Ensayo De Corte Usando Veleta De Corte 2m543q

Ensayo de corte usando veleta de corte

Integrantes: Becerra Guevara, Yenifer Chamba Dejo, Luigi Chilón Zárate Eder Cusma Samamé, Jaricsa Manchay López, Alex Monja Ramírez, Yelly Roncal Espinoza, UniversidadAlfredo Católica Santo Toribio de Mogrovejo TorresMecánica Seclén, Rubber de Suelos II

Ensayo de corte usando veleta de corte 1 OBJETIVO DEL ENSAYO, NORMA TÉCNICA QUE LO ORDENA

2 DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO 

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El ensayo de corte con veleta consiste básicamente en colocar una veleta de cuatro hojas dentro del suelo inalterado, y en girarla desde la superficie para determinar la fuerza de torsión necesaria para lograr que una superficie cilíndrica sea cortada por la veleta; con esta fuerza de corte se halla entonces la resistencia unitaria de dicha superficie. Es de importancia básica que la fricción de la varilla de la veleta y la del aparato sean tenidas en cuenta porque de otra manera, la fricción sería inadecuadamente registrada como resistencia del suelo. Las medidas de fricción bajo condiciones que no implican carga, como cuando se emplea un vástago liso en lugar de la veleta, o una veleta que permita alguna rotación libre de la varilla antes de someterla a carga, son satisfactorias únicamente cuando el giro sea aplicado mediante un momento balanceado que no se traduzca en empuje lateral. A medida que las fuerzas de torsión se hagan más grandes durante un ensayo, un empuje lateral en el instrumento se traducirá en un incremento de fricción no considerado en las lecturas iniciales sin carga. No se recomiendan instrumentos que produzcan empuje lateral. La varilla de la veleta debe tener suficiente rigidez, para que no sufra torsión bajo condiciones de carga plena; de lo contrario, deberá hacerse una corrección al dibujar las curvas de rotación-momento.

3 MATERIALES Y EQUIPO A USAR EN EL ENSAYO 3.1 VELETA: La veleta es un instrumento de laboratorio utilizado para determinar el parámetro de resistencia al corte no drenado Cu de un suelo, tiene la ventaja de poder ser aplicado directamente en campo lo cual evita el transporte una muestra de suelo. Existen dos tipos de veletas normalizadas por este ensayo. Cada una tendrá cuatro hojas perpendiculares entre sí, su altura será el doble del diámetro. Las dimensiones de la veleta deberán ser especificadas. Cu: resistencia cortante no drenada o cohesión no drenada.

Ilustración 1. Tipos de veletas

Ilustración 2. Tipos de veletas

Se podrán emplear dimensiones diferentes a las especificadas, únicamente con la autorización y la responsabilidad del especialista a cargo. Los bordes de las hojas de la veleta que penetran, se deberán afilar, cuidando que no se altere el ángulo de 90° comprendido entre ellas. Tabla 1. Dimensiones aconsejables

3.2 DISPOSITIVO

PARA LA MEDIDA DEL TORQUE:

Es el dispositivo a través de cual será medido el momento torsor aplicado al usar la veleta. Dato que será empleado en el cálculo del Cu.

Ilustración 3. Medidor de torsión

3.3 VARILLAS

DE EXTENSIÓN

La veleta se deberá operar desde la superficie conectándola con varillas de torsión, de acero. Estas varillas deberán ser de un diámetro tal, que no sea excedido su límite elástico cuando la veleta sea sometida a su capacidad plena. Es esencial calibrar las varillas de rotación antes de emplearlas. La magnitud del giro de la varilla se deberá establecer en grados por metros por unidad de momento. Esta corrección se hace progresivamente más importante a medida que aumenta la profundidad; la calibración se deberá efectuar por lo menos hasta la profundidad máxima esperada, para el ensayo. Las varillas de torsión se deberán ajustar muy bien, para evitar cualquier posibilidad que el ajuste del acople, ocurra cuando se aplique la rotación, al ejecutar el ensayo. Si se emplea revestimiento para la veleta, las varillas de torsión se deberán equipar con cojinetes bien lubricados en los sitios donde ellas pasen a través del mismo.

Ilustración 4. Torque aplicado en el ensayo

Estos cojinetes deberán estar provistos de sellos que eviten la entrada de suelo en ellos. Las varillas de giro se deberán guiar de tal manera, que se evite el desarrollo de fricción entre ellas y las paredes del revestimiento o de la perforación.

4 CONDICIONES QUE DEBE TENER LA MUESTRA EN EL ENSAYO La veleta es un aparato que se usa comúnmente para obtener la resistencia al corte de arcillas blandas a muy blandas. Debido a su tamaño es posibles hacer varios ensayos para determinar estadísticamente la resistencia al corte sin drenar

τ (¿¿ u) , de muestras SPT hechas a grandes profundidades, donde la toma de ¿ muestras produce mayores alteraciones. El ensayo se aplica en depósitos cohesivos blandos donde la perturbación es crítica. Consiste en insertar una veleta dentro del suelo y aplicar una torsión. Este ensayo se debe realizar únicamente en suelos cohesivos, inalterados, no se debe realizar este ensayo en suelos que permitan el drenaje, que presenten dilatación en el momento del ensayo y en suelos que tengan presencia de piedras que puedan influir en los resultados tales como arenas y limos. Se recomienda no hacer ensayos a distancias menores a 0.76 m entre ellos.

