Penetracion Estatica y Dinamica

Trabajo de investigación: METODOS DE INVESTIGACION INVESTIGACION GEOLOGICA-GEOTECNICA GEOLOGICA-GEOTECNICA

INDICE:

I.

INTRODUCCION .............................................................. ..................................................................................................................... ....................................................... 2

II.

OBJETIVOS ...................................................................... ............................................................................................................................. ....................................................... 2

III.

CLASIFICACION DE LOS MÉTODOS DE INVESTIGACION ................................................... 3

A.

CALICATAS O POZOS DE EXPLORACIÓN .................................................................... ............................................................................ ........ 3 1.

Calicata poco profunda ................................................................... ................................................................................................. .............................. 3

2.

Calicata profunda, profunda, pozo (vertical) y galería (horizontal o inclinada) de inspección ..... 4

3.

Relleno de las excavaciones ......................................................... .......................................................................................... ................................. 4

B.

SONDEOS MECÁNICOS O MANUALES ......................................................... ............................................................................... ...................... 5 1.

Perforación manual con pala barreno........................................................ barreno........................................................................... ................... 5

2.

Perforación mediante equipo manual .................................................................. .......................................................................... ........ 5

3.

Perforación mediante pala barreno mecánica (hélice continua).................................. 5

4.

Perforación a rotación ..................................................................... ................................................................................................... .............................. 6

5.

Perforación a percusión ............................................................... ................................................................................................ ................................. 7

6.

Perforación con lavado ................................................................... ................................................................................................. .............................. 7

C.

PRUEBAS DE PENETRACIÓN ESTÁTICA O DINÁMICA ........................................................ 8 1.

Generalidades ................................................................... ............................................................................................................... ............................................ 8

2.

Penetración dinámica...................................................................... dinámica.................................................................................................... .............................. 9

3.

Penetración estática o ensayo ensayo de penetración de cono ............................................. 11

4.

Penetración estática- dinámica ............................................................... ................................................................................... .................... 18

D.

MÉTODOS GEOFÍSICOS .......................................................... .................................................................................................... .......................................... 20 1.

Historia de de la geofísica de exploración y tendencias tendencias actuales .................................... 20

2.

Tendencias actuales .......................................................... .................................................................................................... .......................................... 21

3.

Factores que que gobiernan gobiernan la aplicación de la geofísica geofísica de exploración exploración ......................... 21

4.

Objetivos de la geofísica aplicada ........................................................... ............................................................................... .................... 22

5.

Relación: señal-mensaje-ruido. señal-mensaje-ruido. ............................................................... ................................................................................... .................... 22

6.

Métodos geofísicos y propiedades envueltas ............................................................. 23

7.

Clasificación de los métodos de exploración geofísica ............................................... 23

8.

Estructuras geológicas y fundamentos fundamentos de la geofísica geofísica de exploración exploración ....................... 24

IV.

CONCLUSIONES .......................................................... ............................................................................................................... ..................................................... 25

V.

RECOMENDACIONES .................................................................... ........................................................................................................... ....................................... 25

VI.

BIBLIOGRAFIA ............................................................. .................................................................................................................. ..................................................... 25

ALFREDO GERONIMO PANTI PANTI HUACCA

1

Trabajo de investigación: METODOS DE INVESTIGACION INVESTIGACION GEOLOGICA-GEOTECNICA GEOLOGICA-GEOTECNICA

I.

INTRODUCCION

Para realizar una investigación geotécnica, existen una gran cantidad de métodos que generalmente se utilizan combinados con el fin de cubrir los requerimientos técnicos exigidos por el proyecto y por la diversificación de los tipos de subsuelo encontrados. En este trabajo de investigación nos enfocaremos principalmente a las pruebas de penetración estática y dinámica, las cuales son útiles para el reconocimiento y análisis de la densidad aparente del suelo debido a la compactación que ha adquirido gran desarrollo, existiendo una diversidad tanto de tipos, teorías y reglas para interpretar los resultados.

II.

