Análisis comparativo de capacidad portante obtenida por corte directo y compresión triaxialen suelos de Ayacucho y Tumbes

Abstract

El presente estudio estudio tuvo como objetivo comparar la capacidad portante de suelos mediante los ensayos de corte directo y compresión triaxial en las regiones de Ayacucho y Tumbes, con el propósito de analizar diferencias metodológicas y su impacto en el diseño de cimentaciones. La investigación resaltó la importancia de determinar con precisión los parámetros de resistencia al corte, considerando que las condiciones de drenaje y el tipo de esfuerzo influyen significativamente en la respuesta del suelo. Se trabajó con seis muestras, dos de Ayacucho y cuatro de Tumbes, a las cuales se les efectuó caracterización física, clasificación SUCS y ensayos bajo normativa peruana. En corte directo se aplicaron tensiones normales de 0,5; 1,0 y 2,0 kg/cm², mientras que en el triaxial consolidado no drenado (CU) se emplearon confinamientos equivalentes. Los resultados mostraron que, en la mayoría de casos, el corte directo proporcionó valores superiores a los del triaxial, con diferencias de capacidad portante entre 31 % y 95 %. Sin embargo, se presentó un caso en el que el triaxial alcanzó 295,26 kN frente a 128,02 kN del corte directo, reflejando una diferencia de -131 %. Esta discrepancia no se debió a errores de ejecución, sino a las limitaciones de cada método. El corte directo restringe la trayectoria de esfuerzos y no considera presiones de poro, mientras que el triaxial CU reproduce condiciones de carga y drenaje más representativas, entregando resultados más confiables. Los ángulos de fricción en corte directo variaron entre 9,06° y 33,2°, con cohesiones de 0,06 a 0,14 kg/cm²; en el triaxial fluctuaron entre 2,6° y 29,32°, con cohesiones de 0,02 a 0,20 kg/cm². En conclusión, el ensayo triaxial se considera más consistente frente al corte directo, respaldando la modificatoria normativa N.° 406-2018.

The present study aimed to compare the bearing capacity of soils through direct shear and triaxial compression tests in the regions of Ayacucho and Tumbes, with the purpose of analyzing methodological differences and their implications in foundation design. The research emphasized the importance of accurately determining shear strength parameters, since drainage conditions and the type of applied stress significantly affect soil behavior. Six representative samples were studied, two from Ayacucho and four from Tumbes, which were physically characterized, classified according to SUCS, and tested following Peruvian technical standards. In the direct shear test, normal stresses of 0.5, 1.0, and 2.0 kg/cm² were applied, while in the consolidated-undrained (CU) triaxial test, equivalent confining pressures were used. The results revealed that, in most cases, the direct shear test provided higher bearing capacity values compared to the triaxial test, with differences ranging from 31% to 95%. However, one particular case reported 295.26 kN in the triaxial test versus 128.02 kN in the direct shear test, reflecting a relative variation of -131%. This discrepancy was not due to testing errors but to the inherent limitations of each method. The direct shear test, by restricting stress paths and ignoring pore pressures, tends to simplify soil resistance, while the CU triaxial test reproduces more representative loading and drainage conditions, thus providing results that are more consistent and reliable for geotechnical design. Friction angles in the direct shear test ranged from 9.06° to 33.2°, with cohesion values between 0.06 and 0.14 kg/cm². In the triaxial test, friction varied from 2.6° to 29.32°, with cohesionranging from 0.02 to 0.20 kg/cm². These findings highlight the influence of drainage conditions: friction dominates under drained states, whereas cohesion is more relevant under rapid undrained loading. In conclusion, the triaxial test is more consistent and reliable than the direct shear test, supporting the regulatory modification established by Resolution No. 406-2018.