ENSAYO DE PENETRACIÓN DINÁMICA DE CONO (PDC)
PRESENTADO POR: RUBÉN DARÌO GIRALDO ACOSTA JORGE DAVID PADILLA FLOREZ GREY VANESSA ORTIZ CURE CESAR ANDRÉS RAMIREZ MARTINEZ MONICA MARÍA ROMERO ACOSTA
PRESENTADO A: FERNANDO JOVE WILCHES ING. CIVIL
UNIVERSIDAD DE SUCRE FALCULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL SINCELEJO SUCRE 2016
INTRODUCCIÓN En la ingeniería de pavimentos, estos son estructuras con capas superpuestas sobre una superficie de apoyo llamada subrasante por donde circulan los vehículos, personas y hasta animales de manera cómoda, rápida y segura. Una de las características principales de las capas de los pavimentos es su resistencia, deben soportar las cargas que les serán aplicadas, y a las inclemencias del tiempo. Estas características se pueden determinar a través de ensayos como lo son el CBR (Ensayo California Bearing Ratio) que evalúa y estudia la capacidad de los materiales de la subrasante, afirmado, bases granulares. Pero para determinar este valor se requiere de cierto tiempo y trabajo. Por otro lado, existe un ensayo mucho más rápido y es el ensayo PDC (Penetración Dinámica de Cono), el cual nos permite estimar en forma indirecta el CBR de un suelo (insitu). El presente informe contiene los resultados de CBR de un suelo en un sitio escogido de la Universidad de Sucre usando la metodología del ensayo PDC.
OBJETIVOS Objetivo General
Determinar la resistencia o CBR de un suelo en un sitio escogido de la Universidad de Sucre usando la metodología del ensayo PDC.
Objetivos Específicos
Realizar el ensayo con ayuda del Penetrómetro Dinámico de Cono.
Graficar los datos y trazar la curva de penetración por cada golpe.
Determinar las pendientes representativas de la curva (índices de penetración).
Calcular el CBR según las formulas establecida por la Universidad de Sucre basada en investigaciones realizadas en el lugar.
PROCEDIMIENTO
Trabajo de campo Se dispuso de un penetrómetro dinámico de cono del laboratorio de la Universidad de Sucre y se llevó a un lugar escogido, se ubicó y se equilibró, seguidamente se empezó a alzar una pesa circular (martillo de 8Kg) hasta la manija y se deja caer sobre la varilla con punta de cono. A medida que se golpeaba se iba anotando los valores de penetración del cono en el suelo mostrados en la regla adherida a la máquina, hasta llegar a un valor no posible de leer en la regla.
Trabajo de oficina Se grafican los datos tomados en campo trazando con ellos una curva de penetración vs golpes. Luego se hallaron tres pendientes representativas de la curva, con los valores de las pendientes también llamadas índices de penetración, se calculó el CBR según una formula ya establecida en los suelo de la Universidad de Sucre.
CALCULOS Y RESULTADOS
Datos obtenidos en el Penetrómetro dinámico de cono N° de golpes
Penetración Acumulada (mm)
Penetración corregida (mm)
0
3
0
1
29
26
2 3
46
43
59
56
4
69
66
5
80
77
6
90
87
7
100
97
8
110
107
9 10
124
121
141
138
11 12
160
157
181
178
13
208
205
14 15
235
232
264
261
16
293
290
17
334
331
18 19
359
356
398
395
20
432
429
21 22
470
467
509
506
23
549
546
24
585
582
25
623
620
26
660
657
27 28
697
694
741
738
29
792
789
30
851
848
31
914
911
32
985
982
Tabla 1: Resultados ensayo Pdc
De los datos anteriores se realizó el trazado de la curva que se muestra a continuación el cual corresponde a la gráfica 1: Curva de penetración vs. Número de Golpes:
N° GOLPES vs PENETRACIÓN (mm) N° DE GOLPES 0
5
10
15
20
25
30
0 ) m 100 m ( 200 A D 300 A L 400 U M 500 U 600 C A 700 N Ó I 800 C A 900 R T 1000 E N1100 E P
Determinación de las pendientes representativas en la gráfica 1:
35
PENDIENTE
m1 m2 m3
mm/golpe 11,25 37,18 61
Tabla 2: Pendientes Cada una de las pendientes calculadas, corresponden al índice de penetración por lo cual se realiza la proyección de la recta.