OBJETIVOS







Identificar y desarrollar los métodos de investigación geológicageotécnica más usados en el campo de la ingeniería civil. Dar a conocer algunas aplicaciones de los métodos de investigación geológica-geotécnica (ensayos de penetración estática y dinámica) en el campo de la ingeniería civil. Profundizar y ampliar los conocimientos conocimientos adquiridos adquiridos acerca de los métodos de investigación geología –geotécnica.

ALFREDO GERONIMO PANTI PANTI HUACCA

2

Trabajo de investigación: METODOS DE INVESTIGACION GEOLOGICA-GEOTECNICA

III.

CLA SIFICA CION DE LO S MÉTODOS DE INVESTIGACION

A.

CALICATAS O POZOS DE EXPLORACIÓN 1.

Calicata poco profunda

Generalmente las calicatas poco profundas son excavadas mediante una retroexcavadora montada sobre una unidad tractora a efectos de facilitar su desplazamiento y ubicación en obra, aunque también pueden ser realizadas manualmente mediante picos y palas. Esta metodología se debe utilizar en suelos factibles de ser excavados y donde las paredes de dicha excavación sean susceptibles de mantenerse estables sin necesidad de una estructura de contención temporaria. La profundidad máxima de estas calicatas será de 4 m. Cuando sea necesario el ingreso de personal a las calicatas, se deberá garantizar la seguridad de los mismos y de los equipos frente al colapso repentino de las paredes de la excavación. Esto deberá ser realizado, cuando las condiciones geotécnicas así lo ameriten, mediante estructuras de contención temporarias.

Calicata poco profunda de 3 m

ALFREDO GERONIMO PANTI HUACCA

3


2.

Calicata profunda, pozo (vertical) y galería (horizontal o inclinada) de inspección

Las calicatas profundas, los pozos y las galerías de inspección deberán ser normalmente excavados a mano a medida que se sustenten sus paredes mediante métodos tradicionales, siendo la profundidad mínima de 4 m. En el caso de pozos de inspección de aproximadamente 1 m de diámetro, y cuando las condiciones geotécnicas lo permitan, se podrá utilizar para la perforación equipo mecánico a rotación. En la eventualidad de que las paredes sean desmoronables, se deberá utilizar un encamisado temporario para brindar condiciones adecuadas de seguridad al personal dentro del pozo de inspección.

Galería y calicata profunda de 5 m

3.

Relleno de las excavaciones

El relleno deficientemente compactado de las excavaciones puede originar el hundimiento de la superficie de las mismas y el surgimiento del agua subterránea. Esta última consecuencia puede acarrear serias complicaciones en predios donde haya que realizar excavaciones profundas o túneles durante la etapa constructiva y, asimismo, ser causa de la futura contaminación del acuífero.


4


B.

SONDEOS MECÁNICOS O MANUALES 1.

Perforación manual con pala barreno

El método de perforación mediante pala barreno utiliza un equipo liviano operado por un perforista, donde el descenso y ascenso de la pala barreno y de las barras de perforación en la perforación no requiere del auxilio de un trípode con poleas. Este tipo de exploración no utiliza encamisado y la muestra de suelo recuperada es totalmente alterada, siendo solamente apropiada para realizar la inspección tacto-visual de la misma y su clasificación.

2.

Perforación mediante equipo manual

El método de perforación mediante equipo manual, generalmente consta de un malacate o guinche de 500 a 1 000 kg de capacidad, accionado por un motor a explosión o diésel, combinado con un trípode que permite el descenso y ascenso del tren de barras de perforación. Este procedimiento es apto para suelos y rocas blandas alteradas. Las herramientas de perforación y las camisas empleadas tienen una gran variedad de diámetros, en virtud del objetivo perseguido, pero normalmente oscilan entre 100 mm y 300 mm.

3.

Perforación mediante pala barreno mecánica (hélice continua)

El sistema de hélice continua se utiliza normalmente con un alma hueca para perforaciones en suelos cohesivos. Los diámetros usuales de las hélices continuas son de 75 mm y 125 mm que producen perforaciones de 150 mm y 250 mm de diámetro respectivamente. Los detritos de la perforación son extraídos a la superficie mediante la misma hélice, que trabaja como un tornillo de Arquímedes, obteniéndose una muestra muy alterada que dificulta la identificación de la profundidad de donde se la obtuvo.


