laboratorio mecanica suelos

8/10/2019 laboratorio mecanica suelos

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MECANICA DE SUELOS

INFORME DE LABORATORIO

PRACTICA # 12

TOMA DE MUESTRAS EN CAMPO

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA

INGENIERIA CIVIL

NOVIEMBRE DE 2013

BOGOTA D.C


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MECANICA DE SUELOS

INFORME DE LABORATORIO 2

Contenido

1. Introduccin ............................................................................................................... 3

2. Objetivo del ensayo .................................................................................................... 3

3. Marco Terico ............................................................................................................ 5

4. Equipos y materiales ........................................................... Error! Marcador no definido.

5. Metodologa y Procedimiento .............................................. Error! Marcador no definido.

8. Conclusiones........................................................................................................... 12

9. Bibliografa ............................................................................................................... 13


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MECANICA DE SUELOS


1. Introduccin

El proceso de identificar los estratos de depsito que subyacen a una estructurapropuesta y sus caractersticas fsicas se denominan generalmente exploracin del

subsuelo, cuyo propsito es obtener informacin que ayude al ingeniero en geotecniapara poder seleccionar el tipo de cimentacin, la capacidad de la carga de unacimentacin, el asentamiento probable de una estructura, etc. Para esto es necesariorealizar todos los estudios requeridos para saber la caracterizacin del suelo, esto selogra extrayendo muestras del terreno que vamos a analizar.


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2. Objetivo del ensayo

Conocer los mtodos adecuados para tomar muestras sin que estas se

vayan a ver afectadas y as lograr conocer las caractersticas mas

precisas

Conocer los diferentes tipos de toma de muestra y como se deben

realizar los procedimientos y cuales se deben aplicar dependiendo el tipo

de suelo del cual estemos extrayendo la muestra.


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3. Marco Terico

El suelo es la base para cualquier proyecto de construccin civil, por eso antes de

iniciar un proyecto se debe evaluar las propiedades fisicas, qumicas o biolgicas delsuelo, para asi poder determinar cual es el uso mas adecuado que se le debe dar.

Una muestra de suelo es usualmente empleada para evaluar caractersticas, lamuestra consiste en una mezcla de porciones de suelo o tomadas al azar de unterreno homogneo.

Es importante que la muestra de suelo sea representativa del terreno que se va aevaluar ya que los anlisis de suelos se hacen con metodologas bastante detalladas ycon tcnicas analticas cada vez mas exactas, as que la fuente de error mas grandese halla en el muestreo.

Existen varias clases de mtodos para extraer muestras y son

METODOS DIRECTOS

Pozo a cielo abierto

Es el mtodo ms satisfactorio para conocer las condiciones del subsuelo. Consiste en

excavar un pozo de dimensiones suficientes para poder introducirse en l, examinarlos diferentes estratos del suelo en su estado natural y extraer muestras alteradas einalteradas. Su aplicacin eficiente resulta sobre suelos cohesivos.

Pala posteadora

Es un mtodo manual de exploracin somera que consiste en hincar un barreno yobtener muestras del tipo alterado, pero representativas en cuanto al contenido deagua. Se utiliza en lugares donde otros equipos mecnicos no pueden ser usados.

Tubo Shelby.

Consiste en un tubo afilado de 7.5 a 10 cm de dimetro que se hincan a presin paraobtener muestras relativamente inalteradas de suelos finos blandos o semiduros.

Sondeo de penetracin estndar

Con esta tcnica se rescatan muestras alteradas de los suelos y se mide la resistencia

al corte con el nmero de golpes con el que se hinca el penetrmetro una distancia de30 cm. El equipo consta de un penetrmetro el cual se hinca a golpes mediante unmartinete de 63.5 kg que cae desde 76 cm de alto.

Muestreador Denison


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Consiste en dos tubos concntricos que se hinca en el suelo para obtener muestrasalteradas o inalteradas con ayuda de la inyeccin de fluido de perforacin que se hacecircular entre ambos tubos.

