Para determinar la resistencia al esfuerzo cortante del suelo tenemos ensayos de laboratorio y ensayos de campo.
Ensayos de laboratorio: Tenemos el ensayo de corte directo y el ensayo triaxial básicamente.
° Ensayo de corte directo: consiste en la aplicación de un esfuerzo vertical constante a una masa de suelo de forma rectangular al mismo tiempo que se aplica una tensión cortante en un plano predeterminado. Por facilidad de ejecución, el plano considerado es un plano horizontal. Al aplicar la tensión cortante debemos registrar las deformaciones y obtener la gráfica de tensión normal versus deformación unitaria. De ésta gráfica obtendremos el valor de la tensión cortante de falla.
Hasta el momento conocemos la tensión normal y la tensión cortante (un punto en el plano σ,T). Recordemos que para determinar una recta necesitamos por lo menos dos puntos (se sugiere obtener por lo menos tres). A continuación para obtener los otros puntos incrementamos el esfuerzo vertical y repetimos todo el proceso.
Graficamos los puntos en el plano σ,T y verificamos visualmente si están sobre una línea recta; si lo están vamos a realizar una regresión lineal y vamos a obtener el parámetro c y Φ (cohesión y ángulo de fricción interna del suelo). Una forma de verificar la bondad de nuestro ajuste es que el coeficiente de determinación (R2 ) sea mayor igual a 0.95.
En caso de que los puntos no se puedan ajustar a un modelo lineal de forma aproximada probablemente sea por una mala ejecución del ensayo.
° Ensayo de compresión triaxial: El ensayo de compresión triaxial es utilizado para determinar los parámetros mecánicos del suelo. Tiene la ventaja de que no predefine el plano de falla, además, permite diferentes condiciones de drenaje y consolidación del suelo.
El ensayo consiste en colocar un espécimen cilíndrico de suelo en una cámara de confinamiento (aplicación de presión hidrostática en todas las direcciones). A continuación se carga verticalmente el suelo y se obtiene la gráfica tensión-deformación hasta llevar al material a la rotura. En el momento de la falla se registra el esfuerzo principal mayor y el esfuerzo principal menor (se hace de éste modo para simplificar el cálculo).
Posteriormente se toma otra muestra de suelo del mismo material y se incrementa el esfuerzo principal menor (Esfuerzo de confinamiento) y se repite el proceso de carga y registro de la gráfica tensión- deformación hasta el momento de la falla, registrándose el esfuerzo confinante y el esfuerzo de falla vertical (σ1 y σ3).
Se sugiere realizar por lo menos tres estados de cargas; en cada estado de carga obtendremos el esfuerzo principal menor y el esfuerzo principal mayor de falla. A continuación debemos graficar la circunferencia de Mohr y obtener una línea que sea tangente a las tres circunferencias. En la práctica es muy difícil que esto suceda, dado que la ley de resistencia Mohr Coulomb es una aproximación de la envolvente de falla de las circunferencias.
A continuación debemos realizar la regresión lineal y de forma similar que en el ensayo de corte directo, obtener c y Φ.
*****Representación del ensayo*****
* Ensayo de compresión simple: Es un caso particular del ensayo triaxial, en este caso solo aplicamos un esfuerzo vertical. Este ensayo se puede realizar únicamente en materiales cohesivos. Para realizar el ensayo elaboramos una probeta cilíndrica, aplicamos la carga y medimos la deformación, por tanto, vamos a obtener una gráfica tensión deformación.
A continuación, con el resultado de la tensión vertical elaboramos las circunferencias de Mohr y obtenemos la ley de resistencia que en este caso será una línea horizontal paralela al eje de tensión normal.