El esfuerzo cortante es una fuerza interna que desarrolla el suelo, en respuesta a una fuerza cortante, y que es tangencial a la superficie sobre la que actúa.

1. DOCENTE: ING. PEDRO MAQUERA CRUZ
ESTUDIANTE: ANA CECILIA ARISACA CHUMBES
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA PROFESIONAL DE ING. CIVIL
TEMA: ESFUERZO CORTANTE
UNIVERSIDAD
PRIVADA DE TACNA

2. DEFINICION
El esfuerzo cortante es una fuerza interna que
desarrolla el suelo, en respuesta a una fuerza
cortante, y que es tangencial a la superficie sobre
la que actua.

3. Es la tensión que se desarrolla en el plano de corte
y en el momento de la falla. Es decir, es la
resistencia interna por área unitaria que la masa
del suelo ofrece para resistir la falla y el
deslizamiento a lo largo de cualquier plano dentro
del mismo.
¿Que es la
resistencia cortante
del suelo?
Esta resistencia del suelo, determina factores como
la estabilidad de un talud, la capacidad de carga
admisible para una cimentación y el empuje de un
suelo contra un muro de contención.

4. Es muy importante comprender la naturaleza de
la resistencia al corte, para analizar una serie de
problemas que se puedan presentar, pues
cuando una estructura se apoya en la tierra,
transmite los esfuerzos al suelo donde se funda.
Estos esfuerzos producen un incremento de
esfuerzos en dicho suelo, generando cambio
tensional en el suelo y deformaciones
posteriores.
Es por ello que se requiere realizar unos ensayos
en el laboratorio, que determinaran la presión
admisible máxima que el suelo a trabajar puede
soportar.
IMPORTANCIA

5. FUNDAMENTOS
1. TEORIA DE COULOMB
2. TEORIA DE MOHR
3. TEORIA DE TERZAGHI
1. TEORIA DE COULOMB
Coulomb observó que si el empuje de un suelo contra un muro
produce un desplazamiento en el muro, en el
suelo retenido se forma un plano recto de deslizamiento. Él postuló
que LA MÁXIMA RESISTENCIA AL
CORTE, τf, en el plano de falla, está dada por:
τf = c + σ tg φ
donde:
σ = Es el esfuerzo normal total en el plano de falla.
φ = Es el ángulo de fricción del suelo
c = Es la cohesión del suelo
- suelo granular: τf = σ tg φ
- suelo cohesivo puro: τf = c

6. 2. TEORIA DE MOHR
Establece en general que la
falla por deslizamiento ocurre a
lo largo de una superficie
particular. Las ecuaciones del
esfuerzo normal y esfuerzo
tangencial representan un
circulo de esfuerzos en el plano
xy, siendo su máximo radio
igual T1-T3/2, R=cortante
máximo.
Es costumbre dibujar el circulo
de Mohr en el primer
cuadrante. Para dibujar la
envolvente de falla, se
rrequieren ensayos en los que
se alcance el nivel de esfuerzos
que demanda la falla.
DIAGRAMA DE MOHR
ENVOLVENTE DE MOHR Y TEORIA DE COULOMB

7. 3. TEORIA DE TERZAGHI
Hizo notar la necesidad de
considerar el efecto de la presión de
poros en la resistencia del suelo. La
presión de poros consiste en la
presión en el agua dentro de los
poros del suelo.
En 1925, estableció en base a
investigaciones que la presión
normal debería sustituirse por la
presión intergranular, es decir la
presión efectiva.
CAPACIDAD DE CARGA – TERZAGUI
(1943)
- ecuación general:

8. METODOS
ENSAYOS DE LABORATORIO:
- Ensayo de corte directo.
- Ensayo de compresión
triaxial.
- Ensayo de compresión
isotrópica.
- Ensayo de compresión
confinada.
ENSAYOS EN CAMPO:
- e. de penetración
estándar(SPT).
- exploración semi-estatica
con el con holandés (CPT).
- Exploración dinámica con el
cono.
- Resistencia al corte por
medio de veleta.
- Prueba de carga directa.

9. PARAMETROS
ANGULO DE FRICCION: el ángulo de fricción es la
representación matemática del coeficiente de
razonamiento, el cual es un concepto básico de la
física:
Coef. De razonamiento = Tan ø
COHESIÓN: es una medida de la cementación o
adherencia entre las partículas del suelo. la
cohesión en la mecánica de suelos, es utilizada para
representar la resistencia al corte producida por la
cementación entre partículas.
RESISTENCIA PICO Y RESIDUAL: desde el punto de
vista de la relación esfuerzo – deformación, en la
estabilidad de taludes, se debe tener en cuenta
estas dos.
PRESION DE POROS: consiste en la presión en el
agua dentro de los poros del suelo y se identifica
con la letra “µ”.
CONDICIONES DRENADAS Y NO – DRENADAS: los
conceptos de condiciones drenadas y no drenadas,
son fundamentales para entender el
comportamiento de los taludes, especialmente en
las formaciones arcillosas. La condición de esta,
depende de la velocidad con que el agua puede
moverse hacia adentro y hacia fuera del suelo,
comparado con el tiempo que el suelo soporta un
cambio de carga.

