchas metáliis. Su otyetivo
es ewtar que i desestabilii el sistema de ir g a durante la
apliirión de la tangendal.
c) Si^m a ^ Traromidta de Fuera Tan^mdal
Está instituido ^ r los siguientes elementos:
• hidráulico
M a ri: Riken Power
CapacWad máxima: 35 toneladas
D ü ip c ió n : Transmite la tuerca tangencial sobre la mitad
superior de la i j a de corfe a una velocidad instante de
0.50 mm/min. Se apoya en la p a r^ reforada del pozo de
ensayo, implementado para tal fin. La ca^a tangencial es
DISEÑO E IM P L E M E N T A C IDE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS G M V O S O S EN EL U B O R A TO R IODANIEL JESÚS BASURTO M V IM A G U A 56
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFacetad (te l^^teria C M
Ctyltute IV: EnMyo Exím ante! (te Corta Dinoto en Suelos Grnvorne
horizontal (no indinada), debido al plano de falla
pr^eterminado.
d) Equi^w de Medición
Los instrumenta para medir las defonadones (vertiral y
horizontal) y las fueras aplicadas a la muestra son los
defontmetros y las raídas de rarga, respectivamente. Las
mociones de las fueras y las deformaciones son registradas por
un adquisitor de datos.
■ to fo ro f^ tâ ’oe
Para medir el arantomiento:
M a ra P E A C O C K
Cantidad:02
Camera máxima: ^ mm.
Aproximación: 0.01 mm.
Para la defonadón horizontal:
Marra: PEACOCK.
Cantidad: M
Carrera márima: 50 mm.
Aproximación. 0.01 mm.
D ^ ^ ^ f ó n : ^ utiliza M deformímefros para el regisfro del
desplazamiento horizontal, 02 defonlmetros registran
inicialmente las defonaciones, y posteriormente los obos dos
rampletan el registro, esto como ransecuencia de la limitadón
de la carrera máxima de los defonimetros para registrar la
deformación total de la raja de rade.
OISEÑO E ¡M PLEm NTACtÓN D E UN EQUIPO DE C O R ^ DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL L A B O M TORIO
DANIEL JESÚS BASUR70 M V M A G U A 57
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFeoultod da Ingeniería CMI
Capitulo IV: Ensayo Experimental de CorteDitttlo en Suelos Gravosos
■ &ldas de carga
Ti|ra: CLU-50A
Cantidad:02
Capacidad: 50 toneladas
Descripcita: Una celda de carga se utiliza para monitorear la
carga axial aplicada a la muestra y la otra para aplirar la
fuerza tangencial a la muestra.
■ A ^ ^ is ito r de d ^ s
Descripción: es un microprorasador portatil electrónico de
adquisición de datos, modelo TDS-301 (sensibilidad ± 0.05 %
de le ^ra ), diseñado para la medición de detonaciones
unitarias, rarga, prraión, voltaje, temperatura, y cualquier ofra
unidad de ingeniería que usa transductores o tenocuplas tipo
voltee y strain gages. Este ^uipo, inrarpora
automáticamente la medidón, impresión y uranism o de
ranfrol de tiemira. Las raídas y tos deformimetros son
randados al adquisidor de datos mediante cables de
transmisión de señal.
4.4.3 Montaje del Equipo
Luego de la preparación de la muestra en la raja de code, se procede al
montaje del equipo ramo se describe a continuación:
s Coloración de las planchas metáliras de fransmisión de la carga
axial sobre la muestre ranfonada y nivelada. Los rodillos macizos
son ralorados entre las planchas metálicas ran la finalidad de
evitar la desestabilización de la rarga axial durante la apliración de
la fuera tangencial. En las Figuras 4.12 y 4.13, ra muestran la
coloración de las planchas metálicas y los rodillos macizos sobre la
muestra conformada.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 58
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniarla Civil
Capitulo IV: Ensayo Experimental de CortaDimeto en Suelos Gravosos
(a)
(b)
Figura 4.12. a) Instalación de la plancha metálica sobre la muestra
debidamente nivelada, b) Colocación de rodillos macizos.
DISEÑO EIUPLEUEN TACIÓ N DE UN EQUIPO DE C O R tt DIRECTO PARA SUELOS G M V O S O S EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 59
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad da llantería CMI
Capitulo IV: Enwyo Experimental de CodeDimeto en Suelos Gravosos
(« )
(b)
Figura 4.13. a) Coloración de la segunda plancha metállra sobre el
arreglo de rodillos macizos, b) Muestra contornada en la
caja de rarte listo para el montaje de los equipos
auxiliares.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 60
UNIVERSIDAD NAOONAL DE INGENIERIAFacultad Ingeniada Civil
Capitulo IV: Enwyo Experimental de CorteDirecto enSuelos Gravosos
Instalatión del ^uipo de extensión (tubo de acero) sobre la plancha
m etáis debidamente entrado al eje del pórtico de reacción ramo
se muestra en (a Figura 4.14.
Figura 4.14. Instalación del gato hidráulico vertiral y el soporte de
ertensión (tubo métrico).
s Instalación de los gatos hidráuliras ran sus respectivas raídas de
rarga para las aplicadones de la rarga axial y la tuerca tangencial
respedivamente, ramo se muestra en las Figuras 4.15 y 4.16.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 61
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Ctyltulo IV: Ensayo Experimental (te CorteDilecto en Suelos Gravosos
Figura 4.15. Montaje vertical del equipo de Coto Diretfo a Gran
Esrala.
D IS ^ O EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 62
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacuttod de Ingeniería CNil
Capitulo IV: Enrayo Experimental de CorteDlrntío en Suelos Gravosos
(a)
<b)
Figura 4.16. a) Instalación del sistema de carga tangencial,
b) Equipo de rarga tangencial listo para ejecutar el
ensayo de Corte Directo a Gran Escala.
DISEÑO EIM PLE W N TA C IÓ N DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS G M V O S O S EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 63
UNIVERSIDAD NACIONAL D E INGENIERÍAFacutad de In g e n ia C M
Capitulo IV: Ensayo E^rtmentat da Corta Dlncto en Suelos Gravosos
S Instalación de los defonímetros para el registro del asentamiento y
la deformación horizontal (ver Figura 4.17). Los defonímetros son
acoplados a pequeños soportes ron bases imantados, de manera
que para la instalación de los (M deformímetros horizontales se
rolocó en la pared del pozo de ensayo una plancha de acero de
10x60 o t , rolocando los soportes de los deformíratros sobre la
plancha; en to n a similar, para la instalación de los deformímetros
urticales se ubitó dos tubos metáliros de sección redangular ^ r
encima de la roja de rorte apoyados en dispositivos tipo “gan^o’
(to n a de UU") adheridos a la pared del pozo de ensayo (ver Figura
4.18a), e Igualmente se rolroó en roda tubo los soportes imantados
ron su respetivo defonímetro.
s Para obtener la detonación horizontal total (75 mm
aproximadamente), se configura (M defonímetros disponibles,
colorondo 02 deformímetros para el registro ¡nidal (debido a la
limitadón de la ropaddad del instrumento para r^&frar
defonaciones mayores a 50 mm), y ^steriormente una vez
a lro ^ d a las roneras márimas respectivas, los otros dos restantes
rompletan el registro d ^ ensayo.
J Las dos roldas de rorga y los seis deformímetros son ronectados
al adquisidor de datos mediante robles de transmisión de señal
romo ro muesfra en la Figura4.18b.
DISEÑO £ IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CO R TE D IR E C W P A M SUELOS G M V O S O S EN EL M BORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultó de Rentería CIvU
Capítulo IV: Ensayo Experimental da CorteDimeto en Suelos Gravosos
(a)
(b)
Figura 4.17. a) Instalación de los defomfmetros, b) Viste general de la
ubicación de los deformlmetros apoyados en barras
metálicas mediante soportes imantados.
DISEÑO EIM PUM EN TA CIÓ N DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 65
UNIVERSIM D NACIONAL D E INGENIERIAFacultad do Ingeniada Civil Capitulo IV: Enwyo Etyorimontal de Corta
Dtmtío en Suelos Gravosos
(a)
(b)
Figura 4.18. a) Vista general del montaje del equipo, b) Instrumentos de
medición, conertados mediante rabies de transmisión de
señal al adquisidor de datos, asimismo, se muestra dos
inyectores de presión ranectados a los gatos hidráuliras
horizontal y vertiral.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C O R m DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL UB O R ATO R IODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 66
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAF a i^ a d de In^nleria Civil
Capitulo IV: E n sa ^ Experimental de CorteDiierto en Suelos Gmvosos
4.4.4 foración del Ensayo de Coto Directo
Teniendo la muesfra informada y el equipo debidamente montado e
instrumentado, se procede a ejecutar el ensayo de Corte Directo a Gran
Esrola (ver Figura 4.19) ramo se desaibe a continuación:
Figura 4.19. Ejeroción del ensayo de Corte Diredo a Gran Esrola. Se
muesfra al operador aplirondo la carga tangencial
mediante el inyector de presión. El rontrol de la velocidad
de rorga, se realiza mediante la lectura de deformación
horizontal captada por el adquisidor de datos y el intesalo
de tiempo controlado ron un CTon^etro.
a. Pr^^madón del Mqulsldor de Datos
Antes de iniciar el ensayo ro programa el adquisidor de datos para
registrar e imprimir en tiempo real los esfuercos aplirodos a la
muesfra y las deformaciones producidas (ver Figura 4.20).
DISEÑO E IM PI^M ENTACIÓN DE UN E Q U P O DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL M BORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAQUA 67
UNIVERSIDAD NACIONAL D E INGENIERÍAFacultad de Ingeniarla Civil
Capítulo IV: Ensayo Experimental de CorteDirecto en Suelos Gravóos
Figura 4.20 Adquisidor de datos. Se muestra la impresión (en
papel térmico) de las deformaciones y los esfuercos
durante la ejecución del ensayo.
En la programación se rapecifica los coeficientes de calibración de
las celdas de rarga, raeficiente de ralibración de los deformlmetros,
intewalo de tiempo para capturar los datos y las unidades
respectivas.
Para el registro de las rargas aplicadas a la muestra se considera
como unidad de medida al Kg/cm2, en consecuencia, para obtener
esta unidad se divide el coeficiente de calibración de rada raída de
^ g a (rapítulo III) entre el área de corte de la muestra y se
ransidera este nuevo coeficiente en la programación del equipo.
Para el caso de las deformaciones se considera como unidad de
medida el milímetro, por lo tanto los raeficientes de los
deformímetros a emplearse en la programación serán los
respectivos raeficientes de calibración (raeficiente =1).
Finalmente, se considera en la programación del equipo registrar
los datos cada minuto, para obtener un mejor control del ensayo.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORA TORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 68
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAF a c ^M fa C M
Ctyltufo IV: Enwyo Exím ante! fa Coria Diiwto an Suelos Giavofaa
b. ^Ilcaclte del Nornal
La aplicación del esfuera nonal o carga axial a la muestra, se
lleva a rabo melante el gato hidráulico, colorado verticalmente
sobre la plancha de transmisión de ca^a (a través del tubo de
extensión) y teniendo ramo punto de apoyo el pórtico de araro.
La ^ ^ a arfal ra aplira por incremento hasta alranzar d esfuera
w ^ ra l requerido, a rantínuación se procede a registrar el
arantamiento e s ^ r á n d ^ un ttem ^ prudencial para que ^ r r a el
asentamtento tote!. Las lecturas del asentamiento y la rarga axial se
rastran ran el adquisidor de datos a intewalos del tierna
param ado ranvenientemente.
Los estaeras nodales aplirates a cada uno de los fres
ra^címenes que ranfonan un juego de ensayo son 0.50,1.00 y
2.00 K g / ^ 2, rra ^ ^ ^ m e n te .
c. c ita c ió n tei Tan^ndal
^ ta vez que la deformactón vertiral alcanra su equilibrio, se aplira
la rarga horizontal en inaementos a razón de 0.50 mm/min,
r^istrándora las deformaciones producías.
La fuera tangencial es Nereida mediante un gato hidtaulira que ra
ralora en ^sición horizontal apoyándose sobre el muro de
re^dón.
El rantrol de la veloddad para la apliración de la taera tangencial
se realiza manualmente, manipulando el inyedor de p re s ^ de
acuerdo a la detonación horizontal rastrada en la pantalla del
adquteidor de datos y d tiempo controlado ran un cronómetro.
Durante la apliradón de la fuera tangencial, se debe mantener
ranstante la ra ^a axial, manipulando d inyector de presión, que
alimenta al gato hidráulico instalado vertiralmente. La v ^ ^ ó n de
DISEÑO E IM PLEM ENTAClfá DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL U B O R A W RIODANIEL & S Ú S BASURTO RAVICM G UA 69
UNIVERSIDAD NACIONAL D E INGENIERAFacultad <fe Ingeniada CMI
Catftulo IV: Ensayo Experimental de CorteDimeta m Suelos Q m o & s
la rerga axial durante el ensayo se cuantifire con la reída de carga,
trasmitiendo al adquisidor de datos el rastro ^^spondiente.
