mtc 122 corte en suelos cohesivos veleta

7/23/2019 Mtc 122 Corte en Suelos Cohesivos Veleta

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Manual de Ensayos de Materiales para Carreteras MTC E122-1999 Pág. 1

CORTE EN SUELOS COHESIVOS ( VELETA)

MTC E122-1999

1. 0BJETO

1.1 Se refiere al ensayo de veleta en el terreno, en suelos cohesivos blandos y

saturados.

2. APARATOS

2.1 En la Figura 1 se muestran los diferentes tipos de veletas. Cada una tendrá cuatro

hojas perpendiculares entre si, y en algunos casos su altura será el doble del diámetro.

Las dimensiones de la veleta deberán ser las especificadas en la Tabla 1. Podrán

emplearse dimensiones diferentes a las especificadas, únicamente con autorización

previa. Los bordes de las hojas de la veleta que penetran deberán afilarse, cuidando

que no se altere el ángulo de 90° comprendido entre ellas.

Tabla N° 1

Dimensiones aconsejables(a)

Tamaño del

revestimiento

Diámetro mm

(“)Altura mm (“)

Espesor mm

(“)

Diámetro de la

varilla de la

Veleta mm (“)

AX 38.1 (5) 76.2 (3) 1.59 (0.0625) 12.7 (0.5)

BX 50.8 (2) 102 (4) 1.59 (0.0625) 12.7 (0.5)

NX 63.5 (2.5) 127 (5) 3.18 (0.125) 12.7 (0.5)

102 mm (4”) (b) 92.1 (3.625) 184 (7.25) 3.18 (0.125) 12.7 (0.5)(a) = La selección del tamaño de la veleta está relacionada directamente con la resistencia del suelo

que se va a ensayar; para suelos más blandos el diámetro de la veleta deberá ser mayor (b) = diámetro interior

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2.2 La veleta deberá operarse desde la superficie conectándola con varillas de

torsión, de acero. Estas varillas deberán ser de un diámetro tal, que no se sobrepase

su limite elástico cuando ella sea sometida a su capacidad plena (véase numeral 3.4) y

debiéndose acoplar muy bien, para evitar cualquier posibilidad de que el ajuste del

acople ocurra cuando se aplique la rotación, al ejecutar el ensayo.

Las varillas de giro deberán guiarse de tal manera que se evite el desarrollo de fricción

entre ellas y las paredes del revestimiento o de la perforación.

2.3 La fuerza de giro deberá aplicarse a las varillas, que la transmiten a la veleta. La

precisión de la lectura del giro deberá ser tal, que no produzca una variación mayor de

± 1.2 kPa (25 lb/pie2) en la resistencia al corte.

2.4 Es preferible aplicar la torsión a la veleta mediante un engranaje de transmisión.

En ausencia de éste, puede aplicarse directamente el giro mediante una llave de

torsión o algo equivalente. La duración del ensayo deberá controlarse de acuerdo con

las exigencias indicadas en el numeral 4.3.

3. PROCEDIMIENTO

3.1 Penétrese la veleta desde el fondo del agujero o de su revestimiento, mediante un

simple empuje, hasta la profundidad a la cual se va a efectuar el ensayo, cuidando que

no se aplique torsión durante dicho empuje.

3.2 Cuando se emplee revestimiento para la veleta, aváncese éste hasta una

profundidad no menor de cinco diámetros del revestimiento por encima de la

profundidad deseada para la punta de la veleta. Cuando no se utilice revestimiento,

suspéndase el hueco a una profundidad tal que el extremo de la veleta pueda penetrar

dentro del suelo inalterado, una profundidad de por lo menos cinco veces el diámetrode la perforación.

