POSIBILIDADES DEL ENSAYO

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Mariano Bustos Cáceres
hace 7 años
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1 U.P.C. CEDEX EL ENSAYO PRESIOMÉTRICO EN EL PROYECTO GEOTÉCNICO 1 de Septiembre 29 OBTENCIÓN DE PARÁMETROS GEOTÉCNICOS MEDIANTE EL ENSAYO PRESIOMÉTRICO AUTORA : HERMINIA CANO LINARES Dra. Ing. de Caminos, C. y P. 1 POSIBILIDADES DEL ENSAYO España: Se ha extendido y generalizado el empleo del ensayo presiométrico Aplicación más extendida : Obtención de módulos de calidad in situ El ensayo presenta otras posibilidades: Diseño geotécnico (C.S y C.P) OBTENCIÓN DE PARÁMETROS GEOTÉCNICOS FORMA DE LA CURVA PRESIOMÉTRICA Tipo de ensayo: PBP (Pre-perforado), SBP (autoperforado), PIP (Hincado) Clasificación de suelos PARÁMETROS GEOTÉCNICOS COEFICIENTE DE EMPUJE AL REPOSO: K MÓDULOS DE DEFORMACIÓN: E o G RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADO: Cu ÁNGULO DE ROZAMIENTO INTERNO: COEFCIENTE DE CONSOLIDACIÓN: Ch 2

2 FORMA DE LA CURVA PRESIOMETRICA SEGÚN TIPO DE ENSAYO: CURVA CARACTERÍSTICA CALIDAD DE LA PERFORACIÓN 3 FORMA DE LA CURVA PRESIOMÉTRICA: TIPO DE SUELO SBP (Autoperforador) p2 p = x1 p P 2 h 4

3 FORMA DE LA CURVA PRESIOMÉTRICA: TIPO DE SUELO TIPO MÉNARD PBP (Pre-perforado) Tipo de terreno Em/P L Arena floja 4-7 Arena de compacidad media 7-1 a densa Arcilla blanda saturada 8-1 (fango) Arcilla de consistencia 8-1 blanda a firme Arcilla de consistencia firme 1-2 a muy firme Loess 12-1 Roca fracturada 8-4 EJEMPLOS DE APLICACIÓN: SUELOS DE MADRID Tipo de suelo E m /P L Arena tosquiza 17 Tosco 19 Peñuela 4 Suelos de Madrid Materiales terciarios muy sobreconsolidados Arcillas preconsolidada: Peñuela Limos arcillosos y arcilla: Tosco Arenas con limos: Arena de miga PRESIÓN DE EMPUJE AL REPOSO Y K MÉTODO 1: PBP (Pre-perforado) ANÁLISIS COMPARADO DE LAS CURVAS PRESIOMÉTRICA Y DE FLUENCIA 6

4 PRESIÓN DE EMPUJE AL REPOSO Y K 8 7 PBP (Pre-perforado) Ejemplo de aplicación: Casón del Buen Retiro (Madrid) Tosco arenoso Prof: 14m P h =3 Kg/cm2 Py=3 Kg/cm2 P L* = P L -P oh =6-3=7 Kg/cm P L PRESIONES (Kg/cm2) 4 3 PRESIONES (Kg/cm2) 4 3 Py'=3 Kg/cm2Py Po=3 Kg/cm2 P h RADIO (mm) ,2,4,6,8,1,12,14,16,18 R6"-R3" FLUENCIA 7 PRESIÓN DE EMPUJE INICIAL P h y COEFICIENTE DE EMPUJE K SBP (Autoperforador) MÉTODO 2: MÉTODO 3: DESPEGUE DE LA MEMBRANA LIFT-OFF MÉTODO DE MARSLAND Y RANDOLPH MODIFICADO P y P y 8

5 PBP PRESIÓN DE EMPUJE INICIAL P h Ejemplos de aplicación : Suelos de Madrid SBP 9 PBP COEFICIENTE DE EMPUJE K Ejemplos de aplicación: Suelos de Madrid SBP 1

6 MÓDULO DE DEFORMACIÓN POSIBILIDADES DE INTERPRETACIÓN PBP Inicial Ciclos Presión PBP Lineal No lineal Lineal No lineal Habitual SBP Recomendable Deformación Habitual Inicial Ciclos Presión SBP Lineal No lineal Lineal No lineal Recomendable Deformación 11 MÓDULO DE DEFORMACIÓN PBP Medido en ciclo descarga-recarga G R Medido en la rama inicial: E i y G i E p (1 ) r m p r G p,r m p r PRESION (Kg/cm2) A1 A2 A B2 B1 B3 1 1.E+.E+ 1.E+1 1.E+1 2.E+1 2.E+ VAR. RADIO/Ro PRESION (Kg/cm2) 12