Esto tipo de ensa^ se denomina “prueba rentrolada por
defomación unrtaria” ya que se aplire una razón de desplazamiento
en el tierna y se ra iste la fuero horizontal aplireda a to muestra.
4.4.6 Rm u I ^ m del Ensayo de Directo a Gran Escala
En este apartado re presentan los resultados del trabajo ex^rimental
efectuado ren el equipo de Corte Diredo a Gran Escda, mretrado
previamente. Los ensayos realizados tienen distintos parámebos de
resistenda cortante de acueráo a las re ra d e ris^s flsires del material
utiH^do y el estado de rempactación rensiderado para reda muestra.
a) Tabul^ón de Im Resultodre
Los re s to s obtenidos por el adquisidor de datos se proresan en
una hoja de réleulo (incluye la rerrereión por ffireón remanente en
la reja de rerte reantifiredo en el repltulo til), y re presentan los
resultados muíante tablas y gráficos para su análisis posterior.
En el Anexo se presentan los registros del Esfuerco Normal-
Arentamiento y del Estoero de Co^^Deformación horizontal, para
cada uno de los repeclmenes ensayados.
^ pr^ntación gráfire de las frayectorias del esfuero de rerte
versus deformadón h o ^n to l se muestra en la Figura 4.21. En la
Figura 4.22, se muesfra las cuwas del esfoero de rerte
nwmalizado vwsus deformadón horizontal. En la Figura 4.23, re
presento el arentomiento de los suelos gravosos durante el ensayo.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C O R K DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 70
UNIVERSIDAD NACIONAL D E INGENIERIAFruttati de Ir^enlería Civil
Capitolo IV: EnMyo Etyenmetoalde Cwte Dlrtáo en Suelos Grnvons
b) Deterninaclón de los Parámrtro de Reistencla
La deteminación de los parámetros de resist^rcia ertante C y O
para l e cuafro tipos de suelos g r a ^ ^ s utilizados en la
investigación están basados en la ^ r í a de Mhor-Coulomb. Con
base lo e r r a d o en el Capítulo II, ^ d e m e afim w que la
envolwnte de falla es empletamente lineal para este tipo de
material. P e lo tanto, en el preente apartado se da a e n o e r los
parámetros C y ó deteminados w n el equipo te Corte Diredo a
Gran Esela. En las Figuras 4.24, 4.25, 4.26 y 4.27, se muestran
gráfíemente la envolvente de falla de resistencia máxima y
residual, así ramo también la determinación de Ira parámetros de
resistentia criante C y O para los suelos gravóos t i^ GP, GW -
GM, GC y GP - GM respetivamente; entornados en diferentes
estados de em pañetan. Cabe destacar, que el material gravoso
tipo GP se e n e ^ para dos densidades dtferentes.
En la Tabla 4.3, se preenta un resumen de los recitados
obtenidos de tas t iñ e e n e y e de Corte Directo a Gran E ^ l a
para suele gravosos.
Tabla 4.3. Reumen de (os resultados obtenidos e n el ^uipo de
Corte Diretio a Gran Esela.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE W EQUIPO DE CO RTC DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL M B O R A W R IODANIEL JESÚS BASURTO M V ^ M G U A 71
de C
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UNIVERSIDAD NACIONAL D E INGENIERÍAFaoufád de Ingeniería Civil
Cepitoto IV: &seyo Eiperímentelde C rte Oirnrto en
20
«10
j o e
00 000 2 4 6 0 10 12 14 0Deformación Horizontal (%)
i------- 1------- - i ■ ■ ■»4 6 0 10 12 14Deformación Horizontal (%)
—- 0 SO cm2 — 1 00 kg/rm2 • 2 00 kQ/cm2
(a) (b)
— OSOKo'cmí
-100K»otl2— 200K*an2
Deformación Horizontal (%)0 2 4 6 8 10 12 14
Deformación Horizontal (%>
SLJ
(C) ( d )
M Lzá
(e)
Figura 4.21. Comportamiento del esfuerco de corte vereus defom a^n
horizontal para las cinro muestras ensayadas bajo las
secuencias de rargas normales de 0.50, 1.00 y
2.00 Kg/cm2. a), y b) GP, c) GW - GM. d) GC. e) GP - GM.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 72
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFttitäd de li^enterta CNU
Capitulo IV: Enw yo Exptámartal da CorteDimeto en Suelos Gravosos
M - IbW-W
0.5 kgfcm2 — 0.5 wcm21 0 0 wycm2-•“ 1.00 kg/cm2 — 200 kQlcm22 00kg/cm2
Deformación Horizontal <%)Deformación Horlzontal(%)
A ll
20
—0.60Kfl/cm2 050fcg/cm2¿ 0.6— 100Kg/an2 — 1 00 knjcrru— 200 kg/cm2200Kg/cm2
Deformación Horizontal (%)Deformación Horizontal (%)
BS-lÄ
r2o ■
— 0.50Kfl/cm2
— 1.00Katem2— 2 0 0 Kn/cm2
Deformación Horizontal (%)
(e)
Figura 4.22. Com^rtamiento del estorzo de corte normalizado versus
detonación hortontal para las clnro muescas ensayadas
bajo las secuencias de rargas nodales de 0.50, 1.00 y
2.00 Kgl<rn2. a), y b) GP, c) GW - GM, d) GC. e) GP - GM.
DISEÑO E IM P LE m N TA C & N D E UN E W IP O DE CO R TE DIRECTO P A M SUELOS G M VOSOS W EL LABORA TORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 73
UNIVERSIDAD NACIONAL DE IWENIERlA Fawltad Ingeniería CMI
Capitulo IV: Enwyo Ex^rnentolde Crte Dimeto en Sirnloe Qravows
Figura 4.23. Comportamiento del asentamiento vereus defomadón
horizontal para las c in ^ mu^tras ensayadas b^o las
secuendas de rargas normales de 0.50, 1.00 y
2.00 K g / ^ 2. a), y b) GP, c) GW - GM, d) GC, e) GP - GM.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTC D IR ECW P A M SUELOS G M V O S O S EN EL LABORATORIODANEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 74
Esfu
erzo
de
Cort
e -1
(Kg/
cm2)
Es
fuer
zo d
e Co
rte
-1 (k
g/cm
2)
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad cte Ingeniaría C M
Capitulo IV: Ensayo Experimental de CorteDimeto en Suelos Gravosos
M - l a
(a)
M- 1 b
(b)
Figura 4.24. Envolvente de falla para esfuerzos máximos y residuales,
a) GP (2.15 ton/m3), b) GP (2.20 ton/m3).
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTC DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 75
UNIVERSIDAD NACIONAL D E INGENIERIAFacultad de Ingeniarla Civil
Capitulo IV: Ensayo Experimental da CorteDirecto en Suelos Gravosos
Figura 4.25. Envolvente de falla de resistencia máxima y residual para
el material tipo GW - GM.
M - 3
Figura 4.26. Envolvente de falla de resistencia máxima y residual para
el material tipo GC.
DISEÑO E IM P^M ENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PARA SUELOS GRAVOSOS EN EL M BORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 76
Esfu
erzo
de
Corte
- x (
Kg/c
m2)
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de t^enierta Civil
Capitulo IV: Ensayo Experimental de CorteDirecto en Suelos Gravosos
! L A
Figura 4.27. Envolvente de falla para el material GP - GM.
DISEÑO E IW LEM ENTACIÓN DE UN E Q U P O DE C O R tt DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL UBO R ATO R IODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 77
UNIWRSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacuttodde Ingeniería Civil
CtyHulo IV: Ensayo Ei^Mmental <te CortoD l^ f á en Suelos G m v o ^
4.5 AN^JSIS E INTCRPRETACIÓN DE R E S U LTA S
Los resultados del pr^rama de ensayo de Corte Direrto a Gran Esrola
son a n a li^ ro e interpretados en esta seraón teniendo ramo referenda
los g r á ^ s roros^ndientes a las curoas: e je r z o de ^rte versus
dtfornación horizontal, esfuerco de rorte nomali^do versus
detonación horizontal, asentamiento versus deformadón horizontal y los
parámonos de raistencia cortante de los dfferentes suelos gravosos
u tili^ ro en la investigación.
M a^al tipo GP
El material es una grava mal graduada que proviene del ronglomerado
de Lima. El repote del ensayo de laboratorio muesca que el 71% de la
murofra ron partíalas g ra v a s , mientras que la ranead de finro sólo
re p re ^ta el 3.2 % (ver Tabla 4.1). Asimismo, el matroal granular
rontiene partidlas de hasta de 76.2 mm, ^ bordes fondeadas o
subr^ondeadas. Para ta ^ ^ o n a c ió n de los e stím e n o s ro ronsideró
02 pesos unitarios secos d ie n te s de 2.15 ton/m3 y 2.20 ton/m3, estro
datos fueron tomados de algunos estudios geotócniros elatorados en el
CISMtD-FIC-UNI que i^ u ^ r o n ensayos de densidad de ro m ^ sobre el
ronglomoedo de Lima.
Material t i^ GW - GM
El material es una grava bien graduada ron limo y arena. Esta r o ^ ^ id o
por 62.7% de partículas gravosas y 7.3% de tiros rogón el reporte del
ensayo de lavatorio (ver Tabla 4.1). La torna de las partículas son
angulosas o subangulosas, cuyo diámetro máximo es de 100 mm. El
^ s o unitario para la ^ fo m a d ó n de los especimenro de este material
toe de 2.02 ton/m3.
Material tipo GC
La muestra es una grava arcillosa ron arena. El repote de laboratorio
nos muesfra que el rontenido de partículas gravosas representa el 47.5%
y un apredabta contenido de finro de 14.1%. El diámetro máximo de las
partlrolas es de 100 mm. La muestra se ensayó a un ^ s o unitario de
2.42 ton/m3.
D I8 & 0 EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE D IR E C W P A M SUELOS G M V O S O S EN EL M B O M T O R IODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 78
UNIVERSIDAD NACIOML DE INGENIERÍA F ufad (te In&nMa CM Ctyltuto IV: EnMyo Experimtwtolde Corte
Dlr^to w Suelos Gravosos
Murofra GP - GM
El material es una grava mal graduada ron limo y arena. Los resultados
de laboratorio muestran que el material granular rontiene 56.9 % de
partículas gravosas y 6.4 % de rontenido de finos. El diámefro máximo
de las partículas es de 40 mm. El ^ s o unitario de los especímenes fue
de 2.00 ton/m3.
En la Figura 4.21, se presentan los resultóos del esfuerco de rorte
aplirodo a roda muestra durante el ensayo de Corte Dirroto a Gran
Esrola para secuendas de ro^as ve^roles de 0.50,1.00 y 2.00 Kg/roi2.
En esta ^ura , en general, se obsewa claramente que a ^ ^ id a que la
rorga arial aero, la resistencia máxima se representa a una ddormadón
horizontal roda vez mayor. Se a ^ ^ te también que algunos fiamos de
las trayedorias del esfaerco de rorte prroentan fornas de “zig zag",
quteás esto ro debe al p r ^ s o de rotura del material granular para el
roso de e stím e n o s densos o el rearomodo de las partículas para
materiales sueltos. Además, Ira resultados muestran para los suelos
gravosos rompados, piros de resistenda de rorte bien definidos,
mientras que para las muesfias sueltas, solo se presentan cuwas
^^tentes. En general, el esfuerco de rorte máximo ro alronzado para
desplazamientos horizontales in o r e s a 30 mm (bivalente al 5 % del
despteamiento), tal romo se evidenda en la Figura 4.21 (a, b, c y d),
donde tambfén se muestran que las fiay^orias de las roroas esfaerco
de rorte versus deformactón horizontal para las diferentes OTgas axiales
son roherentes al grado de intensWad de las ^ ^ a s aplirodas a las
murofias.
La roherencia de proporcionalidad del esfaereo de rorte rropecto a las
secuencias de cargas axiales aplirodas a roda muesfia (e ^e rco de
rorte rornalirodo) en el ensayo de Corte Diredo a Gran Esrola, se
evidencia en Ira rroultaaos que ro prerontan en la Figura 4.22. Al
examinar d i^o gr^co ro obseda que las fiaye^rtes de las cuwas de
esfrorco de rorte normalteado tienden a unirse.
Los resultados del arontamiento versus defomadón horizontal
mosfiadas en la Figura 4.23, demuestran que el rom^rtamiento de
DISEÑO E IM nEM ENTACIÓN DE UN E Q U IW DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL IABORATORIODANIEL JESÚS M S U R T O RAVICHAGUA 79
UNIVERSIDAD IWCIONAL D E INGENIERAFacultad da Inhalaría CMt
Capitulo IV: Enuyo E^enmenlal da Coda Diretío en Suelos Gravóme
rontracción o dilatación del suelo gravoso depende del grado de
densfficación del material. La contraroión del material se desarrollará
durante el ensayo paro muestras sueltas. Sin embargo, para suelos
gravosos d e ^ s , los es^címenes del ensayo exhiten una dilatación
ron el inroemento del desplazamiento de corte.
Los parámetros de resistencia rortante C y ó de los suelos gravosos
ensayados en el equipo de Cote Directo a Gran Esrola ro muesfran en
la Tabla 4.3. Se obseda diferentes ángulos de fricción de acuerdo a las
roracterístiros físiros y mecániros de las muestras utilirodas en la
investigación.
