XXVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica
Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A.C.
Noviembre 14 a 16, 2012 – Cancún, Quintana Roo
Empleo del ficómetro en los suelos duros y aluviales del valle de México Employment of Phicometer on hard and alluvial soils of Valley of México 1
1
2
3
José L. GONZALEZ , Enrique IBARRA , José L. RANGEL y Efraín OVANDO 1
InGeum Ingeniería, S.A. de C.V. Universidad Autónoma Metropolitana, Azcapotzalco 3 Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México 2
RESUMEN: El uso de los ensayes in situ para conocer las propiedades mecánicas de los suelos, como el presiómetro de Menard, el dilatómetro de Marchetti y el ensaye de ficómetro, es cada vez más común en nuestro país, principalmente en suelos duros o aluviales, donde los penetrómetros tienen rechazo o poca penetración, o los muestreadores convencionales de suelos y rocas son inoperantes. El uso del ficómetro en suelos de difícil muestreo inalterado del Valle de México es particularmente reciente, por lo que es necesario llevar a cabo calibraciones de los parámetros de resistencia obtenidos con esta técnica (c p, p) con los de pruebas triaxiales convencionales o de corte directo (c u, c ’, u, d) a fin de establecer su intervalo de aplicación y tener mayor certidumbre y confianza con esta prueba. En este trabajo se muestran experiencias de la aplicación del ficómetro en suelos duros y aluviales del Valle de México y su correlación con resultados de otras pruebas de laboratorio en dos sitios del Valle de México, donde se observa una correlación alta con la prueba de corte d irecto UU y en menor grado con la triaxial UU. ABSTRACT: ABSTRACT: Currently, it is becoming common to perform field tests to know the mechanical properties of soils, as the Menard pressuremeter, the Marchetti dilatometer, and the Phicometer. In fact, these kinds of exploration tools are useful where penetrometers have rejection or low penetration, or where the conventional samplers of soil and rock are ineffective, for example, in hard layers or alluvial deposits. The use of the Phicometer on alluvial and hard soils of the Mexico Valley is recently so, and it is necessary to perform calibrations of the resistance parameters obtained with this technique (cp, p) with the conventional triaxial tests (c u , cu ', u, u’) to establish its interval of applic ation and have greater certainty and confidence with this test. In this paper we e xpose the experience of implementation of Phicometer in hard soils and alluvial soils of Valle of México.
1 INTRODUCCION 1.1 Antecedentes La exploración de suelos que tradicionalmente se ha realizado en el Valle de México consiste en el empleo de sondeos de cono eléctrico y de penetración estándar, y la determinación de las propiedades mecánicas ya sea mediante correlaciones con la resistencia de punta del cono eléctrico (qc ) o del número de golpes de la prueba de penetración estándar ( N SPT SPT ) y de los resultados de las pruebas de laboratorio efectuadas a muestras inalteradas. Esta estrategia en general ha producido resultados buenos, pero cuando se trata de caracterizar estratos duros, como la capa dura y la costra superficial, o granulares con algunos lentes en las series arcillosas superior e inferior y en la zona de Lomas, dicha estrategia es inoperante. A fin de subsanar la obtención de propiedades en suelos de difícil muestreo inalterado, Philiponat (1986) desarrolló en Francia una herramienta por medio de la que es posible determinar directamente en sitio los parámetros de resistencia al esfuerzo
cortante del modelo Mohr-Coulomb, es decir los parámetros c y , sin la necesidad de obtener muestras inalteradas y procesarlas en el Laboratorio, dando origen al ficómetro. El ficómetro ha sido estudiado por diversos investigadores como Philipponat y Zerhouni (1993) Zerhouini, Dhouib y Perello (2002), y KatzenbachGutberlet-Wachter (2007), para determinar, entre otras cosas, las correlaciones entre los resultados de pruebas de mecánicas de laboratorio en muestras inalteradas y parámetros mecánicas de resistencia obtenidos de pruebas in situ con el ficómetro. En la Tabla 1 se presentan algunos parámetros c y obtenidos con ficómetro y su comparación con aquéllos de pruebas triaxiales consolidadas no drenadas obtenidos por Philipponat y Zerhouni (1993) para diferentes tipos de suelos, donde se observa que para ángulos de fricción mayores a 25° el ficómetro y la prueba de laboratorio tienen una relación 1:1. Se busca ahora complementar estas comparaciones con resultados de pruebas de ficómetro y pruebas triaxial y de corte directo realizadas en dos sitios del valle de México.
