ensayo de mecánica de suelos en campo

I. ENSAYOS EN CAMPO A. Ensayos en suelos

Imagen 1. Ensayos insitu de suelos

Imagen 2. Equipos autopropulsados

1. Ensayo de Penetración Estándar (SPT) La mayoría de personas tiene dificultad de encontrar las informaciones explicitas y así  poder realizar nuestro trabajo lo más rápido posible, aquí he preparado un documento donde ustedes podrán tener la facilidad de realizar los cálculos paso a paso.

Imagen 3. Ensayo de penetración estándar (SPT) estándar  (SPT)

La sigla traducida en ingles es “Standard P enetration”, estos tipos de ensayos se usan en el campo para obtener muestras de suelos que generalmente son alteradas. Mediante este método determinamos la resistencia del suelo a una penetración de un tomamuestras tubular  de acero.     

El ensayo “in situ” más común en en el mundo Muestreador cilíndrico partido  Norma ASTM D 1586 Martillo (140-lbs cae 30 pulgadas) (63.5-kg cae 0.76 metros) Tres incrementos de 6 pulgadas; Suma de los dos últimos incrementos = "N" (golpes/pié)

Imagen 4. Ensayo de penetración estándar 

Procedimiento: 1) Se hincará una longitud de 15cm, anotando el número de golpes necesarios y después se hincará el tomamuestras hasta que penetre 30cm más anotando el número de golpes dados en cada intervalo de 15cm. El número de golpes para penetrar los 30cm se denominará como la resistencia a la penetración estándar o N. En caso de alcanzar 50 golpes durante la  penetración el ensayo se rechazará.

2) Para recuperar las muestras al nivel de profundidad que usted determine, solamente tendrá que girar dicho tomamuestras para arrancarla del terreno y se eleva a continuación. Según los ensayos que se vayan a realizar se parafinará para evitar cambios de humedad. 3) Se recomienda que las muestras recuperadas de l suelo se introduzcan en unos recipientes herméticos, en los que se fijaran unas etiquetas do nde mencionen: localización, denominación del sondeo, fecha, número de muestra, profundidad de ensayo, resistencia a la compresión del terreno.

Imagen 5. Muestreador de tubo abierto

Cálculo en gabinete

1) Con las muestras recuperadas tendrás que determinar el peso específico del suelo. 2) Realizarás un cuadro similar al que está mostrándose en la siguiente figura:

Donde:  N: Son los golpes anotados en campo G’º: Es la presión efectiva por sobrecarga (G’º=h*γ) γ: Peso específico Cn: Factor de corrección Ccorr: Golpes corregidos (Ccorr=Cn*N)  Nmedio: Es el golpe mínimo adoptado. qadm: Capacidad admisible del terreno 3)Una vez calculado el Ncorr, entonces tendremos que calcular el ángulo de rozamiento interno:

=15+√(20*Ncorr) ( grados ) 4)Seguiremos calculando la cohesión según Morh. C=0.22*lnNcorr)*0.40 (kg/cm2) 5) Luego calculamos los coeficientes dependientes del ángulo de rozamiento interno. 6) Luego de haber calculado todos estos datos, entonces calcularemos la capacidad admisible del suelo: qa= 0.50*Sc*C*Nc+0.04Y*B*Nr*Sr+0.10Sq*Y*h*Nq/F.S VENTAJAS

DESVENTAJAS

Sencillo y bajo costo

Muestra alterada (solo para caracterización)

Funciona en muchos tipos de suelos

Número muy crudo para el análisis

Se puede utilizar en rocas blandas

No aplicable en arcillas blandas y limos

Disponible en todo el mundo

Variabilidad e incertidumbre

2. Ensayo de Cono Estático (CPT) El principio del ensayo es sumamente simple. Consiste en medir la reacción que opone el suelo a la penetración de un cono. Si P es esta reacción, y B el diámetro de la base del cono, se define el esfuerzo de la punta por la relación:  

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La hinca del cono se hace de forma continua por medio de un varillaje sobre el cual se ejerce el esfuerzo. Resulta evidente que si el varillaje tiene el mismo diámetro q ue el cono, y este es fijo con relación a aquel, el esfuerzo de penetración mide a la vez la resistencia de punta y la resistencia al rozamiento lateral. Si se desea separar estos dos términos, procede que el cono puede desplazarse independientemente de las varilla, o que un dispositivo apropiado permite medir la reacción del suelo al nivel del cono: Ello conduce, pues, a distinguir dos tipos de aparatos: 

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Los penetrómetros de cono móvil, en los cuales el esfuerzo de punta se obtiene por   penetración del cono sólo por debajo del fuste. Los penetrómetros de cono fijo, en los que el cono y el fuste no tienen ningún movimiento relativo. La transición de los esfuerzos se hace en tonces bien por  varillas bien por dispositivos eléctricos o hidráulicos.

Referencias:     

Cono metálico electrónico - punta de aprox. 60° Norma ASTM D 5778 Empuje hidráulico a 20 mm/s No se obtienen muestras Medición continua de esfuerzos

Imagen 6. Procedimiento para CPT

Imagen 7. Vehículo para CPT (25 toneladas)

Imagen 8. Tipos de penetrómetros

VENTAJAS Perfiles continuos rápidamente Varios perfiles por día Los resultados no dependen del operador

Muy buena base teórica Muy bueno para suelos blandos

DESVENTAJAS Alta inversión de capital Se requiere operadores muy capacitados Elementos electrónicos se dañan y descalibran No toman muestras de suelo No es apto para suelos gravosos o con  bloques

3. Ensayo de Veleta de Campo Estandarizado por la ASTM D - 2573. Determina la resistencia al corte del suelo en situ. El método consiste en insertar una veleta dentro el suelo y hacerla rotar hasta que el suelo falle al corte. Este método es ampliamente usado en una grán variedad de exploraciones debido a su facilidad de empleo, no pueden obtenerse muestras para el laboratorio. Parámetros como la resistencia no drenada, son determinadas obteniendo el torque en el momento de la falla, la dimensiones de la veleta, etc. La veleta puede avanzar grandes  profundidades con tan solo presionarla contra el suelo, pero como la veleta debe poseer   paredes delgadas para disminuir la disturbación del suelo entonces solo debe ser aplicada a suelos cohesivos suaves y medianamente suaves.

Imagen9. Procedimiento para ensayo de veleta de campo VENTAJAS

DESVENTAJAS

Permite obtener la resistencia no drenada de arcillas Equipos y ensayos muy sencillos Permite medir la sensitividad in situ

Su usos se limita a arcillas y limos con Suv