Ensayos in Situ en Mecanica de Suelos

Ensayos in situ

Mecánica de Suelos 64.08

Contenido

u t i s i s o y a s n E

2

• • • • • • •

S P T: Stand andard ard P enetratio ation n Test CP T: Co Cone Pe P enetration Test P LT: P late Lo Loa ad Te Test st P MT: P ressu ssurremeter Test VST: VS T: Va Van ne S hear Te Test st PMT DMT: Dila Dilattom omet eter er Test Méttodos ge Mé geosís osísm mic icos os

CPT

V ST

DMT

Algunos ensayos in-situ


3

Descripción del ensayo SPT


4

• El ensayo de penetración standard (SPT) es un ensayo de campo • e m e a res stenc a a a penetrac n e terreno mediante la hinca dinámica de un

Descripción del ensayo SPT


5

• El sacamuestras se hinca 45 cm en el fondo de una perforación mediante golpes de una maza . • Aunque se recupera una muestra, este no es el

Definición del resultado del ensayo u t i s i s o y a s n E

6

Un ensayo SPT


7

Calidad de las muestras obtenidas u t i s i s o y a s n E

8

Definición del resultado del ensayo • Hay dos resultados posibles u t i s i s o y a s n E

9

– NSPT: Un número entero adimensional igual a la sacamuestras penetre en el terreno los últimos 30 cm – Rechazo: más de 50 golpes para 15 cm, más de 100 golpes o 10 golpes sin ningún avance: Se informa como NN/pp, donde pp es la penetración total en

N: La medición de campo


• N es el número medido en el campo (golpes necesarios para que el sacamuetras entre los • La energía potencial nominal (W x H) es 475 J • a energ a rea men e ap ca a var a en re e y el 100% de ese valor en función del equipo • Se normaliza N para una eficiencia del 60%

N60 = N ⋅ 10

60%⋅ 475 J

Corrección por nivel de tensiones u t i s i s o y a s n E

• Para un suelo uniforme, la resistencia a la penetración varía con la presión efectiva p0 del • El N1 significa 1 atm ER ⋅ CN ( N1 )60 = N ⋅ 60%⋅ 475 J

100kPa CN = p0' 11

Correcciones a las mediciones de campo u t i s i s o y a s n E

• Es importante saber cual de estos números se recibe como resultado del ensayo SPT –

gunos n orman e n mero e campo s n correcciones: N – Otros efectúan todas las correcciones menos las de nivel de tensiones: N60 – Otros efectúan todas las correcciones: (N1)60

• Las correlaciones existentes usan diferentes definiciones de SPT 12

Arenas: estimación de Dr


13

Arenas: estimación de Dr


Dr = 12.2+ 0.75 222N70 + 2311− 711OCR − 779

14

σ v

− 50Cu2

En estos gráficos hay que usar N60, no (N1)60

Arenas: estimación de φ max • Procedimiento 1 – Se estima φ max a partir del resultado de SPT


•

roce mento – Se estima Dr a partir del resultado de SPT – e es ma max a par r e r y e a o servac n e a muestra

• – Se estima Dr a partir del resultado de SPT – – Se aplica la ecuación de Bolton: φ max [p,Dr ] 15

Arenas: estimación de φ max Procedimiento 1 u t i s i s o y a s n E

max

16

=

⎡ ⎢

N

⎤ ⎥

⎢12+ 20 σ v ⎥ ⎢⎣ patm ⎥⎦

.


17


φtc − φ c = 3° Dr Q − ln[100 p patm] − 3° 18

El modelo hiperbólico en función de la densidad relativa σ d = u t i s i s o y a s n E

σ d

ε 1

1

+

i

Rf σ 3 φ −

σ u

ε 1

σ

hiperbola de Kondner

Ei resultado experimental

n

Ei = C ( p patm) ⋅ patm C ≅ 100+ 1000( Dr + Dr 2

− 12

d

Rf = 0.7 + 0.1Dr Nφ = tan π

=

ε 1 Rf 1 + ε 1 σ df Ei

+ ε f

19

ε 1

Arcillas: Estimación de su La correlación su – SPT es débil u t i s i s o y a s n E

20

Arcillas: Estimación de su La correlación su – SPT es débil u t i s i s o y a s n E

u 21

=

70

Arcillas: Estimación de su La correlación su – SPT es débil


3.0

1.5

0.75

0.60 0.72 u = 0.29 N70 patm 0.15 22

Estimación de σ vc y OCR con SPT u t i s i s o y a s n E

σ vc = 0.47N70 patm 23

OCR = 0.58N70 patm σ v

Correlación Eui/su vs OCR


24

El modelo hiperbólico en función de su u t i s i s o y a s n E

σ d =

σ d

ε 1

1 i

+

Rf su

σ u

ε

σ

hiperbola de Kondner

Ei resultado experimental

Rf = 0.7− 0.8

C d

=

ε 1 Rf 1 + ε 1 σ df Ei

ε f 25

ε 1

. -

-

Question from Topic 1 u t i s i s o y a s n E

Is it tim ime e to to retire retire the the St S tandard Penet P enetrat ratio ion n Tes Te st (SP T) ? To consider this prospect et us go ac - ac in time