5


A efectos de subsanar este inconveniente, se recomienda obtener muestras por dentro de la hélice continua a intervalos regulares.

4.

Perforación a rotación

La perforación a rotación constituye el método más eficiente para la exploración en roca, donde la corona sacatestigo rota en el f ondo de la perforación. Las dos metodologías de perforación a rotación que existen son las siguientes. El primer procedimiento desgasta el material rocoso mediante una corona sacatestigo ciega o de extremo cerrado, donde la roca es reducida, en el diámetro de la perforación, a polvo o fragmentos de menor tamaño para ser recuperados mediante el retorno de la inyección. El ALFREDO GERONIMO PANTI HUACCA

6


segundo procedimiento consiste en cortar el manto rocoso mediante una corona de extremo anular abierto donde el testigo obtenido va penetrando por el interior de la herramienta a medida que la perforación avanza. En el caso que haya que estabilizar las paredes de la perforación o impermeabilizarla para evitar la pérdida del fluido de perforación por las fisuras del macizo rocoso, se deberá utilizar una camisa temporaria. En forma alternativa se podrán utilizar lodos de perforación.

5.

Perforación a percusión

Esta metodología no es de aplicación habitual en las investigaciones geotécnicas por cuanto no permite la obtención de testigos de calidad adecuada para la realización de los ensayos de laboratorio necesarios para la determinación de los parámetros ingenieriles a ser utilizados en el diseño de las obras de Ingeniería Civil. La caracterización mineralógica de los suelos y rocas integrantes del subsuelo sólo se puede realizar mediante la realización de ensayos a ser efectuados sobre los residuos de la perforación recuperados a través del retorno de la inyección (aire, agua, fluidos, etc.).

6.

Perforación con lavado

La técnica del lavado de la perforación se adecua mejor a las exploraciones realizadas en arenas, limos y arcillas siendo, generalmente, práctica habitual en aquellas de diámetro igual o mayor que 75 mm. El suelo del fondo de la perforación se encontrará alterado por la acción de la herramienta cortante que lo rompió formando los detritos de perforación. A esta situación se le debe adicionar los desmoronamientos que puedan sufrir las paredes de la exploración y que quedan depositados en el fondo de la misma. Estos materiales que no son representativos del estrato perforado deberán ser extraídos de la perforación antes de comenzar las tareas de muestreo del manto correspondiente. Los sedimentos recuperados no deberán ser descartados como muestra porque representan la estratigrafía penetrada El fluido deberá ser filtrado o decantado en piletas de decantación, previamente a su reutilización y reinyección en la perforación. ALFREDO GERONIMO PANTI HUACCA

7


C.

PRUEBAS DE PENETRACIÓN ESTÁTICA O DINÁMICA 1.

Generalidades

Los ensayos de penetración consisten básicamente, en introducir desde la superficie del terreno una herramienta aguzada (denominada puntaza) hasta llegar a los mantos resistentes. Estos métodos son de gran utilidad para detectar estratos muy finos de material blando y para obtener un alto rendimiento en forma económica durante una investigación geotécnica. En la actualidad se han desarrollado dispositivos altamente tecnificados, que permiten no sólo detectar los estratos más resistentes sino también medir la capacidad de carga a diferentes profundidades, así como obtener muestras de alta calidad, medir la presión de poros, etc. Existen dos tipos distintos de metodologías, asociadas a la manera de hacer penetrar la herramienta de investigación. La primera consiste en la penetración por impacto de un martillo especial en la parte superior del dispositivo, denominada penetración dinámica, mientras que la segunda se basa en aplicar una presión estática para forzar la penetración a lo largo del perfil, y se la denomina penetración estática. Los ensayos de penetración presentan las siguientes ventajas e inconvenientes: 

Ventajas: Son técnica, rápidas y económicas Existe una amplia experiencia y correlaciones con muchos otros ensayos.  



