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Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería

2019

Correlación entre la resistencia al corte en suelos cohesivos por Correlación entre la resistencia al corte en suelos cohesivos por

medio del viscosímetro rotacional, compresión inconfinada y medio del viscosímetro rotacional, compresión inconfinada y

corte directo corte directo

Néstor Julián Poveda Ciceris Universidad de La Salle, Bogotá

Héctor Mauricio Florez Colorado Universidad de La Salle, Bogotá

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Citación recomendada Citación recomendada Poveda Ciceris, N. J., & Florez Colorado, H. M. (2019). Correlación entre la resistencia al corte en suelos cohesivos por medio del viscosímetro rotacional, compresión inconfinada y corte directo. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil/563

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CORRELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA AL CORTE EN SUELOS COHESIVOS

POR MEDIO DEL VISCOSÍMETRO ROTACIONAL, COMPRESIÓN INCONFINADA

Y CORTE DIRECTO.

POVEDA CICERIS NÉSTOR JULIÁN

FLOREZ COLORADO HÉCTOR MAURICIO

INFORME FINAL DE TRABAJO DE GRADO

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

Bogotá D.C.

2019

ii CORRELACIÓN ENTRE LA RESISTENCIA AL CORTE EN SUELOS COHESIVOS

POR MEDIO DEL VISCOSÍMETRO ROTACIONAL, COMPRESIÓN INCONFINADA

Y CORTE DIRECTO.

Investigadores:

POVEDA CICERIS NÉSTOR JULIÁN

FLOREZ COLORADO HÉCTOR MAURICIO

Director:

EDGAR ALEXANDER PADILLA GONZALEZ

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

Bogotá D.C.

2019

iii Agradecimientos

En primera instancia queremos agradecerle a Dios y a nuestras familias por su apoyo en

cada momento de esta carrera, a nuestros padres y abuelos que han sido ejemplos para nosotros

de vida, de esfuerzo, dedicación y pujanza. Un agradecimiento a nuestro director de tesis el

ingeniero Alexander Padilla por su idea inicial para la investigación, a los laboratoristas, Luis

Eduardo Borja Vargas y Oscar Malagón Rodríguez que hicieron parte de este proceso, por su

tiempo y apoyo para la realización de los ensayos en las instalaciones de los laboratorios de la

universidad.

iv Tabla de Contenidos

Resumen ................................................................................................................................. 8

Planteamiento del Problema ................................................................................................... 10

Descripción del Problema .................................................................................................. 10

Formulación del problema ................................................................................................. 11

Justificación y Delimitación del Proyecto ............................................................................... 12

Justificación ...................................................................................................................... 12

Delimitación del Proyecto .................................................................................................. 13

Objetivos .............................................................................................................................. 15

Objetivo General ............................................................................................................... 15

Objetivos Específicos ........................................................................................................ 15

Marco Teórico ....................................................................................................................... 16

Suelo ................................................................................................................................. 16

Tipos de Suelo ................................................................................................................... 17

Propiedades de los Suelos .................................................................................................. 19

Suelos Cohesivos ............................................................................................................... 21

Marco Normativo .................................................................................................................. 23

Ensayos de Caracterización ................................................................................................ 23

Ensayos de Resistencia ...................................................................................................... 40

Correlación ........................................................................................................................ 51

Marco Conceptual ................................................................................................................. 53

Metodología .......................................................................................................................... 58

Resultados ............................................................................................................................. 63

Caracterización del Suelo ................................................................................................... 63

Reconstitución de Muestras. ............................................................................................... 74

Ensayos de Resistencia ...................................................................................................... 82

Análisis de Resultados ........................................................................................................... 99

Correlación ..........................................................................................................................101

Conclusiones ........................................................................................................................109

Recomendaciones .................................................................................................................112

Bibliografía ..........................................................................................................................114

Libros ..............................................................................................................................114

Cibergrafía .......................................................................................................................115

v Lista de tablas

Tabla 1. Gravedad específica de los minerales más importantes .............................................. 28

Tabla 2. Relación general de consistencia y esfuerzo de compresión no confinada de las arcillas

...................................................................................................................................... 49

Tabla 3. Valores de confiabilidad de acuerdo con la relación. .................................................. 53

Tabla 4. Obtención de muestras ............................................................................................. 59

Tabla 5. Caracterización física. .............................................................................................. 61

Tabla 6. Caracterización mecánica ......................................................................................... 63

Tabla 7. Resultados de cada ensayo de los límites de Atterberg. .............................................. 64

Tabla 8. Resultados de promedio de los límites de Atterberg. .................................................. 65

Tabla 9. Clasificación AASHTO. ........................................................................................... 67

Tabla 10. Resultados de gravedad específica. ......................................................................... 69

Tabla 11. Límites de tamaño de suelos separados.................................................................... 74

Tabla 12. Resultados viscosímetro rotacional.......................................................................... 74

Tabla 13. Resultados del ensayo de compresión inconfinada. .................................................. 85

Tabla 14. Relación general de consistencia y esfuerzo de compresión no confinada de las arcillas.

...................................................................................................................................... 86

Tabla 15. Velocidad de corte para cada tipo de suelo .............................................................. 92

Tabla 16. Resultados del ensayo de corte directo (CD). ........................................................... 94

Tabla 17. Peso unitario y ángulo de fricción interna de algunos suelos..................................... 95

Tabla 19. Resultados viscosímetro rotacional.......................................................................... 97

Tabla 20. Factor de conversión SRC de acuerdo con la aguja del equipo.................................100

Tabla 21. Resumen de resultados de cada suelo de compresión inconfinada y corte directo (CD).

.....................................................................................................................................104

Tabla 22. Ecuaciones obtenidas de la gráfica con tendencia exponencial ................................104

Tabla 23. Ecuaciones obtenidas de la gráfica con tendencia logarítmica. ................................105

vi Lista de figuras

Figura 1. Carta de plasticidad. ................................................................................................ 26

Figura 2. Modelo cilindro-resorte ........................................................................................... 30

Figura 3. Variación del esfuerzo total, la presión de agua intersticial y el esfuerzo efectivo en una

capa de arcilla drenada en la parte superior y la parte inferior como resultado de un esfuerzo

añadido, ∆σ ................................................................................................................... 32

Figura 4. Curva teórica de consolidación ................................................................................ 34

Figura 5. Paso 1- Método de Casagrande ................................................................................ 35

Figura 6. Paso 2- Método de Casagrande. ............................................................................... 35

Figura 7. Paso 3- Método de Casagrande. ............................................................................... 36

Figura 8. Curva deformación - √t.......................................................................................... 37

Figura 9. Paso 1 – Método de Taylor ...................................................................................... 38

Figura 10. Paso 2 – Método de Taylor. ................................................................................... 39

Figura 11. Paso3 - Método de Taylor. ..................................................................................... 39

Figura 12. Rectas de resistencia intrínseca. ............................................................................. 43

Figura 13. Esquema del ensayo del corte (a) sencillo y (b) del corte doble. .............................. 46

Figura 14. Dispositivo para el ensayo del corte directo. ........................................................... 47

Figura 15. Prueba de compresión no confinada. ...................................................................... 48

Figura 16. Falla en una muestra de prueba de compresión no confinada: (a) por corte, (b) por

abultamiento. ................................................................................................................. 49

Figura 17. Resultados carta de plasticidad. ............................................................................. 66

Figura 18. Ensayo de limite líquido (a) y limite plástico (b). ................................................... 68

Figura 19. Cuchara de Casagrande ......................................................................................... 68

Figura 21. Gravedad Especifica.............................................................................................. 70

Figura 22. Curva granulométrica del Suelo Natural. ................................................................ 71

Figura 23. Curva granulométrica del Caolín. .......................................................................... 72

Figura 24. Curva granulométrica del Blanco Mompox. ........................................................... 72

Figura 25. Granulometría por medio de hidrómetro................................................................. 73

Figura 26. Densidad del suelo natural. .................................................................................... 75

Figura 27. Suelo arcilloso mezclado a 1,5 veces su límite liquido (1.5L.L) .............................. 78

Figura 28. Capa de arena de río y papel filtrante. .................................................................... 78

Figura 29. Capa de suelo arcilloso, carga inicial y carga final. ................................................. 79

Figura 30. Distribución de capas en el molde .......................................................................... 79

Figura 31. Consolidación del Caolín. ...................................................................................... 80

Figura 32. Consolidación del Suelo Natural. ........................................................................... 81

Figura 33. Consolidación Blanco Mompox. ............................................................................ 81

Figura 34. Extracción de cilindros para prueba de compresión inconfinada. ............................. 82

Figura 35. Muestra tallada del cilindro para prueba de compresión inconfinada. ...................... 83

Figura 36. Curva de deformación vs esfuerzo en el Caolín. ..................................................... 83

Figura 37. Curva de deformación vs esfuerzo en el Suelo Natural............................................ 84

Figura 38. Curva de deformación vs esfuerzo en el Blanco Mompox. ...................................... 84

Figura 39. Cámara de corte inundada. .................................................................................... 88

Figura 40. Desinstalación de los tornillos de separación en el proceso de consolidación. .......... 89

Figura 41. Curva de consolidación para corte directo del Caolín. ............................................. 90

Figura 42. Curva de consolidación para corte directo del Suelo natural. ................................... 90

vii Figura 43. Curva de consolidación para corte directo del Blanco mompox. ........................... 91

Figura 44. Curva esfuerzo cortante vs deformación horizontal para el Caolín. .......................... 93

Figura 45. Curva esfuerzo cortante vs deformación horizontal para el Suelo Natural. ............... 93

Figura 46. Curva esfuerzo cortante vs deformación horizontal para el Blanco Mompox. .......... 94

Figura 47. Aguja y tubos del viscosímetro rotacional con suelo arcilloso. ................................ 97

Figura 48. Viscosímetro rotacional Brookfield. ....................................................................... 98

Figura 49. Curvas obtenidas en el viscosímetro rotacional. ...................................................... 98

Figura 50. Curvas de esfuerzo cortante vs humedad con tendencia exponencial. .....................102

Figura 51. Curvas de esfuerzo cortante vs humedad con tendencia logarítmica. ......................103

Figura 52. Correlación entre los esfuerzos cortantes para el caolín con tendencia exponencial. 106

Figura 53. Correlación entre los esfuerzos cortantes para el blanco Mompox con tendencia

exponencial. .................................................................................................................107

Figura 54. Correlación entre los esfuerzos cortantes para el suelo natural con tendencia

logarítmica....................................................................................................................107

8

Resumen

El suelo de Bogotá está constituido geológicamente por depósitos de arcilla debidamente

formados por la desecación de un antiguo lago, con estratos intermedios y discontinuos de arenas y

suelos orgánicos. Los suelos predominantes de Bogotá son arcillosos y generalmente presentan

problemas para la ejecución de obras civiles ya que se trata de grandes capas de suelos relativamente

blandos y compresibles. Esto obliga a realizar múltiples ensayos de laboratorio para conocer las

propiedades de los suelos donde se construirá, con el fin de mitigar futuros asentamientos.

El complicado comportamiento de los suelos ha generado una gran cantidad de

investigaciones. Con el fin de desarrollar estudios sistemáticos que controlen adecuadamente los

parámetros que intervienen en el suelo, muchas de las investigaciones se realizan sobre muestras

reconstituidas en laboratorio. Al intervenir sobre la historia de esfuerzos de los especímenes

ensayados, también se controla uno de los parámetros más importantes en los suelos finogranulares

como es el esfuerzo de preconsolidación (Camacho y Reyes, 2003).

El propósito de esta investigación es establecer la correlación entre los parámetros de

viscosidad dinámica y la resistencia al corte del suelo (Cohesión y ángulo de fricción). Inicialmente

se obtendrá el valor de la viscosidad adquirida a través de un ensayo no estandarizado debido a que se

alteraron algunos procedimientos de la norma INV. E –717-13 la cual determina la viscosidad del

asfalto empleando un viscosímetro rotacional. Para esta investigación no se tendrán en cuenta las

rampas de temperatura estipuladas en esta norma, debido a que el comportamiento del suelo cohesivo

no depende de la temperatura si no de la humedad por esta razón se trabajará a temperatura ambiente.

Para esta investigación se determina el límite líquido de cada suelo y luego se evalúan diferentes

humedades en función del límite líquido (LL), en un rango entre 1LL y 3LL para obtener valores de

9

la viscosidad en el equipo. Posteriormente se realizará el ensayo de compresión inconfinada y corte

directo para obtener los parámetros de resistencia de suelos e interpretar los resultados en las

muestras reconstituidas y en conclusión encontrar relaciones efectivas y prácticas entre los resultados

de los ensayos conseguidos en laboratorio. Teniendo en cuenta que todos los suelos presentan

diferentes comportamientos se hace énfasis que la correlación hallada solo será aplicada para las

muestras de suelos cohesivos trabajadas.

Con esta investigación se buscará una relación entre la viscosidad con la cohesión y el ángulo

de fricción de los suelos a trabajar. No obstante, el propósito de esta investigación es demostrar si

existe una correlación entre dichos parámetros. Sin embargo, sigue siendo esencial realizar los

ensayos correspondientes para obtener los parámetros de resistencia.

10

Planteamiento del Problema

Descripción del Problema

Es importante tener presente que los tipos de suelos de la ciudad de Bogotá son cohesivos casi en

su totalidad, Determinar la resistencia a los esfuerzos que actúan en los suelos se convierte en uno de los

factores fundamentales de estudio en la mecánica de suelos, lo que constituye establecer diferentes tipos

de ensayos que permitan identificar las características generales y especificas del área de estudio. Por

esta razón, se plantea una alternativa que permita determinar y evaluar por medio de varios ensayos, la

correlación adecuada entre la resistencia al corte, evaluada por medio del con viscosímetro rotacional,

compresión inconfinada y corte directo.

La investigación se centra en el comportamiento de los suelos cohesivos, en muestras alterada,

por esta razón, es necesario adecuar las muestras de suelos cohesivos a trabajar con contenidos de

humedad por encima de su límite líquido (LL) para que en el momento de realizar el método no surjan

problemas con la rotación del viscosímetro. El suelo requiere de una humedad mayor para que este pase

de un comportamiento elasto–plástico a comportarse de una manera viscoelástica, de esta manera se

estudiara el suelo en condiciones saturadas, donde será esencialmente un material viscoso. En la

naturaleza, pueden presentarse problemas en la estructura del suelo, en el momento en que un estrato

con contenidos altos de arcilla tienda a comportarse como un fluido (viscoso), puede ser

extremadamente sensible al colapso de la estructura del suelo.

Las arcillas varían mucho en sus características físicas y mecánicas. Debido a las partículas

considerablemente finas, es difícil investigar a profundidad sus propiedades, así también, existen

factores que influyen en el comportamiento de este material cohesivo, como la humedad natural y

factores que ocasionen la saturación del suelo como los son las altas precipitaciones, aumento de nivel

11

freático, entre otras. Por esta razón, se vuelve importante reconocer que el suelo tiene diferentes

comportamientos en condiciones de saturación, donde puede llegar a ser esencial su estudio para

posibles formas de clasificación y reconocimiento de sus parámetros de resistencia teniendo en este caso

presente su viscosidad (suelo con comportamiento viscoso), así como su resistencia al corte,

determinada con los ensayos de compresión inconfinada y corte directo.

Formulación del problema

¿Existe correlación de la resistencia al corte evaluado por diferentes métodos en un suelo cohesivo?

12

Justificación y Delimitación del Proyecto

Justificación

Las características de la Sabana de Bogotá están dadas por depósitos de limos, arcillas y

ocasionalmente arenas, estas características se dieron por el ambiente propicio que dejó el relleno de

arcillolitas del terciario y la inundación de buena parte del cuaternario. La composición de estos

depósitos es una sucesión de limos, arcillas y arcillas-limosas. Sabiendo esto, es fundamental reconocer

las propiedades físicas y mecánicas de un suelo arcilloso. Cuando se proyecta una estructura es

necesario analizar las condiciones de los suelos.

Estrictamente, en esta investigación nos interesan las propiedades mecánicas: resistencia y

deformabilidad, y las propiedades físicas. Las propiedades del material son importantes para determinar

el uso del suelo realizando previamente ensayos que permitan su caracterización.

El propósito de esta investigación consistió en estimar la correlación por medio del parámetro de

viscosidad dinámica obtenido en el viscosímetro rotacional con los parámetros de cohesión y ángulo de

fricción obtenidos a partir del ensayo de corte directo y compresión inconfinada para diferentes tipos de

suelos arcillosos. El suelo requiere de una humedad mayor para que este pase de un comportamiento

elasto–plástico a comportarse de una manera viscoelástica, de esta manera se estudió el suelo en

condiciones saturadas, donde será esencialmente un material viscoso.

Por esta razón, uno de los principales propósitos perseguidos para reducir los riesgos inherentes a

todo trabajo con suelos, ha consistido en buscar métodos para diferenciar los distintos tipos de suelos de

una misma categoría (propiedades índices o básicas). Así pues, fue importante llevar a cabo esta

investigación porque de esta manera se encontraron prácticas para determinar rápidamente los

13

parámetros mecánicos del suelo y mejorar los procedimientos de obtención de muestras, permitiendo

profundizar más en el comportamiento de los suelos cohesivos.

Determinar la correlación entre la humedad y la resistencia al corte de un suelo permitirá a futuro

rápidamente determinar un diseño conceptual donde podamos determinar de forma más adecuada la

profundidad de exploración, el diseño preliminar de estructuras de contención, la capacidad portante de

un suelo con cierto rango de incertidumbre asociado a la correlación encontrada, etc. Se podrán evaluar

diferentes suelos de encontrar resultados relacionados e importantes.

Delimitación del Proyecto

Los ensayos se llevaron a cabo en los laboratorios de suelos de la Universidad de La Salle y se

trabajaron con tres tipos de suelo entre ellos un suelo natural, de composición arcillosa, suelos

cohesivos.

La delimitación espacial de la investigación está ubicada en la sabana de Bogotá, ya que sus

condiciones de suelos arcillosos son propicias para elaborar estudios detallados sobre sus propiedades y

características del suelo. Con base a la historia del suelo de la capital, se puede decir que el material

natural para la investigación tenía un grado de humedad, esto resulta importante a la hora de hallar la

viscosidad dinámica y las propiedades mecánicas para comprobar la existencia de una correlación. Así

también, se pretendía hallar la correlación de la viscosidad con materiales industriales con contenidos

considerables de arcilla (Blanco Mompox y Caolín).

La magnitud de la investigación abarca diferentes usos. El interés de este estudio abre paso a la

investigación científica para realizar trabajos de investigación , hace que se constituya en sí mismo el

14

problema de investigación debido a que se pretende indagar y emitir conclusiones y resultados que van a

ser de mucha utilidad en la planificación de nuevas estrategias y decisiones para el conocimiento

universitario y técnico en cuanto a mejoras en los niveles de producción intelectual y generación de

conocimiento científico a través de la investigación; logrando de esta manera, potenciar los recursos

humanos a partir de estudiantes de pregrado. Por otro lado, las aplicaciones en los campos de la

ingeniería pueden ser muy útiles, ya que la interacción con los suelos es constante y se vuelve primordial

conocer el comportamiento de los suelos cohesivos.

15

Objetivos

Objetivo General

Estimar la correlación entre la resistencia al corte obtenido en el viscosímetro rotacional y los

ensayos de compresión inconfinada y corte directo.

Objetivos Específicos

o Determinar la resistencia al corte de cada tipo de suelo por medio del viscosímetro

rotacional.

o Determinar los parámetros de resistencia al corte por medio del ensayo de compresión

inconfinada y corte directo tipo consolidado drenado (CD) a las muestras reconstituidas.

o Establecer correlaciones entre los parámetros evaluados (Cohesión y ángulo de fricción).

16

Marco Teórico

Suelo

El suelo según el SIAC (Sistema de Información Ambiental de Colombia) “Es un componente

fundamental del ambiente, natural y finito, constituido por minerales, aire, agua, materia orgánica,

macro y microorganismos que desempeñan procesos permanentes de tipo biótico y abiótico, cumpliendo

funciones vitales para la sociedad y el planeta”.

Cubre la mayor parte de la superficie terrestre; su límite superior es el aire o el agua superficial;

sus fronteras horizontales son las áreas donde el suelo cambia, a veces gradualmente, a aguas profundas,

rocas o hielo; el límite inferior puede ser la roca dura o depósitos de materiales virtualmente

desprovistos de animales, raíces u otras señales de actividad biológica y que no han sido afectados por

los factores formadores del suelo (Soil Survey Staff, 1994).

Así mismo, es indispensable y determinante para la estructura y el funcionamiento de los ciclos

del agua, del aire y de los nutrientes, así como para la biodiversidad. El suelo es parte esencial de los

ciclos biogeoquímicos, en los cuales hay distribución, transporte, almacenamiento y transformación de

materiales y energía necesarios para la vida en el planeta (van Miegrot y Johnsson, 2009; Martin, 1998).

El suelo puede ser considerado como un componente del ambiente renovable en el largo plazo, lo

cual se relaciona con el tiempo necesario para que se forme un centímetro de suelo que puede requerir,

dependiendo de las condiciones, cientos o miles de años, mientras que ese centímetro de suelo puede

perderse en periodos muy cortos (incluso en términos de días) debido a factores como la erosión, la

17

quema, entre otros. (FAO, 2007; European Union, 2010; Australian Department of Land and Water

Conservation, 2000).

Tipos de Suelo

Según la FAO (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación)

Los suelos minerales se derivan de un material de partida y se desarrollan o bien localmente (suelos

residuales) o después de ser transportados (suelos sedimentarios). Los suelos orgánicos, por lo

general, se originan mediante la acumulación de materias vegetales (suelos orgánicos). En particular,

el tamaño de los diversos materiales puede variar considerablemente de un suelo a otro. De acuerdo

con el elemento que predomine en un suelo, podemos clasificarlos en los tipos básicos siguientes:

Grava y arena. De las partículas que componen el suelo, las que pueden ser más fáciles de

reconocer son la grava y la arena, que aparecen como fracciones de roca visibles sin coherencia. Si

tomamos en la mano un poco de arena seca, está se deslizará entre los dedos como el agua porque la

arena no es un material estable. Los suelos arenosos son fáciles de trabajar y no se adhieren a las

herramientas. El aire y el agua circulan a través de ellos con facilidad. La grava y la arena pueden

distinguirse por su tamaño. (FAO, s.f.).

o Las partículas de arena tienen un diámetro menor de 0,2 cm (o 2 mm);

o Las partículas de grava tienen un diámetro de 0,2 a 7,5 cm;

o Las partículas mayores que la grava comúnmente se denominan piedras (7,5 a 25 cm) o

pedrejones (más de 25 cm de diámetro).

18

Limo inorgánico. Las partículas de limo son mucho más pequeñas que las de arena; no son

visibles a simple vista y están mucho más próximas unas de otras. El limo no deja pasar el agua tan

fácilmente como la arena, y es menos permeable. Cuando el limo seco se desmenuza, se convierte en un

polvo no tan fino como el de arcilla. Los suelos limosos no se agrietan cuando se secan y no se adhieren

a las herramientas cuando están húmedos. Los suelos limosos son más difíciles de trabajar que los

arenosos, pero más fáciles que los arcillosos.

Nota: el limo inorgánico tiene una apariencia lisa, como la arcilla, con la que a menudo se

confunde. Pero el limo puede distinguirse rápidamente de la arcilla mediante el ensayo de

sacudimiento. Es importante establecer esta diferencia, ya que algunos suelos limosos pueden resultar

muy inestables cuando están húmedos, por ejemplo, cuando se utilizan en la construcción de diques y

quedan bajo el agua. Por el contrario, la arcilla es un material de construcción estable. (FAO, s.f.).

Limo orgánico. Las partículas de limo inorgánico se mezclan con partículas muy finas de

materia orgánica, algunas todavía visibles, como las conchas y las materias vegetales. EI color del suelo

varía desde el gris claro hasta el muy oscuro. Por lo general, el limo orgánico huele a materia orgánica

en descomposición. (FAO, s.f.).

Arcilla inorgánica. La arcilla es la parte más fina del suelo y muchas de sus partículas no son

visibles incluso bajo el microscopio. Tiene fuertes propiedades de retención para el agua y las sustancias

químicas. La mayoría de" las arcillas se pueden reconocer fácilmente ya que al perder agua se agrietan y

forman terrones muy duros. La arcilla adsorbe muy lentamente el agua, pero una vez que lo hace, es

capaz de retenerla en grandes cantidades y entonces dilatarse hasta alcanzar más del doble de su

volumen. La arcilla se torna muy adhesiva al humedecerse, y cuando se sostiene en la mano, se adhiere a

19

los dedos. Cuando los suelos arcillosos están húmedos se vuelven demasiado adhesivos para trabajarlos.

(FAO, s.f.).

Arcilla orgánica. Este tipo de arcilla contiene materia orgánica muy fina. Generalmente es de

color gris oscuro o negro. La arcilla orgánica suele tener un fuerte olor a materia orgánica en

descomposición. (FAO, s.f.).

Propiedades de los Suelos

El conocimiento de las propiedades físicas, químicas, mineralógicas y biológicas de los suelos es

importante tanto para los científicos de suelos, como para los agrónomos, técnicos, agricultores y en

general para todas aquellas personas que tienen que ver con el recurso tierra.

Las propiedades físicas están relacionadas con los fenómenos fisiológicos de la planta, las

prácticas de manejo de los suelos, la retención de humedad, la aireación, los procesos de erosión,

remoción en masa y con algunos aspectos del intercambio químico. (Propiedades físicas y químicas de

los suelos, 2018)

A su vez, las características químicas permiten conocer el ambiente químico actual, en aspectos

relacionados con los nutrimentos esenciales para el crecimiento de las plantas, la presencia de elementos

tóxicos y otros modificadores que actúan sobre la disponibilidad, aprovechamiento y manejo de los

nutrientes, para tomar decisiones con el fin de establecer el equilibrio de los nutrientes, disminuir la

toxicidad o elegir las plantas que se adapten a las condiciones edáficas.