26

Mayne 2001

. -

-

Question 1 u t i s

Tel Telephone 1909

i s o y a s n E

Cell phone 2001

27

Mayne 2001

. -

-

Question 1 u t i s

Wright Plane

i s o y a s n E

2001 28

Mayne 2001

. -

-

Question 1 u t i s

Oldfield Auto

i s o y a s n E

2001 29

Mayne 2001

. -

-

Question 1 u t i s

Geotech Test

i s o y a s n E

2002 1902 - Colonial Charles Gow of Raymond Pile Company 30

? Mayne 2001

Is One Number Enough??? cu = undrained strength T = unit weight

DR = relative density T = unit weight

R u t i s i s o y a s n E

' = friction angle OCR = overconsolidation K0 = lateral stress state eo = void ratio s = E' = Young's modulus Cc = compression index qb = pile end bearing fs = pile skin friction k = ermeabilit qa = bearing stress

CLAY

31

' c' eo qa

= = = =

friction angle cohesion intercept void ratio bearing capacity

p'

Vs = shear wave SAND E' = Young's modulus = dilatancy angle qb = pile end bearing

N

s Mayne 2001

Contenido


32

• • • • • • •

SPT: Standard Penetration Test CPT: Cone Penetration Test PLT: Plate Load Test PMT: Pressuremeter Test VST: Vane Shear Test PMT DMT: Dilatometer Test Métodos geosísmicos

CPT

VST

DMT

CPT: Descripción del ensayo


33

• El ensayo de penetración estática de cono (CPT) es un ensayo de campo • e m e a res stenc a a a penetrac n e terreno mediante la hinca estática de un cilindro

CPT: El piezocono


f s: Fricción lateral ubt: Presión neutra qc: Resistencia de punta 34

CPT: Modelos de piezocono


35

CPT: Corrección de valores medidos u t i s i s o y a s n E

• A qc se le descuenta la presión efectiva la presión neutra s

la diferencia de resiones neutras en los extremos del cilindro lateral

f s

qc 36

CPT: Corrección de valores medidos q T = qc + (1− a) ubt u t i s i s o y a s n E

a de ende del iezocono f T = f s +

us As2 − ubt As1 As

Rf = FR = Bq =

f T x100 qc − ubt

f s

ubt − uo q T − σ v0 qc

37

CPT: Un resultado típico


Sand

Clay Crust

38

CPT: Identificación de suelos


39

CPT: Dr para arenas


40

CPT: φ max para arenas


41

CPT: su vs qc - primeros resultados u t i s i s o y a s n E

42

CPT: su vs qc – antes y después de las correcciones u t i s i s o y a s n E

43

CPT: OCR vs qc – antes y después de las correcciones u t i s i s o y a s n E

44

CPT: su vs qc – expresión recomendada u t i s i s o y a s n E

su =

k

⎡E⎤ N = 2.44+ 1.33ln ⎣ su ⎦ E su N

45

q T − σ v0

400 600 800 10.4 11.0 11.3


46

Contenido


47

• • • • • • •


CPT

VST

DMT

PLT: Ensayo de carga en placa


48

Sfriso 2006

PLT: Ensayo de carga en placa


49

Sfriso 2006

Coeficiente de reacción de la subrasante - definición u t i s

• El coeficiente de reacción de la subrasante es el cociente entre la presión p aplicada sobre una

i s o y a s n E

p s

50

δ

Coeficiente de reacción de la subrasante – teoría elástica u t i s i s o y a s n E

51

• La teoría de la elasticidad 2D predice que

E ks ∝ B

Coeficiente de reacción de la subrasante – teoría elástica u t i s i s o y a s n E

• La teoría de la elasticidad 2D predice que

E ks ∝ B • Puede aproximarse como

E ⎛ 2 1B⎞ k  1.35 + B 3 3L 52

PLT: Ensayo de carga en placa un resultado u t i s i s o y a s n E

53

Sfriso 2006

Contenido


54

• • • • • • •


CPT

VST

DMT

PMT: Presurímetro


55

PMT: Parámetros que se miden


56

PMT: Parámetros que se miden


57

Contenido


58

• • • • • • •


CPT

VST

DMT

VST: Ensayo de veleta


59

VST: Ensayo de veleta


60

Contenido


61

• • • • • • •

SPT: Standard Penetration Test CPT: Cone Penetration Test PLT: Plate Load Test PMT: Pressuremeter Test VST: Vane Shear Test PMT DMT: Dilatometer Test Métodos geosísimicos

CPT

VST

DMT

DMT: Dilatómetro Marchetti


62

Marchetti 2008



63



64

Contenido


65

• • • • • • •


CPT

VST

DMT

Sísmica de refracción u t i s i s o y a s n E

a

V1

b

V2 V3

66

a

Sísmica de refracción


67

Sísmica de refracción: Rango de ondas p P - Wave Velo cities u t i s i s o y a s n E

Steel Intact Rocks Weathered Rocks Ice Till Sand Clay Sea Water Fresh Water 0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

Compression Wave Velocity, V p (m/s) 68

8000

Sísmica de refracción: Rango de ondas S S - W av e V eloci ti e


Steel Intact Rocks Weathered Rocks Ice Till Sand Clay Sea Water s

Fresh Water 0

1000

2000

3000

, 69

4000

Sísmica de refracción: Limitaciones del procedimiento u t i s i s o y a s n E

ic s im i Se

e in

ic m isi e S

A

70

e

B

Sísmica de refracción: Un resultado u t i s i s o y a s n E

71

Ensayo Cross Hole


72

Ensayos in Situ en Mecanica de Suelos

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