Unidad 1 Clase 3 CPT y Otros

8/18/2019 Unidad 1 Clase 3 CPT y Otros

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EXPLORACIÓN DESUELOS

Ensayos de penetración

Repaso clase anterior

(N)60

Dr(%) consistency

0-4 0-15 very loose

4-10 15-35 loose

10-30 35-65 medium

30-50 65-85 dense

>50 85-100 very dense


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Cone Penetration Test

Ensayo CPT

Definición

El ensayo de penetraciónde cono (CPT), se conoceoriginalmente como laprueba de penetración concono holandés.

En su versión original uncono de 60°con área ensu base de 10cm2 eraempujado en el terreno auna tasa constante deaproximadamente 20mm/sy se medía la resistencia ala penetración (llamadaresistencia de punta).

60°


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Resistencia de cono qc Actualmente los

penetrómetros decono miden: La resistencia de

cono (qc) a lapenetracióndesarrollada por elcono, que es igual ala fuerza aplicada alcono dividida entresu área horizontalproyectada.

Resistencia por fricción fc

La resistencia porfricción (fc), que es laresistencia medida porun manguito situadoarriba del cono con el

suelo local rodeándoloy que es igual a lafuerza vertical aplicadaal manguito divididaentre su áreasuperficial, en realidades la suma de lafricción y la adhesión.


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Manual de Carreteras Volumen N°2. 2.503.205 Ensayo de Cono Dinámico.

El ensayo de cono dinámico, que consiste en el hincadocontrolado de un cono mediante golpes de una masa depeso determinado, que cae libremente de una alturapreestablecida, es usado para tener una idea cualitativa dela compacidad o consistencia de un suelo, o paraextrapolar en forma confiable la información que puedaobtenerse de un sondaje convencional.

Es frecuente realizar estos ensayos que son similares alde la cuchara normal (SPT), pero con conos de 50 mm dediámetro y un ángulo de 60°en la punta, seguido por uncilindro o fuste del mismo diámetro y 10 mm de altura,contabilizando el número de golpes necesarios para hincarel cono en 30 cm. La masa es de 140 lbs de peso y caelibremente desde 75 cm de altura. El registro que se lleva

es de carácter continuo. Es conveniente, en la mayoría de los casos, calibrar este

ensayo con el ensayo de penetración estándar, definidopor la norma AASHTO T206, realizando, en un puntoconvenientemente elegido de manera tal que searepresentativo del conjunto, un ensayo de penetración concono tan cerca como sea posible de un ensayo depenetración estándar. En general este procedimientopermite establecer correlaciones de relativa confiabilidad.

Static Cone Penetration Test

La razón de fricción es larelación entre la resistencia ala fricción y la resistencia decono expresada enporcentaje y que puede tomarvalores de entre 0 y 10 %.

La sección es

de 10 cm2

Resistencia

de cono (qc)

Resistencia ala fricción(fc)

Razón de fricción, fR =fcqc

× 100 %

Normalmente 0 ———— 10%.

granulargranular cohesivocohesivo


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SCPT Mecánico La punta del instrumento está

conectada a un conjunto debarras internas. La punta esprimero empujadaaproximadamente 40mm,dando la resistencia de cono.Con un empuje adicional, lapunta acciona el manguito defricción. Conforme la barrainterior avanza, la fuerza dela barra es igual a la suma dela fuerza vertical sobre elcono y el manguito. Restandola fuerza sobre el cono seobtiene la resistencia lateral.

SCPT Eléctrico

En este instrumentola punta está unida aun grupo de barras deacero. La punta seempuja en el terreno

a razón de 20mm/s.Los alambres de lostransductores sepasan por el centrode las varillas y midenen forma continua lasresistencias de conoy lateral


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Piezcone CPTU Es un modelo moderno

de CPT que permitemedir también la presiónde poros.

Diferentes posiciones de los piezómetros

Diversos Modelos del equipo


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Metodología

Recolección de datos

Penetración a 2 cm/s

Sand

Clay


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Correlaciones SCPT

E = 2.5-3.5 q c

En Arcillas En Arenas

k

vocu

N

qc

σ −=

Resistencia al corte nodrenada.El factor Nk varía según el tipo decono (15-20). Es necesarioverificar el manual del fabricantepara calibrar el equipo.

