ENSAYOS In. situ. Elaborado por : JAIME SUAREZ DIAZ BUCARAMANGA - COLOMBIA

Transcripción

1 ENSAYOS In situ Elaborado por : JAIME SUAREZ DIAZ BUCARAMANGA - COLOMBIA

2 ENSAYOS IN SITU -CORTE DIRECTO DE CAMPO -VELETA -CORTE EN SONDEO -SPT -CPT - PRESUROMETRO

3 "In-Situ" Del latín : En el sitio Por qué realizar ensayos in situ?

4 ENSAYOS in situ Perforación y muestreo Ensayos in situ o Ensayo de penetración estandar (SPT) o Ensayo de penetración de cono (CPT + CPTu) o Dilatómetro de placa plana (DMT) o Presurómetro (PMT) o Corte en veleta (VST) Métodos geofísicos o Ondas sísmicassmicas (P-,, S-, S, R-waves) R o Electromagnéticas ticas (radar, resistividad)

5 ENSAYOS in situ PARA SUELOS

6 EQUIPOS AUTOPROPULSADOS EQUIPOS AUTOPROPULSADOS

7 EQUIPOS TODO-TERRENO TERRENO

8 EQUIPOS SOBRE ORUGAS EQUIPOS SOBRE ORUGAS

9 ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT) SPT) Muestreador de tubo partido

10 ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT) El ensayo in situ más común en el mundo Coronel Gow de Raymond Pile Co. Muestreador cilíndrico partido Norma ASTM D 1586 Martillo (140-lbs cae 30 pulgadas) ) (63.5-kg cae 0.76 metros) Tres incrementos de 6 pulgadas; ; Suma de los dos últimos incrementos = "N" (golpes/pi( golpes/pié)

11 ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)

12 ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR Ventajas Desventajas Se obtiene suelo y un número Sencillo y de bajo costo Funciona en muchos tipos de suelo Se puede utilizar en rocas blandas Disponible en todo el mundo Se obtiene suelo y un número Muestra alterada (Solo para caraterización) Número muy crudo para el análisis No aplicable en arcillas blandas y limos Variabilidad e incertidumbre

13 PENETROMETRO DE CONO (CPT) PENETROMETRO DE CONO (CPT)

14 ENSAYO CON PENETROMETRO DE CONO (CPT) Cono metálico electrónico - punta de aprox.. 60 Norma ASTM D 5778 Empuje hidráulico a 20 mm/s No se obtienen muestras Medición continua de esfuerzos

15 CPT (ASTM D 5778) CPT (ASTM D 5778)

16 VEHICULO PARA CPT VEHICULO PARA CPT 25 TONELADAS DE PESO

17 VEHICULOS CPT VEHICULOS CPT

18 CPT DE FRICCION ELECTRONICA CPT DE FRICCION ELECTRONICA qt (MPa) fs (kpa) Depth (m) Depth (m)

19 PIEZOCONO Mide la presión de poros en la punta

20 TIPOS DE PENETROMETRO CPT TIPOS DE PENETROMETRO CPT

21 ENSAYO CPT Ventajas Perfiles continuos rápidamente Varios perfiles por dia Los resultados no dependen del operador Muy buena base teórica Muy bueno para suelos blandos Desventajas Alta inversión de capital Se requieren operadores muy capacitados Elementos electrónicos se dañan an y descalibran No toma muestras de suelo No es apto para suelos gravosos o con bloques

22 PIEZOCONO

23 GEO-ESTRATIGRAFIA ESTRATIGRAFIA CON PIEZOCONO q t (MPa) f s (kpa) u 2 (kpa) Depth (m)

24 INTERPRETACION q t (MPa) f s (kpa) u 2 (kpa) Clayey Silt Sand Depth (m) Clean Sand Clay

25 CPT EN UN ESQUISTO METEORIZADO /6" 50/2" 50/3" SPT-N (bpf)

26 PIEZOCONO DE DOS ELEMENTOS PIEZOCONO DE DOS ELEMENTOS

27 PIEZOCONO DE TRES ELEMENTOS PIEZOCONO DE TRES ELEMENTOS (Norwegian Institute of Technology)

28 PIEZOCONO DE CUATRO ELEMENTOS PIEZOCONO DE CUATRO ELEMENTOS (Oxford University)

29 MEMOCONO (Sistema( sin cables) Chip de memoria en el penetrómetro,el cual se sincroniza con la unidad superficial de lectura.