El ronglomerado de Lima clasffirodo como GP presenta ángulos de
friroión similares (variación ¿ 2o) paro muestras ensayadas a diferente
densidades (ver Tabla 4.3), mosfrándonos que pequeñas variaciones de
la densidad en este tipo de mat^al no influye signifirotivamente sobre el
ángulo de fricción. Sin embargo, los resultados también muestran una
cohesión aparente. Esta cohesión posiblemente representa la rigidez
inicial del material y la no linealidad del aparato cerro del origen.
En la Figuro 4.25, se muestra que el material gravoso clasifirodo romo
GW - GM presenta mayor ángulo de frijó n que la muesfra GP
(50o > 43.5°). No obstante, el material GW - GM está ronformado a una
densidad menor que el suelo tipo GP, lo qro posiblemente demuestra
que la densidad del material no ro ta única variare que controla la
movilización de resistencia. Posiblemente, existan otras variables que
influyen en la determinadón de la resistencia rortante del suelo grawso,
tales romo: la variedad del tamaño de las partírolas, el contenido de
gravas, la forma y dureza de las partículas, la estrudura del suelo
ronformado, entre ofrro.
El material gravoso tipo GC presenta una rontidad signifirotiva de arenas
y finos (52.5 % á malla N°4). Este material murotra un ángulo de fricción
de 42o (ver Figura 4.26) bajo una densidad bien rompada. Posiblemente
la forma y dureza de las partículas (angulosas ^ r o deleznables o débiles
que se evtoenciaron visualmente durante la rompactación del material), y
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO D E CORTE DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL IABO RA W R IODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 80
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFaoulted da l ^ n M a CMÍ
Capitulo IV: Ensayo Exparim^al tte Coda Dirado an Suatos Gravosos
la entidad de Anos tenga i^uencia en la determinación del ángulo de
frijó n .
Finalmente, el suelo gravoso GP - GM se informó en un estado
medianamente denw, presentando un ángulo de fricción de 43o (ver
Figura 4.27).
DISEÑO EIM PLEUENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M S X L O S G M V O S O S W EL IA B O M TORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 81
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENKRlAFacultad llantería CNU
Capituto V: Análisis Compsmfoo y DlKUslón de Resudados
CW ÍTOLO V
M & IS IS CO M P ^ftTO O Y DISCUSIÓN DE ^ U L T O O S
En el presente ipítulo se corrobra la insistencia de los parámonos de
r^istencia i^ m t e para suelos gravois obtenidos ron el e qui^ te Corte
Diredo a Gran E ^ l a en labordorio. Para ello, se realiza un análisis
imparatlvo ron los resultados del ensayo de corte diredo “In situ” de un lugar
de donde i obtwo el mdertel para el ensayo de Corte Diredo a Gran E s ila .
Los resultados obtenidos de la inv^tigación presentados en el capitelo anterior,
la reipiladón de algunos ensayos de ir t e directo “In situ” sobre ciertos
materiales similares a los empleados en la investigadón y una base de datos
generadi de la evaluadón ex^rim ^tal de la resistencia al corte para este tipo
de materiales por dtferentes inwstigadwes en el mundo, son la base del análisis
imparatívo y la discusión de resultados presentada en este ipitulo.
D IS & O E IMPLEfáNTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL LABO M .TO R&DAMEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 82
UN/VEWStoAO NACIONAL DE INGENIERÍA Captttrio V: An&Hsts Comparativo y DiscusiónFm ltod I r w M * CNH & Resudados
5.1 M ÁLISIS DE RESULT^TOS
5.1.1 Generalidad^
En rate atopite, se presenta el análisis ramparativo entre los ensayra de
rarte d ir^ o “ln situ” y Corte D ir^ o a Gran Esrala para suelos gravosos
en laboratorio, utili^ndo el mismo material gravoso (Conglomerado de
Lima). Este análisis, permMrá verflirar la idoneidad del equipo
ensamblado.
Adicionalmente, ra lleva a rato otros ensayos de Corte Díredo a Gran
Esrala empleatoo dtferentes materiales gravóos. Cabe indirar, además,
que la rraopilación de los dfíerentra ensayos de rarte d ire ^ “ln situ“,
realizados en algunos estudios g e o t^ira s de nuestro medio, reforará
el análisis.
5.1.2 taáltote C rn p a ra ^ enfre los E ^ ^ ^ de to to D l ^ ^ “ln sto" y Coto Diredo a Gran &rala en ^ el Crnglomerado deUrna
El ranglomerado de Lima identifirado ^ ú n te dasifiración SUCS ramo
material t i ^ GP en su mayoría ran prtoominio de gravas y rantos
rtoados, es el material utilizado para la evaluación de la influencia de la
dimensión de la raja de rarte y otros ta rto s externos del rasayo que
podrían alterar la determinadón de los parámetros de rraistencia rartante
C y $ . Esta evaluadón, se deteminó mtoiante el análisis ramparativo de
los rraultedos obtenidos ran los equi^s de corte diredo “ln situ” y Corte
D ir^ o a Gran Esrala en el labo^orio sobre el mismo material. En el
capítulo II. se d e ^ b e levemente el ensayo de rarte d ir^ o “ln situ”.
Los resultados obtenidos ran el equipo ensamblado teeron dados en el
Capitulo IV, donde se indira que el material granular GP (congtomerado
de Lima) se ensayó en dos diferentes estados de compadación, ran la
finalidad de aproximar la ranformación de la muestra a las condiciones
naterales del terreno, ante la fate de infomadón respedo a la densidad
del suelo donde se realizó el ensayo de rarte diredo “ln situ’
(ver Tabla 5.1). En la Figura 5.1, ra muestran las rarcas esfuerce
DISEÑO E ¡" ^ M E N T A C IÓ N DE UN EQUIPO DE C M r t OIRECTO PARA SUELOS G ^V O S O S EN EL U B O M W R IODANIEL JESÚS BASURTO M W CHAG UA 83
UNIVERSIDAD NACIONAL D E INGENIERIA Capitulo V: Análisis Comparado y DiscusiónFKUttad ingeniería C M de Resultados
deformación de los ensayos de corte directo “ln situ" y Corte Directo a
Gran Escala. Se obsewa que existen ciertas diferencias en el
comportamiento de las curoas esfoerco-deformación, pues las
trayectorias de las cuwas del ensayo “ln situ" no son tan homogéneas y
insistentes con los nivetes de esfoerzos normales aplicados, sin
embalo, la variación de los valores de esfuerco de corte máximo para
cargas normales de 0.50 y 1.00 k g / ^ 2 son mínimos. Con^^entemente,
la tendencia de la envolvente de falla, no presenta diferencias
dgnifiitivas, el cual se evidencia en los valores de los parámetros de
resistencia irtante obtenidos, romo se muestran en la Tabla 5.1.
Tabla 5.1. Parámetros de resistencia cotonte para el material tipo GP
dete^inado mediante los en^yos de i r t e diredo “ln situ"
y Corte Diredo a Gran Escala en latoratorio.
(%)°n héx. c
(k^OT2)♦n
0.& o.ró'Laboratorio GP O.M 2.15 1.W 1.24 O.W 41.9
2.M 2.150.M 1.18
GP o.w 2.20 1.W 1.58 o .« ^ .52.W 2.ro0.M 0.75
l n ^ ‘ GP - 1.W 1.32 0 z t ^ .51 .» 1.52
* y Im <M <te ln ^ ^ (GP).
a 1.20 m &
La p^uefia diferencia enintrada en el ángulo de fricción entre los
ensayos de corte d ir^ o “ln situ" y el ensayo de Coto Diredo a Gran
E ^ l a , roe dentro del rango de dispersión de ± 2o para este t i^ de
ensayo, romo muesfra el método de i l e ^ ó n doble de Stefo (ver Tabla
5.2), adeiado por el Ingeniero Alberto Martnez Va^as (1985). En
conferencia, la dimensión de la Caja de Coto y ^sible presenda de
partículas m ayori a 3 pulgadas en el i s o del ensayo “ln situ", no
influyen en la determinación del ángulo de fríiión, lo cual da
inflabilidad al ^ u i ^ ensamblado.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS G M V O S O S EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 84
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Gtyltulo V: An&lsls Compamfoo y DiKuwfaFaoutoV Ingeniería CNB de R & uttriM
COTTE DRECTO TO O TU "
(a)
M O T E R ^ C T O A (2.15 t o n l n * )
(b)
Figura 5.1 Trayedorias del esteno de vereus deformación
horizontal, a) En sa ^ de cote dírerto “ln situ” (Cortesía del
Or. Jorge Alva Hurtado), b) Ensayo de Corte D ir^ o a
Gran Escala en laboratorio.
D IS E fá EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C O R K D IR E C W P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL W B O M TO R IODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAGUA 85
UNIVERSIDAD NACIONAL D E INGENIERA Capítulo V: Discusiónf a c ^ d tngenbría CMI a»
Tabla 5.2. Valores recomendados de precisión en la determinación de
propiedades físicas y mroániros de suelra fiables.
DENOMINACION DE LOS INDICES LÍMITE DE VARIACIÓN DE LOS INDICES " v m m o H "DE EXACTITUD
Densidad, IMi3 <2.4 2.4 - 2.0 2.0-28 20 -3 0 >3.0 *
Exactitud de Determinación, t/m3 0.02 0.02 0.02 0,02 0.02 * 0,02Masa Volumétrica, tfm5 <1.0 1.0-1.8 1.8-21 2.1 -2.3 >23 -
Exactitud de Determinación. Vm’ 0.02 0.03 0.05 0,05 0,10 0.02 a 0.10Hunedad <w), % <10 10-20 20-40 40-60 >60 -
Exactitud de Determinación. % 0,5 1.0 1.5 20 3.0 _ 0.5 s 3Humedad a! limita de fluencia (vul). % <20 20-40 40-00 >00 - -Exactitud de Determinación. % 1 2 3 4 - . 1a4Humedad al limite de plasticidad («*). % <10 10-20 20-30 >30 - -Exactitud de Determinación. % 1.0 1.5 2.0 3.0 . - 1 a 3Angulo de rozamiento. (0*) <10 10-15 15-20 20-25 25-30 >30Exactitud de Determinación OQ 0 0 -1 0 10 -10 10 -2 0 20 -2 0 20 OOa25Cohesión (C), MPa. <0.05 0.05-0.10 0.10-000 0 50-1.0 1.0-20 >2Exactitud de Determinación 0.001 - 0.005 0005-0.01 0.01- 0.05 0.05-0.10 0.10-0.15 0,15 0.001 a 0.15Módulo de Deformación, MPa <1 1 -5 5-10 10-20 20-40 >40Exactitud de Determinación 0.1 0.1-0.5 0.5-10 1.0-25 25 -5 5 0.1 a 5
{w d A. V. (1MS)
Por oto lado, s ^ ú n los retortes de algunos lu d io s grotócntos que
in v o c a n ensayos de diretfo “ln situ” en dtferaites zonas de Lima
(donde predomina el tipiro ronglomerado GP), el ángulo de friroión varia
de 37° a , (o roal nro ronflrna la tendera de Ira valora obtenidos
en el trab^o de investigación. En la Tabla 5.3, ro m ^ ^ ra una
recopilación de ensayos de rorte directo “ln situ”.
Estos resultados ayudan a expliror la coherencia en la deteminadón de
los parámetros de resistencia r o r ta ^ ron el equipo de Corte Diredo a
Gran Esrola. Cato indicar que los valores del ángulo de friroión en la
literatura técnica, para suelos gravosos densos ron rora^lsticas flsiros
similares a las del ronglomerato de Lima, presentan tendencias
rorcanas a los resuftados obtenidos en la inves^roión. Este anáfeis se
discutirá mas adelante.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTC DIRECTO PARA SUELOS G M V O S O S EN EL W BORATORIODANIEL JESÚS BASURTO M VICHAQUA 86
UNIVERSIDAD /NACIONAL DE INGENIERA Capitulo V : Análisis Compamfoo y DiscusiónF^ulted Ingrnleria CMI fa RaMltadte
Tabla 5.3 Parámetros de resistenza al rorte determinados mediante
ensayos de corte directo “ln situ”.
UbicaciónC lasificación
SUCS
Angulo d# Fricción
n
Cohesión
(K g/cm *)
¿ •fu erzo # Norm ale# Aplicados ( Kglcm 1)
Referencias
Banco da Vivienda Av. Emancipación y Jr. Cam aná, Cercado de Urna. GP 40 0.40 1 .00 .2 .0 0 y 3.00
Estudio de Factibilidad Técnico. Económico y Anteproyecto del Sistema de Transporte Rápido Masivo de Pasajeros en el Area Metropolitana Urna - Callao - Metro. Urna.
BeneSdenda de Lima Av. Abancay y Nicolás de P(eróla. Cercado de Lima. GP 37 0.60 1 .00 ,2 .0 0 y 3.00
Estudio de Factibilidad Técnico, Económico y Anteproyecto del Sistema de Transporte Rápido Masivo do Pasajeros en el Area Metropolitana Urna - CaSao - Metro, Urna.