146
Empleo del ficómetro en suelos duros y aluviales del valle de México
Tabla 1 Correlación aproximada entre esfuerzo cortante in situ del ficómetro y esfuerzo cortante en laboratorio. Ficómetro Ángulo de Cohesión fricción o
i ( ) ≤ 15
15< i≤25
25< i≤30 >30
Tipo de suelo
2
ci (kN/m ) -
Arcilla suave
≥ 20
Arcilla rígida
< 20
Suelos suelos no c ohesivos Limos, mezclas de arenas, limos y arcillas
≥ 20
17 17 25
0 ci/4 0
25
ci/3
< 20
Suelos suelos no c ohesivos
i
0
≥ 20
Limos, mezclas de arenas, limos y arcillas
i
ci/3
i
0
i
ci/2
i
> ci
< 10
Suelo con gravas y pocos finos
≥ 10
> 25
Estimación Ángulo de Cohesión fricción o c' (kN/m2) ' ( )
-
Rocas alteradas
ubicada en el interior de la sonda (Fig. 2). La membrana se infla inyectando agua a presión mediante un tanque de nitrógeno líquido. La presión se regula a través de la unidad de control.
1.2 Objetivo El objetivo del artículo es la presentación de resultados de pruebas de ficómetro en suelos duros y aluviales de la ciudad de México, y su comparación con resultados de pruebas triaxiales tipo UU y pruebas de corte directo. Adicionalmente, se proporciona la descripción del equipo y el procedimiento de ejecución de la prueba con la sonda del ficómetro. 2 PRUEBA DE FICÓMETRO El ensaye de ficómetro es una prueba de campo donde se prueba al suelo en corte directo, utilizando una sonda que se introduce dentro de una perforación. Este ensaye proporciona parámetros de resistencia de acuerdo con el modelo MohrCoulomb, tales como ángulo de fricción interna p y cohesión cp, principalmente en suelos donde el muestreo inalterado es difícil, tales como los suelos arenosos, suelos duros y suelos con gravas, por ejemplo. 2.1 Descripción del equipo El ficómetro (Fig 1), está integrado principalmente por tres componentes interconectadas entre sí, mecánica e hidráulicamente, a saber: La sonda del ficómetro La unidad de control y medición de presión y volúmenes El sistema de aplicación de carga a extracción 2.1.1 La sonda del ficómetro La sonda del ficómetro consiste en una coraza cilíndrica de acero hueca y denticulada con 10 anillos de 5 mm de espesor; cuenta con una longitud de 103 cm y diámetro de 61 mm. Radialmente tiene seis ranuras longitudinales que le permiten expandirse al inflar una membrana de neopreno
Figura 1. Componentes del Equipo de ficómetro (APAGEO-InGeum, 2012)
Figura 2. Sonda de ficómetro (APAGEO, 2011)
2.1.2 Unidad de control de presiones y volúmenes La sonda del ficómetro se conecta a una unidad de control de presiones y volúmenes, donde por medio de un sistema interconectado de manómetros y válvulas, es posible regular y medir la presión aplicada en la sonda y el volumen de agua inyectado. Cuenta con cuatro manómetros: dos manómetros para medir la presión en el sistema de agua (capacidad de 25 bar y 60 bar), un manómetro para medir la presión aplicada en el sistema de nitrógeno (capacidad de 25 bar) y un manómetro para regular la presión de entrada al sistema de medición desde el tanque de abastecimiento de nitrógeno (capacidad de 100bar). Adicionalmente cuenta con una bureta instrumentada que mide el volumen de inyección de agua hacia la sonda, con resolución de 5 cm3 y capacidad de hasta 800cm 3. El
GONZÁLEZ, J. L. et al.
agua es inyectada a la sonda mediante presión del nitrógeno comprimido. 2.1.3 El sistema de extracción En superficie se coloca un gato hidráulico hueco por el cual pasan las barras conectadas a la sonda del ficómetro. Con el gato se aplica la fuerza ascendente con velocidad controlada que romperá la adherencia y fricción sonda-terreno. Asimismo, el equipo cuenta con una celda de carga, un micrómetro y un cronómetro para controlar la fuerza y la velocidad del desplazamiento de la sonda.