Perforaciones manuales

La perforacin con taladro es el mtodo ms simple de efectuar investigaciones deexploracin. Existen dos tipos de taladro manuales: el taladro de agujeros para postesy el taladro helicoidal. Las manuales no deben usarse para excavaciones de ms de 3

a 5m (10-16pies). Sin embargo, se usan para exploraciones de suelos en algunascarreteras yen estructuras pequeas. Existen taladros helicoidales elctricas manuales

(76.2mm a304.8mm de dimetro) adecuadas para perforaciones ms profundas. Lasmuestras desuelo obtenidas en tales perforaciones estn sumamente alteradas. En

algunos suelos no cohesivos o con baja cohesin, las paredes delos barrenos no sonestables por s mismas. En tales circunstancias, un tubo metlico se usa como ademepara impedir que el suelo se derrumbe.

Veleta de campo

La veleta es un instrumento de laboratorio utilizado para determinar el parmetro deresistencia al corte no drenado cude un suelo, tiene la ventaja de poder ser aplicado

directamente en campo lo cual evita el transporte una muestra de suelo. En el caso de

suelos compuestos de limo y arcilla en especial los de alta sensibilidad, el efecto delas alteraciones durante el ensayo pueden ser bastante considerables en lo querespecta a la confiabilidad de los resultados medidos en el laboratorio, por lo cual esteinstrumento proporciona informacin bastante aproximada.

El ensayo con la veleta de corte es ideal para el caso de suelos compuestos de arcillassaturadas sin fisuras y limos saturados. No es tan confiable para suelos fisurados o

secuencias de microestratos. Bsicamente el extremo inferior de la veleta consiste encuatro aspas montadas en el extremo de una barra de acero (Figura 6.62). Despusde hincar la veleta en el suelo, se hace girar aplicando un par de torsiones en elextremo libre de la varilla. Se gira primero la veleta entre 6 y 12 por minuto para

determinar el parmetro de resistencia al corte sin perturbacin y a continuacin semide la resistencia remoldeada haciendo girar con rapidez la veleta. La superficieafectada constituye el permetro y los extremos de un cilindro.

Cono de penetracin

El mtodo de ensayo CPT consiste en el uso de una plataforma hidrulica paraintroducir a presin una punta cnica instrumentada en el suelo mediante variasbarras. Mide de forma continua la resistencia necesaria para penetrar en el suelo a

una velocidad constante de dos centmetros por segundo. La fuerza total que actasobre el cono se llama resistencia del cono y es el criterio calificador de la fuerza de susuelo. La fuerza que acta sobre las barras de sondeo proporciona la friccin total. Las


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mediciones con un cono elctrico, equipado con un manguito de friccin, proporcionanla friccin del manguito local (CPTE).

Si se debe controlar el nivel exacto de aguas freticas se instala rpidamente unpiezmetro para recoger los datos de presin del agua. La capacidad de empuje delequipo de sondeo la aporta el lastre del camin o unos anclajes roscados paraconseguir una reaccin adicional.

La informacin recogida se utiliza para calcular los siguientes parmetros geotcnicos:

ngulo de friccin efectivo

coeficiente de consolidacin

capacidad de carga

comportamiento del asentamiento de una cimentacin

Sondeo de penetracin estndar

Con esta tcnica se rescatan muestras alteradas de los suelos y se mide la resistenciaal corte con el nmero de golpes con el que se hinca el penetrmetro una distancia de

30 cm. El equipo consta de un penetrmetro el cual se hinca a golpes mediante unmartinete de 63.5 kg que cae desde 76 cm de alto.

Muestreador Denison

Consiste en dos tubos concntricos que se hinca en el suelo para obtener muestrasalteradas o inalteradas con ayuda de la inyeccin de fluido de perforacin que se hacecircular entre ambos tubos.

METODOS GEOFISICOS

El mtodo de ensayo CPT consiste en el uso de una plataforma hidrulica para

introducir a presin una punta cnica instrumentada en el suelo mediante variasbarras. Mide de forma continua la resistencia necesaria para penetrar en el suelo auna velocidad constante de dos centmetros por segundo. La fuerza total que actasobre el cono se llama resistencia del cono y es el criterio calificador de la fuerza de susuelo. La fuerza que acta sobre las barras de sondeo proporciona la friccin total. Lasmediciones con un cono elctrico, equipado con un manguito de friccin, proporcionanla friccin del manguito local (CPTE).