Ilustración 5. Veleta

5 PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO 1.- Cuando se emplee revestimiento para la veleta, se deberá avanzar con ella hasta una profundidad no menor de cinco veces el diámetro del revestimiento, por encima de la profundidad deseada para la punta de la veleta. Cuando no se utilice revestimiento, se deberá suspender la perforación a una profundidad tal que la punta de la veleta pueda penetrar dentro del suelo inalterado, una profundidad de, por lo menos, cinco veces el diámetro de la perforación. 4.2 Se deberá penetrar la veleta desde el fondo del agujero o de su revestimiento, mediante un empuje simple, hasta la profundidad a la cual se va a efectuar el ensayo, cuidando que no se aplique torsión durante dicho empuje. 2.- Con la veleta en posición, se deberá aplicar el giro a una velocidad que no exceda de 0.1°/segundo. Generalmente se requieren para la falla, entre 2 y 5 minutos, excepto en arcillas muy blandas en las cuales el tiempo de falla puede elevarse a 10 ó 15 minutos. En materiales más duros, que alcanzan la falla con una

deformación pequeña, se puede reducir la rata del desplazamiento angular de tal manera que se pueda obtener una determinación apreciable de las propiedades esfuerzo-deformación. Durante la rotación de la veleta, se deberá mantener ésta a una altura fija. Se deberá registrar el momento máximo. Con aparatos de transmisión, es aconsejable anotar los valores intermedios del momento obtenido en ese instante, a intervalos de 15 segundos o menores, si es requerido. 3.- Después de determinar el máximo momento, se rota rápidamente la veleta un mínimo de 10 revoluciones; inmediatamente después se determinará la resistencia remoldeada, en todos los casos dentro del minuto siguiente al remoldeo. 4.- En los casos en los cuales el suelo esté en o con la varilla de giro, se determina la fricción entre la varilla y el suelo por medio de ensayos de giro efectuados con varillas similares a profundidades equivalentes, sin la veleta colocada. Se debe efectuar el ensayo de fricción de la varilla por lo menos una vez en cada sitio. 5.- Para determinar la magnitud de la fricción de los cojinetes o guías, en aparatos en los cuales la varilla de giro esté completamente aislada del suelo, se deberá realizar un ensayo de fricción con una varilla lisa al menos una vez en cada sitio. En dispositivos de veleta que funcionen adecuadamente, esta fricción deberá ser despreciable. 6.- Se deberán efectuar ensayos con veleta únicamente en suelos cohesivos, inalterados o re moldeados. No se deben realizar en ningún suelo que permita el drenaje o que se dilate durante el período del ensayo, como en arenas o limos o en suelos en los cuales la veleta encuentre piedras que puedan influir en los resultados. Se recomienda no hacer ensayos de veleta con espaciamientos menores de 0.76 m entre ellos. Este espaciamiento se podrá variar cuando sea requerido con la autorización y responsabilidad del especialista a cargo. 7.- Periódicamente se deberán comprobar las dimensiones veleta para asegurarse que no esté desgastada ni distorsionada.

6 RESULTADOS

DEL

ENSAYO

(EN

FORMATO

de

la

DE

LABORATORIO) 6.1 CÁLCULOS Para hallar el resultado la resistencia al corte del suelo mediante el empleo de la siguiente expresión:

Siendo:

T = Momento de giro en N-m (lb-pie) s = Resistencia al corte de la arcilla en kPa (lb/pie²) K = Constante que depende de las dimensiones y de la forma de la veleta m3 (pies3) Periódicamente deberán comprobarse las dimensiones de la veleta para asegurarse de que no esté desgastada ni distorsionada. Se aplica un par de torsión en la parte superior de la varilla para hacer girar las paletas a una velocidad de 0.1°/seg. Esa rotación induce la falla en el suelo de forma cilíndrica que rodea las paletas, midiendo el par torsional máximo (T). Puesto que el valor de s es el requerido, es más útil escribir la ecuación en la siguiente forma:

Donde:

A continuación se presentan las ecuaciones para el cálculo de la constante K:

Donde: D: Diámetro de la veleta, en milímetros o pulgadas, según las unidades. H: Altura de la veleta, en milímetros o pulgadas, según las unidades. d: Diámetro de la varilla, en milímetros o pulgadas, según las unidades. Para fines de diseño los valores de resistencia cortante no drenada obtenidos de las pruebas de corte con veleta en campo son muy altos y se recomienda que sean corregidos donde:

El cálculo de alfa ha sido calculado por diferentes autores en donde la decisión de cual usar depende de los criterios del profesional, en la siguiente tabla se resume las correlaciones para el factor de corrección

7 INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS (CURVAS Y GRÁFICOS)

8 CONCLUSIONES

Y

RECOMENDACIONES

PARA

EL

ENSAYO 8.1 CONCLUSIONES:  Los resultados o las lectira que nos indica el instrumento esta en “K” (pa). Se ha convertir a kg/cm2 para trabajar con una sola unidad.  Se calcula la resitencia al corte para cada lectura.  Para calcular el coeficiente k se utiliza la fórmula que está en unidades SI.  Es un ensayo cuyo desarrollo demanda de mayor tiempo.  Equipos y ensayos muy sencillos.

8.2 RECOMENDACIONES: 

La prueba de la veleta es solo aplicable a materiales de falla plástica, tipo arcillas blandas y arenas sueltas.



Se recomienda no hacer ensayos de veleta con espaciamientos menores a 0.76 m entre ellos.



No se deben realizar en ningún suelo que permita el drenaje o que se dilate durante el periodo del ensayo.



Su uso se limita aarcillas y limos con y limos con suv < 200 kPa.