Malecón de la Madna. en toa Acantilado* de la Costa Verde. Minadores.
GP 3 9 9 0.55 0 9 0 .1 .0 0 y 1.60Estabilidad de Taludes de la Costa Vende. Hldroenergla Consultores en Ingeniería.
Intercambio Vial, cruoe Av Universitaria y Av. Venezuela. Cercado de U rna
GM 34 0.15 1.13 .2 .18 y 3.32
Intercambio V ial Av. Universitaria - Av. Venezuela, Alpha Cónsul!.
Centro Empresarial San Isidro, cruce Av. República de Panamá y C ales M gu el Seminario y San Cristóbal, San Isidro
GP 43.5 0.27 0 9 0 .1 .0 0 y 1.50
Proyecto Estudio de Mecánica de Suelos con Fin es de Cimentación del Centro Empresarial San Isidro
Carretera CentralKm. 14.8. A te Vitarte. Urna. 0 48-5 ' o s 1 .00 .2 .0 0 y 4.00 Estabilidad de Talud Cantera - La Gloria.
Cía M eterá la Gloria S A
^ G W ^ rte Mrdo ta
5.1.3 taállsls de Resultada.
Se realzaron tres ensayos adidonales sobre otros t i ^ de materiales
gravosos identifirodo de acuerdo a SUCS como material tipo: GW - GM
ó grava bien graduada ron limo y arena, GP - GM ó grava mal gradada
ron limo y arena y GC ó grava arcillosa ron arena, en dfferentes estados
de ro m p ^^zó n .
De los resultados mostados en el roptolo anterior, se muesfra que la
enwlvente de resistencia máxima del material t ^ GW - GM, da romo
rroultado un ángulo de fricción de 5 ^ . Por otro lado, el ángulo de fricción
para materiales angulosos (rogón imágenes frt^ráftros mostradas en el,
informe geotéroiro “Estabilidad de Talud, Cantera - La Gloria” elaborado
^ r el CISMID) determinado melante el ensayo de cote directo “ln situ”,
es igual a 48.5o (ver Tabla 5.3). La variación de ± 2o roe dentro del rango
& inrortidumbre para este tipo de ensayo (ver Tabla 5.2), con-oborando
de esta forma el resultado obtenido ron et equipo de Corte D ir^ o a Gran
Escala.
DISEÑO E IMP&MENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PAM SUELOS GRAVOSOS EN EL MSORA TORIODANtEL JESÚS MSURTO MVICHAGUA 87
UNI^RSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Capitulo V; AnfflNs tompamfoo y DiscusiónExultad Ingeniería CIvH ^ Resudados
En el raso de los materiales tipo GC y tipo GP - GM, los resultados
moscados son consistentes con los valores repodados por diferentes
investigadores en el mundo (Ver Tablas 5.4 y 5.5).
5.2 D IS^SIÓ N DE TC S U L T^O S
De los resultados obtenidos en el programa de investigación, ra obsetva
q w la cohesión aparente del conglomerado de Lima aumente (de 0 .& a
0.63 Kg/ra2) a medida que se incrementa la densidad del material. Este
inaemento posiblemente refleja la influencia de favores tales ramo: la
rigidez inicial del material comparado, rotura de partículas, entre otrro.
Edil y Benson (2007) en sus ensayos de C tfe Dirrato a Gran Esrala
(raja de rarte = 30.5 x 30.5 cm), ^ ^ re ta ro n que la rahesión aparente
del material representa la fricción en la raja de corte y la no linealidad del
aparato ra ra del origen. En este raso, para el ^uipo ensamblado la
fflraión en la caja de rarte es mínima y corr^ibte, dado que se cuantiflra,
sin embargo, la no linealidad del aparato rarra del oigen y la rigidez
inicial del material conformado, favores no rantrolados, posiblemente
influyen en el inaemento de la rahesión aparente. Por otro lado, el
ángulo de f^^ón, de acuerdo a la literatura técnica, es influenciado
además de la compaddad del material, por la forma de la partirala.
Hough (1957; citado por Gonzáles de Vallejo, 2002) sugiere emplear
valores de ángulo de fricción, para mezclas de arena y grava en estado
denso, de 40o a 48o (ver Tabla 5.4), indirando emplear los valores más
bajos para suelos ran partículas redondeadas o subredondeadas. Norris
(1977; atados por Selig y Roner, 1987) demostró que la resistenda al
corte d i^n u ye de manera importante con el inoemento de la redondez,
el mismo ranra^o fue demostrado por Frosrard (Selig y Roner 1987).
Sherd etal. (1963), también sugirió valorra de ángulo de ^raión para
mezclas de material (SP y GP), indicando que para densidades relatiros
mayores a 70% el ángulo de friraión varía de 37° a 45o (ver Tabla 5.5).
Con bara en estas rtferencias y los ensayos de corte directo Hln situ” (ver
Tabla 5.6), se corrobora la consistencia de los parámetros de resístela
cortante para el conglomerado de Lima obtenido ran el equipo de Corte
Directo a Gran Esrala.
DISEÑO EIMPISMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORm DIRECTO PARA SU&.OS GMVOSOS EN EL MBORATORIODANIEL JESÚS BASURTO MVICHAGUA 88
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIAM Capitulo V; AnéHrna ^mpamtNo y DifusiónPacuHtá Inganteria CM fa Rewltafaa
Tabla 5.4. Valores del ángulo de raimiento interno en suelos
granulares (Hough 1957, citado por Gonzales de Vallejo).
Umo ro to n a uniforne fina a m ^ia Arena bien gradada Mez^ratearana^grava
(*) tough (195^ ^ ie r e emptear ira valores mas b^ra de rada ra ^o para los raetos r^o n d e ^ra o ^ r a aquellra q w partículas delira (mira6,e^uitfra). Ira más para sralos ran ^ r t l^ a s ancoras y rrai&ertes
Tabla5.5. Variadones del ángulo de frixión (O) en grevas ron
diferentes ^ e b a s descollados en variro pairos.
SUELO Angulo de fricción
INTERNA EN GRADOS (4>)REFERENCIA TIPO DE PRUEBA
Densidad Relativa (Dr) >70% 50% -70% <50%Grava Bien Graduada (GW). 50* - . Bishoo -1848 - Inglaterra -
(GW o SW) Seca - Angitosa.{GP o SP) Redondeada Uniforme
46*35*
34'28*
Whitney y Colaboradores-1957 -
Mezcla (SW y GW). Mezcla (SP y GP).
4 0 '-4 5 * 37*-45*
38* -41* 33*-30*
33*-36* 30*-33*
Sherd y Colaboradores -1863 - EEUU -
Gravas. 45* 37* - Cuyas-1 9 7 7 -7 8 -URSS TRIAXIAL (laboratorio) d =0.75 m .h = 1.50 m
Conglomerado SiSficado del Infiernillo.Conglomerado y Arena de Malpaso. Grava Pinzonderán y Arena de Angostura.
34 ' -47*
37* - 52*
3 8 *-6 5 '
37*
3 5 5 '
34*
Mareal - Pensendiz -1079 - MéxicoTRIAXIAL (Laboratorio)
d *1 .1 3 m ,h = 2.5m
Macro Clástico no Cementado. Boleos. Grítanos, Gravas y Cantos. 45* • 30* P atiiA o v-1881 -URSS •
Grava Arenosa. s r • 35 ' Pedí y Colaboradores -1982 - EEUU -Gravas del Conglomerado de lim a - Perú (forma subredondeadas) 40* 37* FIC-UNI-Húm ala-1 9 8 2 -U na-P erú CORTE DIRECTO (Insitu)
Gravas Típicas de Santiago • Ctúte. 44* *Monsante R , Ortigosa P., Valencia U. 1087-ChileR. Verdugo y K. De la Hoz (2006)
TRIAXIAL (Insitu)
d=0.85 m ,h *1 .7 0 m
Gravas de Urna - Campus UhlMS - Perú (forma subredondeadas) . 34* FIC -U N I-H úm ala-1996 CORTE DIRECTO (Insitu)Gravas de urna, Miraflores-Urna - Perú (forma subredondeadas). • 40* - C iS M ID -F IC -U N I-1997 CORTE DIRECTO (Insitu)
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO PAM SUELOS GMVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO MVICHAGUA 89
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFaoulbd fw nloria C M Capitulo V: A ná lí^ mpataUvo y (Xswstón
de Maullados
Tabla 5.6. Comparadón de los valores obtenidos con el equipo de
Corte Directo a Gran escala, reropilación de ensayos
ln sltu y valores repotodos en la Ifteratara técnica.
H ^ h (1^7 ) OTptear Im mas cte c ^ a (rara to sw too Ira parase
te <»n p ^ ^ la a y r n is ^ M .
Lro resudados oWenidro para el material t i ^ GW - GM, m u ^ a el
valor tel ángulo de f r ijó n relativamente alto (5 ^ ) ron una rohesión te
0.27 Kg/cm2. S ^ ú n Hough (1957) el ángulo de ^ ^ tó n qro té
^CTes^nde a un material denso ron papirolas angulosas ro el más
elevado dento del rango que siguiere (4 ^ a 4 ^ ). Marsal (1965) ensayó
materialro de enroromiento de presas ron un ta^fto máximo de
partíalas de 20 cm uüli^ndo una gran rolda tiiaról de alta prroión,
reportando que té rroistencia al ^rte se inaementa cuando té
granulometría se amplia (materiales bien graduteas). Mara^i et.al.
(1972; citados por Selig y Roner, 1987) llegó a la misma corolusión
después de hacer enroyos ron ene^ías de rompadación similarro.
Chen (1948; atados ^ r Selig y Roner, 1987) en prunas ^ ^ a le s
enrontró que el incremento en el coeficiente de unifomidad aumenta ta
resistencia al rorte, aunque ello no afeda la dureza. Holubec y
D’ polonia (1973, ctetes ^ r Selig y Rroer, 1987) enrontraron que la
angulartéad de las arenas ^ ^ b u y e signifirotivamente al aumento de la
resistencia al corte. Pike (1973; citados por Selig y Roner, 1987) redizó
pruebas de ^rte d ir^ o sobre 17 agriados en tamaño de partírolas
que iban desde gravas gruesas hasta arenas finas, reportando que el
ino-emento en la angularldad o en la rugroidad de la superfcie,
generalmente prteuro un ^ s o ro^cífico bajo para la misma energía de
rompadación, pero la resistencia aún asi aumenta. En conseroencia, el
valor arto del ángulo de filroón del material tipo GW-GM, que se obtiene
con el equipo de Corte Diredo a Gran Esrola, posiblemente ha sido
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECm P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL LABOMTORIOOM IEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 90
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Capitulo V; Análisis Comparado y DifusiónFawlted I r ^ ^ t la ^ ^ Resultados
influenciado el rotado de rompadadón del material (denso) y la
forma de las partíalas (angulosas), tal romo se verífiro con los valores
reportados por diferentes investigadores (ver Tabla 5.5 y Figura 5.2),
ro ^ro n d o la ^lidez de los parámonos de rroistenda rortante obtenidos
^ el equipo ensamblado en laboratorio.
Figura 5.2 Ángulo de ^roión interna para e n re d o s (mráifirodo de
L ^ . 1970).
El material tipo GC, ^ fe m a d o en un estado de rompaddad densa
(2.30 to^m 3), presenta un ángulo de feroión de 42o, con una rontidad
slgnffirotiva de partirolas finas (52.5% < Malla N°4). Fragazi et. al. (1992)
sugtoe que el rontenido de gravas de foma r^o n d e ^a o
suto^ondeada menw a 40% no los parám^os de resistenda
rortante si ro analiro solo la matriz del ^ ^ ^ l . Edil y fenson (2007),
reptaron que la del material gravoso se ve afectado roando el
rontenido de gravas (material > Malla N°4) es mayor a 30%. Lo que
signffiro que la rontidad mínima de partirolas gravosas debe ser
aprobadamente 30% para roitar analizar solo la matriz tel material
(variable no disrotido ro la investigación). Por oto lado, durante la
ronformadón del material granular GC, se ^ ^ ^ 6 visualmente la
DISEÑO E MPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO DE C O R K D I&CTO PARA SUELOS G M V O ^ S EN EL IA B O W O R IODANIEL JESÚS BASURTO MVICHAGUA 91
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Capoto V:AndHaia mpam^ 0 y DlíouMnFacultad Ingeniería CMI dg Re9UitBdoa
fragilidad de las partículas, incrementando la rantidad de finos en el
espécimen conformado. Hough (1957) menciona que los suelos gravosos
con partículas frágiles, para el caso del e&ado denso, presentan valores
cerranos a 40o, infirmando la iherencia del ángulo de frijó n
dete^inado ron el equipo de Corte Direrto a Gran Escala.
El análisis de la investigación en estado medianamente denso
(1.98 ton/m3), se evaluó con el empleo del material tipo GP-GM. De
acuerdo a las raracteristicas físicas de este material dadas en el Capítulo
anterior, el diámetro máximo de las partículas es de 2 pulgadas, mientras
que sus bordes presentan formas angulosas, tas referencias
bibliogrófiras mencionan que, para suelos gravosos en estado
medianamente denso el valor del ángulo de fríiión p u ^e ser de hasta
41° (ver Tabla 5.5). Hough (1957) también hara herencia para suelos
gravosos medianamente densos y propone emplear valles de 36° a 42°.