147
mencionar que la cámara de pruebas debe contar con una sobrexcavación de 0.5m aproximadamente por debajo de la sonda, para alojar los azolves. Arriba de la cámara de pruebas debe perforarse con un diámetro mayor y eventualmente ademarse hasta 1m antes de la cámara, para facilitar la extracción de la sonda después del ensaye y minimizar el riesgo de pérdida.
2.2 Ejecución de la prueba de ficómetro Como primer paso se conecta la sonda a un costado de la unidad de control de presiones y volumen. La sonda debe encontrarse libre para realizar una calibración, que consiste en inflarla con agua a presión, en incrementos de volumen constantes de 100cm3, iniciando desde 200cm3 hasta 600 cm 3. Para cada incremento, se registra la presión y el diámetro de la sonda; el diámetro se registra en los anillos centrales de la sonda. Los resultados graficados de presión y volumen inyectado así como volumen inyectado y diámetro constituyen las curvas de calibración que se emplean más adelante para la reducción y corrección de los datos del ensaye de ficómetro por presión y por área de corte (Fi g 3). o 600 d a t c 400 e ) y 3 n 200 i m c n ( e 0 m u l 0 o V o o d 600 d a t a t c c 400 e e ) y ) y 3 n i n 3 m i m200 c n n ( c e ( e m m 0 u u l l o o V V
y = 2.875x - 217.58
100
200
300
400
Pe (kPa)
y = 25.67x - 1517.5
58
62
66
70
74
78
82
86
90
ds (mm)
Figura 3. Curvas volumen - diámetro de la sonda y volumen presión de la sonda
La sonda conectada al tren de barras se instala a la profundidad de ensaye en un barreno con la cámara de pruebas previamente perforada con diámetro entre 60 mm a 66 mm. Existen diferentes herramientas y técnicas de perforación para formar la cámara de pruebas, que es una parte fundamental del ensaye; sin embargo, en suelos duros y aluviales los suscritos han tenido barrenos de buena calidad perforados con lodo bentonítico y con broca tricónica de 2.5 pulgadas de diámetro (Fig. 4). Cabe
Figura 4. Vista de la broca triconica para la perforación del barreno de prueba
Una vez ubicada la sonda a la profundidad de prueba, en la cámara de pruebas, se coloca el gato hidráulico hueco conjuntamente con la celda de carga y el sistema de medición de desplazamientos. Para garantizar que el tren de barras que sostiene a la sonda se encuentra suspendido, se levantan las barras 1cm aproximadamente con la ayuda del gato. Posteriormente, se toma nota de la carga en la celda de carga y se balancea la celda a ceros. A continuación, se procede a la etapa de contacto, donde los anillos de la sonda tocan y penetran las paredes de la cámara de pruebas de forma controlada, inyectando agua mediante la unidad de control con incrementos de presión de 0.5 bar (Fig. 5). La correcta penetración de los anillos se observa claramente al graficar la curva presión versus volumen en la misma gráfica de calibración. El contacto y penetración se establece cuando la curva presenta un claro desvío respecto a la curva de calibración (Fig. 6). Una vez asegurada la penetración de los anillos en el suelo, se aplica el primer incremento de presión radial o normal, tomando lecturas a los 30s y 60s del volumen en la sonda. Finalmente, se procede a la etapa de corte, donde se extrae la sonda en forma controlada con una velocidad constante igual a 2 mm/min, mediante el gato hidráulico y la bomba colocados en superficie. Para ello, se lleva el registro de lecturas de carga y
148
Empleo del ficómetro en suelos duros y aluviales del valle de México
volumen de la sonda a los 0 s, 30 s, 60 s, 90 s, 120 s, 150 s, 180 s y 210 s, hasta presentar la falla, que se alcanza si ocurren alguna de las condiciones siguientes: Tres lecturas consecutivas de la celda de carga estables con deformación creciente sin necesidad de llegar a los 210s Alcanzar una deformación de 7 mm (que ocurre en 210s).