Inconvenientes: No se obtiene muestra del terreno (es un método indirecto). La energía suministrada en el penetrometro está normalizada .pueden presentarse problemas en materiales muy compactos o muy blandos Un reconocimiento basado únicamente en penetraciones puede originar un estudio geotécnico solo calificable de nefasto.  




8


2.

Penetración dinámica a)

Generalidades

Este ensayo consiste en la inca en el terreno de una puntaza maciza situada en el extremo de una varilla, determinándose la longitud de penetración en función del número de golpes y de la energía liberada en cada uno de ellos. Es el ensayo in situ más usual. La hinca se consigue golpeando el varillaje en su parte superior con una maza normalizada en caída libre. El varillaje tiene un diámetro inferior a l de la puntaza para evitar .en lo posible, el rozamiento del mismo con el suelo. La resistencia del terreno a la penetración dinámica se expresa por el número de golpes necesarios para clavar la varilla una longitud de 10 o 20 cm según el método empleado. Dichos números de golpes se digna generalmente por N20 o N10.la velocidad de golpeo de la maza se debe estimar a razón de 30 golpes por minuto. La herramienta que se usa suele ser crónica con ángulo en l a punta de 90° aunque en algunos tipos puede variar. El peso de la maza que golpea es variable según el pito de ensayo que se realiza. Se dará por finalizado el ensayo cuando sea necesario un numero de golpes superior a 100 para una penetración de 20 cm, o bien se contabilicen 3 tandas de 75 o más golpes para 3 avances consecutivos de 20 cm.


9


En la actualidad, el ensayo más frecuente es el DPSH, que se rige por la norma UNE 103801/94. El ensayo de penetración dinámica continua tipo Borros, en el pasado más extendido, está cayendo en desuso a favor del ensayo DPSH. Aparte de estos, existen dos ensayos más, denominados DPH (ensayo pesado) Y DL030 (ensayo ligero). Con este tipo de ensayo no se obtiene muestra de terreno, ya que es un método indirecto. Por ello, estas pruebas deben ser complementarias a otras, mediante las que se obtenga muestra de terreno, como sondeos o calicatas. Puede utilizarse en arenas sueltas a muy compactas, en limos, gravas arcillosas y arenosas sueltas a medianamente compactas. La relación entre los resultados obtenidos y los parámetros del terreno deducidos en suelos coherentes (arcillas) deben ser suficientemente contrastadas mediante la experiencia local. No debería utilizarse en bolos, gravas compactas o muy compactas y suelos cementados o muy consolidados.

NOTA: El ensayo de penetración dinámica no se debe utilizar para el diseño de estructuras geotécnicas. Al igual que otros métodos de penetración, este puede brindar resultados que induzcan a una interpretación geotécnica equivocada si no se los corrobora con otros métodos de exploración, ante la posibilidad de encontrarse en presencia de suelos con gravas de gran tamaño o bloques, los cuales pueden ser confundidos con el techo de roca. ALFREDO GERONIMO PANTI HUACCA

10


b)

Aplicaciones

Se puede determinar la resistencia a la penetración del suelo, mediante la siguiente formula:

3.

Penetración estática o ensayo de penetración de cono a)

Generalidades

la prueba de penetración estática CPT consiste en la medición de la resistencia a la penetración mecánica de una puntaza de medidas y características estandarizadas ,empujada al terreno mediante un carga variable que posibilite una velocidad de avance constante (2 cm/s)

La resistencia al avance de la puntaza se determina mediante la lectura de un manómetro acoplado al circuito hidráulico que proporciona la carga sobre la puntaza.