El resultado obtenido ron el ^uipo de Corte Directo a Gran Esrala
muestra un valor de 43°, verificándose la tendencia del resultado ron
valores reportados en la literatura técnira.
Finalmente, los resultados obtenidos con el equipo de Corte Direrto a
Gran Escala en laboratorio son coherentes con los resultados del ensayo
“ln situ" y valores reportados en la literatura técnica para este tipo de
materiales (ver Figura 5.6), lo cual da infiabilidad del equipo
ensamblado y insistencia de los parámefros de resistencia cortante
obtenidos para suelos gravosos.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÚN DE UN EQUIPO DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS GMVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 9 2
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA F w lta d de ¡neniada Civil Conclusiones
CONCLUSIONES
El bmportamiento meréniro de los suelos gravaos ttene partiblaridades muy
im^rtantes, que deteminan su respuesta a una solidtación específica.
Partiendo de que el suelo gravoso es un material granular, que presenta un buen
bmpotemiento y romparativamente desabolla, mayor residencta que otros
materiates de menor temario ramo suelos arenosos, se idenfflicaron la
neresidad de establear sus propiedades geomeréniras, de terna de resotor
adobadamente problemas de cimentaciones, exravadones profundas,
estabitidad de teludes, enfie otros, que involucran estos material^ gruesos.
Tomando en cuenta ede hecho, se diseñó y instruyó un equipo de Corte
D ir^ o a Gran Escala de 0.60x0.60x0.60 m, en el Laboratorio Geotébico del
Centro Pereano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres
(CISMID) de la UnirersMad Nacional de Ingeniería, teniendo ^ro o referencia los
lincamientos establwidos en las N o ^a s ASTM D 3M0 y ASTM D
El interés prioritario de esta investigación es ronoborar los resultados obtenidos
ron el equipo de Corte Diredo a Gran Escala mediante el análisis romparativo
b n otros tipos de pruebas referenciados en algunos estudios ^otéemeos o
establecidos en la literatura técnica. El conglomerado de Lima es una de las
muestras más impotentes empleadas en la investigadón, ya que ^ tiene
algunos r^isfios de ensayos de rorte directo uln situ” para este tipo de material,
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIW DE CORTE DIRECTO P A M SUELOS GMVOSOS EN EL LABORATORIODANIEL JESÚS BASURW MVICHAGUA 93
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAExultad <to Ingeniería CIvH
Condusicws
y, además, ro realizó un ensayo de Corte Directo a Gran Escala ron el material
obtenido de un lugar donde se realizó un ensayo de de rorte diredo “ln sito".
El equipo de Corte Directo a Gran Escala nos pemite determinar la resistencia
de suelos gravosos de hasta 10 cm (4 pulgadas) de tamaño máximo. De esta
manera se puede incluir partículas de mayor tamaño en el ensayo, que
representa con mayor aproximación el rompotemiento de la grava en su
ronjunto evitando estar analizado rotamente la matriz del material y
ertrapolando los parámetros obtenidos con los equipos ronvencionales.
Ui conformadón de la muestra depende principalmrote de las propiedades
flsiros requeridas del material. Este ^uipo ro diseñó ron la finalidad de obtener
especímenes ronformados en distintos estados de rompa^roión, desde los más
sueltos hasta los compados.
La rolibradón de los equipos utHizados en la insfrumentroión del equipo de
Corte Diredo a Gran Esrola se realizó en el laboratorio geo t^ico del CISMID -
UNI (ver Capitulo III). De acuerdo a los resultados de rolibradón, la friroión
ewstente en los b ^ e s de ^ ta c to entre las dro mitades de la roja de rorte que
se evidenciaron durante el movimiento relativo, se redujo a tavés de la
instalación de un sistema de rodamiento diseñado apropiadamente para este fin,
sin embargo, no ro elimina totalmente la tontón, en ronsecuencia, la
cuantificación de la friroión remanente (0.08 kg/cm2), se ^ d rá emplear para
rrolizar las rorreroones respedivas.
Se realizaron ensayos de Corte Directo a Gran Esrola para cuafro ti^os te
suetos gravosos a diferentes densidadro. Lro materiales utilizados fueron
clasffi^os s ^ú n SUCS como: grava mal gradutea (GP), grava ardHroa ron
arena (GC), grava bien graduada ron limo y arena (GW - GM) y grava mal
graduada ron limo y arena (GP - GM), con partículas de tamaño mteio (D50) de
4 a 20 mm y contenido de finos te 3.2 a 14.1 % . El rontenido de grava de las
murofras varia de 47.5 a 71 %. La foma de las partirolas varia de angulosas o
subangulosas a redondeadas o subredondeadas.
Para verifiror la ronsi^ncia de los resultadro obtenidos ero el equipo de Corte
Directo a Gran Esrola, ro realizó ro ensayo con el material obtenido de un lugar
donde se realizó el ensayo de corte d ir^ o “ln situ” (ronglomroado de Lima). Las
cuwas de estoero de ctee versus deformación horizontal y los parámetros de
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAF a o ^ d de Ityenlerte Civil Conclusiones
resistenda cortante obtenidos (ver Tabla 5.1), muestran que estos resultados
son consistentes, lo cual da confiabilidad al equipo ensamblado, corroborando
que la dimensión de la raja de corte no influye en los resultados.
La deteroinación de los ángulos de fricción de los cuatro tipos de suelos
gravosos ensayados en el laboratorio, están dentro del rango de valores dados
en la literatura técnica para este tipo de material (ver Tabla 5.6), según los
repotos de diferentes investigadores. Verifiréndose la consistencia de los
parámetros de resistenda cortante obtenidos con el equipo de Corte Directo a
Gran Esrala.
En todos los casos la rahesión aparente se encuentra en el rango de
0.13 kg/cm2 a 0.63 kg/cm2. Esta cohesión r^esenta posiblemente la rigidez del
material ranforoado y el comportamiento en rotura no lineal del material
gravoso.
El criterio de rrtura estableado por Coulomb (1776), que explica la relación de
esfoercos efectivos y esfuercos tangenciales actuando en cualquier plano del
suelo, ha sido el mtáelo utilirado para la determinación de los parámetros de
resistencia rartante.
El estado de compactación del espécimen influye signifirativamente en la
deterolnación del ángulo de friraión. La literatura técnica rapecfflca tres estados
de compadadón bien diferenciados, estos ^ n : sueltos, medianamente densos y
densos.
La praarga inicial en los especímenes ranformados están dados por el peso
propio de las planchas metálicas y el rodillo que van instalados sobre la muestra,
generando un rafuerco vertiral de 0.05 kg/cm2, aproximadamente.
Se utilizó una rapa de arena de 1.00 de espesor en la parte superior del
espécimen, con la finalidad de uniformizar la supetfcie de contacto del material
gravoso ran la plancha metálica, y a su rez transmitir a la muestra una
distabución untforme de la carga axial durante el ensayo.
Cada tipo de suelo gravoso ensayado en el equipo de Corte Directo a Gran
Escala se sometió a seraencias de rargas vertirales de 0.50, 1.00 y 2.00
k g / ^ 2, con la finalidad de ajustar la tendencia de la envolvente de falla. Todos
los especímenes fueron ensayados a una proporción constante de
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFaouttad da Ingeníete Civil
tonoluatonea
desplazamiento & 0.50 mm/min hasta un draplazamiento promedio de 75 mm
aproxlm^amente, ra registraron 300 puntos durante rada ensayo.
Si bien el prraedlmiento del ensayo ran el equipo de Corte Directo a Gran
Escala es similar al realizado ran el equipo ranvencional de rarte directo en el
laboratorio, la mayor escala del espécimen lo hara más engonoso e implira un
mayor tiempo en la ejecución del ensayo.
La rantidad mínima de material granular, en ^ s o , usado pare el ensayo de
Corte Diredo a Gran E ^ l a , en estado suelto, ^ de 500 kg aproximadamente.
De las Investigadones ransultadas, en la que ra diseñe la influencia de algunas
variables en la deteiminadón del ángulo de friedón para muestras gravosa, se
concluye que efe^vamente el ángulo de fricción se ve afectado por vados
facttfes tales ^m o : densidad de ranformadón de la muestra, forma de las
partículas, variedad del temado de las partíral^, rantidad de gravas presentes
en la muestra, dw e& de las partfculas y esfrudura del material ranformado. La
evaluación de rada uno de estas variables no es motivo de la inwstigación.
Finalmente, la disponibilidad de este ^ u i ^ dimitirá rralizar investigaciones
para entender la duenda del temado y forma de las partículas asi como el
rantenido de flnre en los parámetro de resistenda cortante de suelos
gravosos.
DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUPO DE CORTC DII&CTO PARA SUELOS GRAVOSOS M EL LABMATORIODANIEL JESÚS BASURW RAVMAGUA 96
UNIWRSMAD NACIONAL DE INGENIERIAFaoultidde Ingmiaria Civil
Rammandadonea
RECOMENDACIONES
El frabajo de investigadón deserto en este documento abre el camino como toda
ínvestigadón hacia nuevas aterreantes. En esta sercifo se plantean algunas
ideas que podrían desarrollara para mejorar el entendimiento de los materials
granulares raando se determina los parámetros de resistenda cortante.
Como henemienta primordial para obten& información de primera mano, es
nerasario tener un equie adrcuado a las exigencias aduales. Un equipo de
Corte Diredo a Gran Esrala instruido es susraptible de m^oras, sobre todo
después de tenerio a prueba después de su consfrucción. Asi que, se plantean
algunas posibles mejoras que podrían rcntribuir a obtener resultados más
^ ^ a b lra .
El ¡nórmente de la rapacidad de rearción del marrc de carga confribuiría a
incrementar la apliración de la rarga axial sobre la muestra, m^orando de este
modo el modelamiento de coto directo para este tipo de materiales.
La implementación de la raja de rcrte con dispositivos adecuados para la
saturación del material gravoso, complementaria el ensayo de Corte Directo a
Gran E ^ l a . Lrc ensayos realizados en la investigación se han llevado a rabo
en muestras no saturadas, la implementación para saturar la muesfra mejorarla
la evaluación del material gravoso en condiciones criticas.
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UNIVERSIDAD MCIONAL DE INGENIERIAFacultad da Ingmlaila CMI
faMmetáaeiOM»
La Implementación de un sistema de registro de datos automáticos permitiría
la visualizadón de los resultados durante el ensayo, lo cual es una ayuda muy
importante para el seguimiento de las trayedorias de las cuwas de esteerco de
corte y la obtención de tos parámetros de resistencia al corte del material
granular grueso.
Una de las randiciones de la Norma ASTM D 3080, establera que el diámetro
del ^ u i ^ debe ser 10 v ^ s mayor que el diámebo máximo de la partícula, en
cons^encia, para tener ra cuenta esta condición, se exige que al menos 75 %
de la muesfra tenga un diámetro inferior a 6 cm, de acuerdo a e^erienctos
anteriores (Laboratorio CEDEX, España). Se reramienda investigar esta
variable.
El ramportamiento en rotura del material gravoso ra bastante no lineal (Dr. José
Estaire G e ^ , 2008), ese ramportamiento es el que explira que aparezra una
rahesión en un material tendamentelmente granular, por lo qra se reramienda
ajustar la tendencia de la envolvrate de falla con cuatro muestas (en vez de
tres).