Figura 7 Colocación de la sonda y ejecución de la prueba Figura 5. Etapa de contacto de la sonda y el suelo, así como la identación
Figura 6. Etapa de contacto de la sonda y el suelo, así como la identación
La velocidad de extracción se controla visualmente con el seguimiento simultáneo del cronómetro y del micrómetro, logrando el movimiento sincronizado de una vuelta del cronómetro (30s) con una vuelta del micrómetro (1mm). Mediante la celda de carga se mide la fuerza T, mientras que la presión normal radial p r y el volumen de la sonda en los tiempos indicados (0s a 210s) se miden en la consola de la unidad de control. Al iniciar cada incremento se mide el volumen de la sonda (V d) hasta finalizar la prueba (Vf ) (Fig 7). El proceso de corte anterior, se repite para diferentes presiones radiales incrementales, que se programan de acuerdo con las condiciones estratigráficas presentes. Las presiones radiales se van incrementando sin exceder la capacidad de volumen de la sonda (700 cm 3), o bien, hasta llegar a ocho incrementos de presión radial.
Los resultados de cada ensaye se grafican en un plano cartesiano presión radial normal-esfuerzo cortante en la falla, definiendo así el ángulo de fricción interna del material y su cohesión. Para determinar los incrementos de presión es necesario conocer a priori la presión límite del suelo, así como las condiciones hidráulicas en el sitio, siguiendo para ello la guía que se muestra en la Tabla 2, donde ph es igual a: ph
H h0
(1)
Donde H es profundidad de la prueba y h o el nivel del agua en la perforación antes de la prueba. Tabla 2 Definición de los incrementos de presión radial (AFNOR, 2003) Presion Limite Presion durante las etapas 1 a 4 Mpa estimada del suelo Mpa 0.3
ph <1
pl ≥ 1
N°1 0.20
N°2 0.25
N°3 0.30
N°4 0.35
Presion durante las etapas siguientes Condicion
0.30
0.35
0.40
N°6
N°7
N°8
0 .4 0
0 .4 5
0 .5 0
0 .5 5
3
0 .4 5
0 .5 5
0 .6 5
0 .7 5
3
0 .4 5
0 .5 5
0 .6 5
0 .7 5
3
0 .5 5
0 .7 0
0 .8 5
1 .0 0
Vf > 350cm Vf
0.25
N°5 3
350cm
Vf > 350cm Vf
350cm
2.3 Análisis de datos La determinación de la resistencia del terreno se realiza a través del criterio de Mohr-Coulomb, obteniendo el ángulo de fricción interna, p, y la cohesión, cp. Para ello, se construye la gráfica presión radial normal corregida versus esfuerzo cortante, para cada uno de los incrementos de presión radial aplicados en la prueba de ficómetro.
GONZÁLEZ, J. L. et al.
La presión radial corregida, p c, se obtiene a través de las mediciones de la presión radial registrada en la unidad de control, mediante la expresión siguiente: pc
H h0
149
las muestras inalteradas del tipo triaxiales UU y CU y de corte directo UU.
(2)
Donde pc es el esfuerzo normal radial efectivo o corregido en las paredes de la perforación, pr es la presión radial registrada en la unidad de control, ph es la presión hidrostática a la profundidad de la prueba y pe es la presión necesaria para deformar al sistema, obtenida mediante calibración. El esfuerzo cortante actuando entre las paredes de la perforación y la sonda se calcula con la expresión siguiente: T
l
d s s
(3)
Donde T es la fuerza axial máxima registrada por la celda de carga, ls es la longitud de la sonda determinada y ds es el diámetro medio de la sonda en la falla (obtenido a través de la curva de calibración volumen-diámetro. Por otra parte, se realiza la gráfica de cambio de volumen (V f - V 0 ) contra presión radial corregida p c (Fig. 8). En esta gráfica se distinguen tres etapas: La etapa I del ensaye corresponde a la fase donde la sonda logra el contacto con las paredes del barreno, por lo que el cambio del volumen final contra inicial es importante; la etapa II corresponde a la rama de comportamiento elástico del material donde el cambio volumen es aproximadamente constante, y es precisamente en esta zona donde se obtienen los parámetros cp y p. La etapa III representa la rama de comportamiento no lineal, donde la presión aplicada excede el intervalo de comportamiento elástico del suelo, asociada a cambios de volumen importantes.