DETERMINACIÓN DEL CBR DEL SUELO Para
determinar
el
CBR
in
situ
se
utilizaron
ecuaciones
basadas
en
investigaciones realizadas en diferentes suelos:
MÉTODO UNISUCRE: = . ()−.
Se Hallan los tres CBR uno para cada estrato encontrado en el ensayo, teniendo en cuentas las pendientes determinadas en la curva que se toman como índices de penetración o el valor de PDC que se va a reemplazar en la formula anterior: = = = 112.03(11,25)−. = ,
= = = 112.03(37,18)−. = ,
= = = 112.03(61)−. = ,
MÉTODO INVIAS: = ()−. = = = 292(11,25)−. = , = = = 292(37,18)−. = ,
= = = 292(61)−. = .
MÉTODO UNICAUCA: = ()−, = = = 185(11,25)−, = , = = = 185(37,18)−, = , = = = 185(61)−, = ,
MÉTODO UNINORTE: = , ()−, = = = 104,39(11,25)−, = , = = = 104,39(37,18)−, = , = = = 104,39(61)−, = ,
Después de realizar los anteriores cálculos y obtenidos los resultados de cada método se procedió a adjuntarlos en la siguiente tabla: CBR CBR1 CBR2 CBR3
UNISUCRE INVIAS UNICAUCA UNINORTE 16.04
19.41
22.53
15.73
6.143
5.09
7.96
6.18
4.13
2.92
5.18
4.19
Luego, se determinó el CBR para cada valor de penetración y se procedió a graficar PDC vs. CBR, teniendo en cuenta que este procedimiento se realiza con el fin de obtener una correlación más exacta.
ANALISIS Y CONCLUSIONES Teniendo en cuenta lo estudiado y lo establecido en la Norma INV E-172-07 se obtuvo por medio del ensayo tres índices de penetración de una curva trazada con datos tomados en campo, esto quiere decir que el suelo estudiado tiene diferentes estratos con materiales diferentes (para el estrato 1 el índice = . / , para el estrato 2 el índice dio = . / y el estrato 3 con = /). Esta más que claro que para los primeros golpes las penetraciones en mm fueron más pequeñas, los materiales granulares del estrato 1 a raíz de esto son más resistentes a los otros dos estratos, esto se debe a la posible presencia de humedad y suelos con características arcillosas o limosas en los estratos inferiores ya que estas son una de las causantes principales de la disminución de resistencia en los suelos. Por otra parte, las ecuaciones para calcular las diferentes correlaciones (Unisucre, Invias, Unicauca y Uninorte) basadas en estudios, nos ayudaron a determinar valores de CBR para cada estrato del suelo ensayado y que dependían de los anteriormente mencionados índices de penetración que se tomaron como valores de PDC. Los CBR entre mayor eran los índices menor era la capacidad de soporte del estrato como suelo de subrasante. En conclusión este método rápido y práctico, produce cierta desconfianza en la determinación real del CBR de un suelo, debido a la presencia de imprecisiones, en la toma de datos e incluso en la fórmula establecida por las instituciones, además las metodología nos indica un valor de CBR aproximado, ya que para la determinación de este cuenta con su propio ensayo, siendo estos valores representativos para ciertas profundidades del suelo en estudio.
CONCLUSIONES.
Como se puede observar en el ensayo realizado el valor de la pendiente varía de acuerdo a la profundidad ya que las propiedades del suelo en toda la longitud donde se realizó el ensayo son diferentes.
El suelo presentaba al principio mayor resistencia a la penetración con un valor de 11.25; después a medida de la profundidad la resistencia disminuiría considerablemente alcanzando valores de resistencia de 37.18 y 61.
Con los datos obtenidos en la tabla 2 el cual corresponde a las pendientes con valores de PDC de 11.25, 37.18 y 61 se calcula el valor del CBR con cualquier de los tres métodos, ya sea INVIAS, UNICAUCA o UNISUCRE entre los cuales el mayor valor de CBR lo arrojo el método UNICAUCA y el menor INVIAS por lo que se podría decir que este último es el más seguro.
FOTOGRAFIAS