Como rderencla adldonal a lo estableado, el ^rra n t^e de grara en la curca
granulométrira déte rar mayor a 30% de acueráo a tos in ve stig a ra (F r^ a á
et. 1992 y Edil y Benson, 2007), esto con la finalidad de obtener la influenda
del suelo gravoso en la determinraión de los parámebos de resistencia rartante
de la muesba global.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAF a c ^ d da Ingeniada CtvB
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DISEÑO EIMPLEMENTACIÓN DE UN EQUIPO D E CORTC DIRECTO P A M SUELOS GRAVOSOS EN EL LABORATORIO.DANIEL JESÚS BASURTO RAVICHAGUA 102
ANEXORESULTADOS DE ENSAYOS DE WBORATORIO
ENSAYO DE CORTE DIRECTO A G M N E ^ A ^M-2
& ll^ n te : roMPAÑÍA MINERA A T A ^ ^ A S.AAProy^o : A m e n t o (tei Dìqra de R ela^ A ^ ^ ^
Ubi œn : P œ,: Julto, 2M8
: Qn^ En to : M - 2 Profondi^ (m) : 2.M
Etfuerao Normal : 0.50 kg/cmz_ al apllœr el ra m a i ------------— ----------------------------------------
1 de 3
: 0.50 m ^ m in T O m ^ (min) M . (mm): R em ol^^fo 0 o.ro: S n s ta ra r 1 0.98
H u m ^ W : 2 .5 % 2 1.03: 1.97 g/OT3 3 1.05
4 1 . »Etera instai <& 5 1 . »H u m ^ W : 2 .5 % 6 1.10
: 1.97 g/OT3 7 1.108 1.10
Etera Orai t e ^ a v o 9 1.10H u m ^ W : 2 .5 % 10 1.10
: 1.98 g/OTT
E80 E87 E69T EE'S- SE
WO fr¿7 Efr'9T 90S- frES80 S97 T6ST ¿8V EE¿80 8S7 9frST 89> EE¿80 6 fr'E E6H 6frV T£
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ENSAYO DE CORTE DIRECTO A G ^ N ESCA^M-2
Ubi te : Pa i,
: COMPAÑÍA MINERA A TA C ^A S.A.A.Pro^rto : to m e n to (tel Dtq^ de Rel^œ A t e ^ ^
: Juin, 2%8
Procedencia : Qntera E n ^ ^ M ^ t o : M - 2 Profandtód (m): 2.%
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95 -8.63 47.17 7.86 0.51% -8.% 47.58 7.93 0.50
97 -8.71 48.20 8.03 0.51
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101 -8.69 M.93 8.49 0.48
102 -8.70 51.43 8.57 0.49
103 -8.72 51.92 8.65 0.49
i m -8.72 52.42 8.74 0.49
105 -8.71 52.91 8.82 0.49
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ENSAYO DE CORTE DIRECTO A GRAN E ^ A ^
Ubi œi : Pa>,
Potente : TOMPAÑfA MINERA ATAC^^A S.A.A.: ^^mlCTte tei ^ r e tte R ^ ^
: Juin, 2 ^
: üntea E ^ te
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4 1.26Etere inrai (tei e t ^ r o 5 1.27
: 2 .5% 6 1.27: 1.97g/OTJ 7 1.28
8 1.28
Etere firei <W ^ a v o 9 1.29H u r ^ ^ l : 2 .5% 10 1.29
t e r c i é : 1.95 g/OTJ
M ^ ^ ra : M - 2 Profuráltol (m) : 2 .M
Etfuerao Normal: 1.00 kg/cm2^ ^ a l al a p ia r ^ ^ r e l ----------------------------------------------------------
I d e 3
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VHVDS3 NVU9 V 01Û3HICI 311103 3(1 OAVSÑ3
ENSAYO DE CORTE DIRECTO A GRAN E ^ ^
: P œ, teta
adietante : COMPAÑÍA MINERA ATAC^HA S.A.A.P^^to : ^«Imlwto (tel Dlq^ cte Rela^ A^œte
: Julio, 2 (^
: ùnto Enr te
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V1VDS3 NVU9 V 01331110 31)103 3Q OAVSNi
ENSAYO DE CORTE DIRECTO A GRAN ESCA^M-2
Ubi rán : tem
<ótìnte : COMPAÑÍA MINERA ATACKHA S.A.A.Proy^to : CrKimlento (tei Diq^ (te Relav«
: Julio, 2%8
: to n a ra E n i^ ^ fo M ^ ^ ra : M - 2 ProRiróí^te (m) : 2 .%
EtfueraoNormal: 2.00kg/cm2 3de3______________________________________________ A p f a ^ n (tei ^ u e r a de torte (Hoja (te detelle)
T ie m ^(min) (mm)
te f. Tang. (mm)
te f. T a ^ . (% )
Erf. (te r a te ( l^ c m 2)
70 -3.22 35.26 5.88 2.1671 -3.26 35.82 5.97 2.%72 -3.32 36.27 6 .M 2.%73 -3.37 36.79 6.13 2.%74 -3.42 37.26 6.21 1.9775 -3.40 37.88 6.31 2.0176 -3.41 38.23 6.37 2.0377 -3.43 38.81 6.47 1.9978 -3.46 39.36 6.56 2.0179 -3.45 39.80 6.63 1 . »80 -3.48 40.31 6.72 2 .M81 -3.50 40.82 6.80 1.9782 -3.51 41.32 6.89 1.9883 -3.54 41.80 6.97 2.01M -3.54 42.33 7.% 2.01% -3 .62 42.79 7.13 1.9286 -3 .% 43.30 7.22 1.9587 -3 .63 43.82 7.30 1.96% - 3 . « 44.43 7.41 1.9589 -3 .M 44.91 7.48 1.91% -3.70 45.39 7.57 1.9391 -3.72 45.92 7.65 1.9292 -3.69 46.43 7.74 1.8893 -3.69 47.% 7.84 1.86% - 3 . M 47.61 7 .% 1.8995 -3 .7 0 48.12 8.02 1.8796 -3 .73 48.70 8.12 1.8797 - 3 . 7 5 49.13 8.19 1.8898 -3.76 49.61 8.27 1.8999 -3 .75 49.91 8.32 l .%1% -3.78 50.59 8.43 1.93101 - 3 . 8 2 51.12 8.52 1.96102 -3 .82 51.% 8 .0 ) 1.95103 -3 .83 52.12 8.69 1.911% - 3 . 8 3 52.43 8.74 1.92105 -3 .84 52.64 8.77 1.89
T ie m ^(min)
te f. V e ^ a l (mm)
te f. T a ^ . (mm)
te f. T a ^ . (% )
fcf. f e oírte ( l^ c m 2)
105 -3.84 52.64 8.77 1.891% -3.86 53.11 8.85 l .%107 -3.86 53.62 8 .% 1.92108 -3.85 53.% 8.99 1.93109 -3.87 54.58 9.10 1.93110 -3.% 55.09 9.18 1.95111 -3 .% 55.55 9.26 1.95112 -3 .% % . l l 9.35 l .%113 -3.93 % .60 9.43 1.89114 -3.93 57.03 9.51 1.89115 -3.95 57.59 9.60 1.91116 - 3 . » 58.16 9.69 1.91117 -4.01 58.58 9.76 1.87118 -4.% 59.11 9.85 1.87119 ^ .0 3 59.56 9.93 1.93120 ^ .0 5 % .% 10.01 1.93121 -4.07 60.55 10.% 1.93122 -4.08 61.05 10.18 1.92123 -4.10 61.50 10.25 l .%124 -4.12 62 .% 10.34 l .%125 -4.13 62.51 10.42 1.91126 -4.16 63.07 10.51 l .%127 -4.16 63.54 10.59 1.89128 -4.16 64.% 10.67 l .%129 -4.18 M .55 10.76 1.89130 ^ .21 65.06 10.84 1.91131 -4.21 65.53 10.92 l .%132 ^ .2 2 66.09 11.01 1.88133 -4.24 % .54 11.09 1.95134 -4.26 67.02 11.17 1.89135 -4.28 67.52 11.25 l . M136 -4.32 % .01 11.34 l .%137 -4.30 68.54 11.42 l . M138 -4.35 69.01 11.50 1.86139 -4.33 69.50 11.58 1.89140 ^ .3 4 69.98 11.66 1.85
E N ^ Y O DE CORTC DIRECTO A GRANM-3
U b la d ó n : Vaull, Junín
^Ilútente : ZER G E O ^ ^ M PERU S.A.C.Proy^to : R^^miento de P ^a de Relava Andaytfiagua Alto
^ ^ a : Agosto, 2008
P ^ ^ t e n d a : D ^ m o n te d e Mina
Cararterí fel ^ »men
fe n s d a d ^ a : 2 .29
M a teria l: M -3 (MaL < 4") Profcndldad ( m ) :
Etfuerco Normal: 0.50 kg/cm2
DefoTOadón v e rd a l al a p ila r el ^ fo e ra o n o r n a l--------------
Página : 1 de 9
V e l ^ ^ ^ : 0 .50 ^ e m ^ (mm) t e f . (m m )^ ra d o : Remoldeado 0 0.00Condldón : S n a tu ra r 1 1.03H u m e a d : 5.9 2 1.03
te n s d a d : 2 .30 g /O T3 3 1.034 1.03
In ld ^ ^ 1 6 1.03
H u m e a d : 5 .9% 8 1.03
te n s d a d : 2 .29 g /O T3 10 1.0312 1.03
prare final del ^ V O 14 1.03
H u m e a d : 5 .9% 17 1.03
ENSAYO DE CORTE DIRECTO A G ^ NM=3
tolldtente : ZER GEOSY^M PERÙ S.A.C.Provato : R^^mlento de P^m de Relav^ Andayrtiagua Ato
Ublraclón : Yaull, lunin^ ^ a : Agote, 2008
P ^ ^ e n d a : ^ r a > n t e de Mina M u ^ - a : M -3 (M a t < 4") Profondldad (m ) : — Pàgina: 2 de 9
Etfuerao Normal: 0.50 kg/cmzApllcadón del S t e r c o de Corte (Hoja de detalle)
^ e m ^(m in)
t e f . Vertlral (m m )
te f . Tang. (m m )
Def. Tang. (% )
de corte (kg/cm 2)
T le m ^(min)
Def. Vertical (m m )
Def. Tang. (m m )
te f . Tang. (% )
de c o te (kg /O T2)
0 1.03 0 .00 0.00 0.00 35 2.82 17.63 2.94 0.621 1.06 0 .51 0.08 0.10 36 2.95 18.13 3.02 0.622 1.11 1.01 0 .1 7 0.15 37 3 .W 18.64 3.11 0.623 1.10 1.51 0.25 0.21 38 3.11 19.14 3.19 0 .634 1.08 2.01 0.33 0.25 39 3.18 19.65 3.27 0.63
5 1.00 2.50 0.42 0.29 40 3.26 20.15 3.36 0.63
6 0.90 2.99 0 .50 0.31 41 3.34 20.65 3.44 0.65
7 0.80 3.45 0 .57 0 .33 42 3.41 21.15 3.53 0.64
8 0.91 3.98 0.66 0.35 43 3.48 21.64 3.61 0 .65
9 1.00 4.49 0.75 0 .37 44 3.57 22.16 3.69 0 .66
10 1.09 4.98 0.83 0 .38 45 3.63 22.68 3.78 0 .65
11 1.18 5.48 0.91 0 .39 46 3.70 23.16 3.86 0.66
12 1.28 5.99 1.00 0.42 47 "ì.~n 23.67 3 .M 0.66
13 1.41 6 .50 1.08 0.42 48 3.85 24.16 4 .03 0.66
14 1.54 7.00 1.17 0.43 49 3.94 24.68 4.11 0.66
15 1.65 7.50 1.25 0.44 50 4.02 25.17 4.20 0 .M
16 1.71 8 .01 1.34 0.46 51 4.OT 25.67 4.28 0.66
17 1.74 8 .53 1.42 0.46 52 4 .1 7 26 .17 4.36 0.66
18 \ . - n 9.03 1.51 0.49 53 4.24 26.68 4.45 0.67
19 1.82 9 .54 1.59 0 .5 0 54 4.30 27.18 4.53 0.66
20 1.92 10.06 1.68 0 .50 55 4.38 27.68 4.61 0 .67
21 2.03 10.56 1.76 0.52 56 4.44 28.18 4.70 0 .67
22 2.12 11.07 1.85 0.51 57 4.50 28.65 A . 'n 0.68
23 2.17 11.57 1.93 0 .M 58 4.57 29.18 4.86 0.66
24 2.25 12.08 2.01 0.54 59 4.64 29.68 4.95 0.66
25 2.34 12.58 2.10 0 .5 5 60 4 .69 30.17 5.03 0.68
26 2.37 13.12 2.19 0.56 61 4 : n 30.68 5.11 0.66
27 2.41 13.63 2 .2 7 0 .57 62 4.82 31 .17 5.20 0.68
28 2.41 14.13 2.35 0.58 63 4.90 31.68 5.28 0.67
29 2.44 14.62 2.44 0.58 64 4.96 32.18 5.36 0.66
