MECNICA DE SUELOS II

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

ENSAYO: CORTE CON VELETA

CURSO : SUELOS II

DOCENTE TEORA : ING. FERNANDEZ BACA VIDAL CARLOSPRCTICA: ING. JOS CARLOS LIMACHI CHALLCO

ESTUDIANTES:

MUOZ-QUISPE-ROMULO122167

QUESLLOYA-CONDORI-MAX RICHAR120213

CCORAHUA-PAMPAAUPA-HAROL EMERSON122161

JALIXTO-CONDORI-RONALD JANSH120865

SONCCO-CUTI-SAUL CHARLY120874

CUSCO PERU2015

ENSAYO DE CORTE SOBRE SUELOS COHESIVOS EN EL TERRENOUSANDO LA VELETA1. OBJETIVO Calcular la resistencia no drenada del suelo, para la prueba de corte con veleta y comparar la magnitud de los datos obtenidos.1. MARCO TERICO El ensayo de corte con veleta consiste bsicamente en colocar una veleta de cuatro hojas dentro del suelo inalterado, y en girarla desde la superficie para determinar la fuerza de torsin necesaria para lograr que una superficie cilndrica sea cortada por la veleta; con esta fuerza de corte se halla, entonces, la resistencia unitaria de dicha superficie. Es de importancia bsica que la friccin de la varilla de la veleta y la del aparato sean tenidas en cuenta porque de otra manera, la friccin sera inadecuadamente registrada como resistencia del suelo. Las medidas de friccin bajo condiciones que no implican carga, como cuando se emplea un vstago liso en lugar de la veleta, o una veleta que permita alguna rotacin libre de la varilla antes de someterla a carga, son satisfactorias nicamente cuando el giro sea aplicado mediante un momento balanceado que no se traduzca en empuje lateral. A medida que las fuerzas de torsin se hagan ms grandes durante un ensayo, un empuje lateral en el instrumento se traducir en un incremento de friccin 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 torsin bajo condiciones de carga plena, de lo contrario, se deber hacer una correccin al dibujar las curvas de Momento vs. Rotacin. Veleta.- En la Figura se muestran los dos tipos de veletas normalizadas por este ensayo. Cada una tendr cuatro hojas perpendiculares entre s, su altura ser el doble del dimetro. Las dimensiones de la veleta debern ser las especificadas en la Tabla Dimensiones aconsejables Tamao del revestimiento Dimetro (D)mm (pulg.)Altura (H)mm (pulg.)Espesor de la lmina mm (pulg.)Dimetro de la varilla de la veleta mm (pulg.)

AX38.1(1 1/2)76.2 (3)1.59 (0.0625)12.7 (0.5)

BX50.8(2)102 (4)1.59 (0.062512.7 (0.5)

NX63.5(2)127 (5)3.18 (0.125)12.7 (0.5)

101.6mm(4)92.1(3 5/8)184 (7 )3.18 (0.125)12.7 (0.5)

Figura 1. Tipos de veletas

Varillas de extensin.- La veleta se deber operar desde la superficie conectndola con varillas de torsin, de acero. Estas varillas debern ser de un dimetro tal, que no sea excedido su lmite elstico cuando la veleta sea sometida a su capacidad plena. Si es necesario determinar curvas de momento vs. rotacin, es esencial calibrar las varillas de rotacin antes de emplearlas. La magnitud del giro de la varilla (si lo hubiera) se deber establecer en grados por metros por unidad de momento. Esta correccin se hace progresivamente ms importante a medida que aumenta la profundidad; la calibracin se deber efectuar por lo menos hasta la profundidad mxima esperada, para el ensayo.Las varillas de torsin se debern ajustar muy bien, para evitar cualquier posibilidad que el ajuste del acople, ocurra cuando se aplique la rotacin, al ejecutar el ensayo. Si se emplea revestimiento para la veleta, las varillas de torsin se debern equipar con cojinetes bien lubricados en los sitios donde ellas pasen a travs del mismo.Estos cojinetes debern estar provistos de sellos que eviten la entrada de suelo en ellos. Las varillas de giro se debern guiar de tal manera, que se evite el desarrollo de friccin entre ellas y las paredes del revestimiento o de la perforacin. La fuerza de giro se deber aplicar a las varillas, quienes, a la vez, la transmiten a la veleta. La precisin de la lectura del giro deber ser tal, que no produzca una variacin mayor de 1.20 kPa ( 25 lb/pie2) en la resistencia al corte. Es preferible aplicar la torsin a la veleta mediante un engranaje de transmisin. En ausencia de ste, se puede aplicar directamente el giro mediante una llave de torsin o algo equivalente, con su correspondiente dispositivo de medicin. La duracin del ensayo se deber controlar de acuerdo con las exigencias indicadas en la Seccin 4.3.Nota: Si es necesario determinar curvas de Momento vs. Rotacin, es esencial calibrar las varillas de rotacin antes de emplearlas. La magnitud del giro de la varilla (si lo hubiera) deber establecerse en grados/pie/unidad de momento. Esta correccin se hace progresivamente ms importante a medida que aumenta la profundidad; la calibracin se deber efectuar, por lo menos, hasta la profundidad mxima esperada, para el ensayo.1. PROCEDIMIENTO Cuando se emplee revestimiento para la veleta, se deber avanzar con ella hasta una profundidad no menor de cinco veces el dimetro del revestimiento, por encima de la profundidad deseada para la punta de la veleta. Cuando no se utilice revestimiento, se deber suspender la perforacin 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 dimetro de la perforacin. Se deber 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 torsin durante dicho empuje. Con la veleta en posicin, se deber 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 15 minutos. En materiales ms duros, que alcanzan la falla con una deformacin pequea, se puede reducir la rata del desplazamiento angular de tal manera que se pueda obtener una determinacin apreciable de las propiedades esfuerzo-deformacin. Durante la rotacin de la veleta, se deber mantener sta a una altura fija. Se deber registrar el momento mximo. Con aparatos de transmisin, es aconsejable anotar los valores intermedios del momento obtenido en ese instante, a intervalos de 15 segundos o menores, si es requerido. Despus de determinar el mximo momento, se rota rpidamente la veleta un mnimo de 10 revoluciones; inmediatamente despus se determinar la resistencia remoldeada, en todos los casos dentro del minuto siguiente al remoldeo. En los casos en los cuales el suelo est en contacto con la varilla de giro, se determina la friccin 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 friccin de la varilla por lo menos una vez en cada sitio. Para determinar la magnitud de la friccin de los cojinetes o guas, en aparatos en los cuales la varilla de giro est completamente aislada del suelo, se deber realizar un ensayo de friccin con una varilla lisa al menos una vez en cada sitio. En dispositivos de veleta que funcionen adecuadamente, esta friccin deber ser despreciable.Nota 2.- En algunos casos no ser necesario remover la veleta para el ensayo de friccin de cojinetes o guas. En tanto que la veleta no se halle en contacto con el suelo, por ejemplo, cuando se encuentre dentro de un revestimiento, no resulta afectada por las medidas de friccin. Se debern efectuar ensayos con veleta nicamente en suelos cohesivos, inalterados o remoldeados. No se deben realizar en ningn suelo que permita el drenaje o que se dilate durante el perodo 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 podr variar cuando sea requerido con la autorizacin y responsabilidad del especialista a cargo. Peridicamente se debern comprobar las dimensiones de la veleta para asegurarse que no est desgastada ni distorsionada. Se calcula la resistencia al corte del suelo mediante el empleo de la siguiente expresin:T = s x KDonde:T = momento de giro, en N-m (lb-pie), s = resistencia al corte de la arcilla, en kPa (lb/pie2), yK = constante que depende de las dimensiones y de la forma de la veleta m3 (pies3), tal como se indica en Tabla 2.