Módulo de Elasticidad

Para suelos granulares qc /N

qc en kg/cm2 (1 kg/cm2 = 98.07 kPa)


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φ ’ para suelos granularesPeck et al. (1974) SPT Meyerhof (1976) SCPT

φ ’ φ ’

VST, DMT, PMT

Otros Ensayos


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Agunos tipos de ensayos normalmente utilizados

Ensayos in-situpara lacaracterizacióngeotécnica desuelos.

Veleta de Corte VST

Procedimientogeneral para elensayo de veletaen suelosgranulares finos.(Nota: interpretaciónde la resistencia nodrenada mostrada esespecíficamente parala veleta rectangularestándar con H/D=2).


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VST

Selección de hojas de la veleta decorte, marco de carga y dispositivode torque.

Veleta de Corte VST

Geometría de laveleta con hojasterminadas en punta

y de formarectangular.


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Veleta de Corte VST

Resultados ilustrativos para el VSTs realizados en el fango de la bahía deSan Francisco muestran un perfil de a) resistencia máxima y remoldeada.

Veleta de Corte VST


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Dilatómetro DMT

oSin sondaje se hacepenetrar a través debarras para obtenerinformación de ladeformción lateral delsuelo.

oSe obtiene la curvacarga deformaciónlateral.oEn chile por elmomento no existeeste ensayo.

Dilatómetro DMT


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Dilatómetro DMT

Dilatómetro DMT


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Ensayo Presiométrico PMT•Perforación rigurosaen términos dediámetro.•Funciona por presiónque se aplica pormedio de las barras.•En los extremostiene topes que no seenzanchan.•Ensayo muy

difundido por Menard(francés), y requieretodavía unacalibración para lossuelos chilenos.

Ensayo presiométrico (PMT)


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Ensayo presiométrico (PMT)

Costos v/s Exactitud

DCPT

SPTSCPT

PMT

Costo relativo por ensayo

E x a c t i t u d

r e l a

t i v a

d e l e n s a y o


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Evaluación de los ensayos in-situ.

Exploración Geofísica


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Refracción sísmica En estos métodos se mide

el tiempo de propagaciónde las ondas elásticas,transcurrido entre un sitiodonde se generan ondassísmicas y la llegada deéstas a diferentes puntosde observación.

Para esto se disponen unaserie de sensores enlínea recta a distanciasconocidas, formando loque se conoce comotendido sísmico o líneade refracción – o reflexión- sísmica.

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Ondas sísmicas

Onda P (de mayor interés)

Longitudinal, primaraia oonda de compresión.

Las partículas del materialoscilan al rededor de undeterminado punto en la

dirección de la propagaciónde la onda medianteesfuerzos compresivos ydilatantes

Onda S

Transversales, secundariasu ondas de corte.

El movimiento de laspartículas es perpendiculara la dirección depropagación de la onda


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Refracción sísmica

Travel Length Travel Time

Refracción sísmica: Interpretación


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Velocidades de onda en suelo y roca

Método de la resistividad eléctrica

La resistividad eléctrica de cualquiermaterial conductor que tenga unalongitud L y un área A de seccióntransversal se define como:

ρ= RA/L [ohm-metro]

R: resistencia éléctrica

La resistividad de diferentes suelosdepende principalmente delcontenido de agua y de laconcentración de iones disueltos. Las arcillas saturadas tienen una

resistividad muy baja Los suelos y rocas secos tienen una

resistividad alta.

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Método de la Resistividad eléctrica

Se utilizan cuatroelectrodos hincados en elsuelo y espaciadouniformemente a lo largode una líena recta.

Método Wenner: Los dos electrodos

exteriores se usan paraenviar una corrienteeléctrica I al terreno

La corriente eléctrica varíaentre 50 y 100miliamperios.

La caida de voltaje V, semide entre los doselectrodos interiores.

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Este método es particularmente útil en lalocalización de depósitos de grava dentrode un suelo de grano fino

Bibliografía Unidad 1

Braja M. Das. Principios deIngeniería de cimentaciones. Ed.Thompson. Capítulo 2.8 – 2.20

Clyton C.R.I., Matthews M.C. andSimons N.E. Site Investigation .Chapter 9.

Peck.

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