20

Por su parte, mediante las características mineralógicas se puede deducir la fertilidad potencial

del suelo, o sea, la presencia de minerales de fácil alteración que al descomponerse ceden elementos

nutritivos requeridos por las plantas.

Igualmente, las propiedades de los suelos mencionadas anteriormente suministran información

necesaria para establecer los horizontes diagnósticos y para clasificar los suelos en las clases

taxonómicas respectivas.

Estas propiedades no actúan independientemente, sino asociadas entre sí; sin embargo, por

conveniencia, en este estudio se comentan separadamente. La mayor parte de los comentarios de las

propiedades físicas, químicas y mineralógicas se transcriben del Estudio de Suelos del Trapecio

Amazónico (IGAC, 1998), en virtud de que en él están representados la mayor parte de las geoformas y

suelos del departamento de Amazonas.

Propiedades físicas.

De acuerdo con su origen, composición y forma de agruparse, los suelos presentan diversas

características que los definen, a continuación, se detallan las principales:

Textura: Es el grueso o finura de los granos de un suelo.

Estructura: Es el ordenamiento físico-natural de las partículas de un suelo en estado inalterado,

que indicará la disposición, forma general y tamaño.

Consistencia: Representa los cambios de volúmenes, movimiento de agua en el interior del

suelo, elasticidad y capacidad de carga del suelo, variando todo lo anterior en función del contenido de

humedad del suelo.

21

Cohesión: Es la atracción intermolecular, es decir, la característica de algunas partículas del

suelo de atraer y adherirse a partículas semejantes. Esta determina si los suelos pueden cementarse como

en el caso de las arcillas, consideradas como suelos cohesivos.

Color: Los suelos pueden presentar colores variados, dependiendo de los minerales que los

componen. Dichas características son parámetros relevantes para el análisis de los suelos, ya que con el

conocimiento de ellas se puede determinar el uso óptimo de los mismos. (Jiménez González, 2010)

Suelos Cohesivos

Vamos a analizar ahora, la influencia de la forma y de las características mineralógicas en los

suelos cohesivos (exclusivamente partículas menores que el tamiz N° 200 (74 )).

Para ello, consideramos la posibilidad de disponer de dos suelos de origen distinto: uno de

origen granítico (producto de la descomposición química de una roca granítica) y otro de origen

basáltico (producto de la descomposición química de una roca basáltica). Supongamos que ambos tienen

la misma granulometría (igual curva granulométrica) y la misma relación de vacíos (igual cantidad de

huecos). Ambos suelos se diferencian entonces en su forma y composición mineralógica.

La experiencia muestra que solamente por casualidad estos dos suelos pueden tener propiedades

mecánicas iguales, es decir que, en este caso, la granulometría y la densidad de los suelos son factores

no determinantes de las propiedades o de la diferencia de propiedades entre esos suelos.

Desde luego, que la densidad siempre es factor de interés en la determinación de las propiedades

de un suelo dado. Si un determinado tipo de suelo tiene una gran cantidad de huecos, es más deformable

que ese mismo suelo con menor cantidad de vacíos.

Los dos suelos iniciales, de igual granulometría, de igual porosidad y de distinto origen, se

comportaban de manera distinta a pesar de todas esas identidades: si pudiésemos analizar en esos suelos

22

la forma y la composición mineralógica de las partículas, éstos nos indicarían una disparidad semejante

a la disparidad detectada en sus propiedades, ya que esa disparidad no reside en la ubicación de las

partículas dentro de la masa, sino en propiedades inherentes a las propias partículas en sí.

La medición de esas propiedades de las partículas se puede efectuar de una manera directa

utilizando instrumentos cuyo manejo e interpretación más que al ingeniero, corresponden al físico o al

químico y exige el análisis de la composición mineralógica (no química) y cristalográfica de dichas

partículas efectuados por medio, del análisis termodiferencial, rayos X, etc.

Así se pueden diferenciar esas partículas en familias de cristales o de minerales distintos,

familias que, desde el punto de vista de la mecánica del suelo, pueden reducirse a tres:

La Caolinita. El caolín, proviene de la degradación del feldespato y es el principal mineral de la

Caolinita con la que se confecciona la mayoría de la cerámica China.

La estructura de la Caolinita está conformada por dos capas de Sílice y Gibbsita fuertemente

unidas que conforman una lámina muy delgada con un arreglo muy uniforme y regular.

La Illita. Este mineral arcilloso proviene de la degradación de la mica en medios marinos, por lo

tanto, está presente en las mayorías de las arcillas de origen marino, el enlace que une las partículas es

más débil que el de la Caolinita por lo que conforma láminas más pequeñas y delgadas.

La Montmorillonita. se genera como una degradación adicional de la Illita y de los Feldespatos

presentes en las cenizas volcánicas. Su estructura básica está conformada por tres capas, donde por lo

general, la capa central es una Gibbsita.

La familia de las Montmorillonitas, llamadas así por derivar de la localidad de Montmorillon, en

Francia, que se caracteriza por tener gran cantidad de estos minerales arcillosos con composición

química y cristalográfica determinada. (Leoni, s.f.)

23

Marco Normativo

Ensayos de Caracterización

Determinación en laboratorio del contenido de agua de muestras de suelo, roca y mezclas

suelo-agregado (I.N.V. E – 122 – 13). Esta norma se refiere a la determinación en el laboratorio del

contenido de agua (humedad), por masa, de suelo, roca, y mezclas suelo-agregado.

El procedimiento consiste en determinar el tamaño máximo nominal, se debe pesar la muestra y

el peso del recipiente, se deben registrar los pesos por aparte, luego se toma la muestra y se lleva al

horno hasta conseguir que el peso de muestra registre masa constante y se registra el resultado

obteniendo el porcentaje de humedad. (INVIAS-122, 2013).

Consistencia del suelo

Cuando los minerales de arcilla están presentes en el suelo de grano fino, el suelo se puede

remo- ver en presencia de algo de humedad sin que se desmorone. Esta naturaleza cohesiva se debe al

agua adsorbida que rodea a las partículas de arcilla. En 1900, un científico sueco llamado Albert

Mauritz Atterberg desarrolló un método para describir la consistencia de los suelos de grano fino con

diferentes contenidos de humedad. Con un contenido de humedad muy bajo, el suelo se comporta más

como un sólido quebradizo. Cuando el contenido de humedad es muy alto, el suelo y el agua pueden

fluir como un líquido. Por lo tanto, sobre una base arbitraria, dependiendo del contenido de humedad,

la naturaleza del comportamiento del suelo puede ser dividido en cuatro estados básicos: sólido,

semisólido, plástico y líquido.

El contenido de humedad, expresado en porcentaje, en el que se lleva a cabo la transición del

estado sólido al estado semisólido se define como el límite de contracción. El contenido de humedad

en el punto de transición del estado semisólido al estado plástico es el límite plástico, y del estado

24

plástico al estado líquido es el límite líquido. Estos límites son también conocidos como límites de

Atterberg.

Límite Líquido (LL). Para la prueba de límite líquido, se coloca una pasta de suelo en

la copa y se hace un corte en el centro de la pasta de suelo, usando la herramienta de ranurado

estándar. Entonces la copa se eleva con la leva accionada por la manivela y se deja caer desde

una altura de 10 mm. El contenido de humedad, en porcentaje, necesario para cerrar una

distancia de 12.7 mm a lo largo de la parte inferior de la ranura después de 25 golpes se define

como el límite líquido.

El procedimiento para la prueba de límite líquido dada en ASTM es la Designación

ASTM D-4318. Es difícil ajustar el contenido de humedad en el suelo para satisfacer el cierre

requerido de 12.7 mm de la ranura en la pasta de suelo con 25 golpes. Por lo tanto, al menos se

realizan cuatro pruebas para el mismo suelo con un contenido variable de humedad para

determinar el número de golpes N, que varía entre 15 y 35, necesario para lograr el cierre.

El contenido de humedad del suelo en porcentaje y el correspondiente número de golpes se

representan gráficamente en papel cuadriculado semilogarítmico. La relación entre el

contenido de humedad y log N es casi como una línea recta. Esto se conoce como curva de

flujo. El contenido de humedad correspondiente a N = 25, determinado a partir de la curva de

flujo, da el límite líquido del suelo.

Límite plástico (LP). El límite plástico se define como el contenido de humedad, en

porcentaje, en el que el suelo al enrollarse en hilos de 3.2 mm de diámetro se desmorona. El

límite plástico es el límite inferior del escenario plástico del suelo. La prueba es simple y se

realiza mediante rodados repetidos por parte de una masa de tierra de tamaño elipsoidal sobre

una placa de vidrio esmerilado.

25

El índice de plasticidad (PI) es la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico

de un suelo:

𝐼𝑃 = 𝐿𝐿 − 𝐿𝑃 (1)

El procedimiento para la prueba de límite plástico se da en la norma ASTM,

Designación ASTM D-4318. (Das, 2013, pp. 64-65).

Carta de plasticidad. Los limites líquido y plástico son determinados por medio de pruebas de

laboratorio relativamente simples que proporcionan información sobre la naturaleza de los suelos

cohesivos. Las pruebas son usadas ampliamente por ingenieros para correlacionar varios parámetros

físicos del suelo, así como para la identificación del mismo. Casagrande (1932) estudió la relación del

índice de plasticidad respecto al límite líquido de una amplia variedad de suelos naturales. Con base

en los resultados de pruebas, propuso una carta de plasticidad que muestra la figura 1. La

característica importante de esta carta es la línea A empírica dada por la ecuación PI= 0.73*(LL-20).

La línea A separa arcillas inorgánicas de los limos inorgánicos. Las gráficas de los índices de

plasticidad contra limites líquidos para las arcillas inorgánicas se encuentran arriba de la línea A y

aquellas para limos inorgánicos se hayan debajo de la línea A. los limos orgánicos se grafican en la

misma región (debajo de la línea A y con el LL variando entre 30 y 50) que los limos inorgánicos de

compresibilidad media. Las arcillas orgánicas se grafican en la misma región que los limos

inorgánicos de alta compresibilidad (debajo de la línea A y LL mayor que 50). La información

proporcionada en la carta de plasticidad es de gran valor y es la base para la clasificación de los

suelos de grano fino en el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos.

26

La línea U es aproximadamente el límite superior de la relación del índice de plasticidad

respecto al límite líquido para cualquier suelo encontrado hasta ahora. La ecuación para la línea U se

da como PI=0.9*(LL-8). (Das, 2013, pp. 73-74)

Figura 1. Carta de plasticidad. (Das, 2013, p. 74).

Ensayo de hidrómetro. Cuando los suelos no son gruesos granulares, sino que los suelos tienen

tamaños de grano pequeños no se podrá hacer análisis granulométrico por mallas, para determinar el

porcentaje de peso de los diferentes tamaños de los granos de suelo. Lo apropiado es aplicar el método

del hidrómetro (densímetro), hoy en día para suelos finos quizá es el ensayo de mayor uso, el hecho se

basa en que las partículas tienen una velocidad de sedimentación que se relaciona con el tamaño de las

partículas.

La ley fundamental para realizar análisis granulométrico por hidrómetro es formulada por

Stokes, en esta ley se enuncia que si una partícula esférica cae dentro del agua adquiere pronto una

velocidad uniforme que depende del diámetro de la partícula, de su densidad y de la viscosidad del agua.

Para la realización del ensayo no se usa una suspensión compuesta de agua y suelo, porque se

precipitaría, en muy poco tiempo casi todo el suelo, debido a la formación de flóculos originados por la

27

presencia de diferentes cargas eléctricas en las partículas del suelo. Se utiliza un agente defloculante que

neutralice las cargas eléctricas, permitiendo que las partículas se precipiten de forma individual.

Tipos de dispersantes usados comúnmente:

Silicato de Sodio (vidrio líquido). Es una solución de silicato de sodio, para lograr la

concentración necesaria se usa un hidrómetro 151 H. Una vez preparada la solución se toman 20 cm³.

Hexametafosfato de sodio (NaPO3). Comercialmente se conoce como Calgon. Se usará agua

destilada a razón de 40 g de hexametafosfato sódico por cada litro de solución.Ya que la solución es

ácida se puede considerar mayor eficacia como agente defloculante en suelos alcalinos.

Para el ensayo de hidrómetro existe corrección dependiendo del tipo de hidrómetro empleado, la

corrección se hará con la diferencia de la lectura del hidrómetro y un coeficiente que depende del tipo de

hidrómetro, para 151 H es la unidad y para 152 H es cero.

Los hidrómetros están calibrados para hacer la lectura al nivel libre del líquido. Al formarse el

menisco alrededor del vástago, la lectura correcta no puede hacerse, ya que las suspensiones de suelo

son transparentes, por lo que se necesita leer donde termina el menisco y corregir la lectura sumando la

altura del menisco. Esta corrección se hace sumergiendo el hidrómetro en agua destilada y haciendo dos

lecturas en la escala; una en la parte superior del menisco (para que el menisco se forme completo, el

cuello debe limpiarse con alcohol para eliminar la grasa) y otra siguiendo la superficie horizontal del

agua. La diferencia de las dos lecturas nos da la corrección que debe sumarse a las lecturas hechas al

estar operando. (Análisis granulométrico por medio de hidrómetro, s.f, p. 5)

Gravedad específica (Ge). La gravedad específica de los sólidos del suelo se utiliza en diversos

cálculos en mecánica de suelos y se puede determinar con precisión en el laboratorio. La tabla 1 muestra

la gravedad específica de algunos minerales comunes que se encuentran en los suelos. La mayoría de los

minerales tienen una gravedad específica que cae dentro de un rango general de 2.6 a 2.9. El peso

28

específico de los sólidos de arena, que está compuesta principalmente de cuarzo, se puede estimar en

alrededor de 2.65 para suelos arcillosos y limosos, pudiendo variar desde 2.6 hasta 2.9. (Das, 2013, p.

33).

Tabla 1. Gravedad específica de los minerales más importantes

Fuente: Das, 2013, p. 33.

Determinación de la gravedad especifica de las partículas sólidas de los suelos y de la llenante

mineral, empleando un picnómetro con agua. (I.N.V. E – 128 – 13). Esta norma de ensayo se utiliza

para determinar la gravedad especifica de los suelos que pasan el tamiz de 4.75 mm (No. 4) y de la

llenante mineral de las mezclas asfálticas (filler), empleando un picnómetro. Cuando el suelo contiene

partículas mayores que el tamiz de 4.75 mm (No. 4); la gravedad especifica de estas se deberá

determinar de acuerdo con el método de ensayo en la norma INV E-223. (INVIAS-128, 2013)

Gravedad especifica de las partículas de suelo Gs: Es la relación entre la masa de un cierto

volumen de solidos a una temperatura dada y la masa del mismo volumen de agua destilada y libre de

gas a igual temperatura. La temperatura generalmente usada como referencia es 20°C.

29

Densidad. El ensayo de esta etapa está reglamentado bajo la norma INV-E-734-13. Este método

se refiere a la determinación de la gravedad específica bulk y de la densidad de especímenes de mezclas

asfálticas compactadas, cubiertas con una película plástica de parafina.La gravedad especifica bulk de la

mezcla asfáltica compactada se puede usar para calcular su densidad y su peso unitario.

Como la gravedad especifica es adimensional, es necesario convertirla en densidad para los

cálculos que requieran unidades. Esta conversión se efectúa multiplicando la gravedad específica a una

temperatura dada, por la densidad del agua a la misma temperatura. (INVIAS-734, 2013).

𝜌 =𝐴

𝐷−𝐸−𝐷−𝐴

𝐹

(2)

Consolidación. Cuando una capa de arcilla compresible saturada se somete a un aumento del

esfuerzo, el asentamiento elástico se produce inmediatamente. Debido a que la conductividad hidráulica

de la arcilla es significativamente menor que la de la arena, el exceso de presión de poros generado por

la carga se disipa gradualmente durante un largo periodo. Por lo tanto, el cambio de volumen asociado

(es decir, la consolidación) en la arcilla puede continuar por mucho tiempo después del asentamiento

elástico. El asentamiento causado por consolidación en arcilla puede ser varias veces mayor que el

asentamiento elástico.

La deformación dependiente del tiempo de suelo arcilloso saturado puede entenderse mejor

teniendo en cuenta un modelo simple que consiste en un cilindro con un resorte en su centro. Sea el área

dentro de la sección transversal del cilindro igual a A. El cilindro está lleno de agua y tiene un pistón

impermeable sin fricción unido a un resorte y una válvula, como se muestra en la figura 2.a. En este

momento, si colocamos una carga P sobre el pistón (figura 2.b) y mantenemos la válvula cerrada, toda la

carga será tomada por el agua en el cilindro porque el agua es incompresible. El resorte no pasará por

ninguna deformación. El exceso de presión hidrostática en este momento se puede dar como

30

∆𝑢 =𝑃

𝐴 (3)

Este valor se puede observar en el indicador de presión unido al cilindro.

Figura 2. Modelo cilindro-resorte. ( Das, 2013, p. 18).

En general, podemos escribir

𝑃 = 𝑃𝑠 + 𝑃𝑤 (4)

donde Ps carga soportada por el resorte y Pw carga transportada por el agua. De la discusión

anterior, podemos ver que cuando la válvula se cierra después de la colocación de la carga P,

𝑃𝑠 = 0 y 𝑃𝑤 = P (5)

Ahora, si se abre la válvula, el agua fluirá hacia el exterior (figura 2.c). Este flujo se acompaña

de una reducción de la presión hidrostática y un aumento en la compresión del resorte. Por lo tanto, en

este momento la ecuación se mantendrá. Sin embargo,

𝑃𝑠 > 0 y 𝑃𝑤 < P (6)

Es decir

31

∆𝑢 <𝑃

𝐴 (7)

Después de algún tiempo el exceso de presión hidrostática se convertirá en cero y el sistema

alcanzará un estado de equilibrio, como se muestra en la figura 2.d. Ahora podemos escribir

𝑃𝑠 = P y 𝑃𝑤 = 0 (8)

Y

𝑃 = 𝑃𝑠 + 𝑃𝑤 (9)

Con esto en mente, podemos analizar la deformación de una capa de arcilla saturada sometida a

un aumento del estrés (figura 3.a). Consideremos el caso en el que una capa de arcilla saturada de

espesor H que está confinada entre dos capas de arena está siendo sometida a un aumento instantáneo

del esfuerzo total ∆σ. Este incremento del esfuerzo total se transmitirá al agua intersticial y los sólidos

del suelo. Esto significa que el esfuerzo total, ∆σ, se divide en alguna proporción entre el esfuerzo y la

presión efectiva del agua del poro. El cambio en el comportamiento del esfuerzo efectivo será similar al

del resorte en la figura 2 y el cambio en el comportamiento de la presión del agua intersticial será similar

al del exceso de presión hidrostática de la figura 2. A partir del principio de esfuerzo efectivo, se deduce

que

∆σ = ∆σ´ + ∆u (10)

Donde

∆σ´= aumento del esfuerzo efectivo

∆σ = aumento de la presión de agua intersticial

Dado que la arcilla tiene muy baja conductividad hidráulica y el agua es incompresible, en

comparación con la estructura del suelo, en el tiempo t = 0 todo el aumento del esfuerzo ∆σ será

arrastrado por el agua (∆σ = ∆u) en todas las profundidades (figura 3). Ninguno será llevado por la

estructura del suelo (es decir, el aumento del esfuerzo efectivo, ∆σ´= 0).

32

Después de la aplicación del esfuerzo incremental, ∆σ, a la capa de arcilla, el agua intersticial

comenzará a ser exprimida hacia fuera y drenará en ambas direcciones en las capas de arena. Por este

proceso, el exceso de presión de agua intersticial a cualquier profundidad en la capa de arcilla

disminuirá gradualmente y el esfuerzo transportado por los sólidos del suelo (esfuerzo efectivo) se

incrementará. Por lo tanto, en el tiempo 0 < t < ∞,

∆σ = ∆σ´ + ∆u (∆σ´ > 0 y ∆u < ∆σ) (11)

Figura 3. Variación del esfuerzo total, la presión de agua intersticial y el esfuerzo efectivo en una capa

de arcilla drenada en la parte superior y la parte inferior como resultado de un esfuerzo añadido, ∆σ.

(Das, 2013, p. 186).

33

Sin embargo, la magnitud de ∆σ´ y ∆u en varias profundidades va a cambiar (figura 3.c),

dependiendo de la distancia mínima del patrón de drenaje de la capa de arena superior o inferior.

Teóricamente, en el tiempo t = ∞, todo el exceso de presión del agua intersticial se disiparía por

el drenaje de todos los puntos de la capa de arcilla, dando así ∆u = 0. Entonces, el aumento del esfuerzo

total ∆σ se transportaría por la estructura del suelo (figura 3d), por lo que

∆σ = ∆σ´ (12)

Este proceso gradual de drenaje bajo la aplicación de una carga adicional y la transferencia del

exceso de presión del agua intersticial asociada al esfuerzo efectivo provoca el asentamiento

dependiente del tiempo (consolidación) en la capa de arcilla del suelo. (Das, 2013, pp. 183-187).

Método de Casagrande.

Para determinar el coeficiente de consolidación Cv, Casagrande propuso un método

gráfico, partiendo de los datos obtenidos del ensayo de consolidación. En primer lugar, debe

trazarse para el escalón de carga que represente la situación in situ del estado de tensiones

impuesto, la curva Deformación vs log t. Para determinar el escalón de carga a utilizar debe

calcularse previamente la carga de tapada σ´O a la cual se encuentra sometido el estrato

compresible, así como también la sobrecarga a aplicarse ∆σ´. El escalón de carga deberá ser tal

que se aproxime a la suma de ambas presiones. Para estar del lado de la seguridad se utilizará el

escalón de carga que supere a σ´0+∆σ´.

Una vez dibujada la curva de consolidación en escala semilogarítmica (Figura 4), el

método consiste básicamente en determinar sobre esa curva el tiempo en el cual se desarrolla el

50% de la consolidación primaria. Para esto se sigue el siguiente procedimiento.

34

1. Determinar la deformación teórica correspondiente al 0% de la consolidación

(dO%). Para esto debe elegirse un punto A en la parte inicial de la curva de consolidación de

abscisa t1 y encontrar el punto correspondiente de la curva para un tiempo t2 = 4t1. Entre

ambos puntos se determina la diferencia de ordenadas ∆. Como la curva es esencialmente

parabólica se demuestra que para una relación entre abscisas de 4 corresponde una relación de

ordenadas de 2 por lo que la ordenada al origen de dicha parábola se ubica a una distancia ∆

por encima del punto A. Es por esto que se traza una línea horizontal a una distancia ∆ por

encima del punto A. La intersección de dicha recta con el eje de las ordenadas representa la

deformación correspondiente al 0% de la consolidación (dO%) (Figura 5).

Figura 4. Curva teórica de consolidación. (Poliotti & Sierra, 2011, p. 21)

35

Figura 5. Paso 1- Método de Casagrande. (Poliotti & Sierra, 2011, p. 22)

2. Determinar la deformación correspondiente al 100% de la consolidación primaria

(d1OO%). Para ello extender la recta tangente a la parábola en el punto de inflexión y la recta

tangente a los últimos puntos de la curva de consolidación. Ambas rectas se intersecan en

un punto B cuya ordenada representa la deformación correspondiente al 100% de la

consolidación primaria (d1OO%) (Figura 6).

Figura 6. Paso 2- Método de Casagrande. (Poliotti & Sierra, 2011, p. 22).

3. Determinado el dO% y el d1OO% se determina la mitad de dicha distancia que es la

36

deformación correspondiente al 50% de la consolidación (d5O%). Teniendo este valor como

ordenada se obtiene el punto C perteneciente a la curva, cuya abscisa representa el tiempo en

que se produce el 50% de la consolidación primaria (t5O). (Figura 7).

Figura 7. Paso 3- Método de Casagrande. (Poliotti & Sierra, 2011, p. 23).

4. Con t5O y T5O, podemos determinar el coeficiente de consolidación como:

𝐶𝑣 =𝑇50𝐻𝑙𝑎𝑏2

𝑡50 (13)

La altura Hlab, es la máxima distancia que recorre el agua en el ensayo. En general, el

ensayo se realiza permitiendo el drenaje por ambas caras de la muestra de manera de acelerar los

tiempos de consolidación, por lo que la Hlab es la mitad de la altura de la muestra en ese escalón

de carga.

37

Método de Taylor

Taylor propuso un método para obtener el tiempo de consolidación, para un

porcentaje de consolidación del 90%, a partir de la curva Deformación-√t, (Figura

8), correspondiente al escalón de carga que represente la situación in situ.

Determinado ese tiempo de consolidación, puede luego estimarse el coeficiente de

consolidación, utilizando la ecuación:

𝐶𝑣 =𝑇𝑣𝐻𝑙𝑎𝑏2

𝑡90 (14)

Figura 8. Curva deformación - √t. (Poliotti & Sierra, 2011, p. 24).

Para obtener el tiempo correspondiente al 90% de la consolidación, a partir de

la gráfica de Deformación vs √t se procede de la siguiente manera:

38

1. Dibujar la línea recta que mejor se ajuste a la curva extendiéndose

hasta intersecar ambos ejes, despreciando los primeros puntos que

corresponden al acomodamiento de la probeta y del sistema de aplicación de la

carga. Llamamos A al punto de intersección con el eje de las deformaciones, es

decir representa el 0% de la consolidación, y B al punto de intersección con el

eje de √t. (Figura 9).

