exploracion geotecnica

5/28/2018 exploracion geotecnica

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ESTUDIO DE MECNICA DE SUELOS

EXPLORACIN GEOTCNICA

ING. LUIS A. GUTIERREZ ARANDA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOFacultad de Ingeniera

Escuela de Minas


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1

CONTENIDO

INTRODUCCIN GENERAL

METODOLOGA DE UN ESTUDIO GEOTCNICO

EXPLORACIN DIRECTA DE CAMPO

EXPLORACIN INDIRECTA A TRAVS DE

PROSPECCIN SSMICA

ENSAYOS DE LABORATORIO

CONCLUSIONES

2

3

4

5

6
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7//SERVER/JCARDENAS/MARTIN.ppthttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7//SERVER/JCARDENAS/MARTIN.ppthttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7//SERVER/JCARDENAS/MARTIN.ppthttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7//SERVER/JCARDENAS/MARTIN.ppthttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7//SERVER/JCARDENAS/MARTIN.ppthttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7//SERVER/JCARDENAS/MARTIN.ppthttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7//SERVER/JCARDENAS/MARTIN.ppthttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7//SERVER/JCARDENAS/MARTIN.ppthttp://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_7//SERVER/JCARDENAS/MARTIN.ppt


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- Reconocimiento geolgico y de sitio: interpretacin del

origen y formacin de suelos, evaluacin geolgica,

interpretacin de posibles condiciones del subsuelo.

- Planificacin de la exploracin y muestreo: permite ubicar y

cuantificar el nmero de sondajes y optimizar el muestreo.

- Recopilacin de informacin: hidrologa, geologa,

sismicidad, topografa, etc.


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- Ejecucin de ensayos de laboratorio: para ladeterminacin de los parmetros de los materiales.

- Ejecucin de la exploracin y muestreo: ejecucin desondajes y obtencin de muestras disturbadas e

inalteradas.

- Interpretacin de la investigacin geotcnica: evaluacin

de los datos de campo y laboratorio.

- Anlisis y diseo geotcnico



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EXPLORACIN DIRECTA DE CAMPO

Exploracin a travs de pozos abiertos yposteadora

Exploracin con ensayos de penetracinestndar (SPT)

Exploracin con ensayos de penetracin conoholands (CPT)


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EXPLORACIN DE CAMPO CONCALICATAS Y POSTEADORA


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- Excavacin manual con pico y lampa

- Excavacin con equipo mecnico

EXPLORACIN DIRECTA CON CALICATAS

Desventaja:

- Profundidad limitada

- Paredes inestables ante la presencia de agua

Ventaja:

- Extraccin de muestras disturbadas e inalteradas

- Visualizacin directa de la estratigrafia


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- Posteadora manual

- Posteadora mecnica

EXPLORACIN DIRECTA CON POSTEADORA

Equipo:

Tubera, una T y en su parte inferior una mecha

Ventaja:

- Auscultacin rpida del terreno

Desventaja:

- No se extraen muestras inalteradas

- Imposible de realizar en arenas limpias secas osaturadas


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10 cm

Extensin

POSTEADORO 3" - 8"

Post hole Digger

O 2" - 3 1/2"

O 2" - 3 1/2" O 2" - 5 1/2"


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EXPLORACIN DE CAMPO CON

ENSAYOS DE PENETRACINESTNDAR - (SPT)


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A) GENERALIDADES

Procedimiento ampliamente utilizado para determinar

caractersticas de resistencia y compresibilidad de suelos.

B) PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ENSAYO

Ejecucin de la perforacin- con barrenos (posteadora)

- a rotacin

- por lavado wash boringEjecucin del muestreo

Se realiza con un muestreador de Caa Partida


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Trpode de tubosf 2 1/2

Manguera

Mango para rotacinparcial de la barra

TerrenoNatural

Soga f

Depsito deagua de lavado

Barra deperforacin

Cincel

Motor con cajareductora

Forro

Bomba

Polea para la soga

Elevador

CINCELRECTO

BARRA CONUNION

CINCEL DECRUZ

SOSTENEDOR DEBARRAS

ELEVADOR

PERFORACIN POR LAVADO WASH BORING


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MTODOS DE EXPLORACINGEOFSICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLOFacultad de Ingeniera

Escuela de Ingeniera de Minas


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EXPLORACINGEOFSICA

GRAVIMTRICO

MAGNETOMTRICO

SISMOLGICO

ELCTRICO

GEOTRMICO

RADIOACTIVO

DIRECTA

V1

V2

i r

REFRACTADA

icic

REFLEXINSSMICA

REFRACCINSSMICA


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Mtodos Geofsicos Ssmicos

Ensayos de Reflexiny Refraccin Ssmica

Ensayos downhole, uphole y crosshole

Ensayos de vibracin superficial (ondas Rayleigh)Ensayo con el Cono Ssmico

Ensayo con la Sonda de Suspensin

Medicin de Microtrepidaciones


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MTODO DE REFRACCINSSMICA


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ENSAYO DE REFRACCIN SSMICA

Determinacin de Perfiles Ssmicos del Subsuelo

Medicin de Velocidades de Propagacin de las Ondas

P y en algunos casos de las Ondas S.

Determinacin de los Parmetros Dinmicos del Suelo


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Ensayo de refraccin ssmica

Unidad de Adquisicin y Procesamiento de Datos


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Unidad de Adquisicin y Procesamiento de Datos(Ensamblado final)


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Gefono vertical y cable conductor de sealespara realizar ensayos de refraccin ssmica y

ensayos en pozo abierto de poca profundidad


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FUNDAMENTOTERICO


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Disparo

Frente deOndas

t1t2

t3t4

t5t6t7t8

Xc

Posiciones del Frente de Ondas en un Medio deDos Estratos a tiempos t1, t2,...