Figura 8
Resultados de ensaye de ficómetro
3 DESCRIPCION DE LOS SITIOS DE ESTUDIO En la Fig 9 se muestra la localización de cinco sitios donde se ha empleado el ficómetro, que corresponden a las zonas geotécnicas I y II de acuerdo con la zonificación geotécnica de RCDF (GDF, 2004), pero solamente en dos de ellos, Félix Cuevas y Talud 12+800 Chamapa Lechería, se cuenta con información suficiente para llevar a cabo estudios de correlación. El sitio Félix Cuevas se localiza en la calle del mismo nombre, entre las avenidas Cadis y Adolfo Prieto, en la Colonia del Valle. En este lugar se realizaron un total de 14 pruebas de ficómetro a profundidades variables entre 2.25m y 16.5m, distribuidos en cuatro sondeos, de acuerdo con lo indicado en la Fig 10. Adicional a las pruebas con ficómetros se llevaron a cabo ensayes con el presiómetro de Menard y pruebas de laboratorio en
Figura 9 Vista Satelital de la ubicación de los sitios donde se usado el ficómetro (InGeum-Google)
Figura 10. Ubicación de área de estudio dentro del sitio Félix Cuevas
150
Empleo del ficómetro en suelos duros y aluviales del valle de México
La estratigrafía encontrada consiste en intercalaciones de arenas arcillosas y arcillas limosas y arenosas, y con humedades variables entre 20 y 160%. En las tablas 3 y 4 se muestran los resultados encontrados tanto de los ensayes de campo con ficómetro y presiómetro, así como de pruebas de laboratorio. Tabla 3 Resultados de Pruebas de ficómetro presiómetros de Menard para el sitio Félix Cuevas.
y
ficometro
SONDEO
presiometro de Menard Modulo Presión Presión p Menard Limite Promedio l f 2 (kg/cm ) (grados) MPa MPa MPa
w
Nspt
cp
Profundidad a ( m)
SUCS
1
5.50
SC
37.47
5
0.75
24.5
6.5
0.71
0.49
2
8.50
SC
44.05
39
0.25
37.4
46.1
2.46
2.28
3
13.50
SC
29.63
55
0.22
38.4
35.7
2.49
2.03
4
16.50
SC
26.38
60
0.1
39.8
0.68
No M uest ra SM-1A
SM-4A 1
%
5.50
CL
50.43
15
0.38
3 3.6
11.5
1.14
2
8.50
CH
62.44
31
0.29
38.3
6.6
1.12
0.73
3
11.50
CL
157.47
50
0.24
44.7
48.0
2.35
2.35
4
15.50
SC
42.80
27
1.23
27.1
73.4
1.55
1.51
CL
48.50
28
0.32
37.3
0.09 0.20 0.10 1.05 0.61
19.5 30.9 38 25 36
SM-1 BUFALO 1 10.20 SM-VW 1 2.25 2 6.25 3 10.50 4 13.50 5 16.50
Figura 11. Ubicación de las pruebas de Ficómetro en el área de estudio Talud 12+800 Chamapa-Lechería.
Tabla 4 Resultados de las pruebas de laboratorio para el sitio Félix Cuevas.