Figura 9. Paso 1 – Método de Taylor. (Poliotti & Sierra, 2011, p. 24)

2. Denominando x a la distancia sobre el eje de la raíz del tiempo,

entre el origen y el punto B, buscamos el punto C, de abscisa igual a 1,15 veces

X (Figura 10).

39

Figura 10. Paso 2 – Método de Taylor. ( Poliotti & Sierra, 2011, p. 25).

3. Trazar la recta AC. El punto donde AC interseca a la curva de

consolidación tiene como abscisa la raíz del tiempo al cual ocurre el 90% de la

consolidación (t90). (Figura 11).

Figura 11. Paso3 - Método de Taylor. (Poliotti & Sierra, 2011, p. 25)

40

4. Con t9O calculado y el factor tiempo T9O obtenido de las curvas

teóricas (Figura 11), según el drenaje de la muestra en laboratorio para un grado de

consolidación del 90%, se obtiene el coeficiente de consolidación Cv cómo:

La altura Hlab, es la máxima distancia que recorre el agua en el ensayo. En

general, el ensayo se realiza permitiendo el drenaje por ambas caras de la muestra de

manera de acelerar los tiempos de consolidación, por lo que Hlab es la mitad de la altura

de la muestra en ese escalón de carga. (Poliotti & Sierra, 2011, pp. 20 -26)

Ensayos de Resistencia

Fuerzas que actúan sobre el suelo.

Las solicitaciones a las que está sometido el terreno derivan de un origen

fundamental: el campo gravitatorio. No obstante, es tradicional dividirlas en dos clases,

en función de la persistencia o no de las mismas. Así, se acostumbran a considerar los

siguientes grupos de fuerzas:

o Gravitatorias, en sentido estricto, causantes de las acciones derivadas de

las masas consideradas permanentes: peso propio del terreno, sobrecarga litostática,

empujes de confinamiento, empujes hidrostáticos

o Cargas externas, generadas por masas cuya actuación se considera variable

en el análisis geotécnico: sobrecargas debidas a una cimentación, empujes que se generan

por la inestabilidad en un talud, gradientes hidráulicos.

41

En un concepto fundamental tal vez algo simplista, los problemas a resolver en

geotecnia se resumen en la determinación de la relación entre las tensiones externas y la

deformación del terreno o, llegado al extremo, su capacidad última en rotura.

Dado que, también en sentido estricto, el suelo es un material anisótropo,

heterogéneo, y cuya deformabilidad no se adecúa al modelo de la elasticidad, el problema

podría resultar en exceso complejo para abordar soluciones en la mayoría de los casos

cotidianos que debe resolver la ingeniería geológica. Por esta razón es razonable adoptar

una aproximación simplificada, y considerar en ciertas ocasiones que el suelo se

comporta de forma asimilable al modelo de deformación elástica, que dentro de ciertos

límites el suelo puede considerarse homogéneo, y que sus propiedades mecánicas pueden

estimarse independientes de la dirección de los esfuerzos aplicados. (Franch, J, 2013).

Resistencia al corte de los suelos: Criterio de Mohr – Coulomb, ángulo de

rozamiento y cohesión.

Tal vez la contribución más relevante de Charles A. de Coulomb se relacione con

su ámbito de físico teórico al postular la ley de interacción (atracción / repulsión) entre

cargas eléctricas; no obstante, el trabajo cotidiano del Coulomb versaba sobre aspectos

más mundanos del conocimiento. Como ingeniero militar participó en el diseño de varias

fortalezas, ocupándose de forma reiterada del proyecto de estructuras de contención.

Basándose substancialmente en trabajos precedentes de Gullaume Amontons

sobre el rozamiento entre sólidos, Coulomb propuso una teoría para explicar la presión de

42

tierras sobre un muro, publicada en 1776, que enfoca el problema de empujes sobre

muros considerando que los mismos se pueden asimilar a unas cuñas de falla.

El fundamento de dicho trabajo consiste en valorar la resistencia al corte del suelo

en base a la siguiente expresión:

τ = c + σ tg φ (15)

o, lo que es lo mismo, que la resistencia del suelo ante el esfuerzo cortante es la

suma de su cohesión y del rozamiento en el plano de rotura, y que tal rozamiento viene

determinado por el producto de la tensión normal a dicho plano por la tangente del

ángulo de rozamiento interno del material.

Si bien el concepto cohesión es intuitivamente asimilable, el concepto rozamiento

requiere probablemente una pequeña reflexión adicional. Nótese que la fuerza de

rozamiento depende de la existencia de una tensión perpendicular a la fuerza tangencial o

de corte, y que en caso de que dicha fuerza normal fuese nula, el rozamiento sería

también nulo (sea cual fuere el ángulo de rozamiento interno).

Conviene ahora aclarar de forma sucinta el concepto “ángulo de rozamiento

interno”.

El postulado general del modelo de Coulomb propone un criterio de rotura que se

representa en el plano σ – τ (esfuerzo normal y esfuerzo tangencial respectivamente) por

dos rectas que se denominan “rectas de resistencia intrínseca” del suelo, tal como muestra

la siguiente figura:

43

Figura 12. Rectas de resistencia intrínseca. ( Franch, J, 2013).

La combinación de tensiones normales y tangenciales que esté comprendida entre

las dos rectas corresponde a un estado de tensiones posible en el que puede encontrarse el

suelo. Los puntos que resulten de combinaciones de tensiones situadas en las rectas

corresponden al límite de rotura, y los exteriores definirán estados de tensiones más allá

del límite de rotura y por lo tanto en los que no puede encontrarse el suelo.

Resulta evidente que para un caso en que el valor de la tensión normal (σ) fuera

nulo, la fuerza resistente debida al rozamiento sería también nula, y que por lo tanto la

única fuerza responsable de la resistencia del suelo sería la cohesión, que toma en

consecuencia el valor de la ordenada en el origen de la gráfica σ – τ.

A partir de este punto, el incremento de σ conlleva un incremento directamente

proporcional de la resistencia al corte que se suma a la cohesión, y cuyo valor es igual al

producto del valor de σ en cada punto por la tangente del ángulo que forma la recta de

44

resistencia intrínseca del suelo con el eje σ. Dicho ángulo se denomina, pues, ángulo de

rozamiento interno. (Franch, J, 2013).

La compresión inconfinada, similar a la que se somete a los cilindros de concreto,

sirve para determinar la resistencia a la compresión simple, qu, de muestras de arcilla.

Para suelos cohesivos resulta la ecuación simplificada:

τ = Cu (16)

En suelos fino granulares (φ = 0°), qu es un indicativo de la capacidad de soporte

del suelo. por el confinamiento, una arcilla puede soportar mayores esfuerzos que qu,

pero en general cuando σ3 = 0, en el círculo de mohr, el τmáx es c, y como qu = σ1 se

puede deducir que:

qu= 2*Cu (17)

En el ensayo qu es esfuerzo normal o principal cuando esfuerzo de confinamiento

es igual 0.

Cohesión ultima. Según Duque & Escobar, (2002), se puede hablar de cohesión

efectiva C’ y cohesión última CU. En arcillas saturadas (D), los cálculos son viables con

esfuerzos totales como caso de excepción. El valor CU es mayor que C’, normalmente.

La consistencia (arcilla saturada y ND) y su valor de qu se expresan de la siguiente

manera:

45

o Muy Blanda (< 0,25 KN/m2)

o Blanda (0,25 – 0,50 KN/m2)

o Medianamente Compacta (0,50 – 1,00 KN/m2)

o Compacta (1,00 – 2,00 KN/m2)

o Muy Compacta (2,00 – 4,00 KN/m2)

o Firme -Saprolito (40 – 75 KN/m2)

o Rígida (75 – 100 KN/m2)

o Muy Rígida (100 – 200 KN/m2)

o Dura -Roca Dura (> 200 KN/m2)

Método de corte directo (CD) (consolidado drenado) I.N.V. E – 154 – 13. El

ensayo consiste en: (a) Colocación de la muestra de ensayo en el dispositivo de corte

directo; (b) Aplicación de una carga normal determinada; (c) Disposición de los medios

de drenaje y humedecimiento de la muestra; (d) Consolidación de la muestra bajo la

carga normal; (e) Liberación de los marcos que sostienen la muestra; (f) Aplicación de la

fuerza de corte para hacer fallar la muestra. Generalmente tres o más muestras son

ensayadas, cada una bajo fuerza normal diferente, para determinar los efectos sobre la

46

resistencia al corte y las deformaciones. El intervalo de las cargas normales usadas deberá

ser el apropiado y en concordancia para las condiciones del suelo investigado. (INVIAS-

154, 2013).

Figura 13. Esquema del ensayo del corte (a) sencillo y (b) del corte doble. ( INVIAS-154,

2013).

47

Figura 14. Dispositivo para el ensayo del corte directo. ( INVIAS-154, 2013).

Determinación de la velocidad de corte: El espécimen se debe someter a corte a una

velocidad relativamente reducida, para que el exceso de presión de poros sea

insignificante en la falla. La determinación de la velocidad apropiada de desplazamiento

requiere una estimación del tiempo requerido para la disipación de la presión de poros y

del monto de la deformación requerida para alcanzar la falla. Estos dos factores dependen

del tipo de material y de la historia de esfuerzos. (INVIAS-154, 2013).

48

Prueba de compresión no confinada en arcilla saturada

Figura 15. Prueba de compresión no confinada. (Das, 2013, p. 256).

La prueba de compresión no confinada es un tipo especial de prueba no

consolidada-no drenada que se utiliza comúnmente para las muestras de arcilla. En esta

prueba la presión de confinamiento σ3 es 0. A la muestra se le aplica rápidamente una

carga axial para provocar una falla. En ésta, el esfuerzo principal menor total es 0 y el

esfuerzo principal mayor total es σ1 (figura 7). Dado que la resistencia de corte no

drenada es independiente de la presión de confinamiento, tenemos

𝑇𝑓 =σ1

2=

𝑞𝑢

2= 𝐶𝑢 (18)

donde qu es la resistencia a la compresión no confinada. La tabla 2 da la

consistencia aproximada de arcillas en función de sus resistencias a la compresión no

confinada. La figura 16 muestra la falla de las muestras de suelo por corte y

abultamiento. (Das, 2013, pp. 256-259).

49

Tabla 2. Relación general de consistencia y esfuerzo de compresión no confinada de las

arcillas

Fuente: Das, 2013, p. 257.

Figura 16. Falla en una muestra de prueba de compresión no confinada: (a) por corte,

(b) por abultamiento. (Das, 2013, p. 258).

Compresión inconfinada en muestras de suelos (I.N.V. E. – 152 -13). Esta

norma describe el ensayo para determinar la resistencia a la compresión no confinada de

50

suelos cohesivos, mediante la aplicación de una carga axial con control de deformación.

El ensayo se puede realizar sobre muestras inalteradas, remoldeadas o compactadas.

Este método de ensayo da un valor aproximado de la resistencia de los suelos

cohesivos en términos de esfuerzo totales.

Este método de ensayo es aplicable solo a materiales cohesivos que no expulsan

agua durante la etapa de carga del ensayo y que mantienen su resistencia intrínseca

después de remover las presiones de confinamiento, como las arcillas o los suelos

cementados. Los suelos secos y friables, los materiales fisurados o estratificados, los

limos, las turbas y las arenas no se pueden analizar por este método para obtener valores

validos de la resistencia a la compresión inconfinada. (INVIAS-152, 2013).

En este ensayo se deben cumplir las siguientes condiciones:

o Razón Largo/Ancho de la probeta debe ser 2.5 a 3.0:1

o Extremos deben ser paralelos y pulidos, sin grietas.

o Ancho de muestra debe ser >10 veces el tamaño medio del grano.

Método para determinar la viscosidad del asfalto empleando el viscosímetro

rotacional I.N.V. E – 717 – 13. Este método se utiliza para medir la viscosidad del

asfalto cuando se le aplica temperatura. Una pequeña cantidad de muestra de asfalto se

coloca en un recipiente especial termostáticamente controlado. La medida del torque

requerido, aplicado sobre un vástago cilíndrico sumergido en la muestra, para hacerlo

51

girar, manteniendo constante la velocidad de rotación y la temperatura, se utiliza como

parámetro para determinar la resistencia relativa a la rotación, lo que permite conocer la

viscosidad del ligante en unidades de Pascal por segundo.

Este método de ensayo ha sido usado para medir la viscosidad aparente de

asfaltos al aplicar temperatura.

La medida de viscosidad a altas temperaturas ha sido usada para determinar la

manejabilidad y facilidad de bombeo en la refinería, terminal o planta asfáltica. Los

valores medidos mediante este procedimiento se pueden utilizar para desarrollar

diagramas de temperatura contra viscosidad, los cuales se utilizan para estimar las

temperaturas de mezclado y compactación a utilizar durante el diseño y construcción de

mezclas asfálticas en caliente. (INVIAS-717, 2013).

Correlación

En el ámbito de las matemáticas y las estadísticas, la correlación alude a la

proporcionalidad y la relación lineal que existe entre distintas variables. Si los valores de

una variable se modifican de manera sistemática con respecto a los valores de otra, se

dice que ambas variables se encuentran correlacionadas.

Supongamos que tenemos una variable R y una variable S. Al aumentar los

valores de R, aumentan los valores de S. De igual modo, al aumentar los valores de S, se

incrementan los valores de R. Por lo tanto, hay una correlación entre las variables R y* S.

Este mismo ejemplo podemos exponerlo de forma gráfica si pensamos en la

contabilidad de una empresa, específicamente en dos variables que registren “los gastos

52

por compra de productos” y el “stock total en el almacén”; es correcto decir que a medida

que aumenta la primera también lo hace la segunda, y que no es posible evitar esta

correlación.

Puede señalarse que la correlación es la medida que se registra de la dependencia

entre distintas variables. El grado de correlación puede medirse mediante los llamados

coeficientes de correlación, como el coeficiente de correlación intraclase, el coeficiente

de correlación de Spearman y el coeficiente de Jaspen. (Perez & Gardey, 2017)

Coeficiente de Correlación. La correlación estadística es medida por lo que se

denomina coeficiente de correlación (r). Su valor numérico varía de 1,0 a -1,0. Nos indica

la fuerza de la relación.

En general, r> 0 indica una relación positiva y r <0 indica una relación negativa,

mientras que r = 0 indica que no hay relación (o que las variables son independientes y no

están relacionadas). Aquí, r = 1,0 describe una correlación positiva perfecta y r = -1,0

describe una correlación negativa perfecta.

Cuanto más cerca estén los coeficientes de +1,0 y -1,0, mayor será la fuerza de la

relación entre las variables.

Como norma general, las siguientes directrices sobre la fuerza de la relación son

útiles (aunque muchos expertos podrían disentir con la elección de los límites).

53

Tabla 3. Valores de confiabilidad de acuerdo con la relación.

Valor de r Fuerza de relación

-1,0 A -0,5 o 1,0 a 0,5 Fuerte

-0,5 A -0,3 o 0,3 a 0,5 Moderada

-0,3 A -0,1 o 0,1 a 0,3 Débil

-0,1 A 0,1 Ninguna o muy débil

Fuente: Arenal, 2019, p. 83.

La correlación es solamente apropiada para examinar la relación entre datos

cuantificables significativos (por ejemplo, la presión atmosférica o la temperatura) en vez

de datos categóricos, tales como el sexo, el color favorito, etc. (Arenal, 2019, pp. 82-83).

Marco Conceptual

o La cohesión del suelo: La cohesión es una medida de la cementación o

adherencia entre las partículas de suelo. La cohesión en la mecánica de suelos

es utilizada para representar la resistencia al cortante producida por la

cementación entre las partículas, mientras que, en la física, este término se

utiliza para representar la resistencia a la tensión. En los suelos

eminentemente granulares en los cuales no existe ningún tipo de cementante o

54

material que pueda producir adherencia, la cohesión se supone igual a cero y a

estos suelos se les denomina suelos friccionantes o “no cohesivos” (C = 0). En

los suelos no saturados, la tensión debida a la succión del agua en los poros

produce un fenómeno de adherencia entre partículas por presión negativa o

fuerzas capilares. Esta cohesión “aparente” desaparece con la saturación.

(Suarez, 2009, p. 77).

o La adhesión del suelo: Es la propiedad de la materia por la cual se unen dos

superficies de sustancias iguales o diferentes cuando entran en contacto, estas

se mantienen juntas por fuerzas intermoleculares. La adhesión o tensión

superficial se refiere a la atracción de la fase líquida sobre la fase sólida y es la

fuerza encargada de mantener unidas las partículas de suelo a medida que se

incrementa el contenido de humedad. Cuando la humedad del suelo es muy

alta o muy baja no hay área de contacto entre las dos fases y por lo tanto no

hay adhesión. La estructura del suelo se genera debido a la variación de estas

dos fuerzas dentro de la masa del suelo. (Medina, V, 2014).

o La coherencia del suelo: Se refiere a la cohesión entre las partículas sólidas.

Las fuerzas de la cohesión y coherencia explican la unión de las partículas

entre sí en los distintos estados de consistencia. El número de películas de

agua depende del contenido de coloides.

55

o Los suelos arcillosos exhiben por lo tanto mayor cohesión que los

arenosos. Las partículas laminares producen mayores efectos

cohesivos que las esféricas. (Crosara, s.f)

o Expansividad: La expansividad y retracción del suelo es característico en

suelos del tipo arcilloso y es controlada por la variación de humedad en el

suelo (variación de la cantidad de agua en el suelo).

a expansividad del suelo corresponde al aumento de volumen que ocupa el

material que conforma el suelo, causado por la absorción de agua (retención

de agua en los poros), esta propiedad es característica de las arcillas

expansivas.

La expansividad sucede cuando las moléculas de agua quedan atrapadas en la

red cristalina, entre las cadenas de silicatos de las arcillas que se encuentran

unidos por enlaces débiles, pasando a ocupar mayor volumen inicial sin que

ocurra reacciones químicas. (Maldonado, 2018)

o Consistencia del suelo: La consistencia del suelo es la firmeza con que se

unen los materiales que lo componen o la resistencia de los suelos a la

deformación y la ruptura. La consistencia del suelo se mide por muestras de

suelo mojado, húmedo y seco. En los suelos mojados, se expresa como

adhesividad y plasticidad, tal como se define infra. La consistencia del suelo

56

puede estimarse en el campo mediante ensayos sencillos, o medirse con mayor

exactitud en el laboratorio. (FAO, s.f)

o Ángulo de fricción interna: Se refiere al ángulo que forma la envolvente de

falla (gráfica del ensayo triaxial o línea de tendencia en el de corte directo)

debido a la resistencia al deslizamiento causado por la fricción de las

partículas. (Trujillo & Méndez, 2016)

o Esfuerzo efectivo: El principio del esfuerzo efectivo es probablemente el

concepto más importante en la ingeniería geotécnica. En el cálculo y análisis

de problemas como el asentamiento de los suelos, capacidad de carga de

fundaciones, estabilidad de presas, y presión lateral en estructuras de retención

de tierra, la compresibilidad y resistencia al corte de un suelo son las

propiedades que más influyen en el diseño y estas propiedades dependen en

gran parte del esfuerzo efectivo, lo cual hace que el concepto del esfuerzo

efectivo sea muy importante en el análisis de estos problemas.

El suelo es una estructura esquelética de partículas sólidas en contacto,

formando un sistema intersticial de interconexiones entre los vacíos o poros.

Los poros están parcial o totalmente llenos de agua. Es por esta razón que los

esfuerzos efectivos pueden presentarse en la naturaleza en diferentes maneras.

(Esfuerzos Efectivos, 2010)

57

o Suelos saturados con agua y cero de aire en los vacíos.

o Suelos secos sin nada de agua en los vacíos

o Suelos parcialmente saturados, con agua y aire en sus vacíos.

o Viscosidad: Se denomina coeficiente de viscosidad a la relación entre el

esfuerzo cortante aplicado y la deformación por corte obtenida; es una medida

de la resistencia del líquido a fluir y comúnmente se llama viscosidad. En el

sistema internacional (SI), la unidad de viscosidad es el Pascal por segundo

(Pa * s). (INVIAS-717, 2013).

o Viscosidad dinámica o absoluta: La relación entre el esfuerzo de corte

aplicado y la velocidad de corte se llama el coeficiente de viscosidad. Este

coeficiente es una medida de la resistencia al flujo de un líquido. La unidad

cgs es 1 g/cm·s (1 dina·s/cm²) y se llama un Poise (P). La unidad SI de la

viscosidad es 1 Pa·s (1 N·s/m²) y es equivalente a 10 P. (INVIAS-716-07,

2013)

o Consolidación: Es la reducción gradual de volumen del suelo por compresión

debido a la aplicación de cargas estáticas. También puede darse por pérdida de

aire o agua, o por un reajuste de la fábrica textural. (Geomecánica, cap.9)

58

o Compactación: Es la densificación del suelo, lograda por medios dinámicos,

con el propósito de mejorar sus propiedades ingenieriles. (Geomecánica,

cap.9)

Metodología

Esta investigación tuvo un carácter experimental y correlacional debido a que,

se llevó a cabo teniendo en cuenta los principios del método científico y se realizaron

ensayos de laboratorio por medio de las normas del Instituto Nacional de Vías del año

2013, para lograr el cumplimiento de los objetivos establecidos. La investigación se

desarrolló por medio de las siguientes fases:

Fase 1

Recopilación de información. En esta fase se obtuvo información por medio de

fuentes primarias y secundarias que permitirán el desarrollo de la correlación adecuada

entre viscosidad dinámica y los parámetros de resistencia del suelo como lo es el ensayo

de corte directo y compresión inconfinada (C y Φ). Esto con el fin de tener un

conocimiento técnico y una mejor orientación con base en investigaciones ya realizadas,

enfocadas en los ensayos a trabajar. Para llevar esto a cabo se deben tener en cuenta

investigaciones previas en el área a trabajar y todos los tipos de normas que se le deben

implementar según Invias para la debida caracterización física y mecánica del suelo a

tratar y así hacer los respectivos ensayos en los suelos cohesivos seleccionados.

59

Fase 2

Obtención de la muestra. En esta fase se realizaron 2 ensayos de caracterización

física del suelo, se deberán determinar el límite líquido y la viscosidad dinámica obtenida

a partir del viscosímetro rotacional. Estos ensayos se realizaron a distintos suelos

cohesivos industriales y naturales para encontrar aproximadamente 3 tipos de suelos en

los que se permita la lectura de la viscosidad.

Inicialmente se deberá realizar el ensayo de límite líquido con el fin de encontrar

la humedad especifica en cada suelo donde pase de estar de un estado plástico a líquido,

con esto se buscará que el suelo pase de un comportamiento elasto–plástico a

comportarse de una manera viscoelástica. Una vez obtenido el límite líquido de cada

suelo, se incrementará en un rango entre 1.1LL y 3LL, para posteriormente observar si

permite lectura de la viscosidad dinámica con el viscosímetro rotacional y en que rango

permite lectura para cada suelo.

Tabla 4. Obtención de muestras

OBTENCIÓN MUESTRAS

ENSAYO NORMA N° DE ENSAYOS

límite líquido I.N.V E - 125 - 13 3

Viscosímetro

rotacional

I.N.V E - 717 - 13 5 en cada humedad

60

Fase 3

Caracterización del suelo. En esta fase se realizará la caracterización física y

mecánica de los suelos a utilizar y la clasificación de estos. Los ensayos para trabajar

serán los siguientes:

Humedad natural. Se determinará esta humedad natural con el contenido de

agua por masa, se llevará la muestra al horno a una temperatura de 110°C y se secará

hasta alcanzar una masa constante. La masa perdida por el secado es agua.

Gravedad especifica. La gravedad especifica del suelo se determinará con el

método del picnómetro.

Densidad. El ensayo de esta etapa está reglamentado bajo la norma INV-E-734-

13. Como la gravedad especifica es adimensional, es necesario convertirla en densidad

para los cálculos que requieran unidades. Esta conversión se efectúa multiplicando la

gravedad específica a una temperatura dada, por la densidad del agua a la misma

temperatura.

Granulometría por medio del hidrómetro. Con este análisis se determinará la

distribución granulométrica del suelo, es decir, el diámetro de cada una de las partículas

que componen el suelo estudiado.

61

Límites de consistencia. Se realizaron para determinar el porcentaje de humedad

al cual el suelo pasa de estado líquido a plástico y de semisólido a plástico. Con la

humedad obtenida en el límite líquido se podrá luego adecuar el suelo a una humedad en

la cual se permita lectura en el viscosímetro rotacional.

Viscosímetro rotacional. El ensayo de esta etapa está reglamentado bajo la norma

INV-E-717-13. Una vez obtenido el límite líquido de cada suelo, se incrementó entre

1.1LL y 3LL. Dependiendo a partir de qué punto el viscosímetro determino lecturas

respecto a cada material. Tomando 5 datos en cada humedad y posteriormente analizar

los resultados.

Tabla 5. Caracterización física.

CARACTERIZACIÓN FÍSICA

ENSAYO NORMA N° DE ENSAYOS

Humedad natural INV. E - 122 - 13 3

Gravedad

especifica

INV. E - 128 - 13 3

Granulometría por

hidrómetro

INV. E - 123 - 13 3

Límite líquido INV. E - 125 - 13 3

Límite plástico INV. E - 126 - 13 3

Densidad INV. E - 734 - 13 1

Viscosímetro

rotacional*

INV. E - 717 - 13 5 en cada

humedad

62

Fase 4

Reconstitución de muestras. Se preparan los bloques de muestras a partir de la

mezcla de agua y muestra de suelo seco, considerando una humedad inicial de 1,5 veces

el límite liquido de cada muestra. También se adaptarán dos moldes de CBR para las

consolidaciones en cada material, con una capacidad para reconstituir una masa de suelo

de 15 mm de diámetro por 195 mm de altura, cada uno, y se someterán las muestras a un

proceso de consolidación isotrópica bajo un ambiente controlado de total saturación. Se

realizará un ensayo de humedad para determinar la cantidad de agua con la que queda la

muestra que se llevará a compresión inconfinada y corte directo.