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Ley de Snell

Cuando la onda ssmica alcanza la fronteraentre dos materiales de distinta velocidad

ssmica, las ondas se reflejan y se refractan.

Cuando el ngulo de incidencia iguala al ngulo

crtico en la frontera, la onda refractada se

mueve a lo largo de la frontera entre los dos

materiales, transmitiendo energa de nuevo a la

superficie. Esta frontera es llamada un refractor.


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Refraccin de Trayectoria de los Rayos a Travs deuna Frontera entre Dos Medios Elsticos

a

Estrato 1

Velocidad = V1

Velocidad = V2

Estrato 2

Angulo Crticode Incidencia

r

a =

Fuente

i

sen i V1sen r V2

=


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DIRECTA

V1

V2

i r

REFRACTADA

ic

ic

Parmetros:

- Tiempo de inicio del movimiento ssmico (tiempo cero)

- Distancia entre el punto de impacto y el sensor

- Primer arribo de energa ssmica que llega a lossensores


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PROCEDIMIENTO

DELENSAYO


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ENSAYO DE REFRACCIN SISMICA

PLANEACIN

OPERACIN YOBSERVACIN

DE CAMPOPREPARACIONDE LOS DATOS

INTERPRETACIONDE RESULTADOS


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OPERACIN Y OBSERVACIN DE CAMPO

DETERMINACIN DE LA LONGITUD DE TENDIDO

DETERMINACION DE LA GEOMETRA DE LOS PUNTOS DE IMPACTO

L

hL > 4h - 3h

1

shot shot shot shot shotshot

L/2 L/2 L/2 L/2

L

e : espaciamiento entre gefonos

shot

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


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INTERPRETACIN

DERESULTADOS

C Si l d D E t t L it Pl P l l


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Caso Simple de Dos Estratos con Lmites Planos y ParalelosCurva Tiempo - Distancia Correspondiente

D1

=XC

2

2V 1V-

V2V + 1

DISTANCIA

TIEMPO

TIEMPO DE

INTERSECCION,

DISTANCIA CRITICA, X C

v1

1

2v

1

Ti

DISPARO

E

F G

H

D 1a

SIN =av1

2

v(

1v

2v

t

X


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APLICACIONES


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Determinacin de la superficie de deslizamiento


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PERF IL ESTRATIGRAFICO

Puente Santo Cristo : Lnea 01-01

1520

1530

1540

1550

1560

1570

1580

1590

1600

10 30 50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 250

Distancia (m)

Cota(m.s.n.m

) shot

terreno

estrato 1

estrato 2

0102

03 07 0406 05

roca poco alterada

roca fracturada o muy alterada

material aluvional


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VENTAJAS

Permite cubrir rpidamente grandes reas a un costocomparativamente bajo.

No altera ni modifica las condiciones y propiedades

naturales de las rocas y suelos.

El ensayo no es estorbado por boleos, cantos rodados

ni gravas gruesas.

VALORES PROMEDIOS DE VpSEGN LA NORMA ASTM-D5777


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p

Descripcin

pie/s m/s

Velocidad Vp

Suelo intemperizado

Grava o arena seca

Arena saturada

Arcilla saturada

AguaAgua de mar

Arenisca

Esquisto, arcilla esquistosa

Tiza

Caliza

Granito

Roca metamrfica

800 a 2000

1500 a 3000

4000 a 6000

3000 a 9000

4700 a 55004800 a 5000

6000 a 13000

9000 a 14000

6000 a 13000

7000 a 20000

15000 a 19000

10000 a 23000

240 a 610

460 a 915

1220 a 1830

910 a 2750

1430 a 16651460 a 1525

1830 a 3960

2750 a 4270

1830 a 3960

2134 a 6100

4575 a 5800

3050 a 7000


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ENSAYO

DOWN HOLE

Esquema del Ensayo Down Hole


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Esquema del Ensayo Down Hole

CILINDRO

DE GASREGULADOR

AMPLIFICADOR

MONITOR

MONITOR

DE DATOS

CARGA

TABLA

ONDAS S

TRANSDUCTOR

DE 3COMPONENTES

TUBO DE

CAUCHO

ONDAS P

POZO

ESTACA

MARTILLO

Tiempo(Seg )


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Registros de

Ondas P

(Seg.)

(Ondas P)

0. 00 0. 02 0. 04 0. 06 0. 08 0. 100. 12

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

15

17

18

19

2020.320.8

Profu

ndidad(m)

Tiempo(Seg.)0 00 0 04 0 08 0 12 0 16 0 20


57/59

0. 00 0. 04 0. 08 0. 12 0. 16 0. 200. 2 4

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

15

17

18

19

2020.320.8

Profundidad(m)

(Ondas S)

Registros deOndas S

D i i d P i d d Di i


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Determinacin de Propiedades Dinmicasde los Materiales.

r = 0.2 Vp0.25

n =(Vp /Vs )

2- 2

2 ((Vp /Vs )2- 1)

Ed= 2 (1 + n)G

Gd= r Vs2

Donde:

r = densidad volumtrica.

n = relacin de Poisson.Gd = mdulo de corte.

Ed = mdulo de Young.

Ejemplo de Prospeccin de velocidades por el mtodo Downhole


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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Tiempo de Viaje ( x 10 ) sec.-2mTipode

Suelo

Valor de N

10 20

580 210

100

140

120

195

150

155msec

Vs =

1.35 mm

Vp =1300 msec

1890

Owi IslandN1Tokyo

C2Bay5

10

15

20

Ejemplo de Prospeccin de velocidades por el mtodo Downhole

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