3.3 Con la veleta en posición, aplíquese el giro a una rata que no exceda de 0.1°/seg.

Generalmente se requieren para la falla, entre 2 y 5 minutos, excepto en arcillas muy

blandas en las cuales el tiempo de falla puede elevarse a 10 o 15 minutos. En

materiales más duros, que alcanzan la falla con una deformación pequeña, se puede

reducir la rata del desplazamiento angular de tal manera que pueda obtenerse un valor

razonable de las propiedades esfuerzo-deformación. Durante la rotación de la veleta,

manténgase ésta a una altura fija. Anótese el momento máximo. Con aparatos de

transmisión, se deben anotar valores intermedios del momento, a intervalos de 15 seg.o menores, si las condiciones lo exigen.

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3.4 Después de determinar el máximo momento, rótese rápidamente la veleta un

mínimo de 10 revoluciones; inmediatamente después se determinará la resistencia

remoldeada, en todos los casos dentro del minuto siguiente al remoldeo.

3.5 En los casos en los cuales el suelo esté en contacto con la varilla de giro,

determínese la fricción entre la varilla y el suelo por medio de ensayos de giro

efectuados con varillas similares a profundidades equivalentes, sin la veleta colocada.

Efectúese el ensayo de fricción de la varilla por lo menos una vez en cada sitio.

3.6 En aparatos en los cuales la varilla de giro esté completamente aislada del suelo,

verifíquese un ensayo de fricción con una varilla lisa al menos una vez en cada sitio,

para determinar la magnitud de la fricción de los cojinetes o guías. En dispositivos de

veleta que funcionen adecuadamente, esta fricción deberá ser despreciable.

3.7 Efectúense ensayos con veleta únicamente en Suelos cohesivos, inalterados y

remoldeados. No deben realizarse en ningún suelo que permita el drenaje o que se

dilate durante el periodo de ensayo, como en arenas o limos, o en suelos en los cuales

la veleta encuentre piedras o conchas que puedan influir en los resultados.

• En algunos casos no es necesario remover la veleta para el ensayo de fricción. En

tanto que la veleta no se halle en contacto con el suelo, esto es, cuando se

encuentre dentro de un revestimiento, no resulta afectada por las medidas de

fricción.

4. CÁLCULOS

4.1 Calcúlese la resistencia al corte del suelo mediante el empleo de la siguiente

expresión:

K

T corte)alaresistenci(s =

Siendo:

T = Momento de giro en N-m

S = Resistencia al corte de la arcilla en kPa (Ib/pie2)

K = Constante que depende de las dimensiones y de la forma de la veleta m3

(pies2) tal como se indica en las operaciones de la Tabla 2.

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Tabla 2

Operaciones para la determinación de la constante K

• Periódicamente deberán comprobarse las dimensiones de la veleta paraasegurarse de que no esté desgastada ni distorsionada.

4.2 Puesto que el valor de s es el requerido, es más útil escribir la ecuación en la

siguiente forma:

s = T x k

Donde:

K1 k =

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5. INFORME

5.1 Para cada ensayo de veleta regístrense las observaciones siguientes:

• Fecha del ensayo.

• Número del apique o perforación.

• Tamaño y forma de la veleta (ahusada o rectangular).

• Profundidad del extremo de la veleta.

• Profundidad del extremo de la veleta por debajo del revestimiento o fondo del

hueco.

• Lectura máxima del momento y, si se requieren, lecturas intermedias para el

ensayo inalterado.

• Tiempo del ensayo hasta la falla.

• Velocidad del remoldeo.

• Lectura máxima del momento para el ensayo remoldeado, y

• Notas sobre cualquier clase de desviaciones con respecto al procedimiento

normal de ensayo.

5.2 Adicionalmente, anótense las observaciones sobre la perforación.

• Número del sondeo.

• Sitio.

• Condiciones del suelo en el sitio.

• Cota de referencia.

•

Método de ejecución de la perforación.

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• Descripción de la veleta, esto es, si tiene camisa o no.

• Descripción del método para aplicar y medir el momento.

• Observaciones sobre la resistencia o la penetración.

• Nombres del inspector de la perforación y del ingeniero supervisor.

6. REFERENCIAS NORMATIVAS

AASHTO T 223

ASTM D 2573

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