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Si se debe controlar el nivel exacto de aguas freticas se instala rpidamente unpiezmetro para recoger los datos de presin del agua. La capacidad de empuje delequipo de sondeo la aporta el lastre del camin o unos anclajes roscados paraconseguir una reaccin adicional.

La informacin recogida se utiliza para calcular los siguientes parmetros geotcnicos:

ngulo de friccin efectivo

coeficiente de consolidacin

capacidad de carga

comportamiento del asentamiento de una cimentacin

Georadar GPR, Radar de Penetracin Terrestre

Con el radar de penetracin del suelo un campo electromagntico inducido permiterealizar tomografas 2D y 3D del subsuelo de muy alta resolucin, a profundidadesdesde 0m hasta 50m o ms. Este mtodo permite realizar estudios en tiempo real paradetectar tuberas realizar estudios forenses y arqueolgicos, control de calidad deestructuras, vas, tneles, minas, carreteras, puentes y aeropuertos. Tambin es

usado para realizar estudios geolgicos y geotcnicos de estratigrafa, batimetra enlagos y ros, ubicacin de acuferos y mapeo krstico entre otros.

Magnetometra y Gravimetra

El mtodo magntico estudia el campo magntico producido por los cuerpos yestructuras en el subsuelo, su intensidad depende del contenido de magnetita ymateriales magnticos en ellos. Permite ubicar zonas y cuerpos minerales, zonas de

falla y modelar estructuras geolgicas a pequea y gran escala. El mtodogravimtrico aprovecha las variaciones en el campo de gravedad producidas por las

variaciones de densidad asociadas a la litologa y estructuras bajo el subsuelo, talescomo cavernas, minerales, cuencas hdricas y petroleras. El estudio conjunto de losmtodos magntico y gravimtrico permite discernir objetivos geolgicos con menorincertidumbre.

Ssmica de reflexin y refraccin

Los mtodos ssmicos aprovechan la reflexin y refraccin de ondas acsticas en elsubsuelo, la amplitud de estas es registrada para detectar acuferos, cavidades,depsitos de carbn, grava, arena y mapear lechos rocosos; as como estudiarcondiciones de la roca tales como sus parmetros elastomecnicos, fracturabilidad y


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estratigrafa, importantes a la hora de hacer perforacin con pozos, diseo de vas,estudios geotcnicos y de futuras obras civiles.

Sonar

Este mtodo es aplicado para realizar batimetra en el mar, lagos, ros y estudiarestratos bajo el lecho de ellos. Ondas acsticas de alta frecuencia son transmitidas,reflejadas por los objetivos y registradas por sensores que miden el tiempo de viaje delas mismas, para as generar una imagen en tiempo real de los objetivos presentesbajo el agua.

Magnetotelrica

El mtodo magnetotelrico estudia el campo electromagntico Terrestre, producido por

las variaciones del campo geomagntico y su interaccin con estructuras y cuerposgeolgicos en el subsuelo. Este estudio permite construir modelos elctricos delinterior terrestre, entre sus aplicaciones se encuentran la exploracin de petrleo ygas, estudios en zonas de falla, subduccin y sistemas volcnicos y geotrmicos

Sondeos Elctricos Verticales y Polarizacin Inducida, IP/RES/Tomografa

Los mtodos de prospeccin geoelctrica estudian el comportamiento de corrienteselctricas naturales e inducidas para determinar la resistividad elctrica del subsuelo,

esto puede ser aprovechado para crear una tomografa que puede ser usada paraubicar sulfuros masivos, minerales, acuferos y plumas contaminantes, y anomalasasociadas a la estratigrafa del subsuelo, entre otras.

METODOS INDIRECTOS

Mtodo ssmico.

Consiste en provocar una explosin en un punto determinado del rea a explorar

usando una pequea carga de explosivo, usualmente nitro amonio. Por la zona aexplorar se sitan gefonos cada 15 30 cm. Este procedimiento se funda en lavelocidad de propagacin de las ondas vibratorias de tipo ssmico a travs dediferentes medios materiales.

Mtodo de resistividad elctrica

Consiste en inducir una corriente elctrica a travs de los suelos, de tal forma que sepresente una mayor o menor resistividad elctrica para determinar la presencia deestratos de roca en el subsuelo. Mayores resistividades corresponden a rocas duras,siguiendo con rocas suaves y as sucesivamente hasta valores menores

correspondientes a suelos suaves saturados.


