095-5ensayosdesuelosinsitu (1)
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Elaborado por :
JAIME SUAREZ DIAZ
BUCARAMANGA - COLOMBIA
Elaborado por :Elaborado por :
JAIME SUAREZ DIAZJAIME SUAREZ DIAZ
BUCARAMANGA BUCARAMANGA -- COLOMBIA COLOMBIA
ENSAYOS “In – situ”ENSAYOS ENSAYOS ““In In –– situsitu””
-CORTE DIRECTO DE CAMPO
-VELETA
-CORTE EN SONDEO
-SPT
-CPT
- PRESUROMETRO
-CORTE DIRECTO DE CAMPO
-VELETA
-CORTE EN SONDEO
-SPT
-CPT
- PRESUROMETRO
ENSAYOS IN SITUENSAYOS IN SITUENSAYOS IN SITU
ELAB
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EZ DIA
Z: JA
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Z
"In-Situ""In"In--Situ"Situ"
Del latín : En el sitioDel Del latlatíínn : En el En el sitiositio
Por qué realizar ensayos “in situ” ?PorPor ququéé realizarrealizar ensayosensayos ““in situin situ”” ??
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ENSAYOS ENSAYOS ““in situin situ””
PerforaciPerforacióónn y y muestreomuestreoEnsayosEnsayos ““in situin situ””oo EnsayoEnsayo de de penetracipenetracióónn estandarestandar (SPT)(SPT)oo EnsayoEnsayo de de penetracipenetracióónn de de conocono (CPT + (CPT + CPTuCPTu))oo DilatDilatóómetrometro de de placaplaca planaplana (DMT)(DMT)oo PresurPresuróómetrometro (PMT)(PMT)oo Corte en Corte en veletaveleta (VST)(VST)
MMéétodostodos geofgeofíísicossicosoo OndasOndas ssíísmicassmicas (P(P--, S, S--, R, R--waves)waves)oo ElectromagnElectromagnééticasticas (radar, (radar, resistividadresistividad))
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ENSAYOS ENSAYOS ““in situin situ”” PARA SUELOSPARA SUELOS
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EQUIPOS AUTOPROPULSADOSEQUIPOS AUTOPROPULSADOS
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EQUIPOS TODOEQUIPOS TODO--TERRENOTERRENO
EQUIPOS SOBRE ORUGASEQUIPOS SOBRE ORUGAS
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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR ((SPT)SPT)
MuestreadorMuestreador dedetubotubo partidopartido ELA
BO
RELA
BO
RÓÓ
: JAIM
E SUA
REZ D
IAZ
: JAIM
E SUA
REZ D
IAZ
ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)(SPT)
El El ensayoensayo ““in situin situ”” mmááss comcomúúnn en el en el mundomundo
1902 1902 -- CoronelCoronel GowGow de Raymond Pile Co.de Raymond Pile Co.
MuestreadorMuestreador cilcilííndricondrico partidopartido
Norma ASTM D 1586Norma ASTM D 1586
MartilloMartillo (140(140--lbs lbs caecae 30 30 pulgadaspulgadas) (63.5) (63.5--kg kg caecae0.76 metros)0.76 metros)
TresTres incrementosincrementos de 6 de 6 pulgadaspulgadas; Suma de ; Suma de loslos dos dos úúltimosltimos incrementosincrementos = "N" (= "N" (golpes/pigolpes/piéé))
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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDARENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR(SPT)(SPT)
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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDARENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR
VentajasVentajas DesventajasDesventajas
Se Se obtieneobtiene suelosuelo y y un un nnúúmeromeroSencilloSencillo y de y de bajobajocostocostoFuncionaFunciona en en muchosmuchostipostipos de de suelosueloSe Se puedepuede utilizarutilizar en en rocasrocas blandasblandasDisponibleDisponible en en todotodoel el mundomundo
Se Se obtieneobtiene suelosuelo y y un un nnúúmeromeroMuestraMuestra alteradaalterada(Solo (Solo paraparacaraterizacicaraterizacióónn))NNúúmeromero muymuy crudocrudoparapara el el ananáálisislisisNo No aplicableaplicable en en arcillasarcillas blandasblandas y y limoslimosVariabilidadVariabilidad e e incertidumbreincertidumbre
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PENETROMETRO DE CONO (CPT)PENETROMETRO DE CONO (CPT)ELA
BO
RELA
BO
RÓÓ
: JAIM
E SUA
REZ D
IAZ
: JAIM
E SUA
REZ D
IAZ
ENSAYO CON PENETROMETRO DE CONO (CPT)ENSAYO CON PENETROMETRO DE CONO (CPT)