11


Para su realización se necesita que el vehículo que aporta el penetrometro este anclado o lastrado. Son ensayos que proporcionan una medida indirecta, continua o discontinua de la resistencia o deformabilidad del terreno, determinándose estas propiedades a través de correlaciones empíricas establecidas en la bibliografía geotécnica. El tipo de equipamiento utilizado se deberá registrar, dado que la interpretación de los resultados obtenidos depende de él. Existen 2 variantes del ensayo: 



Con cono fijo, obteniéndose una medida que engloba la resistencia en Punta y el rozamiento lateral de útil de penetración, con el que no pueden separarse estas resistencias. Con cono móvil desplazado a voluntad con respecto a las varillas que lo soportan y mediante el cual se puede medir separadamente la resistencia en punta y el rozamiento lateral.

Utilizando el piezocono (punta con sensores electrónicos), se puede mejorar notablemente la precisión de los datos obtenidos en las pruebas estáticas y su capacidad de almacenamiento al acudir a un registro continuo del empuje ALFREDO GERONIMO PANTI HUACCA

12


,los valores en resistencia en punta y de fricción a lo largo de toda la duración del ensayo.

Si adicionalmente que permita el registro de la presión hidrostática en los poros (U), el Angulo de inclinación de la batería de las varillas, y el tiempo de disipación (tiempo que pasa entre la medición del valor de la sobrepresión obtenida en la fase del empuje y la presión medida en la fase de relajación del empuje), se estará realizando lo que se denomina como ensayo CPTU, que permite obtener datos muy valiosos para determinar las tenciones efectivas de corte. b)

Aplicaciones



El penetrometro de cono estático mide el esfuerzo necesario para el desplazamiento lento de un cono dentro del suelo. Las puntas del cono varían de 30°-90° y de 36°50° mm de diámetro. El cono provee información sobre la resistencia a intervalos muy pequeños.



Durante esta prueba la resistencia al corte se obtiene mediante la relación matemática que está en función del Angulo con que se introduce el cono y la fuerza utilizada para dicho fin. Con el valor de la resistencia a la penetración del cono se puede obtener del Angulo de fricción o la cohesión C utilizando las correlaciones respectivas. ALFREDO GERONIMO PANTI HUACCA

13




c)

La resistencia del cono estático puede ser utilizada para calcular la capacidad de soporte, densidad y la resistencia de los suelos para partículas menores que el tamaño del cono .algunos conos tienen un medidor electrónico que dan información más exacta.

Pen etr ó m etr o de co no ho lan d é s m ecáni co

Este sistema se utiliza principalmente para obtener la prospección geotécnica con el objetivo del diseño de fundaciones. Existen dos sistemas mecánicos, el cono con manto y el cono deslizante para fricción.


14


En ambos sistemas, el cono es introducido en el terreno mediante la aplicación de una presión estática vertical sobre la cabeza del tren de barras exterior. En el caso del cono con manto, la fuerza ejercida por la punta del cono es medida por una celda de carga hidráulica dispuesta en el equipo a nivel del terreno natural mientras se aplica presión sobre las barras interiores, unidas solidariamente al cono, que deslizan libremente del tren de barras exterior. En el caso del cono para fricción, la primera parte de la maniobra es similar a la anterior, mientras que en segunda instancia se desplaza el manguito encargado de medir la fricción local. Este procedimiento se repite a intervalos de 0,20 m hasta llegar al fin de la exploración.


15


d)

Penetr ómetr o de co no ho land é s electr ónic o

Bajo esta denominación existen varios tipos de sistemas que se basan, fundamentalmente, en la instrumentación del cono y del manguito con deformímetros de cuerda vibrante o resistivos para medir la resistencia de punta y por fricción. Durante la exploración, el sistema es introducido en el suelo a una velocidad de penetración constante mientras los sensores registran las mediciones y son conducidos hasta la superficie por un sistema de cables que pasan por dentro del tren de barras exterior. Estos valores son automáticamente graficados durante la ejecución del ensayo y guardados dentro del sistema de adquisición de datos (SAD) para un análisis posterior. De esta manera se pueden obtener los resultados inmediatamente después de la exploración. Se recomienda disponer de un inclinómetro dentro del sistema de barras exteriores, con el fin de poder monitorear si éste se desvía de la vertical


