1.2 prop fisicas suelos

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS SUELOS INVESTIGACIONES GEOTÉCNICAS

UNIVERSIDAD PERUANA DE CIENCIAS APLICADAS - UPC

Profesor: 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

1. Propiedades físicas de los suelos

1.3 Propiedades físicas de los suelos

1. Propiedades físicas de los suelos

1.3 Propiedades físicas de los suelos

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:

1. Propiedades físicas de los suelos

1.3 Origen y tipos de depósitos de suelos:

1. Propiedades físicas de los suelos

1.3 Origen y tipos de depósitos de suelos:

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

1.3 Propiedades físicas de los suelos

Granulometría

1. Propiedades físicas de los suelos

1.3 Propiedades físicas de los suelos

Límites de consistencia

1. Propiedades físicas de los suelos

1.4 Clasificación de los suelos - SUCS

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 y su uso general(importancia).

• Cargas de servicio a transmitir al terreno.

• Espaciamiento de columnas, distribución de cargas.

• Estudios previos, geología, topografía, fotos aéreas, sismicidad,

etc.

2. Investigaciones geotécnicas

2.1.2.- Reconocimiento del lugar

• Evaluar evidencias de deslizamientos, grietas, rellenos, filtraciones de agua.

• Características de las cimentaciones en edificaciones contiguas

• Evaluar existencia de procesos geodinámicos externos en el sector.

2. Investigaciones geotécnicas

2.1.3.- Hipótesis del terreno (sub suelo)

• Una vez reconocido el lugar, plantear una hipótesis del perfil del terreno.

• Sobre esta base elegir el método de exploración y de muestreo desuelos/rocas y orientados a la estimación de los parámetros físicos ymecánicos 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

Calicatas y/o trincheras

OJO:

Es importante hacer un buen registro de calicatas

Calicatas y/o trincheras

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

Auscultaciones con barra posteadora

Es importante realizar un buen muestreo

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.

2. Investigaciones geotécnicas

Muestreador del SPT

Ensayo estándar de SPT

ENSAYO DE SPT

Muchos países hanestablecido suspropias correlacionesempíricas para sussuelos

CORRELACIONES A PARTIR DEL ENSAYO DE N SPT

2. Investigaciones geotécnicas

Terzaghi Peck, (1948)

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 REFRACCIÓN SÍSMICA

2.2.- Técnicas de prospección

ENSAYO DE REFRACCIÓN SÍSMICA

2.2.- Técnicas de prospección

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

2. Investigaciones geotécnicas

2.4 Ensayos de laboratorio

Ensayo de consolidación

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

ENSAYO TRIAXIAL

2. Investigaciones geotécnicas

2.4 Ensayos de laboratorio

Ensayo de Compactación Ensayo de CBR

Ensayos usuales en la conformación de plataformas y obras viales