ConoCono metmetáálicolico electrelectróóniconico -- puntapunta de de aproxaprox. 60. 60°°Norma ASTM D 5778Norma ASTM D 5778EmpujeEmpuje hidrhidrááulicoulico a 20 mm/sa 20 mm/sNo se No se obtienenobtienen muestrasmuestrasMediciMedicióónn continua de continua de esfuerzosesfuerzos
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Z
CPT (ASTM D 5778)CPT (ASTM D 5778)
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VEHICULO PARA CPTVEHICULO PARA CPT
25 TONELADAS DE PESO25 TONELADAS DE PESO
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VEHICULOS CPTVEHICULOS CPTELA
BO
RELA
BO
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: JAIM
E SUA
REZ D
IAZ
: JAIM
E SUA
REZ D
IAZ
CPT DE FRICCION ELECTRONICACPT DE FRICCION ELECTRONICA
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2 4 6 8
qT (MPa)
Dep
th (m
)
0
2
4
6
8
10
12
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16
18
20
0 100 200 300
fS (kPa)
Dep
th (m
)
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Z
PIEZOCONOPIEZOCONO
MideMide la la presipresióónn de de porosporos en la en la puntapunta
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Z: JA
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EZ DIA
Z
TIPOS DE PENETROMETRO CPTTIPOS DE PENETROMETRO CPTELA
BO
RELA
BO
RÓÓ
: JAIM
E SUA
REZ D
IAZ
: JAIM
E SUA
REZ D
IAZ
ENSAYO CPTENSAYO CPT
VentajasVentajas DesventajasDesventajasPerfilesPerfiles continuoscontinuosrráápidamentepidamenteVariosVarios perfilesperfiles porpor diadiaLos Los resultadosresultados no no dependendependen del del operadoroperadorMuyMuy buenabuena base base teteóóricaricaMuyMuy buenobueno parapara suelossuelosblandosblandos
Alta Alta inversiinversióónn de de capitalcapitalSe Se requierenrequierenoperadoresoperadores muymuycapacitadoscapacitadosElementosElementoselectrelectróónicosnicos se se dadaññanany y descalibrandescalibranNo No tomatoma muestrasmuestras de de suelosueloNo No eses aptoapto parapara suelossuelosgravososgravosos o con o con bloquesbloques
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PIEZOCONOPIEZOCONO
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GEOGEO--ESTRATIGRAFIA CON PIEZOCONOESTRATIGRAFIA CON PIEZOCONO
0
5
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20
25
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35
40
0 10 20 30 40 50qt (MPa)
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25
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35
40
0 100 200 300 400
fs (kPa)
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10
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25
30
35
40
0 100 200 300 400u2 (kPa)
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INTERPRETACIONINTERPRETACION
0
5
10
15
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35
40
0 10 20 30 40 50qt (MPa)
Dep
th (m
)
0
5
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15
20
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40
0 100 200 300 400
fs (kPa)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 1000 2000 3000u2 (kPa)
CleanSand
Clayey Silt
Clay
Sand
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CPT EN UN ESQUISTO METEORIZADOCPT EN UN ESQUISTO METEORIZADO
23
34
71
34
56
67
50/6"
50/2"
50/3"
SPT-N (bpf)
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PIEZOCONO DE DOS ELEMENTOSPIEZOCONO DE DOS ELEMENTOS
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PIEZOCONO DE TRES ELEMENTOSPIEZOCONO DE TRES ELEMENTOS
(Norwegian Institute of Technology)
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PIEZOCONO DE CUATRO ELEMENTOSPIEZOCONO DE CUATRO ELEMENTOS
(Oxford University)
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MEMOCONO (MEMOCONO (SistemaSistema sin cables)sin cables)
Chip de Chip de memoriamemoria en el en el penetrpenetróómetro,elmetro,el cualcual se se sincronizasincroniza con la con la unidadunidad superficial de superficial de lecturalectura. .