Fase 5

Preparación de muestras reconstituidas. Una vez consolidada las muestras de

suelos se tallaron muestras para efectuar el ensayo de corte directo y compresión

inconfinada.

Ensayos de corte directo y compresión inconfinada. Finalmente se realizaron

ensayos de corte directo y compresión inconfinada en las muestras reconstituidas.

63

Tabla 6. Caracterización mecánica

CARACTERIZACIÓN MECÁNICA

ENSAYO NORMA N° DE

ENSAYOS

Corte directo INV. E - 154 - 13 1

Compresión

inconfinada

INV. E - 152 - 13 3

Fase 6

Análisis y conclusiones. Finalizando los ensayos de laboratorio se procedió a

elaborar gráficas, cálculos, análisis estadístico y análisis técnicos para así poder hacer una

comparación entre la viscosidad dinámica con respecto a la cohesión y el ángulo de

fricción de los suelos a trabajar y así concluir respecto a los resultados basados en los

objetivos y observar si la investigación fue satisfactoria o no.

Resultados

A continuación, se presentan de forma resumida los resultados de cada uno de los

ensayos efectuados para este trabajo, sin embargo, en el Anexo I, II y III se encuentran

los formatos con los resultados obtenidos en cada uno de ellos.

Caracterización del Suelo

La caracterización del suelo permite tener una idea del comportamiento de este,

por esto es transcendental que se realice antes de hacer cualquier tipo de análisis del

64

suelo, y para conocer el tipo de suelo a trabajar. Los ensayos de laboratorio se hicieron de

acuerdo con lo establecido en las normas INVIAS 2013.

Límites de Atterberg. Los Límites de Atterberg son mundialmente utilizados en

la clasificación de suelos finos. Encontrar relaciones entre estos límites y las propiedades

del suelo ha sido materia de investigación durante muchos años. Se determino el límite

líquido (LL), el límite plástico (LP) y el índice de plasticidad (IP), parámetros de

clasificación según la carta de plasticidad, los resultados obtenidos se muestran en la

tabla 7 y 8. (Ver Anexo I.A).

Tabla 7. Resultados de cada ensayo de los límites de Atterberg.

Material Muestra Límite líquido Límite plástico Índice de

plasticidad

Caolín

1 53.20 18.75 34.45

2 49.00 18.7 30.30

3 51.6 22.84 28.76

Desviación

estándar*

2.12* 2.38* 2.94*

Suelo natural

1 57.30 30.47 26.83

2 66.90 28.67 38.23

3 55.6 26.69 28.91

Desviación

estándar*

6.09* 1.89* 6.07*

Blanco

Mompox

1 40.30 23.26 17.04

2 40.70 20.62 20.08

3 36.96 20.75 16.21

Desviación

estándar*

2.05* 1.49* 2.04*

65

Tabla 8. Resultados de promedio de los límites de Atterberg.

Material LL (%) LP (%) IP (%)

Caolín 51.27 20.1 31.17

Suelo natural 59.93 28.61 31.32

Blanco Mompox 39.32 21.54 17.78

Con los resultados del límite líquido, plástico e índice de plasticidad (tabla 8), se

entra en la carta de plasticidad (Figura 17) tomando los intervalos donde se mueven los

datos obtenidos de cada suelo, se clasifican los 3 suelos trabajados, de acuerdo con el

sistema unificado de clasificación de suelos (SUCS), encontrando a él caolín y el suelo

natural como una arcilla inorgánica de alta plasticidad, y al blanco Mompox como

una arcilla inorgánica de plasticidad baja.

66

Figura 17. Resultados carta de plasticidad.

Se realizó una clasificación general en la tabla 9; analizando el límite líquido e

índice de plasticidad obtenido, con la clasificación AASHTO. Se clasificó para él

caolín y el suelo natural como suelos arcillosos del grupo A-7-6, al blanco

Mompox como suelo arcilloso del grupo A-6.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 20 40 60 80 100

Ind

ice

de

pla

stic

iad

(%

)

Límite líquido (%)

Carta de Plasticidad

Caolin

Suelo natural

Blanco mompox

Lineal (Linea U)

Lineal (Linea A)

67

Tabla 9. Clasificación AASHTO.

Fuente: Das,2013, p. 79.

68

(a) (b)

Figura 18. Ensayo de limite líquido (a) y limite plástico (b).

Figura 19. Cuchara de Casagrande

Gravedad especifica. La gravedad especifica se pudo determinar por medio de

la norma INVIAS I.N.V. E – 128-13, los resultados de cada suelo se encuentran en la

tabla 10. En el Anexo I.B. Los resultados se muestran con las respectivas curvas de

calibración de los picnómetros utilizados para este ensayo.

69

Tabla 10. Resultados de gravedad específica.

Material Caolín Suelo natural Blanco Mompox

No. Ensayo 1 2 3 1 2 3 1 2 3

No. Frasco 4 3 2 2 3 4 2 3 2

Gs (g/cm3) a 20°C 2.51 2.65 2.58 2.53 2.42 2.40 2.65 2.63 2.72

Gs Promedio (g/cm3) 2.58 2.45 2.67

Los términos de la tabla anterior significan:

Wbw: Picnómetro + Agua a la temperatura del ensayo

Wbws: Picnómetro + Agua a la temperatura del ensayo + Muestra

Ws: Muestra seca

Gs: Gravedad específica a la temperatura del ensayo

K: Coeficiente de corrección por temperatura

La gravedad específica a la temperatura del ensayo y a 20°C se obtienen de la siguiente

manera:

𝐺𝑠 =𝑊𝑠

𝑊𝑏𝑤−(𝑊𝑏𝑤𝑠−𝑊𝑠) (19)

𝐺𝑠 20°𝐶 = 𝐺𝑠 ∗ 𝐾

70

Podemos observar según los resultados que para el Caolín tenemos un valor de gravedad

especifica de 2.58 g/cm3, para el Suelo natural un valor de 2.45 g/cm3 y finalmente para

el Blanco Mompox encontramos un valor de 2.67 g/cm3. Estos valores se usaron

posteriormente para los cálculos en el ensayo de hidrometría para cada suelo

respectivamente.

Figura 21. Gravedad Especifica

Hidrometría. Para los suelos estudiados fue necesario realizar un análisis

granulométrico por medio de hidrómetro basados en la norma I.N.V. E – 123-13, los

resultados se muestran en el Anexo I.C.

71

A continuación, se pueden observar los resultados de la curva granulométrica para

cada uno de los suelos trabajados en las figuras 22, 23 y 24, se muestran dichas curvas

para los suelos trabajados en esta tesis (Caolín, Suelo natural y Blanco Mompox).

Figura 22. Curva granulométrica del Suelo Natural.

0

20

40

60

80

100

0.001 0.01

Po

rcen

taje

qu

e p

asa

(%)

Diámetro (mm)

CURVA GRANULOMÉTRICA DEL SUELO NATURAL

Ensayo 1

Ensayo 2

Ensayo 3

72

Figura 23. Curva granulométrica del Caolín.

Figura 24. Curva granulométrica del Blanco Mompox.

0

20

40

60

80

100

0.001 0.01

Po

rcen

taje

qu

e p

asa

(%)

Diámetro (mm)

CURVA GRANULOMÉTRICA DEL CAOLÍN

Ensayo 1

Ensayo 2

Ensayo 3

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.001 0.01

Po

rcen

taje

qu

e p

asa

(%)

Diámetro (mm)

CURVA GRANULOMÉTRICA DEL BLANCO MOMPOX

Ensayo 1

Ensayo 2

Ensayo 3

73

Figura 25. Granulometría por medio de hidrómetro.

Se realizo la clasificación basados en la tabla 11, de acuerdo con el diámetro de las

partículas obtenido con las tres (3) primeras organizaciones. (MIT, USDA, AASHTO) se

clasifican los 3 suelos trabajados (Suelo natural, Caolín y Blanco Mompox) como Arcilla

con presencia de limos.

74

Tabla 11. Límites de tamaño de suelos separados.

Fuente: Das, 2013, p.16.

Reconstitución de Muestras.

Para realizar la reconstitución de muestras se hizo necesario realizar

consolidaciones para cada tipo de suelo. Las muestras se trabajaron con una profundidad

(h) de 3 metros, ya que el Suelo Natural fue encontrado y recuperado en una zona de

Bogotá a esta profundidad, al borrar su historial de esfuerzo, fue necesario llevar a cabo

la reconstitución de muestras, y para esto fue necesario hallar la densidad (ρ) del Suelo

Natural para calcular el esfuerzo total (σ) al que estaba sometido, con la siguiente

fórmula:

𝜎 = 𝜌 ∗ ℎ (20)

75

𝜌 =𝐴

𝐷−𝐸−𝐷−𝐴

𝐹

(21)

Donde:

𝜌= Densidad del suelo (𝑔/𝑐𝑚3)

A: Masa del espécimen seco al aire (g): 12,15

D: Masa en el aire del espécimen recubierto (g): 13,74

E: Masa del espécimen recubierto sumergido en agua (g)): 4,83

F: Densidad de la película de parafina a 25° C (g/cm3): 0,9

𝜌 = 1.7 𝑔/𝑐𝑚3

Figura 26. Densidad del suelo natural.

76

Con esto podemos calcular el esfuerzo total:

𝜎 = 1.7 ∗ 300 = 510𝑔

𝑐𝑚2 = 0.51𝑘𝑔

𝑐𝑚2 = 5100𝑘𝑔

𝑚2 (22)

Entonces, para calcular la presión de poros (μ) en el suelo:

μ = 𝛾 ∗ 𝑍 (23)

Donde:

𝛾: Peso unitario del agua (g/cm3)

Z: Profundidad vertical del estrado del que se extrajo la muestra (3 m)

μ = 1.0 𝑔

𝑐𝑚3 ∗ 300 𝑐𝑚 = 300𝑔

𝑐𝑚2 = 3000 𝑘𝑔

𝑚2 (24)

Ahora, el esfuerzo efectivo (’) se define como el valor de la diferencia entre el esfuerzo

total () y la presión de poros (μ ).

𝜎´ = 𝜎 − μ (25)

𝜎´ = 5100 𝑘𝑔

𝑚2 − 3000 𝑘𝑔

𝑚2 = 2100 𝑘𝑔

𝑚2 = 0.21𝑘𝑔

𝑐𝑚2 (26)

77

Posteriormente, luego de hallar el esfuerzo total en nuestro suelo natural, se halló la

fuerza aplicada en él, esto con el fin de realizar una consolidación en cada uno de

nuestros suelos hasta llegar a la fuerza obtenida, borrando así su historia de esfuerzos.

𝐹 = 𝜎 ∗ 𝐴 (27)

Se realizaron las consolidaciones en los cilindros utilizados en el ensayo de CBR, que

tienen un diámetro de 0.15 m y una altura de 0.195 m, la fuerza aplicada se ejerció sobre

el área de trabajo calculada con el diámetro (d) de 15 centímetros del cilindro, todas las

muestras de sometieron a esta fuerza. El área de trabajo fue la siguiente:

𝐴 = 𝜋 ∗𝑑2

4= 𝜋 ∗

152

4= 176.714 𝑐𝑚2 = 0.0176714 𝑚2 (28)

𝐹 = 5100 ∗ 0.0176714 = 90 𝐾𝑔 (29)

Consolidación. Se adaptaron los moldes para realizar las consolidaciones en cada

uno de los suelos, en total se realizaron dos (2) consolidaciones por cada suelo. Donde se

dejó una capa de arena de río inicialmente hasta ocupar una altura de 3 cm, esta arena

utilizada fue la retenida en el tamiz #16 y tamiz #30, debido a que se necesitaron tamaños

de partículas grandes para crear un filtro que permitiera el drenaje del contenido de

humedad del suelo en el molde de consolidación. Encima de este estrato de arena se

colocaron dos capas de papel filtrante, posteriormente se coloca el suelo a consolidar

78

mezclado a 1.5LL (LL es decir límite líquido) y de nuevo dos capas de papel filtrante.

(Figura 30).

Figura 27. Suelo arcilloso mezclado a 1,5 veces su límite liquido (1.5L.L)

Figura 28. Capa de arena de río y papel filtrante.

79

Figura 29. Capa de suelo arcilloso, carga inicial y carga final.

Figura 30. Distribución de capas en el molde

80

Se observó durante el tiempo de consolidación que el molde permitía el drenaje

de agua de la mezcla, ya que el fondo contaba con agujeros que permitían la salida del

agua. Con esta estratigrafía colocada en el molde se comenzó a aplicar la carga, iniciando

con 2 kg e incrementando al doble de la carga acumulada por cada día hasta llegar a su

carga final de 90 kg. Se tomaron datos de la deformación del suelo en diferentes tiempos

durante el cambio gradual de la carga por cada día. A continuación, se muestran las

consolidaciones obtenidas en cada uno de los suelos trabajados (figura 31, 32 y 33).

(resultados Anexo I.D.)

Figura 31. Consolidación del Caolín.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00

Def

orm

imet

ro (m

m)

√(𝑡)

CONSOLIDACIÓN CAOLÍN

Consolidación 1

Consolidación 2

81

Figura 32. Consolidación del Suelo Natural.

Figura 33. Consolidación Blanco Mompox.

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100

Def

orm

imet

ro (

mm

)

√(𝑡)

CONSOLIDACIÓN SUELO NATURAL

Consolidación 1

Consoliación 2

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100

Def

orm

imet

ro (

mm

)

√(𝑡)

CONSOLIDACIÓN BLANCO MOMPOX

Consolidación 1

Consolidación 2

82

Ensayos de Resistencia

Compresión inconfinada. Luego de finalizar con las respectivas consolidaciones

de cada material se procede a desmontar el material del molde. Teniendo en cuenta la

norma de compresión inconfinada en muestras de suelos (INV E-152-13), se realizó la

extracción de muestra con una fracción de tubo de pared lisa, capaz de sacar el núcleo del

suelo del molde, con velocidad uniforme y en la misma dirección en que la muestra entro

al molde. Se buscó una mínima alteración de la muestra al momento de realizar esta

extracción. Luego de la extracción se prepararon las tres muestras por cada tipo de suelo

en forma cilíndrica como se presenta a continuación.

Figura 34. Extracción de cilindros para prueba de compresión inconfinada.

83

Figura 35. Muestra tallada del cilindro para prueba de compresión inconfinada.

En las siguientes graficas se muestran las curvas de esfuerzo vs deformación para

cada uno de los suelos.

Figura 36. Curva de deformación vs esfuerzo en el Caolín.

0.01

0.03

0.05

0.07

0.09

0.11

0.13

0.15

0.17

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30%

Esfu

erzo

(K

g/cm

2)

Deformación (%)

Caolín (Deformación vs Esfuerzo)

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

84

Figura 37. Curva de deformación vs esfuerzo en el Suelo Natural.

Figura 38. Curva de deformación vs esfuerzo en el Blanco Mompox.

0.01

0.06

0.11

0.16

0.21

0.26

0.31

0.36

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30%

Esfu

erzo

(kg

/cm

2)

Deformación (%)

Suelo Natural (Deformación vs Esfuerzo)

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

0.01

0.03

0.05

0.07

0.09

0.11

0.13

0.15

0.17

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Esfu

erzo

(kg

/cm

2)

Deformación (%)

B.Mompox (Deformación vs Esfuerzo)

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

85

Luego de la extracción de la muestra se utiliza un aparato de compresión manual

con un indicador de deformaciones y los resultados se presentan en el Anexo II.A., en la

tabla 13 se muestra el resumen de resultados del ensayo de compresión inconfinada.

Tabla 13. Resultados del ensayo de compresión inconfinada.

Material Muestra qu (kg/cm²) c (kg/cm²) τ (kg/cm2)

Caolín

1 0.114 0.057 0.057

2 0.115 0.058 0.058

3 0.140 0.070 0.070

Promedio 0.123 0.062 0.062

Desviación

Estándar*

0.015* 0.007* 0.007*

Suelo

Natural

1 0.306 0.153 0.153

2 0.338 0.169 0.169

3 0.252 0.126 0.126

Promedio 0.299 0.149 0.149

Desviación

Estándar*

0.044* 0.022* 0.022*

Blanco

Mompox

1 0.133 0.067 0.067

2 0.1325 0.066 0.066

3 0.1435 0.072 0.072

Promedio 0.136 0.068 0.068

Desviación

Estándar*

0.006* 0.003* 0.003*

En este caso se hace un promedio del esfuerzo máximo de cada una de las tres

muestras. Se realiza el análisis para las tres muestras de cada material (Caolín, suelo

natural y blanco Mompox) en las cuales de determina la resistencia a la compresión

86

inconfinada (qu) y la resistencia al corte (c) teniendo en cuenta que la resistencia a la

compresión inconfinada se determina seleccionando el valor del esfuerzo de compresión

al 15% de deformación axial.

Tabla 14. Relación general de consistencia y esfuerzo de compresión no confinada de las

arcillas.

Fuente: Das, 2013, p. 287. Fundamentos de Ingeniería Geotécnica. 4th ed

En la tabla 14 podemos observar la consistencia aproximada de las arcillas en

función del esfuerzo de compresión no confinada. Donde podemos deducir que el Caolín

presenta una consistencia muy blanda, el valor obtenido es 12.06 kN/m², para el Suelo

natural se presenta una consistencia blanda al convertir unidades el valor de este es

29.32 kN/m² y para el Blanco Mompox al igual que el caolín presenta una consistencia

muy blanda, ya que obtiene un valor de 13.34 kN/m².

87

Ensayo de corte directo. Este ensayo se realizó de acuerdo con la norma de

ensayo INV-E–154-13 para cada uno de los suelos trabajados en este trabajo de grado en

condiciones consolidado drenado (CD) y se aplicaron dos esfuerzos de 0,5 Kg/cm2 y 1

Kg/cm2, para nuestros suelos ya que si se aplicaba más esfuerzo se generaba sobrecarga

en el equipo. Al igual que en el ensayo de compresión inconfinada se extrajeron las

muestras utilizando la caja de corte de tal forma que no se alteraran en gran medida.

Velocidad de corte. Para calcular la velocidad de corte con la que se realizó este

ensayo para cada una de las tres muestras de material arcilloso, fue necesario realizar una

consolidación primaria donde se interpreta la relación tiempo - deformación normal

(vertical) utilizando el método de Casagrande, donde se anota la deformación normal

(vertical) al final de cada incremento, así como el lapso para alcanzarla.

La velocidad de corte fue suficientemente lenta para permitir la disipación

prácticamente total del exceso de presión de poros. Debido a que el material tiende a

expandirse bajo un esfuerzo normal máximo, el suelo se inundó en agua potable, esto

permite alcanzar un equilibro (detiene la expansión) bajo el esfuerzo normal, en este caso

se dejó inundada la cámara durante todo el ensayo como se observa en la figura 39 y por

cada espécimen de material arcilloso. La saturación del espécimen elimina las presiones

de poros negativas causadas por tensión superficial y previene el secado por evaporación

durante el ensayo. Luego de esta consolidación primaria se remueven los tornillos de

separación (figura 40), abriendo el espaciamiento entre las mitades de la caja de corte

88

hasta el tamaño máximo de partícula del espécimen, esto se lleva a cabo para evitar que

se debilite involuntariamente el material.

Figura 39. Cámara de corte inundada.

89

Figura 40. Desinstalación de los tornillos de separación en el proceso de consolidación.

Luego de que se dejó la muestra inundada por un tiempo de 2 a 3 horas hasta que

estabilizó el esfuerzo normal (vertical) se procede a interpretar la curva de consolidación,

y el tiempo para alcanzar la falla (tf) se debe calcular para cada material (Caolín-figura

41, Suelo natural-figura 42 y Blanco Mompox-figura 43) como lo muestran en la norma

INV E-154-13. En este caso se tiene en cuenta el método de Casagrande ya que con este

se obtiene una curva deformación normal-logaritmo del tiempo bien definida y se

procede a obtener el t50, que es el tiempo que se requiere para que el espécimen alcance

el 50% de consolidación, bajo el máximo incremento de esfuerzo normal en minutos.

90

Figura 41. Curva de consolidación para corte directo del Caolín.

Figura 42. Curva de consolidación para corte directo del Suelo natural.

91

Figura 43. Curva de consolidación para corte directo del Blanco Mompox.

Luego de esto se estima el desplazamiento lateral relativo requerido para llevar el

especimen a la falla. Para esto se tomo el dezplazamiento df = 10mm (0.5”) ya que el

material es un suelo fino normalmente consolidado. Los resultados de esta consolidación

y velocidad de corte se encuentran en el Anexo II.B. En la tabala 15 se muestran las

velocidades de corte para cada material estudiado.

92

Tabla 15. Velocidad de corte para cada tipo de suelo

Datos Suelo natural Caolín Blanco Mompox

Df (mm) 10 10 10

t50 (min) 14 3.4 10

Tf (min) 700 170 500

Vf (mm/min) 0.14 0.59 0.20

Con la velocidad de corte se procede a realizar el ensayo de corte directo, en las

siguientes gráficas se muestran las curvas de esfuerzo cortante vs deformación horizontal

para cada uno de los suelos trabajados, donde la muestra 1 es con el esfuerzo normal de

0.5 kg/cm2 y la muestra 2 con 1 kg/cm2 para el caolín y el suelo natural, para el blanco

Mompox la muestra 1 es con el esfuerzo normal de 0.25 kg/cm2 , la muestra 2 es con 0.5

kg/cm2 y la muestra 3 con 1 kg/cm2.

93

Figura 44. Curva esfuerzo cortante vs deformación horizontal para el Caolín.

Figura 45. Curva esfuerzo cortante vs deformación horizontal para el Suelo Natural.

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0 5 10 15 20

Esfu

erzo

Co

rtan

te (

Kg/

cm2

)

Deformación Horizontal (%)

Esfuerzo Cortante Vs Deformación Horizontal (Caolín)

Muestra 1

Muestra 2

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0 5 10 15 20 25

Esfu

erzo

Co

rtan

te (

Kg/

cm2

)

Deformación Horizontal (%)

Esfuerzo Cortante Vs Deformación Horizontal (suelo natural)

Muestra 1

Muestra 2

94

Figura 46. Curva esfuerzo cortante vs deformación horizontal para el Blanco Mompox.

Los resultados obtenidos se presentan en el Anexo II.C., en la tabla 16 se muestra

el resumen de resultados del ensayo de corte directo en condición consolidada-drenada

(CD).

Tabla 16. Resultados del ensayo de corte directo (CD).

Material E.

Cortante

(kg/cm2)

E.

Normal

(kg/cm2)

Ángulo de

fricción

(ᴓ)

C

(kg/cm2)

σ´

(kg/cm2)

τ

(kg/cm2)

Caolín 1 0.2394 0.5231 16.66 0.0828 0.2100 0.1457

2

0.4165 1.1148

Suelo

natural

1 0.2052 0.5572 21.78 0 0.2100 0.0839

2 0.4536 1.1136

Blanco

Mompox

1 0.1332 0.2441 13.99 0.0955 0.2100 0.1478

2 0.2699 0.5555

3 0.3606 1.1156

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0 5 10 15 20Esfu

erzo

Co

rtan

te (

Kg/

cm2

)

Deformación Horizontal (%)

Esfuerzo Cortante Vs Deformación Horizontal (Blanco Mompox)

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

95

Se realiza el análisis para las tres muestras de cada material (Caolín, suelo natural

y blanco Mompox) en las cuales de determina el ángulo de fricción (ᴓ) y la cohesión (c)

teniendo en cuenta que se toma el esfuerzo cortante seleccionando el valor del esfuerzo

de corte al 10% de deformación horizontal.

Tabla 17. Peso unitario y ángulo de fricción interna de algunos suelos.

Fuente: Osorio, 2012. Historia de la Geotecnia - Precursores de la Ingeniería

Geotécnica

En la tabla 17 se observan ángulos de fricción para algunos tipos de suelo que

sirven como referencia para tener una idea de su consistencia. Teniendo esta referencia el

tipo de terreno de los suelos trabajados pueden ser de arcilla suave a arcilla media.

Viscosímetro rotacional. Esta prueba es un ensayo no estandarizado que se

realizó apoyados en la norma INV-E-717-13. Para la realización del ensayo es necesario

96

modificar parámetros del ensayo original, siendo estos la temperatura del ensayo, en

donde se trabajó a temperatura ambiente y las revoluciones por minuto (RPM) de la aguja

del aparato, la cual fue de 10 RPM, dejando el mismo tiempo de ejecución de la norma

base, el cual fue de ocho (8) minutos por probeta, la aguja utilizada en este equipo es la

aguja SC4-27 de acero inoxidable SSA (Small Sample Adapter) con eje largo. Teniendo

en cuenta el límite liquido obtenido para cada tipo de suelo, se incrementó n veces el

límite liquido teniendo así, los siguientes valores teóricos: 1.2LL, 1.3LL, 1.5LL, 1.8LL,

2LL, 2.5LL y 3LL para el Caolín, 1.1LL, 1.15LL, 1.2LL, 1.25LL y 1.3LL para el Suelo

Natural, y finalmente 1.8LL, 2LL, 2.3LL, 2.5LL y 3LL para el Blanco Mompox (LL se

refiere a límite líquido). Se tomaron los valores teóricos anteriores en cada suelo teniendo

en cuenta que el viscosímetro generaba lecturas a partir de estos incrementos de

humedad, tomando como mínimo 5 datos para cada incremento. La mezcla de cada

incremento de humedad se llevaba a cabo e inmediatamente se realizaba la prueba con el

viscosímetro, debido a que había factores que influían en la perdida de humedad como la

evaporación y perdida de material a la hora del mezclado. Los resultados obtenidos se

muestran en la tabla 18.