30 2.52 15.11 2.52 0.61 65 5.02 32.67 5.44 0.69
31 2.67 15.63 2.61 0.59 66 5.09 33.18 5.53 0.69
32 2.70 16.12 2.69 0.60 67 5.15 33.68 5.61 0.67
33 2.78 16.66 2.78 0.60 68 5.22 34.17 5.69 0.69
34 2.82 17.14 2.86 0.62 69 5.29 34.67 5.78 0.68
35 2.82 17.63 2.94 0.62 70 5.36 35.17 5.86 0.70
ENSAYO PE C Q S g PIR jC TQ A GRAN ESCAU
^ l^ n t e : ŒR GEOSYCTEM PERU S.A.C.: R^^mlento de P r ^ de Relavæ Andaytfagua Alto
Ublradón : Yaull, Junín: Ag o, 2 ^
P ^ ^ e t á a : ^ ^ o n t e de M ira M u ^ t o : M -3 (M a . < 4") Profundidad (m ) : — Página : 3 de 9
Etfuerao Normal : 0.50 kg/cm2Apuración d d ^ fo e rc o d e Corte (Hoja de detalle)
T le m ^(m in)
t e f . Vertical(m m )
D tf. T a ^ . (m m )
te f . Tang. (% )
de œ rte ( I ^ O T 2)
^ em p o(m in)
Def. V e rtra l (m m )
Def. Tang, (m m )
Def. Tang. (% )
de c o te (k ^ c m 2)
TO 5.36 35.17 5.86 0.70 105 7.21 M .8 1 9.14 0 .67
71 5.41 35.65 5.94 0.69 106 7.25 55.32 9.22 0 .6 7
n 5.48 36 .17 6 .03 0.69TO 5 .M 36.68 6.11 0 .6774 5.60 37.20 6.20 0.6975 5.65 37.67 6.28 0.69
76 5.71 38.17 6.36 0.69
77 5.75 TO.62 6.44 0.68
TO 5.83 39 .17 6.53 0 .7 0
79 5.89 39 .67 6 .61 0.69
80 5.95 40 .14 6.69 0 .70
81 6.01 W .6 7 6.78 0 .70
82 6 .07 41 .17 6.86 0.69
83 6.13 41.68 6 .9 5 0.69
84 6.18 43 .95 7.32 0.68
85 6.21 44 .27 7.38 0 .66
8 6 6.28 44 .80 7.47 0.68
87 6 .36 45.74 7.62 0 .70
88 6.41 46.29 7.TO 0.69
89 6 .46 46 .80 7 .80 0 .6 7
W 6.51 47 .29 7.88 0.69
91 6.54 47 .76 7.96 0 .70
92 6.60 48.29 8.05 0.68
93 6 .65 48 .77 8.13 0.69
94 6.70 49 .30 8.22 0 .68
95 6 .76 4 9 .M 8 .30 0.69
96 6 .80 50.30 8.38 0.68
9 7 6.84 50.78 8.46 0 .66
98 6 .89 51.29 8 .55 0.68
« 6.93 51.78 8.63 0 .67
100 6.98 52.29 8.72 0 .66
101 7.03 52.80 8.80 0 .67
102 7.07 53.31 8 .88 0.69
103 7.12 53.80 8 .97 0 .67
I W 7.16 54.30 9 .05 0.68
105 7.21 M .8 1 9.14 0 .67
ENSAYO DE CORTE DIRECTO A GRAN E S C A ^M-3
Ublcadón : Yaull, Junin
&lldtìnte : ZER GEOS^EM PERU S.A.C.Proy^to : R^^mlento de P r ^ de RelavM Andaychagua Arto
^ ^ a : Agodo, 2008
& n d a je : ^ ^ o n t e de Mina M u ^ a : M -3 (M aL < 4 ”) Profundidad (m ) ;
Etfuerao Normal: 1.00 kg/cm2Pàgina : 4 de 9
C a r a d e r tò a s delV e lra d adfado
CondldónHumead
: 0 .50 m m /m ln : R em o ld ad o
: Sin » tu r a r : 5 .9 0 %
te n s d a d : 2 .30 g /O T3
F tara ¡nidal del CTMVQ H u m e a d : 5 .9 0 %
t e n s d a d ^ Q : 2 .2 9 g /O T3
final del e r a v Q H u m e a d : 5 .9 0 %
te n s d a d : 2 .2 9 g /O T3
70 o t
ENSAYO DE CORTE DIRECTO A GRAN E S C A ^
&ll<tonte : G M S Y ^M ^RU S.A.C.Provato : R^relmiento de P i ^ de Relav» Andayrtagua Alto
U b ia a ó n : Yaull, Junin^tfia : Ag^o, 2008
& n d ^ e : ^ ^ o n t e de Mina : M -3 (M a t < 4") Profandldad ( m ) : — Pàgina : 5 de 9
Erfuerao Normal: 1 .M kg/cm2A pllaclón del ^ f o e r o de t a t e (Hoja de detelle)
^ e m ^(m in)
t e f . Vertlcal (m m )
D rf. Tang. (m m )
t e f . Tang. (% )
de rorte (k a 'O T ’ )
T ie m ^(m in)
t e f . V e r t a l (m m )
Def. Tang. (m m )
t e f . Tang. (% )
fc f. de rorte (k ^ O T 2)
0 2 .20 0 .00 0 .00 0 .0 0 35 2.56 17.63 2.94 l . M
1 2.21 0 .50 0 .0 8 0 .15 36 2.59 18.13 3.02 l . M
2 2.26 0 .99 0.17 0.33 37 2.62 18.62 3.10 1.07
3 2 .2 6 1.52 0 .2 5 0 .4 6 38 2.73 19.12 3.19 1.07
4 2.22 2 .03 0 .3 4 0 .57 39 2.74 19.60 3.27 1.09
5 2 .15 2 .53 0.42 0 .6 4 W 2.75 20 .10 3.35 1.10
6 2 .05 3 .03 0.51 0 .7 0 41 2.74 20.58 3.43 1.09
7 1.93 3 .53 0 .59 0 .78 42 2 m 21.11 3.52 1.09
8 1.82 4 .0 4 0 .67 0 .79 43 2.78 21.61 3.60 l . H
9 1.69 4 . M 0 .76 0.81 44 2.79 22.10 3 .68 1.12
10 1.54 5 .05 0 .8 4 0 .86 45 2.81 22.61 3 .77 1.12
11 1.39 5.57 0 .93 0 .84 2.83 23.11 3.85 1.10
12 1.27 6 . M 1.01 0 .86 47 2 .84 23 .6 0 3.93 1.13
13 1.45 6 .5 7 1.09 0.87 48 2.85 24.08 4.01 1.13
14 1.57 7 .07 1.18 0 .88 49 2.86 24.60 4 .10 1.13
15 1.67 7 .58 1.26 0 .8 9 50 2.86 25.06 4 .18 1.15
16 1.72 8 .09 1.35 0 .8 8 51 2.85 25.61 4 .2 7 1.12
17 1.79 8.59 1.43 0 .89 52 2.83 26.09 4 .35 1.14
18 1.87 9.10 1.52 0.91 53 2.82 26.60 4.43 1.15
19 1.93 9 .60 l . M 0 .93 M 2.80 27.10 4.52 1.13
20 1.98 10.11 1.68 0 .93 55 2.79 27.53 4.59 1.14
21 2 . M 10.60 1.77 0 .94 56 2.81 28.10 4 .68 1.14
22 2.10 11.14 1.86 0 .M 57 2.79 28.60 4 .77 1.15
23 2.14 11.61 1.94 0 .95 58 2.77 29 .10 4 .85 1.15
24 2 .18 12.10 2.02 0 .97 59 2.75 29.60 4 .93 1.16
25 2.24 12.61 2 .10 0 .9 8 60 2.88 30.08 5.01 1.15
26 2 .2 9 13.11 2 .19 0 .98 61 2.96 30.60 5.10 1.15
27 2.33 13.62 2 .27 0 .9 8 62 3 .0 3 31.10 5.18 1.14
28 2 .43 14.12 2.35 0.98 63 3 .08 31.60 5.27 1.14
29 2 .43 14.61 2 .44 0 .99 6 4 3.16 32.10 5.35 1.15
30 2.45 15.13 2.52 1.01 65 3.23 32.60 5.43 1.13
31 2.47 15.63 2 .60 1.02 66 3.31 33 .0 9 5.52 1.15
32 2 .49 16.13 2 .69 1.03 67 3.37 33.59 5 .60 1.12
33 2.50 16.64 2 .77 l . M 3.45 34 .08 5.68 1.14
34 2 .54 17.13 2.86 1.04 69 3.51 34.59 5.76 1.12
35 2.56 17.63 2.94 l . M 70 3.58 35.08 5.85 1.12
ENSAYO DE CORTE DIRECTO A GRAN E S C A ^
dilátente : ZER GEOSYSTEM PERU S.A.C.Proytóo : R^^mlento de P ^a de Relav« Andaytfiagua Alto
Ublroùón : Yaull, Junin^ ^ a : Ag^to, 2008
& n d ^ e : A m o n t e de Mina M u ^ a : M-3 (M at. < 4") Profundidad ( m ) : — P ^ ln a : 6 de 9
Etfuerao Normal*. 1.00 kg/cm2A p l lo ^ n del h u e r c o de Gotte (Hoja de detalle)
T le m i»(m in)
t e f . V e ro o l(m m )
Def. Tang. (m m )
t e f . Tang. (% )
de ro tte (kg /O T 2)
T le m j»(min)
Def. Vetàcal (m m )
te f . Tang. (m m )
te f . Tang. (% )
de corte (kg /O T2)
70 3 .58 35 .08 5.85 1.12 105 5.02 56.03 9 .34 0 .98
71 3.63 35 .58 5.93 1.10 1 M 5.05 56.53 9.42 0 .99
n 3 .70 36 .08 6.01 1.13 107 5.07 57.03 9 .50 0 .97
7 3 3 .75 36 .57 6.10 1.11 108 5.12 57.53 9 .59 0 .98
7 4 3.81 37 .07 6.18 1.10 109 5.13 5 8 .M 9.67 0 .98
7 5 3 .87 37 .57 6 .26 1.09 110 5.16 58.54 9.76 0 .97
76 3.93 M .0 7 6 .35 1.09 111 5.18 59.04 9.84 0 .98
7 7 3 .98 38 .57 6 .43 1.09 112 5.20 59.48 9.91 0 .96
78 4 .0 6 39 .07 6.51 1.10 113 5.21 60 .0 5 10.01 0 .96
79 4 .1 2 39 .5 7 6 .6 0 1.10 114 5.23 60.53 10.09 0 .98
80 4 .1 5 4 0 .0 6 6 .68 1.06 115 5.26 61.06 10.18 0 .97
81 4 .1 9 40 .5 5 6.76 1.08 116 5.28 61 .5 5 10.26 0 .95
82 4 .2 3 4 1 .0 9 6 .85 1.07 117 5.30 62.05 10 .34 0 .97
83 4 .27 41 .5 7 6.93 1.06 118 5 .33 62.55 10.42 0 .94
84 4 .30 42 .08 7.01 1.06 119 5.35 63 .05 10.51 0 .95
85 4 .3 2 42 .5 8 7 .10 1.05 120 5.37 63 .55 10.59 0 .96
86 4 .3 5 43 .07 7.18 1.04 121 5.40 64 .0 5 10.67 0 .97
87 4 .42 46 .9 9 7.83 1.06 122 5 .42 64 .56 10.76 0 .93
88 4 .4 4 47 .4 5 7.91 1.03 123 5.44 64 .88 10.81 0 .95
89 4 .49 4 8 .M 8.01 1.01 124 5.45 65.55 10.92 0 .95
90 4 .50 48 .4 6 8.08 1.03 125 5.48 66.05 11.01 0.95
91 4 .54 49 .0 6 8.18 1.01 126 5.49 66 .55 11.09 0 .96
92 4 .58 49 .5 5 8.26 1.02 127 5.50 67 .05 11.18 0 .95
93 4.61 50.05 8.34 1.01 128 5.52 67 .5 5 11.26 0 .95
94 4 .64 50.55 8 .43 1.00 129 5.55 68 .06 11.34 0.97
95 4.75 51.11 8 .52 0 .96 130 5.57 68 .53 11.42 0.97
96 4 .7 7 51.52 8 .59 0.99 131 5.58 69.05 11.51 0.96
97 4.80 52.05 8 .67 1.01 132 5.59 69 .55 11.59 0.95
98 4 .84 52.53 8 .75 1.01 133 5.59 70 .05 11.68 0 .M
99 4 .86 53.03 8.84 1.00 134 5.59 70 .56 11.76 0.92
100 4 .88 53.53 8 .92 0.99 135 5.61 71 .05 11.84 0.95
101 4.91 54.02 9 .00 0.99 136 5.63 71 .56 11.93 0.93
102 4 .95 54.52 9 .09 0.99 137 5.64 72 .05 12.01 0.95
103 4 .97 55.02 9 .17 0.98 138 5.64 n . 56 12.09 0.93
104 5.00 55.53 9 .25 0.98 139 5.65 73 .06 12.18 0.92
105 5.02 56.03 9 .34 0.98 140 5.68 73 .56 12.26 0.92
ENSAYO PE CORTC DIRECTO A G M NM-3
&>ltótante : ^ G E O ^ ^ ^ PERU S.A.C.P ro y ^ to : R ^ r a lm lr n to de de R e la ^ A n d a y r ta g u a Alto
U b ^ ra ó n : Yaull, JunlnF ^ ia : A g^to , 2008
^ d a j e : ^ ^ o n t e de M l n a ^ ^ ^ : H -3 (M aL < 4 ”) Profundidad ( m ) :
Etfuerao Normal: 2.00 kg/cm2Página : 7 d e 9
delV e le id a drado
to n d id ó nHumead
: 0 .5 0 m m /m ln : Remoldeado : Sin » tu r a r : 5 .9 0 %
: 2 .3 0 (^ o t 3
E tara inloal d d e r a w H u m e a d : 5 .9 0 %te n & la d : 2 .2 9 g /O T3
E rara O ral del
Hum d 5 .9 0 %2 .2 9 g /O T 3
7 0 o t
ENSAYO DE CORTE DIRECTO A G ^ N E S C A ^