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CONO AUDIOCONO AUDIO--ACUSTICOACUSTICO
EnvEnvííaa la la seseññalal a a travestraves del del tubotubo
ELAB
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Z: JA
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VARIEDAD DE PIEZOCONOSVARIEDAD DE PIEZOCONOSELA
BO
RELA
BO
RÓÓ
: JAIM
E SUA
REZ D
IAZ
: JAIM
E SUA
REZ D
IAZ
ENSAYOS DE VELETA
ENSAYOS DE ENSAYOS DE VELETAVELETA
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ENSAYO DE VELETA (VST)ENSAYO DE VELETA (VST)
Norma ASTM D 2573Norma ASTM D 2573
DentroDentro de un de un sondeosondeo o en o en superficiesuperficie
CuchilloCuchillo de 4 de 4 ladoslados se se entierraentierra en limos y en limos y arcillasarcillasparapara medirmedir
ssuvuv ((picopico) = ) = ResistenciaResistencia picopico No No drenadadrenada
ssuvuv ((remoldeadaremoldeada) = ) = ResistenciaResistencia remoldeadaremoldeada ((despudespuééss de 10 de 10
revolucionesrevoluciones))
SensitividadSensitividad, S, Stt = = ssuvuv(pico)/s(pico)/suvuv ((remoldeadaremoldeada))
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ENSAYO DE CORTE EN VELETA (VST)ENSAYO DE CORTE EN VELETA (VST)ELA
BO
RELA
BO
RÓÓ
: JAIM
E SUA
REZ D
IAZ
: JAIM
E SUA
REZ D
IAZ
EQUIPOS PARA EQUIPOS PARA ENSAYO DE VELETAENSAYO DE VELETA
VeletaVeleta escandinavaescandinava Veleta McClelland
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EQUIPOS PARA ENSAYO DE VELETAEQUIPOS PARA ENSAYO DE VELETA
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ENSAYO DE VELETAENSAYO DE VELETA
VentajasVentajas DesventajasDesventajas
PermitePermite obtenerobtener la la resistenciaresistencia no no drenadadrenadade de arcillasarcillasEquipoEquipo y y ensayosensayos muymuysencillossencillosPermitePermite medirmedir la la sensitividadsensitividad in situin situHay Hay muchamucha experienciaexperienciacon con susu usouso
Su Su usouso se se limitalimita a a arcillasarcillas y limos con y limos con ssuvuv < 200 < 200 kPakPaEs lento y se Es lento y se gastagastamucho mucho tiempotiempoRequiereRequiere de de correlacionescorrelacionesempempííricasricasEl El resultadoresultado esesafectadoafectado porpor lenteslentesde arenade arena
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ResistenciaResistencia no no drenadadrenada en el en el ensayoensayo de de veletaveleta
[ ]HiDiDDTs
BTuv 6)cos/()cos/(
122 ++
=π
AlturaH
Ancho D
iT
iB
T = Torque medidoELA
BO
RELA
BO
RÓÓ
: JAIM
E SUA
REZ D
IAZ
: JAIM
E SUA
REZ D
IAZ
ValoresValores de de ssuvuv con con veletasveletas de H/D de H/D =2 =2
33 273.07
6DT
DTsuv ==
π
3265.0DTsuv =
3257.0DTsuv =
Rectangular
Nilcon
Geonor
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RESULTADOS DE ENSAYO DE VELETARESULTADOS DE ENSAYO DE VELETA
0
5
10
15
20
25
30
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Vane Strength, suv (kPa)
Dep
th (m
eter
s)
Peak
Remolded
0
5
10
15
20
25
30
0 1 2 3 4 5
Sensitivity, St
Dep
th (m
eter
s)
RESISTENCIA MOVILIZADA: RESISTENCIA MOVILIZADA: ττmobmob = = µµRRssuvuv
Factor de corrección (Chandler, 1988)
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 20 40 60 80 100 120
Plasticity Index, PI (%)
Vane
Cor
rect
ion
Fact
or, µ
R tf = time to failure (minutes)
10
100
103
104
Correction forEmbankments Under Normal Rates of
Construction
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VELETA DE CAMPOVELETA DE CAMPO
NilconNilcon ((mecanicamecanica))GeonorGeonor ((mecanicamecanica))A.P. A.P. vandenvanden Berg Berg GeotechGeotech AB (AB (electroveletaelectroveleta))EnviEnvi ((memoveletamemoveleta))
VELETA DE LABORATORIOVELETA DE LABORATORIOASTM D 4648ASTM D 4648
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DILATOMETRO PLANO DE MARCHETTIDILATOMETRO PLANO DE MARCHETTI
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DILATOMETRO DE CUCHILLA PLANADILATOMETRO DE CUCHILLA PLANA
Se Se entierraentierra unauna cuchillacuchilla de de aceroacero a a intervalosintervalos de de 2020--cm .Sin cm .Sin sondeosondeo
InventadoInventado porpor MarchettiMarchetti (1980).(1980).