97

Figura 47. Aguja y tubos del viscosímetro rotacional con suelo arcilloso.

Tabla 19. Resultados viscosímetro rotacional.

98

Figura 48. Viscosímetro rotacional Brookfield.

Figura 49. Curvas obtenidas en el viscosímetro rotacional.

y = 114670e-1.969x

R² = 0.9643

y = 2E+06e-2.873x

R² = 0.9964y = 4E+13e-18.89x

R² = 0.8567

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

Vis

cosi

dad

(C

P)

Humedad (n*LL)

Viscosidad vs Humedad

Caolín

Blanco Mompox

Suelo Natural

Exponencial (Caolín)

Exponencial (BlancoMompox)

Exponencial (SueloNatural)

99

Se utilizó una correlación exponencial para graficar la curva obtenida en este

ensayo, ya que con la ecuación exponencial se obtiene la mayor fuerza de relación (r),

con unos valores de r mayores del 80%, como lo muestra la figura 49. Observando que a

medida que aumenta la humedad la viscosidad disminuye.

Análisis de Resultados

A continuación, se presentará el análisis de resultados para comprobar si existe

correlación con los ensayos de resistencia al corte y la viscosidad dinámica de los suelos

cohesivos trabajados.

Para realizar este análisis es necesario tener presente los resultados de viscosidad

del ensayo de viscosímetro rotacional (tabla 19), los cuales se obtuvieron en unidades de

Centipoise (CP), es decir se obtiene una relación entre esfuerzo cortante y velocidad de

corte. Para realizar la debida comparación fue necesario hacer la conversión de

Centipoise (CP) a Pa*s, de la siguiente ecuación:

1 𝐶𝑃 =1

1000𝑃𝑎 ∗ 𝑠 (30)

Posteriormente de la conversión fue necesario obtener el esfuerzo de corte

resultante en el ensayo de viscosímetro rotacional para cada punto. Para esto se tuvo en

100

cuenta la velocidad de corte del ensayo, es decir las revoluciones por minuto (10 RPM) y

el factor de conversión Shear Rate sec-1 (SRC) el cual se obtuvo dependiendo de la aguja

de trabajo, la cual es la SC4-27, y lo podemos observar en la tabla 18. (Viscometer

Operating Instructions Manual No. M03-165-F0612, p.69).

Tabla 20. Factor de conversión SRC de acuerdo con la aguja del equipo.

Fuente: Viscometer Operating Instructions Manual No. M03-165-F0612, p. 69.

Con el factor de conversión SRC, se busca dejar la velocidad de corte en unidades

de 1/s, en nuestro caso este factor es igual a 0.34N, donde N se refiere a las revoluciones

por minuto (RPM) utilizadas en el ensayo, que en nuestro caso es de 10 RPM. La

ecuación de conversión es la siguiente:

101

𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑡𝑒 (1

𝑠) = 0.34 ∗ 10 = 3.4

1

𝑠

Luego de obtener la velocidad de corte es posible hallar el esfuerzo cortante

obtenido en el ensayo de viscosímetro rotacional en cada punto, multiplicando la

viscosidad transformada en Pa*s con la velocidad de corte en unidades de 1/s. En el

Anexo III se presentan los resultados de las conversiones y las correlaciones obtenidas

para esta investigación.

Correlación

Analizando los resultados obtenidos se elaboraron cuatro gráficas, en donde se

tiene en cuenta, el esfuerzo cortante y la humedad en función del límite líquido, con estas

gráficas se buscó obtener la tendencia más confiable para cada uno de los tres materiales,

las cuales se presentan en el Anexo III, se graficó con tendencia exponencial, lineal,

logarítmica y potencial. Encontrando una mayor fuerza de correlación con la tendencia

exponencial para el blanco Mompox y el caolín, sin embargo, para el suelo natural se

evidencio una mayor fuerza de correlación con la tendencia logarítmica, como se muestra

a continuación:

102

Figura 50. Curvas de esfuerzo cortante vs humedad con tendencia exponencial.

103

Figura 51. Curvas de esfuerzo cortante vs humedad con tendencia logarítmica.

Con estas gráficas podemos obtener la ecuación de cada una de ellas observando que se

tiene una confiabilidad del 99.64% para el blanco Mompox, 96.43% para el caolín con la

tendencia exponencial y del 97.04% para el suelo natural con una tendencia logarítmica.

Luego con las ecuaciones podemos reemplazar las humedades a las cuales se sometieron

los ensayos de corte directo y compresión inconfinada en función del límite líquido al

dividir el valor de la humedad a la que se realizó cada ensayo sobre el límite líquido de

cada suelo trabajado. En la tabla 21 se observa el resumen de resultados para cada suelo.

104

Podemos observar de la tabla 21, que se obtienen los valores del esfuerzo cortante

para cada material en los dos ensayos realizados anteriormente, los cuales se hallaron a

una determinada humedad y con base en este valor de la humedad en función del límite

líquido, se utilizan las ecuaciones mencionadas anteriormente para obtener valores del

esfuerzo cortante. A continuación, se muestran las tablas con los resultados de esfuerzos

cortantes obtenidos con las ecuaciones de mayor relación para cada suelo.

Tabla 22. Ecuaciones obtenidas de la gráfica con tendencia exponencial

Límite líquido vs Esfuerzo cortante (Pa)

Muestra Ecuación

obtenida

tendencia

exponencial

Humedad/limite liquido

(%)

Esfuerzo

cortante (Pa)

Caolín y = 389.88e-1.969x 0.94 60.86

y = 389.88e-1.969x 0.93 62.69

Blanco

Mompox

y = 7967.7e-2.873x 0.95 523.72

y = 7967.7e-2.873x 1.00 445.53

Suelo

Natural

y = 1E+11e-18.89x 0.83 14126.03

y = 1E+11e-18.89x 0.90 3991.08

Tabla 21. Resumen de resultados de cada suelo de compresión inconfinada y corte directo (CD).

105

Tabla 23. Ecuaciones obtenidas de la gráfica con tendencia logarítmica.

Límite líquido vs Esfuerzo cortante (Pa)

Muestra Ecuación obtenida

tendencia

logarítmica

Humedad/límite líquido

(%)

Esfuerzo

cortante (Pa)

Caolín y = -42.44ln(x) +

41.519

0.94 44.00

y = -42.44ln(x) +

41.519

0.93 44.68

Blanco

Mompox

y = -85.99ln(x) +

89.039

0.95 93.68

y = -85.99ln(x) +

89.039

1.00 88.71

Suelo Natural y = -434.6ln(x) +

112.34

0.83 190.72

y = -434.6ln(x) +

112.34

0.90 157.22

Al comparar los valores del esfuerzo cortante obtenido en los ensayos de

compresión inconfinada y corte directo con el obtenido con las ecuaciones determinadas

por el viscosímetro rotacional se puede evidenciar que están muy alejados por lo que no

se encuentra una correlación entre estos ensayos. En las figuras 52 ,53 y 54 se evidencia

el valor del esfuerzo cortante en cada ensayo de resistencia en comparación con el

esfuerzo cortante obtenido del ensayo de viscosímetro rotacional a partir de la ecuación

exponencial para el blanco Mompox y caolín y de la ecuación logarítmica para el suelo

natural.

106

Figura 52. Correlación entre los esfuerzos cortantes para el caolín con tendencia

exponencial.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0.93 0.93 0.94 0.94 0.95

ESfu

erzo

co

rtan

te (

Pa)

humedad/ Límite líquido

Esfuerzo cortante (Pa) vs humedad/ límite líquido

Caolín Comp. Incon.

Caolín Corte directo

Caolín ecuacióncompresión

Caolín ecuaciónCorte

107

Figura 53. Correlación entre los esfuerzos cortantes para el blanco Mompox con

tendencia exponencial.

Figura 54. Correlación entre los esfuerzos cortantes para el suelo natural con tendencia

logarítmica.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0.94 0.96 0.98 1.00 1.02

ESfu

erzo

co

rtan

te (

Pa)

humedad/ Límite líquido

Esfuerzo cortante (Pa) vs humedad/ límite líquido

Blanco Mompox Comp.Incon.

Blanco Mompox Cortedirecto

Blanco Mompoxecuación compresión

Blanco Mompoxecuación Corte

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0.82 0.84 0.86 0.88 0.90 0.92

ESfu

erzo

co

rtan

te (

Pa)

humedad/ Límite líquido

Esfuerzo cortante (Pa) vs humedad/ límite líquido

suelo natural Comp.Incon.

Suelo natural Cortedirecto

Suelo natural ecuacióncompresión

Suelo natural ecuaciónCorte

108

Podemos observar que se tienen valores muy lejanos de esfuerzo cortante en comparación

de los 2 ensayos y el valor obtenido con la ecuación.

109

Conclusiones

o De acuerdo con los resultados obtenidos se clasificaron los tres tipos de

suelos con base en los límites de consistencia del suelo de estudio (límite

líquido e índice de plasticidad). Analizando la clasificación AASHTO, se

clasificó el Caolín, el suelo natural y el Blanco Mompox como suelos

arcillosos con una calidad aceptable a mala. De acuerdo con el sistema

unificado de clasificación de suelos (SUCS), se clasifican el caolín y el

suelo natural como una arcilla inorgánica de alta plasticidad (CH), y al

Blanco Mompox como una arcilla inorgánica de plasticidad baja (CL). A

partir del análisis granulométrico se clasificó de acuerdo con el diámetro

de las partículas obtenido con 3 organizaciones. (MIT, USDA, AASHTO)

se clasifican los 3 suelos trabajados (Suelo natural, Caolín y Blanco

Mompox) como arcilla con presencia de limos.

o En cuanto a los resultados obtenidos por el ensayo de compresión

inconfinada, se puede definir según el esfuerzo de compresión no

confinada que el Caolín y el Blanco Mompox presentan una consistencia

muy blanda, y el suelo natural presenta una consistencia blanda, teniendo

en cuenta las condiciones de reconstitución de muestras, en donde se tuvo

un grado de compactación y humedad, según tabla de relación general de

consistencia y esfuerzo de compresión no confinada de las arcillas. (Das,

2013, p. 287).

110

o Se determina que no hay correlación entre los valores obtenidos por medio

del ensayo no estandarizado de viscosímetro rotacional con los ensayos de

corte directo y compresión no confinada, ya que presenta un error superior

al 100% en todos los casos, la metodología utilizada para el hallazgo de

los esfuerzos no es confiable y no presentan coherencia a la hora de la

comparación de datos. Por esta razón se puede analizar diferentes

situaciones por las cuales los resultados no fueron los esperados en la

investigación, la principal razón es el equipo utilizado para hallar

viscosidades, debido a que en la caja de corte se aplica un esfuerzo en un

área determinada, y el esfuerzo actuante en este caso no es un esfuerzo

vertical ni horizontal, si no de rotación, por lo que se tuvo en cuenta la

frecuencia de rotación durante el tiempo del ensayo por cada punto, lo

cual puede ser un factor importante para la alteración de los datos hallados

por medio del viscosímetro rotacional, ya que sufren una alteración

significativa a la hora de convertir las unidades de viscosidad, en unidades

de esfuerzo.

o Se obtiene un valor de esfuerzo cortante de 14126,03 Pa, utilizando la

ecuación con la tendencia exponencial para el suelo natural, el cual es

cercano en comparación con el obtenido en el ensayo de compresión

inconfinada que fue de 14639,171 Pa. Sin embargo, este valor no es

confiable ya que para los otros suelos los valores obtenidos fueron lejanos

con respecto a ambos ensayos (compresión inconfinada y corte directo).

111

o A pesar de no encontrar una correlación con el esfuerzo cortante, podemos

evidenciar de las gráficas obtenidas con el viscosímetro rotacional que hay

una relación entre la humedad y la viscosidad de los suelos trabajados,

bajo ciertas condiciones de humedad en donde la consistencia del suelo

tiende a ser más liquida que sólida, ya que se obtuvieron confiabilidades

del 99.64% para el blanco Mompox, 96.43% para el caolín y del 85.67%

para el suelo natural todas estas en función exponencial.

o Se evidencia que los tres suelos trabajados tienen en común que empiezan

a obtener un comportamiento viscoso después de superar su límite líquido,

sin embargo, este comportamiento depende de su capacidad de absorción

de agua, ya que el caolín y el blanco Mompox necesitaban más humedad

para obtener lecturas de viscosidad que el suelo natural.

o Al relacionar los valores de cohesión obtenidos en el ensayo de

compresión inconfinada y corte directo se evidencia que los datos

presentan una diferencia significativa en los distintos suelos de esta

investigación. Para este caso el dato más confiable es el obtenido en el

ensayo de compresión inconfinada, ya que se hicieron tres (3) ensayos por

cada suelo en donde los valores obtenidos en cada ensayo fueron cercanos,

esta tendencia se dio en cada suelo.

112

Recomendaciones

o Para permitir una mejor reconstitución y consolidación de

muestras es necesario seguir al pie de la letra este proceso, entre

más homogénea este la mezcla el estrato de suelo estará mejor

conformado y se facilitará el drenaje y asentamiento de este, para

esto es adecuado utilizar una mezcladora de laboratorio que

permitirá mezclar con mayor facilidad. También es conveniente

colocar un material filtrante en este caso se utilizó arena de guamo

y papel periódico, esto con el fin de permitir drenaje durante la

consolidación.

o Se puede hacer reconstitución de muestras en moldes o probetas

compactadas con una altura y diámetro establecidos, en este caso

moldes para la determinación del índice CBR, teniendo en cuenta

el procedimiento utilizado en este trabajo de grado.

o Se observa que al alterar la humedad del suelo se pueden obtener

valores de viscosidad en el aparato del viscosímetro Brookfield,

para esto se recomienda trabajar con una velocidad de 10

revoluciones por minuto (RPM), en donde los valores de

viscosidad se estabilizan en aproximadamente 8 minutos. Para

este trabajo la humedad fue de gran importancia en cada ensayo

realizado, ya que gracias a los rangos de humedad utilizados se

113

permite una lectura de viscosidad que después se puede analizar

como valores de resistencia al cortante. La lectura del viscosímetro

estuvo bajo los rangos de humedad teóricos de: 1.2LL, 1.3LL,

1.5LL, 1.8LL, 2LL, 2.5LL y 3LL para el Caolín, 1.1LL, 1.15LL,

1.2LL, 1.25LL y 1.3LL para el Suelo Natural, y finalmente

1.8LL, 2LL, 2.3LL, 2.5LL y 3LL para el Blanco Mompox. Se

recomienda en futuras investigaciones corroborar las humedades

mencionadas anteriormente, por medio del cálculo de humedad

natural por cada probeta ensayada.

o Se recomienda para futuras investigaciones en función de encontrar los

parámetros analizados en este proyecto de los suelos trabajados o de otros

suelos cohesivos hacer énfasis en el comportamiento de ensayos índice

para el conocimiento y la rápida obtención de los parámetros mecánicos

de los suelos arcillosos. Teniendo en cuenta que en el proyecto se hicieron

tres ensayos en condiciones diferentes, es recomendable realizar otros

ensayos que permitan la mejor comparación de resultados y correlación de

estos, como el ensayo de corte con veleta (INV E -170-07, 2013), ya que

este ensayo consiste en la determinación de una fuerza de corte hallada por

una torsión, lo que nos brinda la resistencia unitaria de una superficie, esta

condición de giro brinda resultados que se pueden comparar mejor y se

puede realizar una correlación con los valores de viscosidad

(viscosímetro) ya que poseen condiciones y principios similares.

114

Bibliografía

Libros

o Carlos, C. V. (2004). Mecánica de suelos y cimentaciones . Limusa.

o Alva, J. E. (2011). Terzaghi y la mecánica de suelos. Lima.

o Trujillo, S. C., Méndez, N. J. Correlación entre los resultados obtenidos en el

ensayo de corte directo y el ensayo de triaxial en un suelo arcilloso típico de la

zona occidental de Bogotá (Tesis de pregrado). Universidad Distrital San José De

Caldas, Bogotá.

o Herrera, D. P., Niño, L. M. Estimación de la correlación adecuada para la

resistencia no drenada de suelos de piedemonte de los cerros orientales a partir

del ensayo de veleta (Tesis de pregrado). Universidad Católica de Colombia,

Bogotá.

o Mendívil, P. L., Saavedra, M. A. Correlación entre los métodos de compresión

inconfinada y corte directo en suelos cohesivos, del sector el rodeo en Cartagena

(Tesis de pregrado). Universidad de Cartagena, Cartagena de Indias.

o Flor, A. D., Determinación de ángulo de fricción y cohesión del suelo mediante

correlaciones obtenidas en los ensayos de plasticidad, módulo de elasticidad y

nspt de suelos de tres sectores de la ciudad de quito (tesis de grado). Pontificia

Universidad Católica de Ecuador, Quito.

o (INVIAS), Especificaciones generales de construcción de carreteras y normas de

ensayo para materiales de construcción de carreteras, [Figura 2 y 3]recuperado

de: Normas de ensayo de materiales para carreteras SECCIÓN 100 y 700.

o Das, B. (2014). Fundamentos de Ingeniería Geotécnica. 4th ed. Cengage learning

editores.

o Camacho, J.F., Reyes O. J. Comportamiento mecánico de suelos cohesivos de la

sabana de bogotá sobre muestras inalteradas y remoldeadas. Grupo de

Investigación en Geotecnia. Universidad Militar Nueva Granada

115

o Jiménez González, M. L. (2010). Evaluación de las propiedades mecánicas de

suelos de grano fino estabilizados con cal. Guatemala: Universidad de San Carlos

de Guatemala.

o Arenal Laza. (2019). Tratamiento y analisis de la informacion de mercados. La

Rioja, España.

Cibergrafía

o (Sistema de información ambiental de Colombia), Suelo, recuperado de:

http://www.siac.gov.co/suelo

o (Geología y geotecnia), Propiedades físicas de los suelos, recuperado de:

https://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Cap%C3%ADtulo%201_Propied

ades%20Fisicas%20de%20los%20suelos.pdf

o (Cursos de mecánica de suelos), Mecánica de suelos, recuperado de:

ftp://ftp.unicauca.edu.co/cuentas/.cuentasbajadas29092009/lucruz/docs/Curso%20

Mec%E1nica%20de%20Suelos%20I/Mecanica%20de%20Suelos%20I%20ESLA

GE%20(17_18).pdf

o (Estudios geotécnicos, 2013), Resistencia al corte de suelos: el criterio de rotura

de Mohr-Coulomb, [Figura 1]. Recuperado de:

http://www.estudiosgeotecnicos.info/index.php/resistencia-al-corte-de-los-suelos-

1-el-criterio-de-rotura-de-mohr-coulomb/

o (INVIAS, 2013), documentos técnicos, especificaciones generales de construcción

de carreteras y normas de ensayo para materiales de construcción de carreteras,

recuperado de: https://www.invias.gov.co/index.php/documentos-tecnicos-

izq/139-documento-tecnicos/1988-especificaciones-generales-de-construccion-de-

carreteras-y-normas-de-ensayo-para-materiales-de-carreteras

o (bdigital), propiedades hidráulicas de los suelos, recuperado de:

http://www.bdigital.unal.edu.co/1864/7/cap6.pdf

o (Viscometer Operating Instructions), Manual No. M03-165-F0612, Recuperado

de: https://www.brookfieldengineering.com/-

/media/ametekbrookfield/manuals/obsolete%20manuals/dviipro%20m03165f0612.

pdf?la=en&fbclid=IwAR2sRzHX9LS4LzT6khm0enZi6cKau4k06x3lJVi6zP3Nap

N1u6Iap29dv9M

116

o (Mecanica de suelos), Calsificacion de suelos: Clasificacion ASHTTO [Tabla 11].

http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/nbelandria/materias/mecanica_de_suelos/CL

ASIF_DE_SUELOS.pdf

o (Geología y geotecnia, 2011), Consolidación unidimensional: [Figura 4 a Figura

11]. Recuperado de:

https://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Consolidacion%20unidim%20de%

20suelos_2011s2.pdf

o (Historia de la Geotecnia, 2012), Precursores de la Ingeniería Geotécnica: [Tabla

17]. Recuperado de: http://geotecnia-sor.blogspot.com/2012/01/historia-de-la-

geotecnia-precursores-de.html

o (Sistema de información ambiental de Colombia), Suelo, recuperado de:

http://www.siac.gov.co/suelo

o (Generalidades), Tipos básicos de suelos, recuperado de:

http://www.fao.org/tempref/FI/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x67

06s/x6706s01.htm

o (Leoni A.J.), Formación de los suelos, recuperado de:

https://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Cap%C3%ADtulo%201_Propied

ades%20Fisicas%20de%20los%20suelos.pdf

o (Análisis granulométrico por medio del hidrómetro), Conceptos, recuperado de:

o (Cursos de mecánica de suelos), Mecánica de suelos, recuperado de:

ftp://ftp.unicauca.edu.co/cuentas/.cuentasbajadas29092009/lucruz/docs/Curso%20

Mec%E1nica%20de%20Suelos%20I/Mecanica%20de%20Suelos%20I%20ESLA

GE%20(17_18).pdf

o (Franch J, 2013), Resistencia al corte de suelos: el criterio de rotura de Mohr-

Coulomb, [Figura 1]. Recuperado de:

http://www.estudiosgeotecnicos.info/index.php/resistencia-al-corte-de-los-suelos-

1-el-criterio-de-rotura-de-mohr-coulomb/

o (Duque & Escobar, 2002), Esfuerzo cortante en suelos, recuperado de:

http://www.bdigital.unal.edu.co/1864/13/cap12.pdf

o (Pérez & Gardey, 2017) Correlación, recuperado de:

https://definicion.de/correlacion/

o (INVIAS, 2013), documentos técnicos, especificaciones generales de construcción

de carreteras y normas de ensayo para materiales de construcción de carreteras,

recuperado de: https://www.invias.gov.co/index.php/documentos-tecnicos-

izq/139-documento-tecnicos/1988-especificaciones-generales-de-construccion-de-

carreteras-y-normas-de-ensayo-para-materiales-de-carreteras

o (bdigital), propiedades hidráulicas de los suelos, recuperado de:

http://www.bdigital.unal.edu.co/1864/7/cap6.pdf

117

o (Viscometer Operating Instructions), Manual No. M03-165-F0612, Recuperado

de: https://www.brookfieldengineering.com/-

/media/ametekbrookfield/manuals/obsolete%20manuals/dviipro%20m03165f0612.

pdf?la=en&fbclid=IwAR2sRzHX9LS4LzT6khm0enZi6cKau4k06x3lJVi6zP3Nap

N1u6Iap29dv9M

o (Mecanica de suelos), Calsificacion de suelos: Clasificacion ASHTTO [Tabla 11].

Recuperado de:

http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/nbelandria/materias/mecanica_de_suelos/CL

ASIF_DE_SUELOS.pdf

o (Geología y geotecnia, 2011), Consolidación unidimensional: [Figura 4 a Figura

11]. Recuperado de:

https://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Consolidacion%20unidim%20de%

20suelos_2011s2.pdf

o (Historia de la Geotecnia, 2012), Precursores de la Ingeniería Geotécnica: [Tabla

17]. Recuperado de: http://geotecnia-sor.blogspot.com/2012/01/historia-de-la-

geotecnia-precursores-de.html}

o Raffino M, E, Viscosidad. Argentina. Recuperado de:

https://concepto.de/viscosidad/

o Ingeniería Civil/ Proyectos y apuntes teórico-prácticos de Ingeniera Civil, Esfuerzos

efectivos, 2010 Recuperado de:

https://www.ingenierocivilinfo.com/2010/11/esfuerzos-efectivos.html

o Suarez, J.(2009) Deslizamientos. Análisis geotécnico Vol. 1, p.77. Recuperado de

libro deslizamientos ti cap 3%20(5).pdf

o Medina, V, H (2014). Mecánica de suelos. Recuperado de:

https://es.slideshare.net/geoXnet/mecnica-de-suelos

o Crosara, A (s.f). Consistencia. Practico 5. Recuperado de:

http://edafologia.fcien.edu.uy/archivos/Practico%205.pdf

o Maldonado, Y (2018). Geología, ramas y aplicaciones. ¿Qué son las arcillas

expansivas? Expansividad y retracción del suelo. Recuperado de:

https://geologiaweb.com/ingenieria-geologica/mecanica-de-suelos/arcillas-

expansivas/

o FAO (s.f). 8 Consistencia del suelo. Recuperado de:

http://www.fao.org/tempref/FI/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x670

6s/x6706s08.htm

118

Anexos

Anexo I.A.