16


e) Característic as de lo s eq uip os, medido res y velocidad de penetración

p recisión

en

Las siguientes especificaciones son de aplicación tanto a los penetrómetros de cono mecánico como eléctrico: 

 



f)

La sección transversal del cono debe ser de 1000 mm2 y el ángulo central del mismo de 60° El área exterior del manguito debe ser de 15000 mm2 La velocidad de penetración será de 20mm/s (±5mm/s) La medición de la fuerza aplicada debe ser realizada con una sensibilidad del 5 % Ventajas y limitaciones

El penetrómetro de cono holandés es un método exploratorio rápido y económico, comparado con los procedimientos convencionales de perforación, muestreo y ensayos de laboratorio, siendo la mejor herramienta disponible para el diseño de fundaciones profundas, por cuanto puede medir la resistencia por punta y fuste. Asimismo es de gran utilidad para obtener parámetros en forma continua que caractericen el perfil geotécnico, mediante la relación entre la resistencia por punta y friccional. No obstante, se recomienda tomar muestras representativas con el fin de determinar las propiedades de los estratos atravesados. ALFREDO GERONIMO PANTI HUACCA

17


g)

Presentación de resultados

Los resultados obtenidos de las mediciones de resistencia por punta, fricción local, fricción total, resistencia total y el cociente entre resistencia friccional y por punta deberán ser graficados en función de la profundidad y se los deberá acompañar de las correspondientes tablas de valores medidos.

4.

Penetración estática- dinámica a)

Generalidades

El ensayo de penetración estándar SPT es un ensayo poco preciso en el caso de los materiales sueltos y tiende a dar resultados no representativos de la real compacidad relativa en suelos cohesivos, especialmente cuando se está trabajando por debajo del nivel de aguas subterráneas. Por otro lado, la utilización del ensayo de cono holandés queda limitado por la presencia de limos y arcillas muy duros, gravas densas, bloques o rocas. El ensayo de penetración estático-dinámico combina los métodos antedichos, tratando de suplir sus limitaciones. b)

Caract erísti cas de los equ ipo s

El equipo utilizado durante la parte estática del ensayo es el cono holandés que se debe introducir en el suelo de igual manera que durante el ensayo de penetración estático. Durante la etapa dinámica, el cono junto al tren de barras se deberá hincar mediante el empleo de un martillo de caída libre conforme al ensayo de penetración estándar. Debido a que las barras exteriores utilizadas para el ensayo de cono no soportan el efecto dinámico, las mismas deberán ser reemplazadas por barras de 35 mm de diámetro exterior y con una calidad de acero similar a las utilizadas para el ensayo estándar de penetración, que serán empleadas conjuntamente con las barras interiores del ensayo estático.


18


c)

Procedimiento del ensayo

El penetrómetro es hincado directamente en el terreno, en tramos de 75 mm y el número de golpes impuesto se deberá registrar para cada intervalo. Una vez alcanzada la profundidad de 300 mm se deberá realizar un ensayo estático de cono (ver norma IRAM en preparación). Posteriormente se deberán repetir las maniobras hasta alcanzar la profundidad deseada. d)

An álisis de los result ados

Los resultados obtenidos durante el ensayo estático deberán ser interpretados de igual manera que en un ensayo de penetración estática convencional, mientras que los registros obtenidos de la hinca podrán ser correlacionados con el número de golpes obtenido de los ensayos estándar de penetración realizados cerca de los de penetración estática-dinámica.


19


D.

MÉTODOS GEOFÍSICOS

La exploración geofísica comprende una amplia gama de disciplinas entre las que se pueden mencionar : geología, física, química y electrónica. La geología se encarga del estudio de la historia y desarrollo de la Tierra mediante la observación y estudio de las rocas. La química es la ciencia que penetra en el conocimiento de las substancias tanto en elementos como en compuestos, y las leyes que rigen sus combinaciones y reacciones. Por su parte, la física es la ciencia que escudriña y define las propiedades de la materia y la energía. Estas disciplinas se encuentran intrínsecamente relacionadas en la “Geofísica”, pudiéndose dividir en dos grandes ramas: GEOFÍSICA PURA, dedicada exclusivamente al estudio de la física de la Tierra sólida. GEOFÍSICA APLICADA o EXPLORACIÓN GEOFÍSICA, Se puede considerar como el arte de aplicar las ciencias físicas al estudio de la estructura y composición de las diversas capas de la Tierra; es la que se dedica a la aplicación de los principios específicos en la investigación de los depósitos económicamente explotables, o en el conocimiento de las condiciones físicas del subsuelo en proyectos de cimentaciones de obras importantes.