10. TIPOS DE ENSAYOS
Existen muchas pruebas y/o ensayos de laboratorio, que nos servirán para
determinar la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo. Estos ensayos nos
permiten conocer además los parámetros de la resistencia al corte, la
cohesión, el ángulo de fricción, entre otros, que nos ayudaran con los
problemas e inconvenientes que podamos tener.
ENSAYO DE COMPRESION TRIAXIAL ENSAYO DE COMPRESION SIMPLEENSAYO DE CORTE DIRECTO
Con este ensayo se tiene con mayor
precisión los suelos finos saturados,
en comparación con el aparato de
corte directo.
Con este ensayo se tiene por
objetivo medir la resistencia
cortante de suelos granulares, el
ángulo de fricción interna y la
cohesiona del suelo.
Este ensayo es un tipo especial de
prueba triaxial no consolidada y no
drenada, se utiliza para suelos
arcillosos, ya que permite obtener
de forma cuantitativa valores de la
resistencia a la compresión y la
resistencia al esfuerzo cortante.

11. EJERCICIO N°01
El tamaño de una muestra de arena es de 50x50x30mm, se
somete a una prueba de corte abierto, reconoce que la arena
tiene un Tg(ø)=0.65/e y que la densidad de solidos (Gs)=2.65.
durante la prueba se aplica un esfuerzo normal de 140 kN/m2, la
falla ocurre bajo un esfuerzo cortante de 105KN/m2 ¿Cuál fue el
peso de la muestra de arena en N?
3cm
V= 5cm*5cm*3cm=75cm3
Vv=Va+(Vw=0)
e=
0.65
𝑡𝑎𝑛ø
=0.867 n=
𝑒
1+𝑒
n=
𝑉𝑣
𝑉𝑡
⇾ Vv=0.464*75=34.8𝑐𝑚3= Va
Vs=V-Vw=75-34.8=40.2𝑐𝑚3
τ=σtanø⇾ tanø=
105
140
=0.75
𝐾𝑁
𝑚2
Gs=
𝑊𝑠
𝑉𝑠
⇾ Ws=2.65*40.2=106.53𝑔𝑟
Wtotal=141.33gr*
1𝑘𝑔
1000𝑔𝑟
∗ 9.81=1.386N
Solución

12. EJERCICIO N°02
Se lleva a cabo una prueba de corte directo en una muestra de
arena con un esfuerzo normal de 140KN/m2, la falla ocurre bajo
un esfuerzo cortante de 94.5KN/m2. el tamaño de una muestra
de arena es de 50*50*25mm de altura.
Calcular:
a) El ángulo de fricción interna de la arena (𝞅)
b) Que fuerza cortante se requiere para ocasionar la falta en la
muestra con un esfuerzo normal de 84KN/m2.
Solución
τ=σTanø⇾ 94.5=140*Tanø
Ø=34.02°
τ=σTanø⇾ τ =84*Tan(34.02°)
τ =56.7
𝐾𝑁
𝑚2
Fv= τ*A⇾ Fv=56.7*0.0025=0.141
KN=141.75N

13. EJERCICIO N°03
Una muestra cilíndrica de arcilla de 3cm de
diámetro por 7.5cm de alto inalterada, se
le somete a una prueba de compresión
axial sin confinar, resultando como carga
de ruptura un valor de 210kg. La altura
final de muestra en el instante de la falla es
de 7.1cm. Determine la cohesión de la
arcilla.
7.5cm
3cm
7.1cm
𝞓cm
210Kg
ԑ=
𝐿𝑖−𝐿𝑓
𝐿𝑖
=
7.5−7.1
7.5
= 0.0533
ԑ=
𝐴´−𝐴
𝐴´ ⇾
𝐴´−7.0686
𝐴´ = 0.0533
𝐴´
=7.467𝑐𝑚2
𝑞 𝑢=
210
7.466
=28.127
El esfuerzo de ruptura a la compresión sin confinar “𝑞 𝑢”será:
El valor de la cohesion de la arcilla, será:
𝐶 =
𝑞 𝑢
2
=
28.127
2
=14.06kg/𝑐𝑚2
Solución

14. EJERCICIO N°04
Para una arcilla normalmente consolidada,
los resultados de una prueba triaxial son
los siguientes:
- presión horizontal de la cámara
(150KN/m2).
- Esfuerzo desviador de la falla
(275KN/m2)
Hallar el ángulo de fricción de la arcilla N.C.
Cuando las arcillas están en N.C. ⇾C=0
𝝈 𝟏 - 𝝈 𝟑 =275kn/𝒎 𝟐
⇾ 𝝈 𝟏=(275+150) kn/𝒎 𝟐
𝝈 𝟏 =4𝟐𝟓
𝑲𝑵
𝒎 𝟐
𝝈 𝟏 =𝝈 𝟑 ∗ 𝑻𝒂𝒏 𝟐
(45+
ø
𝟐
)⇾ 𝝈 𝟏=275*𝑻𝒂𝒏 𝟐
(45+
ø
𝟐
)
ø=28.57°
COMO DATOS:
𝝈 𝟑 =1𝟓𝟎
𝑲𝑵
𝒎 𝟐
𝝈 𝟏-𝝈 𝟑 =2𝟕𝟓
𝑲𝑵
𝒎 𝟐
Solución