No.

recipiente 103 123 134 18 17 45 110 61 52

Suelo

humedo +

recipiente 38.49 38.49 42.3 29.02 26 24.11 38.5 20.71 19.8

Suelo seco

+ recipiente34.4 34.32 36.53 21.3 19.69 18.96 34.71 15.87 15.23

peso

recipiente 26.17 26.61 26.41 6.78 6.74 6.6 26.82 6.65 6.89

Suelo seco 8.23 7.71 10.12 14.52 12.95 12.36 7.89 9.22 8.34

Peso del

agua 4.09 4.17 5.77 7.72 6.31 5.15 3.79 4.84 4.57

Contennido

de

humedad 49.70 54.09 57.02 53.17 48.73 41.67 48.04 52.49 54.80

No. De

golpes 32 25 15 18 27 35 29 28 17

LL ensayo 1 53.2 25

LL ensayo 2 49 25

LL ensayo 3 51.6 25

No.

recipiente 9 41 64 91 79 29 54 46 22

Suelo

humedo +

recipiente 23.55 19.52 19.66 21.74 18.9 20.85 18.93 22.48 20.57

Suelo seco

+ recipiente18.86 15.76 15.76 17.48 15.31 16.63 15.67 19.13 16.7

peso

recipiente 6.43 6.69 6.37 6.76 6.35 6.72 6.69 10.09 6.82

Suelo seco 12.43 9.07 9.39 10.72 8.96 9.91 8.98 9.04 9.88

Peso del

agua 4.69 3.76 3.9 4.26 3.59 4.22 3.26 3.35 3.87

Contennido

de

humedad 37.73 41.46 41.53 39.74 40.07 42.58 36.30 37.06 39.17

No. De

golpes 35 26 15 32 26 15 30 21 15

LL ensayo 1 40.30 25

LL ensayo 2 40.70 25

LL ensayo 3 36.96 25

No.

recipiente 119 105 150 57 27 79 105 8 45

Suelo

humedo +

recipiente 40.24 40.03 44.82 25.92 25.94 20.67 43.24 20.11 20.99

Suelo seco

+ recipiente35.63 35.39 38.15 20.2 18.32 14.67 37.7 15.02 15.63

peso

recipiente 26.83 27.1 27.05 10.88 6.83 6.34 26.96 6.21 6.6

Suelo seco 8.8 8.29 11.1 9.32 11.49 8.33 10.74 8.81 9.03

Peso del

agua 4.61 4.64 6.67 5.72 7.62 6 5.54 5.09 5.36

Contennido

de

humedad 52.39 55.97 60.09 61.37 66.32 72.03 51.58 57.78 59.36

No. De

golpes 35 30 18 34 28 15 34 21 16

LL ensayo 1 57.30 25

LL ensayo 2 66.90 25

LL ensayo 3 55.6 25

Limite líquido caolín

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3

Limite líquido blanco mompox

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3

Limite líquido suelo natural

Nombre Según INVIAS INV.E-125-13

LÍMITE LÍQUIDO

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO I.A.

Nombre del ensayo Determinación del límite líquido de los suelos

40.00

42.00

44.00

46.00

48.00

50.00

52.00

54.00

56.00

58.00

10

Co

nte

nid

o d

e a

gua

(%)

No. de golpes

Límite líquido caolín

Ensayo 1

Ensayo 2

Ensayo 3

LL 1

LL 2

LL 3

35.00

36.00

37.00

38.00

39.00

40.00

41.00

42.00

43.00

10

Co

nte

nid

o d

e a

gua

(%)

No. de golpes

Límite líquido greda

Ensayo 1

Ensayo 2

Ensayo 3

LL 1

LL 2

LL 3

51.00

56.00

61.00

66.00

71.00

10

Co

nte

nid

o d

e a

gua

(%)

No. de golpes

Límite líquido suelo natural

Ensayo 1

Ensayo 2

Ensayo 3

LL 1

LL 2

LL 3

119

No.

recipiente91 90 105 7 75 187

No.

recipiente11

4 120 114 46 2

Suelo

humedo +

recipiente

20.98 19.64 27.06 27.32 22.77 28.16

Suelo

humedo +

recipiente

24.97

28.52 31.96 32 20.1 30.17

Suelo seco

+ recipiente19.52 18.28 25.78 26 21.2 26.09

Suelo seco

+ recipiente23.8

26.89 29.73 29.98 18.55 28.36

peso

recipiente11.54 11.2 18.88 19 11.4 19.11

peso

recipiente18.78

19.87 18.95 20.15 11.11 19.6

Suelo seco 7.98 7.08 6.9 7 9.8 6.98 Suelo seco 5.02 7.02 10.78 9.83 7.44 8.76

Peso del

agua1.46 1.36 1.28 1.32 1.57 2.07

Peso del

agua1.17

1.63 2.23 2.02 1.55 1.81

Contennido

de

humedad

18.30 19.21 18.55 18.86 16.02 29.66

Contennido

de

humedad

23.31

23.22 20.69 20.55 20.83 20.66

Límite

plastico

Límite

plastico

No.

recipiente14

135 120 77 79 2

Suelo

humedo + 24.79

26.03 29.05 27.5 21.96 28.63

Suelo seco

+ recipiente23.31

24.71 26.9 25.36 19.71 26.77peso

recipiente18.79 20.03 18.96 18.29 11.22 19.85

Suelo seco 4.52 4.68 7.94 7.07 8.49 6.92

Peso del

agua1.48

1.32 2.15 2.14 2.25 1.86Contennido

de 32.74 28.21 27.08 30.27 26.50 26.88

Límite

plastico

Muestra Límite líquidoLímite

plástico

Indice de

plásticidad

1 53.20 18.75 34.45

2 49.00 18.7 30.30

3 51.6 22.84 28.76

Desviación estandar 2.12 2.38 2.94

Promedio 51.27 20.10 31.17

1 57.30 30.47 26.83

2 66.90 28.67 38.23

3 55.6 26.69 28.91

Desviación estandar 6.09 1.89 6.07

Promedio 59.93 28.61 31.32

1 40.30 23.26 17.04

2 40.70 20.62 20.08

3 36.96 20.75 16.21

Desviación estandar 2.05 1.49 2.04

Promedio 39.32 21.54 17.78

Blanco

mompox

Limite plástico blanco mompox

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3

23.26 20.62 20.75

Limite plástico caolín

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3

18.75 18.70 22.84

Suelo

natural

Caolín

Limite plástico suelo natural

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3

30.47 28.67 26.69

Nombre Según INVIAS INV.E-126-13

LÍMITE PLÁSTICO

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO I.A.

Nombre del ensayo Determinación del límite líquido de los suelos

120

Material LL LP IP 0 50

Caolin 51.27 20.1 31.17 40 50

Suelo natural 59.93 28.61 31.32 0 30

Greda 39.32 21.54 17.78 20 30

LL IP

8 0

100 82.8

LL IP

20 0

100 58.4

Linea U

Linea A

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO I.A.

CARTA DE PLASTICIDAD

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 20 40 60 80 100

Ind

ice

de

pla

stic

iad

Límite líquido

Carta de Plasticidad

Caolin

Suelo natural

Blanco mompox

Lineal (Linea U)

Lineal (Linea A)

121

Anexo I.B.

Temperatura 37 39 43 46 48 50 53

Wbw 657.4 657 656.1 655.8 655.4 654.8 654.6

Temperatura 32 39 41 43 45 50 53

Wbw 653.5 653.1 652.7 652.5 651.8 651.1 650.1

Temperatura 36 38 41 43 45 47 50

Wbw 656.1 655.8 655.3 654.8 654.7 654 653.3

Material

No. Muestra 1 2 3 1 2 3 1 2 3

No. Frasco 4 3 2 2 3 4 2 3 2

Metodo de

remosión del

aire

Ebullición Ebullición Ebullición Ebullición Ebullición Ebullición Ebullición Ebullición Ebullición

Wbws 689.8 690.4 687.8 687.8 689.9 690.6 690.1 692.5 689.3

Temperatura

T° C53 46 46 46 45 46 39 40 50

Wbw 654.6 654.35 651.65 651.65 654.7 655.8 653.1 655.47 651.1

No.

Recipiente50 3 9 J 4 15-3 m 10 31 4-ene

Muestra seca

+ recipiente186.67 169.14 169.2 138 123.66 123.2 208.28 180.53 124.37

Peso

recipiente128.6 111.58 110.52 78.63 64.09 64.02 149.1 121.1 64.37

Ws 58.07 57.56 58.68 59.37 59.57 59.18 59.18 59.43 60

Gs 2.54 2.68 2.60 2.56 2.44 2.43 2.67 2.65 2.75

k 0.9867 0.9898 0.9898 0.9898 0.9902 0.9898 0.9926 0.9922 0.9881

Gs 20°C 2.51 2.65 2.58 2.53 2.42 2.40 2.65 2.63 2.72

Gs Promedio

GRAVEDAD ESPECÍFICA

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

2.58 2.45 2.67

Frasco No. 4

Frasco No. 2

Frasco No.3

Caolín Suelo natural Greda

Nombre del ensayo Determinación de la gravedad especifica de las partículas sólidas de los suelos y del llenante mineral, empleando un picnómetro con agua

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO I.B.

Nombre Según INVIAS INV.E-128-13

654

654.5

655

655.5

656

656.5

657

657.5

658

30 35 40 45 50 55

Curva de calibración frasco No.4

649.5

650

650.5

651

651.5

652

652.5

653

653.5

654

30 35 40 45 50 55

Curva de calibración frasco No.2

653

653.5

654

654.5

655

655.5

656

656.5

30 35 40 45 50 55

Curva de calibración frasco No.3

122

Anexo I.C.

Fecha Hora lecturaTiempo en

minutos

Temperatur

a °C

Lectura real

del

hidrometro

Rc

Lectura

corregida

del

hidrometro

Rc

Porcentaje

mas fino

(%)

Hidrometro

corregido

por

menisco

Profundida

d efectiva L

(cm)

L/t KDiametro

(mm)

8/05/2019 7:22 1 18 51 47.5 99.75 52 7.8 7.8 0.0149 0.0417

2 18 49 45.5 95.55 50 8.1 4.05 0.0149 0.0300

3 18 47 43.5 91.35 48 8.4 2.8 0.0149 0.0250

4 18 46 42.5 89.25 47 8.6 2.15 0.0149 0.0219

8 18 45 41.5 87.15 46 8.8 1.1 0.0149 0.0156

16 18 44 40.5 85.05 45 8.9 0.5563 0.0149 0.0111

30 18 43 39.5 82.95 44 9.1 0.3033 0.0149 0.0082

60 18 40 36.5 76.65 41 9.6 0.1600 0.0149 0.0060

125 18 38 34.5 72.45 39 9.9 0.0792 0.0149 0.0042

330 19 34 30.7 64.47 35 10.6 0.0321 0.0147 0.0026

16:22 540 19 33 29.7 62.37 34 10.7 0.0198 0.0147 0.0021

9/05/2019 7:22 1440 18 30 26.5 55.65 31 11.2 0.0078 0.0149 0.0013

Fecha Hora lecturaTiempo en

minutos

Temperatur

a °C

Lectura real

del

hidrometro

Rc

Lectura

corregida

del

hidrometro

Rc

Porcentaje

mas fino

(%)

Hidrometro

corregido

por

menisco

Profundida

d efectiva L

(cm)

L/t KDiametro

(mm)

7/05/2019 7:35 1 18 51 47.5 99.75 52 7.8 7.8 0.0149 0.0417

2 18 50 46.5 97.65 51 7.9 3.95 0.0149 0.0297

3 18 49 45.5 95.55 50 8.1 2.7 0.0149 0.0245

4 18 48 44.5 93.45 49 8.3 2.075 0.0149 0.0215

8 18 47 43.5 91.35 48 8.4 1.05 0.0149 0.0153

16 18 45 41.5 87.15 46 8.8 0.5500 0.0149 0.0111

30 18 43 39.5 82.95 44 9.1 0.3033 0.0149 0.0082

60 18 41 37.5 78.75 42 9.4 0.1567 0.0149 0.0059

125 18 38 34.5 72.45 39 9.9 0.0792 0.0149 0.0042

330 18 35 31.7 66.57 36 10.4 0.0315 0.0149 0.0026

16:35 540 18 33 29.7 62.37 34 10.7 0.0198 0.0149 0.0021

8/05/2019 7:35 1440 18 30 26.5 55.65 31 11.2 0.0078 0.0149 0.0013

Fecha Hora lecturaTiempo en

minutos

Temperatur

a °C

Lectura real

del

hidrometro

Rc

Lectura

corregida

del

hidrometro

Rc

Porcentaje

mas fino

(%)

Hidrometro

corregido

por

menisco

Profundida

d efectiva L

(cm)

L/t KDiametro

(mm)

6/05/2019 7:15 1 18 52 48.5 101.85 53 7.6 7.6 0.0149 0.0411

2 18 51 47.5 99.75 52 7.8 3.9 0.0149 0.0295

3 18 50 46.5 97.65 51 7.9 2.633333333 0.0149 0.0242

4 18 49 45.5 95.55 50 8.1 2.025 0.0149 0.0212

8 18 48 44.5 93.45 49 8.3 1.0375 0.0149 0.0152

16 18 47 43.5 91.35 48 8.4 0.5250 0.0149 0.0108

30 18 45 41.5 87.15 46 8.8 0.2933 0.0149 0.0081

60 19 43 39.5 82.95 44 9.1 0.1517 0.0147 0.0057

125 19 40 36.5 76.65 41 9.6 0.0768 0.0147 0.0041

330 19 37 33.7 70.77 38 10.1 0.0306 0.0147 0.0026

16:15 540 19 35 31.7 66.57 36 10.4 0.0193 0.0147 0.0020

7/05/2019 7:15 1440 18 32 28.5 59.85 33 10.9 0.0076 0.0149 0.0013

Hidrómetro suelo natural

Ensayo 1

Ensayo 2

Ensayo 3

Nombre Según INVIAS INV.E-123-13

GRANULOMETRIA POR MEDIO DE HIDRÓMETRO

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO I.C.

Nombre del ensayo Determinación de los tamaños de las partículas

0

20

40

60

80

100

120

0.001 0.01

Po

rce

nta

je q

ue

pa

sa

(%

)

Diámetro (mm)

Curva granulométrica del suelo natural

Ensayo 1

Ensayo 2

Ensayo 3

123

Fecha Hora lecturaTiempo en

minutos

Temperatur

a °C

Lectura real

del

hidrometro

Rc

Lectura

corregida

del

hidrometro

Rc

Porcentaje

mas fino

(%)

Hidrometro

corregido

por

menisco

Profundida

d efectiva L

(cm)

L/t KDiametro

(mm)

2/05/2019 7:45 1 19 52 48.5 97.97 53 7.6 7.6 0.0141 0.0389

2 19 50 46.5 93.93 51 7.9 3.95 0.0141 0.0281

3 19 49 45.5 91.91 50 8.1 2.7 0.0141 0.0232

4 19 48 44.5 89.89 49 8.3 2.075 0.0141 0.0203

8 19 46 42.5 85.85 47 8.6 1.075 0.0141 0.0146

16 19 44 40.5 81.81 45 8.9 0.5563 0.0141 0.0105

30 19 41 37.5 75.75 42 9.4 0.3133 0.0141 0.0079

60 19 38 34.5 69.69 39 9.9 0.1650 0.0141 0.0057

125 19 35 31.5 63.63 36 10.4 0.0832 0.0141 0.0041

330 19 32 28.7 57.974 33 10.9 0.0330 0.0141 0.0026

16:45 540 18 30 26.7 53.934 31 11.2 0.0207 0.0143 0.0021

3/05/2019 7:45 1440 18 26 22.5 45.45 27 11.9 0.0083 0.0143 0.0013

Fecha Hora lecturaTiempo en

minutos

Temperatur

a °C

Lectura real

del

hidrometro

Rc

Lectura

corregida

del

hidrometro

Rc

Porcentaje

mas fino

(%)

Hidrometro

corregido

por

menisco

Profundida

d efectiva L

(cm)

L/t KDiametro

(mm)

11/06/2019 7:40 1 19 50 46.5 93.93 51 7.9 7.9 0.0141 0.0397

2 19 48 44.5 89.89 49 8.3 4.15 0.0141 0.0288

3 19 46 42.5 85.85 47 8.6 2.866666667 0.0141 0.0239

4 19 45 41.5 83.83 46 8.8 2.2 0.0141 0.0209

8 19 42 38.5 77.77 43 9.2 1.15 0.0141 0.0151

16 19 40 36.5 73.73 41 9.6 0.6000 0.0141 0.0109

30 19 37 33.5 67.67 38 10.1 0.3367 0.0141 0.0082

60 19 34 30.5 61.61 35 10.6 0.1767 0.0141 0.0059

125 19 30 26.5 53.53 31 11.2 0.0896 0.0141 0.0042

330 20 26 22.7 45.854 27 11.9 0.0361 0.0140 0.0026

16:40 540 20 24 20.7 41.814 25 12.2 0.0226 0.0140 0.0021

12/06/2019 7:40 1440 19 20 16.5 33.33 21 12.9 0.0090 0.0141 0.0013

Fecha Hora lecturaTiempo en

minutos

Temperatur

a °C

Lectura real

del

hidrometro

Rc

Lectura

corregida

del

hidrometro

Rc

Porcentaje

mas fino

(%)

Hidrometro

corregido

por

menisco

Profundida

d efectiva L

(cm)

L/t KDiametro

(mm)

12/06/2019 7:20 1 19 51 47.5 95.95 52 7.8 7.8 0.0141 0.0394

2 19 48 44.5 89.89 49 8.3 4.15 0.0141 0.0288

3 19 45 41.5 83.83 46 8.8 2.933333333 0.0141 0.0242

4 19 44 40.5 81.81 45 8.9 2.225 0.0141 0.0211

8 19 41 37.5 75.75 42 9.4 1.175 0.0141 0.0153

16 19 36 32.5 65.65 37 10.2 0.6375 0.0141 0.0113

30 19 35 31.5 63.63 36 10.4 0.3467 0.0141 0.0083

60 19 34 30.5 61.61 35 10.6 0.1767 0.0141 0.0059

125 19 31 27.5 55.55 32 11.1 0.0888 0.0141 0.0042

330 20 27 23.7 47.874 28 11.7 0.0355 0.0140 0.0026

16:20 540 20 25 21.7 43.834 26 12 0.0222 0.0140 0.0021

13/06/2019 7:20 1440 19 23 19.5 39.39 24 12.4 0.0086 0.0141 0.0013

Hidrómetro caolín

Ensayo 1

Ensayo 2

Ensayo 3

Nombre Según INVIAS INV.E-123-13

GRANULOMETRIA POR MEDIO DE HIDRÓMETRO

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO I.C.

Nombre del ensayo Determinación de los tamaños de las partículas

0

20

40

60

80

100

120

0.001 0.01

Po

rce

nta

je q

ue

pa

sa

(%

)

Diámetro (mm)

Curva granulométrica del caolín

Ensayo 1

Ensayo 2

Ensayo 3

124

Fecha Hora lecturaTiempo en

minutos

Temperatur

a °C

Lectura real

del

hidrometro

Rc

Lectura

corregida

del

hidrometro

Rc

Porcentaje

mas fino

(%)

Hidrometro

corregido

por

menisco

Profundida

d efectiva L

(cm)

L/t KDiametro

(mm)

18/07/2019 7:14 1 18 52 48.5 96.612 53 7.6 7.6 0.0149 0.0411

2 18 51 47.5 94.62 52 7.8 3.9 0.0149 0.0295

3 18 50 46.5 92.628 51 7.9 2.633333333 0.0149 0.0242

4 18 48 44.5 88.644 49 8.3 2.075 0.0149 0.0215

8 18 45 41.5 82.668 46 8.8 1.1 0.0149 0.0156

16 18 41 37.5 74.7 42 9.4 0.5875 0.0149 0.0114

30 18 38 34.5 68.724 39 9.9 0.3300 0.0149 0.0086

60 18 34 30.5 60.756 35 10.6 0.1767 0.0149 0.0063

125 18 31 27.5 54.78 32 11.1 0.0888 0.0149 0.0044

330 18 29 25.7 51.1944 30 11.4 0.0345 0.0147 0.0027

16:14 540 18 27 23.7 47.2104 28 11.7 0.0217 0.0147 0.0022

19/07/2019 7:14 1440 17 24 20.5 43.05 25 12.2 0.0085 0.0149 0.0014

Fecha Hora lecturaTiempo en

minutos

Temperatur

a °C

Lectura real

del

hidrometro

Rc

Lectura

corregida

del

hidrometro

Rc

Porcentaje

mas fino

(%)

Hidrometro

corregido

por

menisco

Profundida

d efectiva L

(cm)

L/t KDiametro

(mm)

20/06/2019 7:40 1 18 50 46.5 92.628 51 7.9 7.9 0.0149 0.0419

2 18 48 44.5 88.644 49 8.3 4.15 0.0149 0.0304

3 18 47 43.5 86.652 48 8.4 2.8 0.0149 0.0250

4 18 46 42.5 84.66 47 8.6 2.15 0.0149 0.0219

8 18 43 39.5 78.684 44 9.1 1.1375 0.0149 0.0159

16 18 40 36.5 72.708 41 9.6 0.6000 0.0149 0.0116

30 18 35 31.5 62.748 36 10.4 0.3467 0.0149 0.0088

60 18 31 27.5 54.78 32 11.1 0.1850 0.0149 0.0064

125 18 28 24.5 48.804 29 11.5 0.0920 0.0149 0.0045

330 19 25 21.7 43.2264 26 12 0.0364 0.0147 0.0028

16:40 540 19 24 20.7 41.2344 25 12.2 0.0226 0.0147 0.0022

21/06/2019 7:40 1440 18 21 17.5 34.86 22 12.7 0.0088 0.0149 0.0014

Fecha Hora lecturaTiempo en

minutos

Temperatur

a °C

Lectura real

del

hidrometro

Rc

Lectura

corregida

del

hidrometro

Rc

Porcentaje

mas fino

(%)

Hidrometro

corregido

por

menisco

Profundida

d efectiva L

(cm)

L/t KDiametro

(mm)

22/07/2019 7:10 1 17 52 48.5 96.612 53 7.6 7.6 0.0149 0.0411

2 17 51 47.5 94.62 52 7.8 3.9 0.0149 0.0295

3 17 50 46.5 92.628 51 7.9 2.633333333 0.0149 0.0242

4 17 49 45.5 90.636 50 8.1 2.025 0.0149 0.0212

8 17 45 41.5 82.668 46 8.8 1.1 0.0149 0.0156

16 17 42 38.5 76.692 43 9.2 0.5750 0.0149 0.0113

30 17 40 36.5 72.708 41 9.6 0.3200 0.0149 0.0084

60 17 36 32.5 64.74 37 10.2 0.1700 0.0149 0.0062

125 17 32 28.5 56.772 33 10.9 0.0872 0.0149 0.0044

330 18 30 26.7 53.1864 31 11.2 0.0339 0.0147 0.0027

16:10 540 18 27 23.7 47.2104 28 11.7 0.0217 0.0147 0.0022

23/07/2019 7:10 1440 17 25 21.5 42.828 26 12 0.0083 0.0149 0.0014

Ensayo 3

Hidrómetro blanco mompox

Ensayo 1

Ensayo 2

Nombre Según INVIAS INV.E-123-13

GRANULOMETRIA POR MEDIO DE HIDRÓMETRO

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO I.C.

Nombre del ensayo Determinación de los tamaños de las partículas

0

20

40

60

80

100

120

0.001 0.01

Po

rce

nta

je q

ue

pa

sa

(%

)

Diámetro (mm)

Curva granulométrica del blanco mompox

Ensayo 1

Ensayo 2

Ensayo 3

125

Anexo I.D.

Fecha Hora PESO (Kg) Tiempo (min)Raiz (tiempo) Deformacion (mm)

15:55 0 0 0

16:00 5 2.24 0.85

16:05 10 3.16 1.16

16:40 45 6.71 3.98 Peso H+Recipiente (gr) 68.507

14 de mayo 16:13 1458 38.18 14.41 Peso S+Recipiente (gr) 53.8

7:00 2,345 48.43 17.58 Peso Recipiente (gr) 36.14

13:05 10 kilos 2710 52.06 17.7 Humedad (%) 83

16:28 12 kilos 2913 53.97 19.6

9:00 3905 62.49 22.71

16:47 4372 66.12 26.22

16:52 4377 66.16 26.44

16:55 4380 66.18 26.62

16:56 4381 66.19 26.68

16:58 4383 66.20 26.72

17:00 4385 66.22 26.9

9:50 5395 73.45 27.73

10:21 5426 73.66 27.91

10:24 5429 73.68 28.24

10:30 5435 73.72 28.6

10:41 5446 73.80 28.98

11:00 5465 73.93 29.37

11:24 5487 74.07 30.23

12:04 5527 74.34 32.63

14:00 5643 75.12 35.47

15:00 5703 75.52 36.26

10:23 9746 98.72 36.55

10:31 9754 98.76 36.58

10:33 9756 98.77 36.62

10:39 9762 98.80 36.7

10:58 9781 98.90 36.76

11:28 9811 99.05 36.8

12:06 9849 99.24 36.81

12:46 9889 99.44 36.82

15:02 10025 100.12 36.84

21 de mayo 16:43 11566 107.55 39.52

22 de mayo 8:22 12505 111.83 39.52

Fecha Hora PESO (Kg) Tiempo (min)Raiz (tiempo) Deformacion (mm)

11:17 0 0 0

11:19 2 1.41 0.14

11:20 3 1.73 0.23

11:24 7 2.65 0.53

11:54 37 6.08 2.07

12:12 55 7.42 2.74 Peso H+Recipiente (gr) 63.8

12:27 70 8.37 3.03 Peso S+Recipiente (gr) 51.9

13:50 153 12.37 5.13 Peso Recipiente (gr) 36.2

15:26 249 15.78 6.94 Humedad (%) 76

16:19 302 17.38 7.74

16:45 328 18.11 8.11

7:23 1206 34.73 12.42

7:39 1222 34.96 12.49

7:40 1223 34.97 12.53

7:40 1223 34.97 12.65

7:43 1226 35.01 12.79

7:48 1231 35.09 12.96

7:58 1241 35.23 13.24

8:13 1256 35.44 13.57

9:05 1308 36.17 14.42

9:30 1333 36.51 14.76

10:12 1375 37.08 15.23

10:57 1420 37.68 15.66

12:32 1515 38.92 16.4

13:37 1580 39.75 16.84

14:49 1652 40.64 17.22

15:46 1709 41.34 17.45

16:47 1770 42.07 17.66

7:04 2627 51.25 18.29

7:06 2629 51.27 18.59

7:06 2629 51.27 18.67

7:08 2631 51.29 19.22

7:09 2632 51.30 19.3

7:10 2633 51.31 19.39

7:13 2636 51.34 19.63

7:15 2638 51.36 19.75

7:23 2646 51.44 20.16

7:43 2666 51.63 20.86

7:51 2674 51.71 20.96

8:15 2698 51.94 21.46

8:53 2736 52.31 21.62

10:09 2812 53.03 22.62

10:32 2835 53.24 22.88

11:18 2881 53.67 23.33

11:58 2921 54.05 23.64

13:19 3002 54.79 24.12

14:51 3094 55.62 24.49

16:16 3179 56.38 24.7

16:37 3200 56.57 24.72

16:45 3208 56.64 24.76

7:09 6952 83.38 25.75

8:39 7042 83.92 25.79

8:39 7042 83.92 25.84

8:39 7042 83.92 25.9

8:40 7043 83.92 25.98

8:42 7045 83.93 26.1

8:59 7062 84.04 27.16

9:08 7071 84.09 27.55

9:29 7092 84.21 28.23

9:57 7120 84.38 28.94

10:14 7137 84.48 29.29

10:36 7159 84.61 29.67

11:00 7183 84.75 29.94

12:07 7250 85.15 30.04

12:34 7277 85.31 30.23

14:10 7373 85.87 30.89

15:44 7467 86.41 31.18

16:10 7493 86.56 31.22

16:53 7536 86.81 31.27

6:58 9821 99.10 34.37

7:24 9847 99.23 34.41

7:25 9848 99.24 34.48

7:26 9849 99.24 34.56

7:28 9851 99.25 34.72

7:31 9854 99.27 34.94

7:32 9855 99.27 35.01

8:05 9888 99.44 35.31

8:37 9920 99.60 35.9

SEGUNDA CONSOLIDACION CAOLIN

Humedad antes del montaje

CONSOLIDACION CAOLIN (90Kg)

22/08/2019

21/08/2019

26/08/2019

27/08/2019

23/08/2019

2 kilos

6 kilos

91 kilos

42 kilos

18 kilos

CONSOLIDACION CAOLIN (90 Kg)

4 kilos13 de mayo

20 de mayo

Humedad antes del montaje

90 kilos

60 kilos

17 de mayo

15 de mayo

22 kilos

6 kilos

16 de mayo

36 kilos

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO I.D.

