1.2_Prop Fisicas Suelos
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PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS SUELOS INVESTIGACIONES GEOTÉCNICAS
UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS
Por: Ing. José Luis Carrasco Gutiérrez
Msc. Ingeniería Civil
Especialista en geotecnia
CURSO: INGENIERÍA GEOTÉCNICA
Propiedades físicas de los suelos
Propiedades físicas de los suelos
Clasificación de los suelos: (SUCS y AASHTO)
Investigaciones geotécnicas
Programa de investigación del subsuelo
Técnicas de prospección y ensayos de campo
Ensayos de campo y correlaciones empíricas
Ensayos de laboratorio
CONTENIDO
INGENIERÍA GEOTÉCNICA
1. Propiedades físicas de los suelos
1.3 Propiedades físicas de los suelos
Definiciones y relaciones de fase:
• Suelo: Conjunto de partículas• Vacíos llenos de agua• Vacíos llenos de aire
Esquema del esqueleto del suelo conteniendo partículas sólidas y vacíos con aire y agua
Suelo
1. Propiedades físicas de los suelos
1.3 Propiedades físicas de los suelos Wt Peso totalWv Peso de vacíosWs Peso de sólidosWw Peso del agua
Vt Volumen totalVv Volumen de vacíosVs Volumen de sólidosVw Volumen de agua
Vv=Vw+VaVt=Vv+VsVt=Vw+Va+Vs
1. Propiedades físicas de los suelos
1.3 Propiedades físicas de los suelos
Dr = (emax – e) / (emax – emin) >>>>>> (Suelto) 0 =< Dr =< 1 (Compacto)
1. Propiedades físicas de los suelos
1.3 Propiedades físicas de los suelos
e max = 0.91 > n = 47.6%
e min = 0.35 > n = 26%
1. Propiedades físicas de los suelos
1.3 Origen y tipos de depósitos de suelos:
Suelos finos: Limos y Arcillas
1. Propiedades físicas de los suelos
1.4 Clasificación-AASHTO
Para suelos A-2-6 y A-2-7 usar:IG= 0.01(F200-15)(IP-10)
IG= (F200-35)(0.2+0.005(LL-40))+0.01(F200-15)(IP-10)
LL:Límite líquidoIP=Índice plásticoF200: % que pasa la malla 200
Si:Si IP<= LL-30, es un A-7-5Si IP>= LL-30, es un A-7-6
Índice de grupo (IG)
2. Investigaciones geotécnicas
2.1 Programa de investigación del sub
suelo
2.2 Técnicas de prospección
2.3 Ensayos de campo y correlaciones
empíricas
2.4 Ensayos de laboratorio
2. Investigaciones geotécnicas
2.1 Programa de investigación del sub suelo
Orientado a la obtención de los parámetros necesarios para ladeterminación de la capacidad de carga del terreno.
2.1.1 Recolección de información existente
2.1.2.- Reconocimiento del lugar
2.1.3.- Hipótesis del terreno
2. Investigaciones geotécnicas
2.1.1 Recolección de información existente
• Identificar el tipo de estructura a construir ysu uso general (importancia).
• Cargas de servicio a transmitir al terreno.
• Espaciamiento de columnas, distribución decargas.
• Estudios previos, geología, topografía, fotos
aéreas, sismicidad, etc.
2. Investigaciones geotécnicas
2.1.2.- Reconocimiento del lugar
• Topografía.- Evaluación de evidencias de deslizamientosocurridos, grietas, derrumbes, rellenos, filtraciones de agua,tipos de edificaciones vecinas y sus estados, etc.)
• Observación de los perfiles del subsuelo en trincheras naturaleso excavaciones adyacentes, usual en obras lineales comocarreteras.
• Evaluación de los procesos geodinámicos externos en el sector.
2. Investigaciones geotécnicas
2.1.3.- Hipótesis del terreno (sub suelo)Luego de reconocer el lugar, se debe plantear una hipótesis del perfil delterreno.
Esta hipótesis será la base para la elección del método de exploración y demuestreo, orientados a la obtención de los parámetros necesarios para laestimación de la capacidad de carga del terreno.