Bases de los métodos geofísicos de exploración utilizados en la ingeniería civil :

1.

Historia de la geofísica de exploración y tendencias actuales

El desarrollo de la prospección geofísica data desde 2700 a.C. de manera indirecta hasta las contribuciones recientes de los países desarrollados, ejerciendo la percepción remota para los estudios de astrogeofísica, imágenes satelitales, y fotografías aéreas, entre otros.


20


2.

Tendencias actuales

El desarrollo tecnológico y la necesidad de solucionar situaciones del medio físico han contribuido al crecimiento y diversificación de la geofísica aplicada. Se han creado aparatos más sensibles, con los que es posible detectar objetivos económicamente importantes localizados a profundidades diversas; los satélites que escudriñan la Tierra y los astros proporcionan información valiosa y detallada; el desarrollo de las técnicas del filtrado lineal y los elementos finitos hacen cada vez más poderosa la simulación numérica en la solución inversa. Las aportaciones de la sismología de refracción para medir parámetros mecánicos elásticos en suelos y rocas, ha permitido la construcción de túneles, puentes y otro tipo de infraestructura de magnitud nacional. Los incontenibles adelantos en el arte del estado sólido de la electrónica, y la refinación de transductores condujeron a aplicar la técnica del radar de penetración terrestre en el reconocimiento del subsuelo y estructuras, el estado que guardan estas, así como detectar eventualidades geológicas que ponen en riesgo potencial una obra civil. En la UPC de Barcelona, España se ha buscado integrar y relacionar en los últimos años las deformaciones no solamente a las cargas, sino también a las transformaciones por cambios químicos. Sus formulaciones en cuanto a ecuaciones constitutivas están sumamente adelantadas, y sin duda lo lograrán con la prospección geofísica al integrar los métodos sísmico y eléctrico principalmente.

3. Factores que gobiernan la aplicación de la geofísica de exploración Como se apuntó, la exploración geofísica es el arte de aplicar las ciencias físicas al estudio de la estructura, y composición de los materiales geológicos y recursos naturales (agua, petróleo, vapor, minerales) que representan un interés económico para el hombre. La aplicación de las diversas técnicas geofísicas de exploración depende fundamentalmente de la existencia en el subsuelo de cuerpos físicos, químicos o físico-químicos contrastantes.


21


Una limitación primordial en la aplicación de cualquier método es la carencia de un suficiente contraste de alguna propiedad física o química; las limitaciones son causadas directa o indirectamente por esto. En la actualidad, en vez de decir que un instrumento no es suficientemente sensible o potente, se externa que los cuerpos en el subsuelo presentan un paupérrimo contraste en sus propiedades respecto al medio encajonarte.

4.

Objetivos de la geofísica aplicada

Los objetivos de la prospección geofísica, utilizando los contrastes y variaciones de las propiedades físico-químicas, son localizar en el subsuelo estratos (de rocas, tobas, suelos) que representen masas resistentes, y, que puedan soportar una obra civil; además de localizar yacimientos de: agua, petróleo, gas, vapor, y minerales de interés económico para el hombre; así como en el monitoreo de flujo y transporte de contaminantes; mapeo de eventualidades geológicas que representen un riesgo potencial para las obras civiles; mediante la percepción remota localizar yacimientos. En astrogeofísica discernir acerca de los elementos y compuestos constitutivos de las estrellas y planetas.

5.

Relación: señal-mensaje-ruido.