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Mtodos magnticos y gravimtricos

Para el primero se utiliza un magnetmetro, que mide la componente vertical del

campo magntico terrestre en la zona considerada en varias estaciones prximasentre s. En los mtodos gravimtricos se mide a aceleracin del campo gravitacionalen diversos puntos de la zona a explorar. La informacin que proveen estos mtodoses algo errtica y difcil de interpretar.

MUESTRAS

Muestras simples alteradas:son aquellas en las que el suelo no mantiene ni laforma ni el volumen que tenia antes de la toma.

Muestras inalteradas:mantienen la forma y el volumen que tenan en el suelo.

Muestras completas: se utiliza cuando se cree que la zona es debido a sutamao muy homognea, y en lugar de realizar varios anlisis se recogen variasmuestras, se mezclan perfectamente y se realiza un nico anlisis con una partede esa mezcla.

EXTRACTORES DE MUESTRAS DE SUELO

Para muestrear suelos arcillosos, para suelos arenosos, para gravas, ycombinado:

BARRENA EDELMAN

Es el tipo de barrena ms usado para suelos. El diseo tpico de esta barrena permiteun mnimo de friccin durante la penetracin en el suelo y poco esfuerzo para retirarlo.De este tipo de barrena existen varios tipos, para suelos arcillosos, para suelosarenosos, para gravas, y combinado que permite usarlo en diversos suelos.

Las barrenas Eijkelkamp tienen diferentes tipos de conexiones para facilitar suutilizacin.

Barras de extensin y conexiones de tipo bayoneta o con rosca cnica.Mangos o manijas rectas en T normales o ergonmicas desarrolladas para permitirmenores esfuerzos humanos durante los trabajos con las barrenas.

Para muestrear suelos duros, y rgidos, mezclados con grava fina por encima y pordebajo del nivel del agua subterrnea:

BARRENA RIVERSIDE


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Diseo muy til para barrenar suelos duros, y rgidos, mezclados con grava fina porencima y por debajo del nivel del agua subterrnea. Las extremidades muy agudas dela barrena golpean en forma angular hacia abajo, lo que le permite atravesar el suelofcilmente. En caso de querer tomar muestras inalteradas, su uso previo facilita hacerplano el fondo de la perforacin.

Para muestrear suelos pedregosos:

BARRENA PEDREGOSA

Para suelos con gran contenido de grava (gravas: 2 mm a 6 cm, el tamao mximoque se podr capturar con una barrena estndar de 7 cm. es de unos 5 cm.) esta

construida en acero duro forjado curvado a lo largo. Las puntas de corte son agudas ycurvadas hacia fuera, lo que permite un dimetro de corte mayor que el promedio delas barrenas.

Para muestrear suelos suaves:

BARRENA TIPO GUBIA O MEDIA CAA

Este tipo de barrena se utiliza para muestreo de suelos mas o menos suaves, capascohesivas con un mnimo de alteracin.

Para muestrear suelos arenosos

MUESTREADOR DE PISTN

El Muestreador de pistn difiere en diseo y aplicacin de todas las barrenas descritaspreviamente. Y es muy til para muestreo de capas de suelo menos cohesivas (arena)por debajo del nivel fretico, es til para muestreo de sedimentos saturados concontenido de arena.


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4. Conclusiones

El objetivo principal del muestreo de suelos es obtener una muestra que

sea representativa y precisa para as poder determinar las caractersticas

del suelo.

Los mtodos utilizados para el muestreo deben ser exactos ya que

algunas pruebas no pueden ser alteradas y si esto sucede no vamos a

tener la informacin correcta para los proyectos que se van a desarrollar

y podran estarse presentando grandes inconvenientes por las cargas yel mtodo de cimentacin que vamos a utilizar en el terreno.

El muestre es una de las partes mas importantes en el estudio de suelos

ya que dependiendo de la calidad de las muestra tambien son mas

exactos los datos,

Con las muestras podemos determinar todas las caractersticas del suelo

que vamos a utilizar, existen varios tipos mtodos para poder extraer las

muestras que necesitemos, el mtodo que se utilice depende del tipo desuelo y de la precisin en los datos suministrados depues del anlisis.


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