2. Investigaciones geotécnicas
2.1.4.- Técnicas de prospección
Exploraciones con pozos abiertos o posteadora
• Calicatas y/o trincheras a cielo abierto.
• Perforaciones profundas con recuperación muestras.
• Exploración con barra posteadora.
• Ensayos in situ en sondeos (SPT, Cono Peck, DPL, etc.)
• Cono holandés
Ensayos especiales “in situ”
• Ensayos de carga
• Corte directo.
• Estaciones geomecánicas (en macizos rocosos)
Ensayos geofísicos (Refracción sísmica, Masw, otros)
2.2.- Técnicas de prospección
CALICATAS Y/O TRINCHERAS
Constituye una de las técnicas más eficacespara la exploración directa del subsuelo ypermite la obtención de muestras con finesde investigación.
Pueden ser ejecutadas manualmente o conmaquinaria.
En caso sea necesario, se deberán entibarlas paredes.
2. Investigaciones geotécnicas
2.2.- Técnicas de prospección
AUSCULTACIONES CON BARRA POSTEADORA (NTP339.161 / ASTM D1452)
Este equipo consiste en una cuchara de 10” delongitud por 2” de diámetro, unido a una tubería deF°G° de 1” de diámetro y 40” de longitud, que vanañadiéndose según necesidad; en la parte superiorlleva una manivela con la finalidad de cortar yextraer muestra del suelo. Este método reemplaza ala calicata en suelos donde el nivel de agua es altosin alterar el medio donde se realiza el ensayo.
La profundidad alcanzada será la que se permita osea indicada en campo y dependerá de los tipos desuelo (por lo general se aplica sólo para sueloscohesivos normalmente consolidados).
2. Investigaciones geotécnicas
2. Investigaciones geotécnicas
Cuando se requieren, puedenobtenerse muestras continuas a lolargo de la perforación.
Normalmente, las perforacionesse acompañan con ensayos deSPT, cono de Peck, veleta.
Existen diversas técnicas deperforación cuya elección dependedel diámetro, de la profundidad deexploración y tipo de terreno.
2.2 Técnicas de prospección
PERFORACIONES PROFUNDAS
2.3 Ensayos de campo y correlaciones empíricas
ENSAYO DE SPT
• Método de ensayo dinámico común en Perú.
• Consiste en introducir un toma muestras en elinterior de un sondeo realizado previamente,determinando la resistencia del suelo a lapenetración, al tiempo que permite obtener unamuestra para su identificación.
• Tener cuidado de interpretar resultados ensuelos gravosos.
2. Investigaciones geotécnicas
Muestreador del SPT
Ensayo estándar de SPT
2. Investigaciones geotécnicas
2.3 Ensayos de campo y correlaciones empíricas
ENSAYO DE PENETRACIÓN DINÁMICA LIGERA
DPL – (NTP 339.159 / DIN 4094)
• Consiste en el hincado continuo en tramos de 10cm de una punta cónica de 60º utilizando laenergía de un martillo de 10 kg de peso, que caelibremente desde una altura de 50 cm.
• Este ensayo nos permite obtener un registrocontinuo de la resistencia del terreno a lapenetración, existiendo correlaciones paraencontrar el valor “n” de resistencia a lapenetración estándar en función del tipo de suelo,para cada 10 cm de hincado. (ver gráfico adjunto).
2. Investigaciones geotécnicas
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
0 10 20 30 40 50
1.00
1.40
2.00
3.00
3.40
4.00
4.50
ML
CH
SC
ENSAYO DE DPL
2. Investigaciones geotécnicas
2.2.- Técnicas de prospección
ENSAYO DE REFRACCIÓN SÍSMICA
Método indirecto más usual para estimarel perfil estratigráfico del subsuelo.
Permiten cubrir grandes extensionessiendo relativamente económicos.
DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE TENDIDO
L
h L > 4h - 3h
Ubicación del ensayo de refracción sísmica
ENSAYO DE RESISTIVIDAD ELÉCTRICA VERTICAL - SEV
2.2.- Técnicas de prospección - métodos indirectos
Valores representativos de la resistividad(Tomado de Braja Das, quinta edición 2006)
2. Investigaciones geotécnicas
2.4 Ensayos de laboratorio
Granulometría
Límites de consistencia
Límite líquidoLímite plástico