7 MÓDULO DE DEFORMACIÓN G i (MPa) PBP G R (MPa) Arena tosquiza Tosco arenoso G R /G i 2-3 Muy alto Profundidad (m) Tosco Peñuela Profundidad (m) G R = *z MÓDULO DE DEFORMACIÓN Profundidad (m) G i (MPa) SBP G R (MPa) G R /G i 1,-2 alto Barajas Casón 1 1 Jerónimos Algete Barajas Centro 1 Casón 1 Jerónimos 2 Algete 2 Centro

8 MÓDULO DE DEFORMACIÓN: INTERPRETACIÓN NO LINEAL VARIACIÓN DEL MÓDULO EN FUNCIÓN DE LA DEFORMACIÓN Geofísica: PS-logging Presiómetros 1 MÓDULO DE DEFORMACIÓN: INTERPRETACIÓN NO LINEAL Deformaciones intermedias:.1-4 < Presiómetro autoperforador SBP Interpretado con modelo no lineal Modelo de Bolton y Whittle (1999) : coeficiente de rigidez : grado de linealidad ( < < 1) Expresión resultante para la expansión de la cavidad p p p p c u 1 ln (F.elástica) ln y G s τ γ α γ β 1 16

9 Desplazamiento radial (mm) MÓDULO DE DEFORMACIÓN: Interpretación no lineal 6 Presión (KPa) Ciclo 2 Modelo de Bolton y Whittle Ln( =Ln()+Ln( 4 Presión (KPa) Ensayo: B4T3 Zona: Barajas Profundidad: 17.2m Material: Tosco arcilloso ANÁLISIS NO LINEAL: Modelo de Bolton (1999) Zona: Barajas Ensayo: B4T3 Profundidad: 17.2m Material: Tosco arcilloso R 2 =.999 Todos los ciclos y =.714x R 2 = Desplazamiento radial medio (mm) Ln () Ciclo 1 y =.7161x R 2 =.9996 Ciclo 2 y =.716x R 2 =.9992 Ciclo 3 y =.727x R 2 =.9986 Ciclo 1 Ciclo 2 Ciclo 3 Todos Ciclo 1 Ciclo 2 Ciclo 3 1 Todos Ln () MÓDULO DE DEFORMACIÓN: Interpretación no lineal Mat. Tosquizo: G max = -6 MPa G s (MPa) G s τ γ α 94, 6 MPa β, 811 α γ β 1 Peñuela: G max > 8 MPa Deformación tangencial () 18

10 P MÉTODO 1: L P h RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADO: C U C u 1 ln G C u PBP Constante presiométrica C u P * L * Resistencia al corte no drenado, C u (MPa) Tipo de material P L * (MPa) Arena tosquiza 4,8 7,,6 Suelos tosquizos 6,8 7,,9 Peñuela 8,3 8, 1, * C u (MPa) Profundidad (m) Arena tosquiza Tosco arenoso Tosco Peñuela RESISTENCIA AL CORTE NO DRENADO: C U MÉTODO 2: SBP Método de Windle y Wroth Elasticidad lineal -plasticidad perfecta Presión (kpa) DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA AL CORTE A PARTIR DE LA RAMA DE CARGA P=PL+CuLn(V/V) Cu=1,7 MPa PL=,3 MPa y = 176.8x R 2 = Ln 2

11 ANGULO DE ROZAMIENTO INTERNO: R log R c c Método de Hughes y Windle Tipo de suelo cv Grava- Arena-bien graduada 4 Arena gruesa uniforme 37 Arena media bien graduada 37 Arena uniforme a media 34 Arena fina bien graduada 34 Arena fina uniforme 3 c k 1 sen 1 sen log 2 2sen s sen 1 1 p u cte s sincv 21 RESUMEN Y CONSIDERACIONES 1) El ensayo presiométrico presenta otras posibilidades: Estimación de parámetros geotécnicos () 2) La fiabilidad de los parámetros deducibles del ensayo depende directamente de la correcta ejecución de la cavidad presiométrica. 3) El módulo medido en rama inicial de la curva presiométrica está afectado por la alteración provocada por la perforación en la pared de la cavidad, tanto más cuanto peor haya sido la ejecución de la perforación. 4) El valor del módulo disminuye cuanto más alterada esta la pared pared de la cavidad. También depende del tipo de suelo. ) El módulo obtenidos en ciclos de descarga-recarga representa mejor el comportamiento elástico del terreno. 22

12 RESUMEN Y CONSIDERACIONES ) En cavidades presiométricas muy alteradas el módulo inicial Ei no es representativo. 6) Con las ramas de recarga de ciclos presiométricos interpretados con modelos no lineales sencillos se pueden obtener curvas de variación del módulo en función de la deformación para rango de deformaciones intermedias =.1-4 a = 1-2. ) Es una alternativa razonable y muy sencilla al empleo de interpretaciones lineales ) Con geofísica se mide Gmáx para pequeñas deformaciones. El empleo conjunto de +++permite obtener de modo sencillo curvas G representativas del comportamiento no lineal 23

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