Tabla 5 Resultados de pruebas de laboratorio Talud Chamapa-Lechería PHICOMETRO
SM-12+800 MUESTRA PROFUNDIDAD No
TX-UU c
DE
A
(m)
(m)
kg /cm
4.2
SM-1A 6 3.8 SM-2A 4 2.2 7 4.2 SM-3A 3 1.8 9 6.0 16 10.0 SM-4A 13 8.1 16 10.1 25 15.7 SM-1 BUFALO 7 4.7 12 8.5 15 10.6 SM-2 MORAS 6 4.2 12 8 13 9 14 10 19 16
2
CORTE DIRECTO c 2
°
kg/cm
°
0.37
10.0
0 .45
3.0 5.0
0.15 0.27
0.0 5.0
0.44
27.4
2.6 6.4 10.4
0.16 0.38 0.15
40.0 28.0 10.0
0.39
30.0
8.9 10.7 16.5
0.19 1.80
9.0 0.0
0.16 0.59 1.98
51.4 36.6 8.4
5.7 9.4 11.0
1.30
19.0 0.27
44.6
0.42
4.0
5.2 9.0 10.0 10.9 17.0
0.70 0.50 0.23 0.16
18.0 17.0 32.0 16.0
1.11 0.63
21.6 36.3
TX-CU c'
c kg/cm
Unidad
2
°
kg /cm
2
'
Estratigrafica
°
Depositos de talud
30.5
Toba Pumitica Flujo piroclastico
0.30
16.0
0.10
27.0
0.45
9.0
0.05
33.0
Por su parte, el sitio Talud 12+800 (Fig 11), se localiza a lo largo de la autopista Chamapa-Lechería donde se llevaron a cabo cinco pruebas a profundidades variables entre 5m y 25m (sondeo SM-12+780). En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas del ficómetro y laboratorio en el sitio Talud Chamapa Lechería.
Prueba Profundidad
No.
m
1
LABORATORIO TX-UU
SPT
cp
p
2
N
SUCS
kg/cm
°
golpes
5.5
0.4
27.2
22
CL
2
9.6
0.11 25.7
66
CL
3 4 5
13 18 25
0.45 38.7 50/13 0.38 34.8 50/5 0 64.0 50/15
CL CL CL
c
E 2
kg/cm kg/cm
2
° t/m3
0 .35
113.9
11 1.8
0.6
739
38 1.8
4 RESULTADOS 4.1 Curvas de resistencia Con base en los resultados de los estudios de campo con el ficómetro y presiómetro y de los de laboratorio, triaxiales UU y CU y corte directo UU, se obtuvieron para cada caso las curvas de resistencia al esfuerzo cortante siguiendo el criterio MohrCoulomb. En las Figs 11 y 12 se presentan las curvas de cedencia obtenidas en el sitio de Félix Cuevas para las profundidades de 8.5m y 11.5m, respectivamente. En ellas se observa que existe similitud entre las pruebas de ficómetro y corte directo UU (esta última produce valores ligeramente superiores a las del ficómetro), mientras que los resultados obtenidos de la prueba triaxial UU proporcionan valores bajos. Este comportamiento también fue observado previamente por López et al
GONZÁLEZ, J. L. et al.
(2012). Al comparar con la resistencia obtenida con el presiómetro, de acuerdo con el procedimiento de Schnaid (2009), Fig 13, se observa una resistencia menor para el caso de 8.5m de profundidad y muy similar para la profundidad de 11.5m.
151
Para el caso del sitio de Talud ChamapaLechería, se realiza de igual manera la comparativa de resultados para las profundidades de 5.5m y de 25m (Figs 14 y 15), donde las curvas de cedencia de la TX-UU son menores a las obtenidas con el ficómetro, que era de esperarse. 180 160 ) a P K ( e t n a t r o C o z r e u f s E
140 120 100 TX-UU 80 Phicometro 60 40 20 0
Figura 11. Curvas de cedencia Mohr-Colomb para ensayes localizados a 8.5m de profundidad en el sitio Félix Cuevas.
0.0
100.0
200.0
Esfuerzo Normal
n
300.0
(KPa)
Figura 14. Curvas de cedencia Mohr-Colomb para ensayes localizados a 5.5 m de profundidad en el sitio Talud Chamapa-Lechería. 450 400 ) a P K ( e t n a t r o C o z r e u f s E
350 300 250 200
TX-UU
150 100 ficometro 50 0 0.0
Figura 12. Leyes de cedencia Mohr-Colomb para ensayes localizados a 11.5m de profundidad en el sitio Félix Cuevas.
Figura 13. Esfuerzo cortante de la prueba de presiómetro (Schnaid, 2009).
50.0
100.0
150.0
Esfuerzo Normal
n
200.0
250.0
(KPa)
Figura 15. Leyes de cedencia Mohr-Colomb para ensayes localizados a 25m de profundidad en el s itio Talud ChamaLechería.