CONSOLIDACIÓN CAOLÍN

PRIMERA CONSOLIDACION CAOLIN

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00

Def

orm

ació

n (m

m)

√(𝑡)

Consolidacion Caolín

Consolidación 1

Consolidación 2

126

Fecha Hora PESO (Kg) Tiempo (min)Raiz (tiempo)Deformacion (mm)

12:42 0 0 0

13:44 2 1.41 0.02

13:45 3 1.73 0.2

13:45 3.1 1.76 0.24

13:45 3.1 1.76 0.25

13:45 3.2 1.78 0.29 Recipiente 114

13:45 3.2 1.79 0.3 Peso H+Recipiente (gr) 89.28

13:46 3.3 1.81 0.34 Peso S+Recipiente (gr) 61.2

13:46 3.42 1.85 0.41 Peso Recipiente (gr) 31.83

13:46 3.5 1.88 0.47 Humedad (%) 96

13:47 3.6 1.88 0.49

13:47 3.7 1.92 0.52

13:47 3.8 1.95 0.54

13:47 3.9 1.96 0.56

13:48 4.0 1.99 0.58

13:48 4.1 2.02 0.62

13:48 4.2 2.04 0.64

13:49 4.4 2.10 0.76

13:50 4.5 2.13 0.83

13:50 4.6 2.13 0.85

13:50 4.7 2.17 0.87

13:51 4.8 2.19 0.92

13:52 5.0 2.24 1.04

13:53 5.2 2.27 1.13

14:18 30.2 5.50 3.2

14:51 63.2 7.95 5.06

16:27 159.2 12.62 8.63

10:36 1128.2 33.59 16.85

15:32 1424.2 37.74 16.86

15:44 1436.2 37.90 17.07

15:54 1446.2 38.03 17.23

16:02 1454.2 38.13 17.33

16:09 1461.2 38.23 17.42

16:17 1469.2 38.33 17.5

16:40 1492.2 38.63 17.75

16:45 1497.2 38.69 17.79

8:01 2413.2 49.12 19.67

12:15 2667.2 51.64 19.73

13:06 2718.2 52.14 19.74

15:22 2854.2 53.42 19.76

15:33 2865.2 53.53 19.76

16:42 2934.2 54.17 19.77

16:47 2939.2 54.21 19.81

16:50 2942.2 54.24 19.94

16:55 2947.2 54.29 20.03

17:00 2952.2 54.33 20.13

17:10 2962.2 54.43 20.25

7:17 3809.2 61.72 23.8

10:46 4018.2 63.39 23.93

10:48 4020.2 63.41 24.13

10:49 4021.2 63.41 24.17

10:50 4022.2 63.42 24.22

13:46 4198.2 64.79 25.93

14:38 4250.2 65.19 26.15

15:35 4307.2 65.63 26.35

16:31 4363.2 66.05 26.51

8:00 5292.2 72.75 27.26

11:26 5498.2 74.15 27.4

11:40 5512.2 74.24 27.79

11:43 5515.2 74.26 28.06

11:45 5517.2 74.28 28.27

12:11 5543.2 74.45 29.31

13:32 5624.2 74.99 30.49

14:22 5674.2 75.33 30.64

15:11 5723.2 75.65 30.99

15:22 5734.2 75.72 31.05

15:31 5743.2 75.78 31.07

16:13 5785.2 76.06 31.08

16:15 5787.2 76.07 31.15

7:12 6684.2 81.76 32.08

10:34 6886.2 82.98 32.14

12:52 7024.2 83.81 32.17

15:20 7172.2 84.69 32.22

15:46 7198.2 84.84 32.22

15:50 7202.2 84.87 32.23

16:00 7212.2 84.92 32.25

16:57 7269.2 85.26 33.43

9:29 8261.2 90.89 35.88

10:23 8315.2 91.19 35.9

12:18 8430.2 91.82 35.94

12:21 8433.2 91.83 36.1

12:22 8434.2 91.84 36.13

12:44 8456.2 91.96 36.39

14:18 8550.2 92.47 36.46

14:45 8577.2 92.61 36.53

15:24 8616.2 92.82 36.61

16:10 8662.2 93.07 36.67

16:58 8710.2 93.33 36.73

7:01 9553.2 97.74 37.08

9:25 9697.2 98.47 37.11

10:15 9747.2 98.73 37.12

13:52 9964.2 99.82 37.15

14:57 10029.2 100.15 37.15

15:37 10069.2 100.35 37.16

16:01 10093.2 100.46 37.16

Fecha Hora PESO (Kg) Tiempo (min)Raiz (tiempo)Deformacion (mm)

9:15 0 0 0

9:19 4 2.00 0.06 Recipiente 56

9:19 4.08 2.02 0.07 Peso H+Recipiente (gr) 107.59

9:20 4.22 2.05 0.08 Peso S+Recipiente (gr) 70.59

9:20 4.35 2.09 0.09 Peso Recipiente (gr) 29.38

9:20 4.48 2.12 0.1 Humedad (%) 90

9:21 4.61 2.15 0.11

9:21 4.76 2.18 0.12

9:22 5.76 2.40 0.17

9:24 7.76 2.79 0.2

9:30 13.76 3.71 0.34

9:31 14.76 3.84 0.37

10:01 44.76 6.69 0.94

10:32 75.76 8.70 1.37

10:38 81.76 9.04 1.44

11:21 124.76 11.17 1.9

11:30 133.76 11.57 1.98

11:51 154.76 12.44 2.14

12:18 181.76 13.48 2.37

12:33 196.76 14.03 2.48

13:11 234.76 15.32 2.72

14:50 333.76 18.27 3.23

16:25 428.76 20.71 3.67

10:36 1519.8 38.98 5.06

15:32 1815.8 42.61 8.63

15:44 1827.8 42.75 16.85

15:54 1837.8 42.87 16.86

16:02 1846.0 42.97 17.07

16:09 1853.0 43.05 17.23

16:17 1861.0 43.14 17.33

16:40 1866.0 43.20 17.42

16:45 2782.0 52.74 17.5

8:01 3036.0 55.10 17.75

12:15 3087.0 55.56 17.79

13:06 3223.0 56.77 19.67

15:22 3234.0 56.87 19.73

15:33 3303.0 57.47 19.74

16:42 3308.0 57.52 19.76

16:47 3311.0 57.54 19.76

16:50 3316.0 57.58 19.77

16:55 3321.0 57.63 19.81

17:00 3331.0 57.71 19.94

17:10 4178.0 64.64 20.03

7:17 4387.0 66.23 20.13

10:46 4389.0 66.25 20.25

10:48 4390.0 66.26 23.8

10:49 4391.0 66.26 23.93

10:50 4567.0 67.58 24.13

13:46 4619.0 67.96 24.17

14:38 4676.0 68.38 24.22

15:35 4732.0 68.79 25.93

16:31 5661.0 75.24 26.15

8:00 5867.0 76.60 26.35

11:26 5881.0 76.69 26.51

11:40 5884.0 76.71 27.26

11:43 5886.0 76.72 27.4

11:45 5912.0 76.89 27.79

12:11 5993.0 77.41 28.06

13:32 6043.0 77.74 28.27

14:22 6092.0 78.05 29.31

15:11 6103.0 78.12 30.49

15:22 6112.0 78.18 30.64

15:31 6154.0 78.45 30.99

16:13 6156.0 78.46 31.05

16:15 7053.0 83.98 31.07

7:12 7255.0 85.18 31.08

10:34 7393.0 85.98 31.15

12:52 7541.0 86.84 32.08

15:20 7567.0 86.99 32.14

15:46 7571.0 87.01 32.17

15:50 7581.0 87.07 32.22

16:00 7638.0 87.40 32.22

16:57 7695.0 87.72 32.23

9:29 8627.0 92.88 32.25

10:23 8681.0 93.17 33.43

12:18 8736.0 93.47 35.88

12:21 8739.0 93.48 35.9

12:22 8740.0 93.49 35.94

12:44 8762.0 93.61 36.1

14:18 8856.0 94.11 36.13

14:45 8883.0 94.25 36.39

15:24 8922.0 94.46 36.46

16:10 9868.0 99.34 36.53

16:58 9916.0 99.58 36.61

CONSOLIDACION S. NATURAL (90 Kg)

2 kilos

23 de mayo

27 de mayo

8 kilos

16 kilos

4 kilos

23 de junio

4 kilos

8 kilos

16 kilos

32 kilos

64 kilos

91 kilos

18 de junio

19 de junio

20 de mayo

21 de junio

22 de junio

22 de mayo

29 de mayo

64 kilos

Humedad 1 Antes del montaje

SEGUNDA CONSOLIDACION SUELO NATURAL

24 de mayo

28 de mayo

32 kilos

Humedad 2 Antes del montaje

CONSOLIDACION S. NATURAL (90 Kg)

2 Kilos

30 de mayo

91 kilos

31 de mayo

17 de junio

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO I.D.

CONSOLIDACIÓN SUELO NATURAL

PRIMERA CONSOLIDACION SUELO NATURAL

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 20 40 60 80 100De

form

ació

n (m

m)

√(𝑡)

CONSOLIDACION SUELO NATURAL

127

Fecha Hora PESO (Kg) Tiempo (min) Raiz (tiempo) Deformacion (mm)

7:26 0 0 0

7:35 9 3.00 0.08

7:42 16 4.00 0.13

7:46 20 4.47 0.14

7:53 27 5.20 1.1

8:08 42 6.48 1.22

8:38 72 8.49 1.47

9:09 103 10.15 1.65

9:54 148 12.17 1.95 Recipiente 19

10:32 186 13.64 2.18 Peso H+Recipiente (gr) 94

12:37 311 17.64 2.72 Peso S+Recipiente (gr) 73.6

14:30 424 20.59 3.15 Peso Recipiente (gr) 38.2

16:09 523 22.87 3.49 Humedad (%) 58

7:33 1447 38.04 5.52

7:35 1449 38.07 5.65

7:36 1450 38.08 5.66

7:39 1453 38.12 5.74

7:45 1459 38.20 5.83

7:57 1471 38.35 5.96

8:11 1485 38.54 6.07

8:41 1515 38.92 6.26

9:07 1541 39.26 6.37

9:45 1579 39.74 6.55

10:17 1611 40.14 6.67

11:18 1672 40.89 6.87

12:29 1743 41.75 7.08

13:45 1819 42.65 7.26

15:19 1913 43.74 7.49

15:46 1940 44.05 7.55

16:33 1987 44.58 7.64

7:14 2868 53.55 8.75

7:16 2870 53.57 9.16

7:17 2871 53.58 9.21

7:18 2872 53.59 9.33

7:20 2874 53.61 9.42

7:21 2875 53.62 9.45

7:26 2880 53.67 9.65

7:30 2884 53.70 9.75

7:46 2900 53.85 10.13

8:19 2933 54.16 10.6

8:54 2968 54.48 10.99

9:11 2985 54.64 11.14

9:39 3013 54.89 11.37

10:46 3080 55.50 11.86

11:06 3100 55.68 11.94

12:01 3155 56.17 12.34

13:36 3250 57.01 12.91

14:22 3296 57.41 13.18

15:46 3380 58.14 13.6

16:34 3428 58.55 13.8

6:51 4285 65.46 14.02

9:15 4429 66.55 14.06

9:19 4433 66.58 14.08

9:27 4441 66.64 14.22

9:47 4461 66.79 14.49

10:13 4487 66.99 15.02

10:24 4498 67.07 15.12

10:56 4530 67.31 15.51

12:48 4642 68.13 16.37

13:18 4672 68.35 16.58

14:50 4764 69.02 16.96

15:31 4805 69.32 17.14

16:31 4865 69.75 17.35

6:49 5723 75.65 18.59

8:51 5841 76.43 18.62

9:03 5853 76.50 18.96

9:11 5861 76.56 19.75

9:19 5869 76.61 20

9:41 5891 76.75 22.08

10:21 5931 77.01 25.96

11:25 5995 77.43 26.01

12:32 6062 77.86 26.13

12:33 6063 77.87 26.19

12:46 6076 77.95 26.5

14:08 6158 78.47 27.15

16:13 6283 79.27 28.28

7:31 10081 100.40 28.33

7:36 10086 100.43 28.47

7:40 10090 100.45 28.56

7:50 10100 100.50 28.73

7:57 10107 100.53 28.8

8:16 10126 100.63 29.01

8:46 10156 100.78 29.29

8:56 10166 100.83 29.93

9:36 10206 101.02 30.09

10:17 10347 101.72 30.25

10:23 10353 101.75 30.28

10:50 10380 101.88 30.38

11:42 10432 102.14 30.54

13:22 10532 102.63 31.97

15:07 10637 103.14 32.11

16:42 10732 103.60 32.22

Fecha Hora PESO (Kg) Tiempo (min) Raiz (tiempo) Deformacion (mm)

16:25 0 0 0

13:34 2 1.414213562 0.02

15:09 97 9.848857802 2.56

18:45 313 17.69180601 3.96

13:31 1151 33.92639091 9.97

16:12 1312 36.22154055 10.54

7:26 2226 47.18050445 14.06

9:25 2345 48.42520005 14.07

9:26 2346 48.43552415 14.09

9:27 2347 48.44584606 14.12

9:35 2355 48.52834223 14.29 Recipiente 56

10:03 2383 48.81598099 14.73 Peso H+Recipiente (gr) 77.48

13:05 2565 50.64582905 16.58 Peso S+Recipiente (gr) 59.7

13:38 2598 50.97057975 16.72 Peso Recipiente (gr) 29.5

14:19 2639 51.37119816 16.93 Humedad (%) 58.86

16:38 2778 52.70673581 17.6

11:21 3901 62.45798588 20.48

11:48 3928 62.67375846 20.53

11:49 3929 62.68173578 20.57

11:55 3935 62.72957835 20.77

12:03 3943 62.79331175 20.95

12:10 3950 62.84902545 21.03

12:16 3956 62.89674077 21.16

12:23 3963 62.95236294 21.28

13:21 4021 63.41135545 22.03

14:56 4086 63.92182726 22.67

16:47 4197 64.78425735 23.51

7:28 4658 68.24954212 28.16

9:24 4714 68.65857558 28.16

9:36 4726 68.74590897 28.18

9:37 4727 68.75318174 28.2

9:38 4728 68.76045375 28.21

9:39 4729 68.76772499 28.23

9:48 4738 68.83313156 28.41

9:58 4748 68.90573271 28.62

10:08 4758 68.97825744 28.78

10:27 4777 69.11584478 29.08

10:32 4782 69.15200648 29.19

11:09 4819 69.41901757 29.67

12:10 4880 69.85699679 29.99

12:30 4900 70 30.21

13:04 4934 70.24243732 30.44

13:21 4951 70.36334273 30.56

13:41 4971 70.50531895 30.7

14:37 5027 70.9013399 31.07

16:00 5110 71.484264 31.51

16:25 5135 71.65891431 31.61

6:45 6055 77.81388051 33.28

10:12 6262 79.13279977 33.76

10:13 6263 79.13911801 33.8

10:14 6264 79.14543575 33.86

10:17 6267 79.16438593 33.94

10:18 6268 79.17070165 33.97

10:26 6276 79.22120928 34.05

10:27 6277 79.22752047 34.09

12:51 6421 80.13114251 35.66

13:35 6465 80.40522371 35.85

13:59 6489 80.55432949 35.94

14:51 6541 80.87644898 36.19

16:02 6612 81.3142054 36.49

2 kilos30 de septiembre

4 kilos01 de octubre

CONSOLIDACION B.MOMPOX (90 Kg)

Humedad 1 Antes del montaje

CONSOLIDACION B.MOMPOX (90 Kg)

11 de octubre

15 de octubre

16 de octubre

03 de octubre16 kilos

32 kilos

4 de octubre

45 kilos

90 kilos7 de octubre

Humedad 1 Antes del montaje

8 kilos02 de octubre

SEGUNDA CONSOLIDACION BLANCO MOMPOX

17 de octubre

18 de octubre

21 de octubre

2 kilos

4 kilos

8 kilos

32 kilos

64 kilos

90 kilos

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO I.D.

CONSOLIDACIÓN BLANCO MOMPOX

PRIMERA CONSOLIDACION BLANCO MOMPOX

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

-10 10 30 50 70 90 110

DEF

ORM

ACIÓ

N (

mm

)

√(𝑡)

CONSOLIDACIÓN BLANCO MOMPOX

Consolidación 1

Consolidación 2

128

Anexo II.A.

CARGA (Kg)

DEF

OR

MA

CIO

N

0.00

1"

DEFORMACION

(cm)DEFORMACION % Area corregidaCm2 ESFUERZO Kg/cm2

0 0 0 0 0 0

0.48 20 0.0508 0.49% 14.89 0.032

ALTURA (cm) 10.5 0.74 40 0.1016 0.97% 14.97 0.049

DIAMETRO(cm) 4.3 0.97 60 0.1524 1.46% 15.04 0.064

AREA(cm2) 14.82 1.19 80 0.2032 1.94% 15.11 0.079

VOLUMEN(cm3) 155.1 1.46 100 0.254 2.43% 15.19 0.096

DENSIDAD HUM 1.72 2.2 150 0.381 3.64% 15.38 0.143

DENSIDAD SEC 1.15 2.24 200 0.508 4.85% 15.58 0.144

2.69 250 0.635 6.07% 15.78 0.170

2.73 300 0.762 7.28% 15.98 0.171

4.09 350 0.889 8.50% 16.20 0.253

4.45 400 1.016 9.71% 16.41 0.271

RECIPIENTE 4 4.78 450 1.143 10.92% 16.64 0.287

PMH+R 307.3 4.87 500 1.27 12.14% 16.87 0.289

PMS+R 218.03 5.04 550 1.397 13.35% 17.10 0.295

PESO R 40.2 5.18 600 1.524 14.56% 17.35 0.299

HUMEDAD % 50 5.37 650 1.651 15.78% 17.60 0.305

5.45 700 1.778 16.99% 17.85 0.305

5.47 750 1.905 18.21% 18.12 0.302

PESO TOTAL 267.31 5.69 800 2.032 19.42% 18.39 0.309

5.71 850 2.159 20.63% 18.67 0.306

5.8 900 2.286 21.85% 18.96 0.306

5.81 950 2.413 23.06% 19.26 0.302

5.95 1000 2.54 24.27% 19.57 0.304

6.21 1050 2.667 25.49% 19.89 0.312

x 0 0.306

y 0.15 0.15

0 0.15

0.306 0.306

CARGA (Kg)

DEF

OR

M

0.00

1"

DEFORMACION

(cm)DEFORMACION % Area corregidaCm2 ESFUERZO Kg/cm2

0 0 0 0 0 0

0.43 20 0.0508 0.53% 15.33 0.028

ALTURA (cm) 9.6 0.92 40 0.1016 1.06% 15.41 0.060

DIAMETRO(cm) 4.4 1.65 60 0.1524 1.59% 15.49 0.107

AREA(cm2) 15.25 2.12 80 0.2032 2.12% 15.58 0.136

VOLUMEN(cm3) 146.42 2.54 100 0.254 2.65% 15.66 0.162

DENSIDAD HUM 1.64 3.37 150 0.381 3.97% 15.88 0.212

DENSIDAD SEC 1.10 4.01 200 0.508 5.29% 16.10 0.249

4.65 250 0.635 6.61% 16.33 0.285

4.9 300 0.762 7.94% 16.56 0.296

5.18 350 0.889 9.26% 16.80 0.308

5.43 400 1.016 10.58% 17.05 0.318

RECIPIENTE 25 5.65 450 1.143 11.90% 17.31 0.326

PMH+R 286.01 5.84 500 1.27 13.23% 17.57 0.332

PMS+R 206.65 6.02 550 1.397 14.55% 17.84 0.337

PESO R 46.11 6.13 600 1.524 15.87% 18.12 0.338

HUMEDAD % 49 6.22 650 1.651 17.19% 18.41 0.338

6.32 700 1.778 18.52% 18.71 0.338

6.48 750 1.905 19.84% 19.02 0.341

PESO TOTAL 240.05 6.54 800 2.032 21.16% 19.34 0.338

6.60 850 2.159 22.48% 19.67 0.336

6.75 900 2.286 23.81% 20.01 0.337

6.95 950 2.413 25.13% 20.36 0.341 x 0.15 0 0.338

y 0.338 0.15 0.15

0 0.15

0.338 0.338

CARGA (Kg)

DEF

OR

M

0.00

1"

DEFORMACION

(cm)DEFORMACION % Area corregidaCm2 ESFUERZO Kg/cm2

0 0 0 0 0 0

0.93 20 0.0508 0.48% 17.10 0.054

ALTURA (cm) 10.5 1.29 40 0.1016 0.97% 17.18 0.075

DIAMETRO(cm) 4.7 1.78 60 0.1524 1.45% 17.27 0.103

AREA(cm2) 17.02 2.1 80 0.2032 1.93% 17.35 0.121

VOLUMEN(cm3) 178.9 2.42 100 0.254 2.42% 17.44 0.139

DENSIDAD HUM 1.47 2.9 150 0.381 3.62% 17.66 0.164

DENSIDAD SEC 0.98 3.48 200 0.508 4.83% 17.88 0.195

3.71 250 0.635 6.04% 18.11 0.205

4.08 300 0.762 7.25% 18.35 0.222

4.24 350 0.889 8.46% 18.59 0.228

4.39 400 1.016 9.67% 18.84 0.233

RECIPIENTE 17 4.62 450 1.143 10.87% 19.10 0.242

PMH+R 302.20 4.77 500 1.27 12.08% 19.36 0.246

PMS+R 215.01 4.82 550 1.397 13.29% 19.63 0.246

PESO R 39.3 4.99 600 1.524 14.50% 19.90 0.251

HUMEDAD % 50 5.1 650 1.651 15.71% 20.19 0.253

5.12 700 1.778 16.92% 20.48 0.250

5.2 750 1.905 18.12% 20.79 0.250

PESO TOTAL 262.9 5.3 800 2.032 19.33% 21.10 0.251

5.39 850 2.159 20.54% 21.42 0.252

5.44 900 2.286 21.75% 21.75 0.250 x 0.15

y 0.25167 0 0.25167

0.15 0.15

HUMEDAD DE RESIDUOS

MUESTRA 1

DATOS DE LA MUESTRA

HUMEDAD DE RESIDUOS

MUESTRA 2

DATOS DE LA MUESTRA

HUMEDAD DE RESIDUOS

Nombre Según INVIAS INV.E-152-13

COMPRESIÓN INCONFINADA SUELO NATURAL

MUESTRA 3

DATOS DE LA MUESTRA

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO II.A.

