Resistencia al Esfuerzo Cortante en Suelos

Al modificar el estado tensional del suelo se producen deformaciones que pueden originar su rotura. La forma de rotura más habitual en los suelos es por esfuerzo cortante (tensión tangencial).

La resistencia cortante de un suelo es la resistencia interna por unidad de área que la masa de suelo puede ofrecer a la falla y el deslizamiento a lo largo de cualquier plano en su interior.

En función de:

• La cohesión entre las partículas del suelo.
• La resistencia a la fricción entre las partículas sólidas.
• El contenido de humedad y la presión del agua intersticial en la masa del suelo.

Línea Envolvente

La cohesión efectiva es la ordenada en el origen de la envolvente de rotura. Representa, por lo tanto, la máxima resistencia tangencial admisible en un plano cualquiera cuando la tensión efectiva normal en dicho plano es nula.

La máxima tensión tangencial admisible en un plano es mayor a medida que aumenta la tensión efectiva normal que actúa sobre dicho plano. Es decir, el suelo es más resistente cuanto mayor es su nivel de tensiones efectivas.

En el cálculo o comprobación de la capacidad portante de un terreno sobre el que existe una construcción debe atenderse al corto plazo (caso sin drenaje) y al largo plazo (con drenaje).

En el comportamiento a corto plazo se desprecian todos los términos excepto la cohesión última, mientras que en la capacidad portante a largo plazo (caso con drenaje) es importante también el rozamiento interno del terreno y su peso específico.

La línea de resistencia definida actúa como una «envolvente o superficie de estado», separando estados posibles de imposibles.

Ensayo de Corte Directo

Consiste en una caja de corte metálica en la que se coloca la muestra, pudiendo ser estas cuadradas o circulares, generalmente de 20 a 25 cm² transversalmente y de 2,5 a 3 cm de altura. La caja está cortada horizontalmente en dos partes, en la parte inferior se ubica una piedra porosa, arriba de esta la muestra, otra piedra porosa, y por último la placa de carga. La fuerza normal se aplica sobre la parte superior de la placa y la fuerza cortante es aplicada moviendo una mitad de la caja respecto de la otra para generar la falla.

La fuerza cortante es aplicada en incrementos iguales hasta que la muestra falla. Después de la aplicación de cada incremento de carga, el deslizamiento cortante de la parte superior se mide por medio de un micrómetro horizontal. El cambio de altura, y por lo tanto de su volumen, durante la prueba se obtiene a partir de las lecturas del micrómetro que mide el movimiento vertical de la placa superior de carga.

Ventajas y Desventajas

• El plano de corte se produce siempre según el plano de la máquina de corte y de cómo se coloque la probeta en la misma.
• Sirve para analizar planos de fallas en macizos rocosos.
• En todos los casos los ensayos son drenados, ya que no se puede contener y menos medir las presiones neutras.

Las arcillas son mucho menos permeables que las arenas. Por lo tanto, cuando se realiza el ensayo de corte directo se debe emplear un periodo de tiempo suficientemente largo para una consolidación plena, ya que se tiene que disipar el exceso de presión de poro del agua.