El explorador debe comprender y diferenciar perfectamente en la señal medida si está afectada por ruido. Se puede establecer la relación siguiente:

Señal = mensaje + ruido Existen tres tipos de ruido que se pueden acoplar a la señal: instrumental, operador y geológico. a)

Instrumental

Por el desarrollo del arte del estado sólido de la electrónica, el ruido instrumental en la actualidad se puede considerar despreciable; solamente alguna descompostura podría provocarlo.


22


b)

Operador

Puede ser introducido en las medidas a través de las brigadas de campo, o por descuido durante el levantamiento. c) Geológico Consiste a “grosso modo”

en la contribución a la

respuesta total, de las formaciones geológicas que no son de interés para el proyecto.

6.

Métodos geofísicos y propiedades envueltas

Los métodos geofísicos de exploración pueden agruparse en cuatro tipos: a)

Activos

Es cuando se estimula el subsuelo por medios artificiales. Un ejemplo son los métodos eléctricos. b)

Pasivos

En este tipo se detectan las variaciones naturales de los campos más comunes: magnético y telúrico. c)

Es táti co s

En ellos se mide la variación espacial de un campo estático (no variante en el tiempo) como puede ser el campo gravitacional. d)

Di nám ic os

Miden la variación espacial de los campos transitorios, como lo es el electromagnético.

7.

Clasificación de los métodos de exploración geofísica

La tabla 1.1 muestra los métodos geofísicos de exploración, y las propiedades fundamentales asociadas en qué se sustenta su poder de resolución:


23


Conocer las variaciones y relaciones entre las propiedades geofísicas descritas, permite resolver diversos problemas de ingeniería geológica, y en geología económica.

8. Estructuras geológicas y fundamentos de la geofísica de exploración La selección de un método geofísico apropiado para una exploración depende de las características de las estructuras geológicas, y de las condiciones del terreno. Las rocas sedimentarias marinas muestran estratificación y pliegues bien definidos, como son monoclinales, sinclinorios, anticlinorios y domos; las rocas ígneas presentan una estratificación compleja, usualmente lentes, intrusiones e ínterdigitaciones difíciles de observar para la exploración geofísica, ya que ésta se basa en medios homogéneos, isótropos, horizontales, y de extensión infinita. Los materiales granulares son más accesibles para su estudio, debido a los procesos de transporte y estratificación.


24


IV.

CONCLUSIONES 

Los métodos geofísicos se aplican considerando siempre cuatro variables importantes: Profundidad Geometría del objetivo en estudio La propiedad que se desea investigar   

 Los

métodos geofísicos pueden mitigar los riesgos en zonas de alta vulnerabilidad.



Por medio de este trabajo se llegó a la conclusión que los resultados de los métodos indirectos (penetración estática o dinámica) deberán ser comprobados con un métodos directo (calicatas o trincheras) antes de que se tomen las decisiones.



La resistencia del cono estático puede ser utilizada para calcular la capacidad de soporte, densidad y la resistencia de los suelos para partículas menores que el tamaño del cono .Algunos conos tienen un medidor electrónico que dan información más exacta.



Por medio del ensayo de penetración dinámica se puede determinar la resistencia a la penetración del suelo.

V.

RECOMENDACIONES  

VI.

Durante la planificación de una campaña geotécnica, se deberán considerar las condiciones de seguridad del personal involucrado. En la eventualidad de encontrar, durante la investigación geotécnica, elementos o estructuras de valor arqueológico se deberá informar inmediatamente a la Inspección de Obra y a la Autoridad competente.

BIBLIOGRAFIA

Páginas web:    

https://es.scribd.com/doc/298560557/3/Pruebas-de-Penetracion-Estatica-o-Dinamica http://www.jorgealvahurtado.com/files/Exploracion%20Geotecnica.pdf http://etsa.udc.es/web/wp-content/uploads/2012/07/Geot%C3%A9cnico-ArteixoTorre.pdf http://www.geofisica.cl/English/pics6/Introduccion_a_la_Geofisica.pdf ALFREDO GERONIMO PANTI HUACCA

25



26

Penetracion Estatica y Dinamica

Recommend Documents