CuchillaCuchilla con con anguloangulo de 18de 18oo . .
Se Se inflainfla unauna membranamembrana de de aceroacero flexible flexible utilizandoutilizando gas gas nitrnitróógenogeno
Se Se tomantoman dos dos medidasmedidas de de presipresióónn (A and B) en (A and B) en
aproxaprox. un . un minutominuto..
ELAB
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ENSAYO DE DILATOMETRO ENSAYO DE DILATOMETRO (DMT)(DMT)
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ENSAYO DE DILATOMETRO (DMT)ENSAYO DE DILATOMETRO (DMT)
VentajasVentajas DesventajasDesventajasEquipoEquipo simple y simple y robustorobusto
Sin Sin influenciainfluencia del del operadoroperador
RRáápidopido y y econeconóómicomico
DerivaciDerivacióónn teteóóricarica del del mmóódulodulo eleláásticostico, la , la resistenciaresistencia y la y la historiahistoriade de esfuerzosesfuerzos. .
DificilDificil de de penetrarpenetraren en materialesmaterialesdensosdensos y y durosduros
FuncionaFunciona con base con base en en correlacionescorrelaciones
NecesitaNecesita calibracicalibracióónnparapara la la geologgeologííaalocallocal
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ENSAYO DE DILATOMETRO PLANOENSAYO DE DILATOMETRO PLANOCALIBRACION:CALIBRACION: ∆∆A, A, ∆∆B B
LECTURAS:LECTURAS: PresiPresióónn de de contactocontacto "A" y "A" y PresiPresióónn de de expansiexpansióónn "B" a "B" a diferentesdiferentes profundidadesprofundidades
CORRECCIONES PARA RIGIDEZ DE LA CORRECCIONES PARA RIGIDEZ DE LA MEMBRANA EN EL AIRE :MEMBRANA EN EL AIRE :pp0 0 ≈≈ A + A + ∆∆A pA p1 1 == B B --∆∆BB
INDICES DMT :INDICES DMT :IIDD = = IndiceIndice de material = (pde material = (p11--ppoo)/(p)/(poo--uuoo))EEDD = = MMóódulodulo de de dilatdilatóómetrometro = 34.7(p= 34.7(p11--ppoo))KKDD = = IndiceIndice de de esfuerzoesfuerzo horizontal =(horizontal =(ppoo--uuoo)/)/σσvovo’’
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ELAB
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Z: JA
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Z
RESULTADOS DE ENSAYOS DMTRESULTADOS DE ENSAYOS DMT0
2
4
6
8
10
12
14
160 200 400 600 800
Modulus ED (atm)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 500 1000 1500
Pressure (kPa)
Dep
th (m
eter
s)
PoP1
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 1 10
Material Index ID
Clay Silt
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15
Horiz. Index KD
SISTEMA DMT COMPUTARIZADOSISTEMA DMT COMPUTARIZADO
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ELAB
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Z: JA
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AR
EZ DIA
Z
ENSAYO DE PRESUROMETRO (PMT)ENSAYO DE PRESUROMETRO (PMT)
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OR
ELAB
OR
ÓÓ: JA
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EZ DIA
Z: JA
IME SU
AR
EZ DIA
Z
ENSAYO DE PRESUROMETRO (PMT)ENSAYO DE PRESUROMETRO (PMT)
0
1
2
3
4
5
0 100 200 300 400 500 600Volume Change (cc)
Pres
sure
(tsf
)
0
1
2
3
4
5
0 10 20 30 40 50 Creep (cc/min)
Pres
sure
(tsf
)
PRESUROMETRO PARA PERFORACION PRESUROMETRO PARA PERFORACION PREPRE--EXCAVADAEXCAVADA
Panel Panel CeldaCelda
ELAB
OR
ELAB
OR
ÓÓ: JA
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Z: JA
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AR
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Z
PRESUROMETRO AUTOPRESUROMETRO AUTO--PERFORADORPERFORADOR
Profesor Jean Benoit
ELAB
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OR
ÓÓ: JA
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AR
EZ DIA
Z: JA
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