^licitante : ZER GEOSYTOM PERU S.A.C.Proy^to : R^^mlento de P r ^ de Relav« Artdaytfiagua Alto
Ublcaúón : Yaull, Junin^ ^ a : Ag^o, 2008
&>ndaje : A m o n t e de Mina M u ^ a : M-3 (M a t < 4") Profundidad ( m ) : — Página : 8 de 9
Etfuerao Normal: 2.00 kg/cm2Apllradón del ^ fo e rc o de to r te (Hoja de detalle)
T ie r n a(m ln)
Def. V ertca l (m m )
Def. Tang. (m m )
Def. Tang. (% )
Erf. de corte (kg /O T 2)
"D e m ^(mln)
Def. V e rtra l (m m )
t e f . Tang. (m m )
te f . Tang. (% )
Erf. de a n te (kg /cm 2)
0 2.87 0.00 0 .00 0 .00 35 2.34 17.69 2.95 1.79
1 2.93 0 .4 8 0 .08 0 .26 36 2.38 18.21 3 .M 1.79
2 2.96 1.03 0 .1 7 0.55 37 2.41 18.71 3.12 1.80
3 2.95 1.55 0 .2 6 0 .74 38 2.46 19.22 3.20 1.82
4 2.93 2 .07 0 .3 4 0 .8 9 39 2.50 1 9 . ^ 3.29 1.85
5 2.91 2.57 0 .43 1.01 « 2.53 20.22 3 .37 1.86
6 2.86 3.08 0.51 1.08 41 2.59 20.73 3.46 1.87
7 2.79 3 .59 0 .60 1.15 42 2.60 21.22 3.54 1.90
8 2.72 4 .0 9 0 .6 8 1.21 43 2.61 21.76 3.63 1.90
9 2.65 4.60 0 .7 7 1.25 44 2.63 22.27 3.71 1.92
10 2.56 5.10 0 .85 1.29 45 2.65 22.75 3.79 1.94
11 2 .48 5.60 0 .93 1.31 46 2 .fó 23 .25 3.87 1.95
12 2.40 6.10 1.02 1.34 47 2.70 23.75 3.96 1.96
13 2.30 6 .60 1.10 1 .3 7 48 2.72 24.26 4 .04 1.96
14 2.21 7.10 1.18 1.39 49 2.74 24.76 4 .13 2.01
15 2.12 7.60 1.27 1 .4 2 50 2.75 25 .27 4.21 1.99
16 2.03 8.10 1.35 1 .4 3 51 2 .77 25.76 4 .29 2.01
17 1.92 8 .67 1.44 1.46 52 2.77 26.28 4 .38 2.02
18 1.85 9.10 1.52 1.49 53 2.77 26.77 4 .46 2.02
19 1.77 9.61 1.60 1.49 54 2 .7 7 27.27 4 .54 2.03
20 1.69 10.11 1.68 1.52 55 2 .7 6 27 .80 4 .63 2 .M
21 1.85 10.62 1.77 1 .5 4 56 2.76 28.27 4.71 2.05
22 1.90 11.12 1.85 1.55 57 2.75 28.76 4 .79 2 .07
23 1.95 11.62 l . W 1.57 58 2 .7 5 29.27 4 .88 2.06
24 1.99 12.13 2.02 1 .5 8 59 2.75 29 .78 4 .96 2.06
25 2.03 12.64 2.11 1.60 60 2 .7 5 30.27 5.04 2 .07
26 2i06 13.14 2.19 1.62 61 2.75 30.77 5.13 2.08
27 2.10 13.66 2.28 1 .6 4 62 2 .7 5 31 .29 5.21 2.08
28 2.12 14.16 2.36 1 .6 5 63 2.74 31.76 5 .29 2.08
29 2.15 14.66 2.44 1.67 64 2.73 32 .25 5.37 2 .06
30 2.19 15.16 2.53 1 .6 9 65 2.72 32 .75 5.46 2 .06
31 2.22 15 .68 2.61 1.71 66 2.71 33 .25 5.54 2 .M
32 2.25 16.18 2.70 1.74 6 7 2 .7 0 33 .76 5.63 2.05
33 2.28 16.71 2 .79 1.75 68 2 .70 34 .25 5.71 2.06
34 2.31 17.18 2 .86 1.77 69 2.68 34.73 5.79 2.05
35 2.34 17.69 2 .95 1.79 70 2 .67 35 .2 5 5.88 2 .M
ENSAYO DE CORTC DIRECTO A G M N E S C A ^M-3
flirtante : ZER GEOSY^ŒM PERU S.A.C.Proy^o : RK^mlento de P^h de Relavæ Andaychagua Alto
Ublraciôn : Yaull, Junin
: A^^to, 2008
& n d ^ e : D é m o n te de Mina M u ^ a : M -3 (M a t < 4") Profundidad (m ) : — Página : 9 de 9
Etfuerao Normal: 2.00 kg/cm2Apliradón del B fu erc o de C o te (H ^ a de detalle)
T ie m ^(min)
t e f . Vertical (m m )
t e f . Tang. (m m )
Def. Tang. (% )
Erf. de r a t e (kg /O T 1)
T ie m ^(m in)
D tf . Vertical (m m )
Def. Tang. (m m )
Tang.(% )
de ra rte (kg /O T1)
70 2 .67 35.25 5 .88 2 .M 105 2.36 56.85 9.47 1.92
71 2 .66 35 .74 5 .96 2.06 106 2.38 57 .36 9.56 1.91
n 2.64 36.24 6 .0 4 2.02 107 2.39 57 .86 9.64 1.89
73 2.63 36 .73 6 .12 2 .00 108 2.42 58.36 9.73 1.91
74 2.62 37.23 6 .2 0 2.01 109 2.43 58 .86 9.81 1.93
75 2.60 37.73 6 .2 9 1.99 110 2.45 59 .36 9 .89 1.92
76 2 .M 38.21 6 .3 7 2 .03 111 2.46 59.86 9.98 1.90
-n 2 .56 38 .7 0 6 .45 2.02 112 2.47 60 .37 10.06 1.87
78 2 .54 39.21 6 .54 2.03 113 2.48 60 .86 10.14 1.90
79 2 .52 39 .74 6 .62 1.98 114 2.50 61 .36 10.23 1.87
80 2.51 40.21 6 .70 1.99 115 2.53 61 .87 10.31 1.91
81 2.49 40 .7 0 6 .7 8 2.02 116 2.53 62 .36 10.39 1.89
82 2.48 41 .20 6 .8 7 2.03 117 2.56 62 .87 10.48 1.90
83 2.46 41.71 6 .95 1.99 118 2.58 63 .3 7 10.56 1.88
84 2.45 42 .19 7 .03 1.99 119 2.59 63 .87 10.64 1.91
85 2.43 42 .70 7.12 2.OT 120 2.60 64 .37 10.73 1.88
8 6 2.42 43 .1 9 7 .20 2.01 121 2.61 64 .8 7 10.81 1.89
8 7 2.39 47 .72 7.95 1.96 122 2.63 65 .38 10.90 1.89
88 2.39 48.31 8 .05 1.95 123 2.63 65 .88 10.98 1.87
89 2.38 48 .82 8 .14 1.96 124 2.64 66 .38 11.06 1.89
W 2.37 49 .32 8.22 1.98 125 2 .66 66 .83 11.14 1.86
91 2.35 49.81 8 .30 1.98 126 2.66 67.43 11.24 1.88
92 2.34 50 .32 8 .39 1.97 127 2.66 67 .8 9 11.32 1.87
93 2.32 50 .79 8 .46 1.98 128 2.67 68 .39 11.40 1.87
2.31 51.31 8.55 1.96 129 2.67 68.90 11.48 1.87
95 2.29 51.81 8 .64 1.97 130 2.68 69 .40 11.57 1.87
96 2.27 52 .29 8 .72 1.96 131 2.69 69 .90 11.65 1.86
97 2.26 52.81 8 .80 1.93 132 2 .69 70 .40 11.73 1.85
98 2 .24 53 .32 8 .89 1.93 133 2.70 70.90 11.82 1.84
99 2.24 53 .8 2 8 .97 1.92 134 2.70 71.40 11.90 1.83
100 2 .23 54 .30 9.05 1.95 135 2.72 71.91 11.98 1.84
101 2.27 54.83 9 .14 1.92 136 2.73 72.41 12.07 1.85
102 2.30 55 .33 9 .22 l . M 137 2 .74 72.90 12.15 1.87
103 2.32 55.82 9.30 1.96 138 2.75 73.43 12.24 1.85
104 2.34 56.35 9.39 1.90 139 2.76 73.91 12.32 1.87
105 2 .3 6 56.85 9 .47 1.92 140 2.77 74.43 12.41 1.87
ENSAYO PE CORTE DIRECTO A GRANM-4
M ie te n te : GOmER PERU S. A.P ro^O T : E ^ ^ to tte (W F ir a * O r ^ t ^ ^ * 1 to lira SAG By C ^ h i ^
Oton 5U b i^ ^ ta : Antemira,
: tóubre, 2TO8
V el^^M : 0.M mm/min T it i r a (mm) (mm): 0 0.TO
t o r c í a n : S n a tu ra r 1 1.79H um ^M : 2.50% 2 2.W
: 1.97 ^ o t3 4 2.216 2.28
Etera instai ( ^ ^ a v o 8 2.32
H um ^M : 2.50% 10 2.35t e r c e l ^ r a : 1.98 ^ o t3 14 2.37
16 2.41Etera ñ ra ltte e ira w 20 2.45Hum ^M : 2.50% 24 2.49
: 1.98 ^O T3
Mu to : M P^u^ rf (m) : —
Etfuerao Normal: 0.50 kg/cm2^ ^ t a l al aplírar el r a m a l ----------------------------------------------
í---------
1
CüiY3Stie ífór ¡&ÍÍW
\
"+■ H>------ -
10 (min) M 25
TOot
6Z0 06Z ZE'Zl 0E> SE
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8Z0 EZZ ZE'91 ZZ> EE
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9Z0 o rz 8EH EZ> 6Z
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WO 90Z ZE'Zl ZI> SZZZO 861 8811 01 r rz
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ENSAYO DE CORTE DIRECTO A GRAN ESCA^ M-4
» la te n te : ^ M E R PERU S. A.: ^ t e i o t e M ^ n ira t e Suelte ron F i ^ t e Cimentación te i Moli™ PaK Crushi^
5U bi^^to : C o ^ w ^ ^ r a , Antamira, Ai^&h
&i i£ : — Profondi (m) : —
Etfuerao Normal: 2.00 kg/cm2M te (Ho te Stelle)
T iem ^(min)
M . V ^ to l (mm)
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Esf. t e rorte (kg/OT2)
70 17.49 34.67 5.78 1.54 105 17.50 52.20 8.70 1.9371 17.50 35.16 5.86 1.54 106 17.50 52.71 8.79 1.9172 17.50 35.64 5 .^ 1.55 107 17.50 53.27 8.M 1.9373 17.49 36.13 6.02 1.59 108 17.52 53.72 8.95 1.9174 17.50 36.65 6.11 1.M ira 17.52 M.24 9.M 1.9575 17.52 37.13 6.19 1.M 110 17.53 54.72 9.12 1.9776 17.52 37.64 6.27 1.59 111 17.55 55.22 9.20 1.9377 17.52 38.12 6.35 1.59 112 17.55 55.73 9.29 l.M78 17.52 M.61 6.44 1.63 113 17.55 56.22 9.37 l.%79 17.51 39.11 6^2 l.M 114 17.55 56.73 9.45 l.M% 17.49 39.60 6.M 1.67 115 17.55 57.24 9.54 l.M81 17.48 40.11 6.69 1.70 116 17.55 57.74 9.62 1.9882 17.48 40.61 6 .^ 1 .« 117 17.55 58.27 9.71 2.M83 17.47 41.10 6.85 1.70 118 17.54 58.73 9.79 1.98M 17.48 41.M 6.93 l.M 119 17.54 59.26 9.M 2.0185 17.48 42.11 7.02 1.73 120 17.54 59.74 9.% 1.9786 17.48 42.61 7.10 1.69 121 17.56 60.25 10.W 1.9687 17.49 43.12 7.19 1.74 122 17.57 M.69 10.12 2.Mro 17.49 43.62 7.27 1.75 123 17.59 61.23 10.21 l.%89 17.48 44.15 7.36 1.75 124 17.M 61.73 10.29 2.02% 17.45 44.M 7.44 1.76 125 17.59 62.22 10.37 1.9891 17.45 45.18 7.53 1.79 126 17.59 62.73 10.45 1.9892 17.46 45.67 7.61 1.81 127 17.M 63.22 10.54 2.0193 17.45 46.20 7.70 1.87 128 17.M 6 3 .^ 10.63 l.M
17.47 46.70 7.78 1.83 129 17.M 64.21 10.70 1.9695 17.47 47.19 7.86 1.85 130 17.M M.72 10.79 1.98% 17.48 47.73 7.95 1.80 131 17.62 65.20 10.87 1.9997 17.49 48.22 8.W l.M 132 17.61 65.72 10.95 2.M98 17.51 48.72 8.12 1.87 133 17.62 %.20 11.03 1.99n 17.50 49.21 8.20 1.88 134 17.62 K.70 11.12 2.M1M 17.50 49.72 8.29 1.83 135 17.61 67.21 11.20 2.M101 17.50 50.25 8.38 1.91 136 17.61 67.69 11.28 2.02102 17.51 50.70 8.45 l.M 137 17.61 68.20 11.37 2.M103 17.51 51.20 8.53 1.92 138 17.62 M.70 11.45 l.M1M 17.M 51.72 8.62 1.89 139 17.63 69.20 11.53 2.M105 17.50 52.20 8.70 1.93 140 17.64 69.70 11.62 2.M