Tabla 2. Valor de la constante K, m3 (pies3)Tipo de veletaValor de K

RECTANGULARUnidad SI

Unidades inglesas

CNICA H=2D, conicidad a 45Unidades SI

Unidades inglesas

Cuando la relacin longitud dimetro sea 2:1

RECTANGULARUnidades SI

Unidades inglesas

Donde:D = dimetro de la veleta, en milmetros o pulgadas, segn las unidades, H = altura de la veleta, en milmetros o pulgadas, segn las unidades, y d = dimetro de la varilla, en milmetros o pulgadas, segn las unidades.Puesto que el valor de la resistencia al corte, s, es el requerido, es ms til escribir la ecuacin en la siguiente forma:s = T x kDonde:

1. CALCULOSPROCESO DE CALCULO:

EJEMPLO DE CLCULO PARA UNA VELETA RECTANGULARPara realizar los clculos supondremos un estrato un suelo cohesivo blando:Velocidad Angular de giro =0.1/sPara una veleta rectangular Tipo AX: D =38.1mm = 3.81cm H=76.2mm = 7.62 cmTorque Aplicado: 7.6 N.m

Clculo de K

Dnde: H, D estn en cm segn ASTM D 2573-72 Standard Test Method for Field Vane Share Test in Cohesive soil Reemplazando obtenemos

Reemplazando T y 2 en la ecuacin 1

EJEMPLO DE CLCULO PARA UNA VELETA CONICA A 45Para realizar los clculos supondremos un estrato un suelo cohesivo muy blando:Velocidad Angular de giro =0.1/sPara una veleta rectangular Tipo AX: D =63.5 mm = 6.35cm d= 12.7 mm = 1.27cm H=127mm = 12.7 cmTorque Aplicado: 6.14 N.m

Clculo de K . . . 1Dnde: H, D y d estn en cm segn ASTM D 2573-72 Standard Test Method for Field Vane Share Test in Cohesive soil

Reemplazando obtenemos . . . 2Reemplazando T y 2 en la ecuacin 1

De los ejemplos desarrollados podemos observar la diferencia de entre esfuerzos de corte mayor para suelos blandos (s = 37kPa) y mucho mejor para suelos muy blandos (S = 6.182kPa) como es de esperar.

1. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES.Debido a que no se pudo realizar la prctica de laboratorio concerniente a este tema, concluiremos mencionando las ventajas y desventajas del ensayo de veleta.

Ventajas. Permite obtener la resistencia no drenada de arcillas. El equipo y ensayo es muy sencillo. Permite medir la sensitividad in situ. Hay mucha experiencia en su uso, ensayo clsico.Desventajas Su uso se limita a arcillas y limos con Suv menores a 200Kpa. Es muy lento y por ende se requiere de mucho tiempo. Requiere de correlaciones empricas. El resultado es afectado por lentes de arena.

ENSAYO DE CORTE EN VELETA (VST)

BIBLIOGRAFA: http://www.civil.utah.edu/~bartlett/CVEEN6340/vst.pdf http://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/0955_ENSAYOS_DE_SUELOS_IN_SITU-%20Colombia.pdf ftp://ftp.ucauca.edu.co/Facultades/FIC/IngCivil/Especificaciones_Normas_INV-07/Normas/Norma%20INV%20E-170-07.pdf http://es.slideshare.net/sirena88/06-resistencia-al-corte