4.2 Correlaciones Al graficar el esfuerzo cortante resistente obtenido de la prueba de corte directo o la triaxial UU contra el de la prueba del ficómetro se construyen las gráficas de la Figs 16 y 17, donde se observa una correlación alta (=0.94) entre las resistencias del ficómetro y corte directo, mientras que para la triaxial UU dicha correlación es muy baja. Debido a que los datos empleados aún son muy reducidos, las correlaciones mostradas en las figuras mencionadas previamente son solamente ilustrativas de que existe equivalencia entre los resultados de corte directo y del ficómetro de corte directo y la relación es pobre entre el ficómetro y la triaxial UU, esta última generalmente da valores muy bajos. La
152
Empleo del ficómetro en suelos duros y aluviales del valle de México
correlación obtenida es también baja, 0.16, lo cual indica una dispersión alta al comparar los resultados de ambas pruebas. 300 f = 1.8391 cd - 170.69
o 250 r t e m 200 o c i F ) e a t P150 n K a t ( r f o 100 C o z r e 50 u f s E
= 0.9436
al comparar los esfuerzos resistentes. Con esta relación es posible dar una mejor calibración de los resultados de las pruebas de laboratorio de corte directo con respecto a una prueba de ficómetro. En este sentido, se muestra que las pruebas de laboratorio comparables con los resultados del ficómetro para los suelos estudiados son las pruebas de corte directo. Actualmente se encuentran en proceso el análisis de más pruebas de laboratorio incluyendo pruebas triaxiales CU para complementar los resultados anteriores. Asimismo, se realiza una comparativa de las trayectorias de esfuerzos de cada una de las pruebas para tener una mayor comprensión sobre las diferencias de resultados entre diferentes pruebas del mismo sitio y profundidad.
0 0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
Esfuerzo Cortante Corte Directo
cd
300.0
(KPa)
Figura 16. Correlación entre los esfuerzos cortantes resistentes obtenidos con el ficómetro y la prueba de corte directo.
6 REFERENCIAS López V. Sosa F. y Santoyo E., (2010). “Aplicacion del Phicometro en el analisis de la estabilidad de taludes” Memorias XXV Reunión Nacional de Mecánica de Suelos, Publicación SMMS,
300 o r t e 250 m o c i 200 F ) e t a n P K150 a ( t r f o C 100 o z r e 50 u f s E
f = 1.2358 TX-UU + 110.85 = 0.1608
Acapulco, Guerrero, Vol. 3: 1261-1268. Katzenbach R. Gutberlet Ch. y Wachter S. (2007). Coupled Pressuremeter-Phicometer Analysis for Soil Exploration. Conference on Field Measurements in Geomechanics (FMGM2007). Boston, MA. Schnaid, R. (2009). In situ testing in geomechanics. The Main test. Taylor y Francis. Philipponnat, G. (1986). “Interpretation of in situ test”. Revue Francaise de Geotechnique No. 35. Philipponnat, G. (1993). “Interpretation of in situ test”.
0 0
50
100 150 200 250 300
Esfuerzo Cortante TX-UU
TX-UU (KPa)
Figura 17. Correlación entre los esfuerzos cortantes resistentes obtenidos con el ficómetro y la TX-UU.
5 CONCLUSIONES A la luz de los resultados obtenidos en dos sitios ubicados en la zona de transición y lomas de la cuenca del Valle de México se obtienen las siguientes conclusiones: Existe similitud entre las resistencias al esfuerzo cortante obtenidas con el ficómetro y la prueba de corte directo, con un coeficiente de correlación alta (0.94). Esta tendencia también se observa con la resistencia obtenida con el presiómetro, aunque la similitud es menor. Al comparar los resultados de las prueba triaxial UU con el ficómetro, se observa que la primera es mucho menor y que existe una dispersión importante
Revue Francaise de Geotechnique No. 65. Zerhouini M. Dhouib A. y Perello D. (2002) “In situ shear resistence measurement in special materials using a Phicometer” Parametres de
calcul geotechnique Megnan(ed) Presses de Tenpc/lcpc, Paris.