30 CONO AUDIO-ACUSTICO ACUSTICO Envía la señal a traves del tubo

31 VARIEDAD DE PIEZOCONOS VARIEDAD DE PIEZOCONOS

32 ENSAYOS DE VELETA

33 ENSAYO DE VELETA (VST) Norma ASTM D 2573 Dentro de un sondeo o en superficie Cuchillo de 4 lados se entierra en limos y arcillas para medir s uv uv (pico)) = Resistencia pico No drenada s uv (remoldeada)) = Resistencia remoldeada (después de 10 revoluciones) Sensitividad,, S t = s uv (pico)/s uv (remoldeada)

34 ENSAYO DE CORTE EN VELETA (VST) ENSAYO DE CORTE EN VELETA (VST)

35 EQUIPOS PARA ENSAYO DE VELETA Veleta escandinava Veleta McClelland

36 EQUIPOS PARA ENSAYO DE VELETA EQUIPOS PARA ENSAYO DE VELETA

37 ENSAYO DE VELETA Ventajas Desventajas Permite obtener la resistencia no drenada de arcillas Equipo y ensayos muy sencillos Permite medir la sensitividad in situ Hay mucha experiencia con su uso Su uso se limita a arcillas y limos con s uv < 200 kpa Es lento y se gasta mucho tiempo Requiere de correlaciones empíricas El resultado es afectado por lentes de arena

38 T = Torque medido s uv = π D 2 12T [( D / cosi ) + ( D / cosi ) + 6H ] T B i T i B Ancho D AlturaH Resistencia no drenada en el ensayo de veleta

39 Valores de s uv con veletas de H/D =2 Rectangular 6T T s uv = = π D D 3 Nilcon Geonor s uv = s uv = T D T D 3 3

40 RESULTADOS DE ENSAYO DE VELETA Vane Strength, s uv (kpa) Sensitivity, S t Peak Remolded 5 Depth (meters) Depth (meters)

41 RESISTENCIA MOVILIZADA: τ mob = µ R s uv Factor de corrección (Chandler, 1988) 1 Vane Correction Factor, µr t f = time to failure (minutes) Correction for 10 3 Embankments Under Normal Rates of 10 4 Construction Plasticity Index, PI (%)

42 VELETA DE CAMPO Nilcon (mecanica) Geonor (mecanica) A.P. vanden Berg Geotech AB (electroveleta( electroveleta) Envi (memoveleta) VELETA DE LABORATORIO ASTM D 4648

43 DILATOMETRO PLANO DE MARCHETTI DILATOMETRO PLANO DE MARCHETTI

44 DILATOMETRO DE CUCHILLA PLANA Se entierra una cuchilla de acero a intervalos de 20-cm.Sin sondeo Inventado por Marchetti (1980). Cuchilla con angulo de 18 o. Se infla una membrana de acero flexible utilizando gas nitrógeno Se toman dos medidas de presión (A and B) en aprox.. un minuto.

45 ENSAYO DE DILATOMETRO (DMT)

46 ENSAYO DE DILATOMETRO (DMT) Ventajas Equipo simple y robusto Sin influencia del operador Rápido y económico Derivación teórica del módulo elástico stico,, la resistencia y la historia de esfuerzos. Desventajas Dificil de penetrar en materiales densos y duros Funciona con base en correlaciones Necesita calibración para la geología local

47 CALIBRACION: A, B ENSAYO DE DILATOMETRO PLANO LECTURAS: Presión de contacto "A" y Presión de expansión "B" a diferentes profundidades CORRECCIONES PARA RIGIDEZ DE LA MEMBRANA EN EL AIRE : p 0 A + A A p 1 = B - B INDICES DMT : I D = Indice de material = (p 1 -p o )/(p o -u o ) E D = Módulo de dilatómetro = 34.7(p 1 -p o ) K D = Indice de esfuerzo horizontal =(p o -u o )/σ vo

48 RESULTADOS DE ENSAYOS DMT Depth (meters) Po P1 14 Clay Silt Pressure (kpa) Material Index I D Modulus E D (atm) Horiz. Index K D

49 SISTEMA DMT COMPUTARIZADO SISTEMA DMT COMPUTARIZADO

50 ENSAYO DE PRESUROMETRO (PMT) ENSAYO DE PRESUROMETRO (PMT)

51 ENSAYO DE PRESUROMETRO (PMT) Pressure (tsf) 3 2 Pressure (tsf) Volume Change (cc) Creep (cc/min)

52 PRESUROMETRO PARA PERFORACION PRE-EXCAVADA EXCAVADA Panel Celda

53 PRESUROMETRO AUTO-PERFORADOR Profesor Jean Benoit