Nombre del ensayo Compresión inconfinada en muestras de suelos

y = -8.2267x2 + 3.1465x + 0.019R² = 0.9804

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30%

Esfu

erzo

(kg

/cm

2)

Deformación (%)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30%

Esfu

erzo

(kg

/cm

2)

Deformación (%)

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Esfu

erzo

(kg

/cm

2)

Deformacion (%)

129

CARGA (Kg)DEFORMACIO

N 0.001"DEFORMACION (cm) DEFORMACION % Area corregidaCm2

ESFUERZO

Kg/cm2

0 0 0 0 0 0

0.27 20 0.0508 0.55% 15.14 0.018

ALTURA (cm) 9.2 0.4 40 0.1016 1.10% 15.22 0.026

DIAMETRO(cm) 4.4 0.53 60 0.1524 1.66% 15.31 0.035

AREA(cm2) 15.05 0.65 80 0.2032 2.21% 15.39 0.042

VOLUMEN(cm3) 138.5 0.79 100 0.254 2.76% 15.48 0.051

DENSIDAD HUM 1.82 1.14 150 0.381 4.14% 15.70 0.073

DENSIDAD SEC 1.25 1.34 200 0.508 5.52% 15.93 0.084

1.53 250 0.635 6.90% 16.17 0.095

1.66 300 0.762 8.28% 16.41 0.101

1.76 350 0.889 9.66% 16.66 0.106

1.84 400 1.016 11.04% 16.92 0.109

RECIPIENTE 4A 1.91 450 1.143 12.42% 17.19 0.111

PMH+R 298.4 1.96 500 1.27 13.80% 17.46 0.112

PMS+R 220.22 2.05 550 1.397 15.18% 17.75 0.116

PESO R 47.4 2.12 600 1.524 16.57% 18.04 0.118

HUMEDAD % 45 2.17 650 1.651 17.95% 18.35 0.118

PESO TOTAL 251.42

0 0.1144

x 0.15 0.15 0.15

y 0.1144

0 0.15

0.1144 0.1144

CARGA (Kg)DEFORM

0.001"DEFORMACION (cm) DEFORMACION % Area corregidaCm2

ESFUERZO

Kg/cm2

0 0 0 0 0 0

0.43 20 0.0508 0.56% 15.32 0.028

ALTURA (cm) 9 0.63 40 0.1016 1.13% 15.41 0.041

DIAMETRO(cm) 4.4 0.76 60 0.1524 1.69% 15.50 0.049

AREA(cm2) 15.23 0.87 80 0.2032 2.26% 15.58 0.056

VOLUMEN(cm3) 137.2 0.97 100 0.254 2.82% 15.67 0.062

DENSIDAD HUM 1.70 1.2 150 0.381 4.23% 15.91 0.075

DENSIDAD SEC 1.18 1.34 200 0.508 5.64% 16.14 0.083

1.5 250 0.635 7.05% 16.39 0.092

1.68 300 0.762 8.46% 16.64 0.101

1.77 350 0.889 9.87% 16.90 0.105

1.88 400 1.016 11.28% 17.17 0.109

RECIPIENTE 110 1.95 450 1.143 12.69% 17.45 0.112

PMH+R 274.3 2.03 500 1.27 14.10% 17.73 0.114

PMS+R 201.74 2.09 550 1.397 15.51% 18.03 0.116

PESO R 37.6 2.14 600 1.524 16.92% 18.33 0.117

HUMEDAD % 44 2.18 650 1.651 18.33% 18.65 0.117

2.24 700 1.778 19.74% 18.98 0.118

2.28 750 1.905 21.15% 19.32 0.118

PESO TOTAL 233.84 2.37 800 2.032 22.56% 19.67 0.120 x 0.15 0 0.1154

2.43 850 2.159 23.97% 20.03 0.121 y 0.1154 0.15 0.15

2.49 900 2.286 25.38% 20.41 0.122

2.59 950 2.413 26.79% 20.81 0.124 0 0.15

2.52 1000 2.54 28.20% 21.21 0.119 0.1154 0.1154

CARGA (Kg)DEFORM

0.001"DEFORMACION (cm) DEFORMACION % Area corregidaCm2

ESFUERZO

Kg/cm2

0 0 0 0 0 0

0.58 20 0.0508 0.54% 13.93 0.042

ALTURA (cm) 9.4 0.89 40 0.1016 1.08% 14.01 0.064

DIAMETRO(cm) 4.2 1.06 60 0.1524 1.62% 14.08 0.075

AREA(cm2) 13.85 1.21 80 0.2032 2.16% 14.16 0.085

VOLUMEN(cm3) 130.1 1.31 100 0.254 2.71% 14.24 0.092

DENSIDAD HUM 1.06 1.53 150 0.381 4.06% 14.44 0.106

DENSIDAD SEC 0.74 1.7 200 0.508 5.41% 14.65 0.116

1.81 250 0.635 6.76% 14.86 0.122

1.92 300 0.762 8.12% 15.08 0.127

1.99 350 0.889 9.47% 15.30 0.130

2.07 400 1.016 10.82% 15.54 0.133

RECIPIENTE M3 2.12 450 1.143 12.17% 15.77 0.134

PMH+R 181.7 2.2 500 1.27 13.53% 16.02 0.137

PMS+R 140.52 2.27 550 1.397 14.88% 16.28 0.139

PESO R 44.0 2.34 600 1.524 16.23% 16.54 0.141

HUMEDAD % 43 2.39 650 1.651 17.58% 16.81 0.142

2.5 700 1.778 18.94% 17.09 0.146

2.57 750 1.905 20.29% 17.38 0.148

PESO TOTAL 137.92 2.62 800 2.032 21.64% 17.68 0.148 x 0.15

2.71 850 2.159 22.99% 17.99 0.151 y 0.14

2.74 900 2.286 24.35% 18.31 0.150 0 0.14

0.15 0.15

DATOS DE LA MUESTRA

HUMEDAD DE RESIDUOS

MUESTRA 3

MUESTRA 2

MUESTRA 1

DATOS DE LA MUESTRA

HUMEDAD DE RESIDUOS

DATOS DE LA MUESTRA

HUMEDAD DE RESIDUOS

Nombre Según INVIAS INV.E-152-13

COMPRESIÓN INCONFINADA CAOLÍN

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO II.A.

Nombre del ensayo Compresión inconfinada en muestras de suelos

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16% 18% 20%

Esfu

erzo

(kg

/cm

2)

Deformacion (%)

MUESTRA 1

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30%

Esfu

erzo

(kg

/cm

2)

Deformacion (%)

Muestra 2

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30%

Esfu

erzo

(kg

/cm

2)

Deformacion (%)

Muestra 3

130

CARGA (Kg)DEFORMACION

0.001"

DEFORMACION

(cm)DEFORMACION % AC Cm2

ESFUERZO

Kg/cm2

0 0 0 0 0 0

0.25 20 0.0508 0.46% 13.34 0.019

ALTURA (cm) 11.064 0.37 40 0.1016 0.92% 13.40 0.028

DIAMETRO(cm) 4.112 0.44 60 0.1524 1.38% 13.47 0.033

AREA(cm2) 13.28 0.5 80 0.2032 1.84% 13.53 0.037

VOLUMEN(cm3) 146.9 0.59 100 0.254 2.30% 13.59 0.043

DENSIDAD HUM 1.95 0.76 150 0.381 3.44% 13.75 0.055

DENSIDAD SEC 1.47 0.96 200 0.508 4.59% 13.92 0.069

1.11 250 0.635 5.74% 14.09 0.079

1.28 300 0.762 6.89% 14.26 0.090

1.42 350 0.889 8.04% 14.44 0.098

1.55 400 1.016 9.18% 14.62 0.106

RECIPIENTE 85 1.62 450 1.143 10.33% 14.81 0.109

PMH+R 323.4 1.76 500 1.27 11.48% 15.00 0.117

PMS+R 251.70 1.86 550 1.397 12.63% 15.20 0.122

PESO R 36.3 1.95 600 1.524 13.77% 15.40 0.127

HUMEDAD % 33 2.07 650 1.651 14.92% 15.61 0.133

2.16 700 1.778 16.07% 15.82 0.137

2.25 750 1.905 17.22% 16.04 0.140

PESO TOTAL 287.1 2.32 800 2.032 18.37% 16.27 0.143

2.4 850 2.159 19.51% 16.50 0.145 0 0.133

2.52 900 2.286 20.66% 16.74 0.151 x 0.15 0.15 0.15

2.53 950 2.413 21.81% 16.98 0.149 y 0.133

2.56 1000 2.54 22.96% 17.24 0.149 0 0.15

0.133 0.133

CARGA (Kg) DEFORM 0.001"DEFORMACION

(cm)DEFORMACION % AC Cm2

ESFUERZO

Kg/cm2

0 0 0 0 0 0

0.12 20 0.0508 0.50% 15.67 0.008

ALTURA (cm) 10.225 0.27 40 0.1016 0.99% 15.74 0.017

DIAMETRO(cm) 4.455 0.41 60 0.1524 1.49% 15.82 0.026

AREA(cm2) 15.59 0.5 80 0.2032 1.99% 15.90 0.031

VOLUMEN(cm3) 159.4 0.62 100 0.254 2.48% 15.98 0.039

DENSIDAD HUM 1.87 0.89 150 0.381 3.73% 16.19 0.055

DENSIDAD SEC 1.41 1.05 200 0.508 4.97% 16.40 0.064

1.27 250 0.635 6.21% 16.62 0.076

1.43 300 0.762 7.45% 16.84 0.085

1.61 350 0.889 8.69% 17.07 0.094

1.8 400 1.016 9.94% 17.31 0.104

RECIPIENTE 110 1.93 450 1.143 11.18% 17.55 0.110

PMH+R 337.3 2.09 500 1.27 12.42% 17.80 0.117

PMS+R 263.70 2.28 550 1.397 13.66% 18.05 0.126

PESO R 39.9 2.42 600 1.524 14.90% 18.32 0.132

HUMEDAD % 33 2.53 650 1.651 16.15% 18.59 0.136

2.65 700 1.778 17.39% 18.87 0.140

2.76 750 1.905 18.63% 19.16 0.144

PESO TOTAL 298.1 2.91 800 2.032 19.87% 19.45 0.150 x 0.15 0 0.1325

3.12 850 2.159 21.11% 19.76 0.158 y 0.1325 0.15 0.15

3.19 900 2.286 22.36% 20.08 0.159

0 0.15

0.1325 0.1325

CARGA (Kg) DEFORM 0.001"DEFORMACION

(cm)DEFORMACION % AC Cm2

ESFUERZO

Kg/cm2

0 0 0 0 0 0

0.3 20 0.0508 0.51% 15.01 0.020

ALTURA (cm) 9.932 0.41 40 0.1016 1.02% 15.08 0.027

DIAMETRO(cm) 4.36 0.52 60 0.1524 1.53% 15.16 0.034

AREA(cm2) 14.93 0.58 80 0.2032 2.05% 15.24 0.038

VOLUMEN(cm3) 148.3 0.68 100 0.254 2.56% 15.32 0.044

DENSIDAD HUM 1.96 0.94 150 0.381 3.84% 15.53 0.061

DENSIDAD SEC 1.49 1.09 200 0.508 5.11% 15.73 0.069

1.29 250 0.635 6.39% 15.95 0.081

1.49 300 0.762 7.67% 16.17 0.092

1.7 350 0.889 8.95% 16.40 0.104

1.86 400 1.016 10.23% 16.63 0.112

RECIPIENTE 26 2.03 450 1.143 11.51% 16.87 0.120

PMH+R 332.7 2.21 500 1.27 12.79% 17.12 0.129

PMS+R 262.80 2.4 550 1.397 14.07% 17.37 0.138

PESO R 43.0 2.57 600 1.524 15.34% 17.64 0.146

HUMEDAD % 32 2.69 650 1.651 16.62% 17.91 0.150

2.87 700 1.778 17.90% 18.19 0.158

3 750 1.905 19.18% 18.47 0.162

PESO TOTAL 290.3 3.09 800 2.032 20.46% 18.77 0.165 x 0.15

3.30 850 2.159 21.74% 19.08 0.173 y 0.1435

0 0.1435

0.15 0.15

HUMEDAD DE RESIDUOS

MUESTRA 3

DATOS DE LA MUESTRA

HUMEDAD DE RESIDUOS

MUESTRA 1

DATOS DE LA MUESTRA

HUMEDAD DE RESIDUOS

MUESTRA 2

DATOS DE LA MUESTRA

Nombre Según INVIAS INV.E-152-13

COMPRESIÓN INCONFINADA BLANCO MOMPOX

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO II.A.

Nombre del ensayo Compresión inconfinada en muestras de suelos

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Esfu

erzo

(kg

/cm

2)

Deformacion (%)

MUESTRA 1

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Esfu

erzo

(kg

/cm

2)

Deformacion (%)

Muestra 2

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Esfu

erzo

(kg

/cm

2)

Deformacion (%)

Muestra 3

131

Material Muestra qu (kg/cm2) C (kg/cm2) τ (kg/cm2)

1 0.114 0.057 0.057

2 0.115 0.058 0.058

3 0.140 0.070 0.070

Promedio 0.123 0.062 0.062

Desviacion Estandar 0.015 0.007 0.007

1 0.306 0.153 0.153

2 0.338 0.169 0.169

3 0.252 0.126 0.126

Promedio 0.299 0.149 0.149

Desviacion Estandar 0.044 0.022 0.022

1 0.133 0.067 0.067

2 0.1325 0.066 0.066

3 0.1435 0.072 0.072

Promedio 0.136 0.068 0.068

Desviacion Estandar 0.006 0.003 0.003

Caolin

Suelo Natural

Blanco Mompox

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO II.A.

Nombre del ensayo Compresión inconfinada en muestras de suelos

Nombre Según INVIAS INV.E-152-13

COMPRESIÓN INCONFINADA RESUMEN DE RESULTADOS

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30%

Esfu

erzo

(kg

/cm

2)

Deformación (%)

Suelo Natural (Deformación vs Esfuerzo)

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30%

Esfu

erzo

(kg

/cm

2)

Deformación (%)

Caolín (Deformación vs Esfuerzo)

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

0% 5% 10% 15% 20% 25%

Esfu

erzo

(kg

/cm

2)

Deformación (%)

B.Mompox (Deformación vs Esfuerzo)

Muestra 1

Muestra 2

Muestra 3

132

Anexo II.B.

Ho (mm) 23.13

Tiempo Tiempo( min) Delta H Ho- Delta

0 0 0 23.13

5 0.083333333 0.006 23.124

15 0.25 0.007 23.123

30 0.5 0.01 23.12

60 1 0.014 23.116

2 2 0.02 23.11

4 4 0.029 23.101

10 10 0.04 23.09

20 20 0.046 23.084

60 60 0.05 23.08

120 120 0.051 23.079

Df 10

t50 3.4

tf 170

vf 0.059

Vel. Corte (mm/min) 0.588

.

METODO CASAGRANDE

ALTURA MUESTRA

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO II.B.

Nombre del ensayo Determinación de la resistencia al corte método de corte directo (CD) (consolidado drenado)

Nombre Según INVIAS INV.E-154-13

VELOCIDAD DE CORTE CAOLÍN

23.07523.08

23.08523.09

23.09523.1

23.10523.11

23.11523.12

23.12523.13

0.01 0.1 1 10 100 1000

Ho

-D

elt

a (c

m)

Tiempo (min)

Curva de consolidacion Caolín (Método Casagrande)

Consolid

Ho (mm) 23.27

Tiempo Tiempo( min) Delta H Ho- Delta

0 0 0 23.270

5 0.083333333 0.14 23.130

15 0.25 0.1546 23.115

30 0.5 0.1568 23.113

60 1 0.1599 23.110

2 2 0.1614 23.109

4 4 0.1674 23.103

10 10 0.176 23.094

30 30 0.187 23.083

60 60 0.1955 23.075

120 120 0.2023 23.068

180 180 0.2053 23.065

188 188 0.2053 23.065

Df 10

t50 14

tf 700

vf 0.01

Vel. Corte (mm/min) 0.14

ALTURA MUESTRA

METODO CASAGRANDE

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO II.B.

Nombre del ensayo Determinación de la resistencia al corte método de corte directo (CD) (consolidado drenado)

Nombre Según INVIAS INV.E-154-13

VELOCIDAD DE CORTE SUELO NATURAL

23.06

23.07

23.08

23.09

23.1

23.11

23.12

23.13

23.14

0.01 0.1 1 10 100 1000

Ho

-D

elt

a (c

m)

Tiempo (min)

Curva de consolidacion Suelo Natural (Método Casagrande)

Consolid

133

Ho (mm) 25.50

Tiempo Tiempo( min) Delta H Ho- Delta

0 0 0 0

5 0.083 0.006 25.494

15 0.25 0.007 25.493

30 0.50 0.01 25.490

60 1 0.014 25.486

2 2 0.02 25.480

4 4 0.029 25.471

10 10 0.04 25.460

20 20 0.046 25.454

60 60 0.05 25.450

120 120 0.051 25.449

Df 10

t50 10

tf 500

vf 0.02

Vel. Corte (mm/min) 0.2

ALTURA MUESTRA

METODO CASAGRANDE

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO II.B.

Nombre del ensayo Determinación de la resistencia al corte método de corte directo (CD) (consolidado drenado)

Nombre Según INVIAS INV.E-154-13

VELOCIDAD DE CORTE BLANCO MOMPOX

25.45

25.455

25.46

25.465

25.47

25.475

25.48

25.485

25.49

25.495

25.5

25.505

0.01 0.1 1 10 100

Ho

-D

elt

a (c

m)

Tiempo (min)

Curva de consolidacion Blanco Mompox (Método Casagrande)

Consolid

Datos Caolín Suelo naturalBlanco mompox

Df (mm) 10 10 10

t50 (min) 3.4 14 10

tf (min) 170 700 500

Vf (mm/min)0.59 0.14 0.20

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

Nombre del ensayo Determinación de la resistencia al corte método de corte directo (CD) (consolidado drenado)

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO II.B.

Nombre Según INVIAS INV.E-154-13

VELOCIDAD DE CORTE RESUEN DE RESULTADOS

134

Anexo II.C.

TiempoCelda de

Carga

Desplaza

miento

Horzonta

Desplazamie

nto Vertical

Deformación

Horzontal

Deformación

Vertical

Area

Corregida

Esfuerzo

Normal

Esfuerzo

cortante Ƭ/σ

s Kgf cm cm % % cm2 Kg/cm2 Kg/cm2

0 0.00 0 0 0 0 34.1146 0.4682 0.0000 0.0000

31 0.13 0.006 0.0001 0.10 0.00 34.0788 0.4687 0.0038 0.0081

37 0.13 0.0120 0.0000 0.21 0.00 34.0430 0.4692 0.0038 0.0081 Ancho (cm) 5.962

44 0.17 0.0180 0.0002 0.31 -0.01 34.0072 0.4697 0.0050 0.0106 Longitud (cm) 5.722

49 0.37 0.0240 0.0003 0.42 -0.01 33.9715 0.4702 0.0109 0.0232 Espesor (cm) 2.313

55 0.03 0.0300 0.0001 0.52 0.00 33.9357 0.4707 0.0009 0.0019 Área Inicial (cm2)34.1146

105 3.10 0.0600 0.0028 1.05 -0.12 33.7568 0.4732 0.0918 0.1941 Volumen (cm3)78.9070

134 3.74 0.0900 0.0076 1.57 -0.33 33.5780 0.4757 0.1114 0.2341

163 4.04 0.1200 0.0108 2.10 -0.47 33.3991 0.4783 0.1210 0.2529

193 4.71 0.1500 0.0137 2.62 -0.59 33.2203 0.4808 0.1418 0.2949

222 5.24 0.1800 0.0157 3.15 -0.68 33.0414 0.4834 0.1586 0.3280

279 5.97 0.2400 0.0210 4.19 -0.91 32.6837 0.4887 0.1827 0.3737

338 6.14 0.3000 0.0269 5.24 -1.16 32.3260 0.4941 0.1899 0.3844

395 6.41 0.3600 0.0308 6.29 -1.33 31.9682 0.4997 0.2005 0.4013

508 7.08 0.4800 0.0371 8.39 -1.60 31.2528 0.5111 0.2265 0.4432 Tipo de ensayo CD

626 7.31 0.6000 0.0436 10.49 -1.88 30.5374 0.5231 0.2394 0.4576 Peso del Cabezote (kg)0.542

741 7.51 0.7200 0.0494 12.58 -2.14 29.8219 0.5356 0.2518 0.4702 Esfuerzo Normal Inicial (Kg/cm2)0.5

856 7.84 0.8400 0.0529 14.68 -2.29 29.1065 0.5488 0.2694 0.4908 Carga normal (Kg)1.6515

969 8.38 0.9600 0.0580 16.78 -2.51 28.3910 0.5626 0.2952 0.5246

1082 8.61 1.0800 0.0610 18.87 -2.64 27.6756 0.5772 0.3111 0.5390

1200 8.44 1.2000 0.0630 20.97 -2.72 26.9602 0.5925 0.3131 0.5284

TiempoCelda de

Carga

Desplaza

miento

Horzonta

l

Desplazamie

nto Vertical

Deformación

Horzontal

Deformación

Vertical

Area

Corregida

Esfuerzo

Normal

Esfuerzo

cortante Ƭ/σ

s Kgf cm cm % % cm2 Kg/cm2 Kg/cm2

0 0.00 0 0.2178 0 0 34.6649 1.0000 0.0000 0.0000

9 -0.07 0.0060 0.2178 0.10 0.00 34.6293 1.0010 -0.0020 -0.0020

26 0.03 0.0120 0.2172 0.21 -0.02 34.5936 1.0021 0.0009 0.0009 Ancho (cm) 5.948

31 -0.07 0.0180 0.2175 0.31 -0.01 34.5579 1.0031 -0.0020 -0.0020 Longitud (cm) 5.828

41 0.63 0.0240 0.2167 0.41 -0.04 34.5222 1.0041 0.0182 0.0182 Espesor (cm) 2.456

55 3.14 0.0300 0.2163 0.51 -0.06 34.4865 1.0052 0.0911 0.0906 Área Inicial (cm2)34.6649

82 6.81 0.0600 0.2155 1.03 -0.09 34.3081 1.0104 0.1985 0.1965 Volumen (cm3)85.1371

111 7.51 0.0900 0.2124 1.54 -0.22 34.1296 1.0157 0.2200 0.2166

142 9.00 0.1200 0.2111 2.06 -0.27 33.9512 1.0210 0.2651 0.2596

169 9.95 0.1500 0.2088 2.57 -0.37 33.7727 1.0264 0.2946 0.2870

198 10.18 0.1800 0.2055 3.09 -0.50 33.5943 1.0319 0.3030 0.2937

258 11.08 0.2400 0.2021 4.12 -0.64 33.2374 1.0429 0.3334 0.3196

316 11.38 0.3000 0.1988 5.15 -0.77 32.8805 1.0543 0.3461 0.3283

373 11.88 0.3600 0.1959 6.18 -0.89 32.5237 1.0658 0.3653 0.3427

488 12.48 0.4800 0.1891 8.24 -1.17 31.8099 1.0898 0.3923 0.3600 Tipo de ensayo CD

606 12.95 0.6000 0.1855 10.30 -1.32 31.0961 1.1148 0.4165 0.3736 Peso del Cabezote (kg)0.542

721 13.58 0.7200 0.1793 12.35 -1.57 30.3824 1.1410 0.4470 0.3918 Esfuerzo Normal Inicial (Kg/cm2)1.0

839 13.99 0.8400 0.1773 14.41 -1.65 29.6686 1.1684 0.4715 0.4036 Carga normal 3.4123

950 14.49 0.9600 0.1730 16.47 -1.82 28.9549 1.1972 0.5004 0.4180 0.51

1065 14.79 1.0800 0.1699 18.53 -1.95 28.2411 1.2275 0.5237 0.4267

1182 14.92 1.2000 0.1666 20.59 -2.08 27.5273 1.2593 0.5420 0.4304

E. Cortante

(kg/cm2)

E.

Normal

(kg/cm2)

Fi (ᴓ) C (Kg/cm2) σ´ (kg/cm2) τ (kg/cm2)

1 0.2394 0.5231

2 0.4165 1.1148

Ensayo

16.66 0.0828

DATOS MUESTRA N°1

DIMENSIONES DE LA MUESTRA

Ensayo

DATOS MUESTRA N°2

DIMENSIONES DE LA MUESTRA

0.2100 0.1457

Nombre Según INVIAS INV.E-154-13

CORTE DIRECTO EN CONDICIÓN CD CAOLÍN

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO II.C.

Nombre del ensayo Determinación de la resistencia al corte método de corte directo (CD) (consolidado drenado)

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0 5 10 15 20

Esfu

erzo

Co

rtan

te (K

g/cm

2)

Deformación Horizontal (%)

Esfuerzo Cortante Vs Deformación Horizontal

Muestra 1 Muestra 2

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

0 5 10 15 20 25

Def

orm

ació

n V

erti

cal (

%)

Deformación Horizontal (%)

Deformación Vertical Vs Deformación Horizontal

Muestra 1 Muestra 2

y = 0.2993x + 0.0828

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95 1.05 1.15

Esf

ue

rzo

Co

rta

nte

(kg

/cm

2)

Esuerzo Normal (kg/cm2)

135

TiempoCelda de

Carga

Desplazami

ento

Horzontal

Desplazamien

to Vertical

Deformación

Horzontal

Deformació

n Vertical

Area

Corregida

Esfuerzo

Normal

Esfuerzo

cortante Ƭ/σ

s Kgf cm cm % % cm2 Kg/cm2 Kg/cm2

0 0.00 0 0.2242 0 0 34.8131 0.5000 0.0000 0.0000

22 0.27 0.006 0.2242 0.10 0.00 34.7774 0.5005 0.0078 0.0155

101 1.30 0.0120 0.2249 0.21 0.03 34.7417 0.5010 0.0374 0.0747 Ancho (cm) 5.953

135 1.90 0.0180 0.2241 0.31 0.00 34.7060 0.5015 0.0547 0.1092 Largo (cm) 5.848

161 2.44 0.0240 0.2242 0.41 0.00 34.6703 0.5021 0.0704 0.1402 Espesor (cm) 2.327

186 2.64 0.0300 0.2234 0.51 -0.03 34.6346 0.5026 0.0762 0.1517 Área Inicial (cm2)34.8131

315 3.70 0.0600 0.2207 1.03 -0.15 34.4560 0.5052 0.1074 0.2126 Volumen (cm3) 81.0102

443 4.64 0.0900 0.2171 1.54 -0.31 34.2774 0.5078 0.1354 0.2666

567 5.04 0.1200 0.2137 2.05 -0.45 34.0988 0.5105 0.1478 0.2895

685 5.04 0.1500 0.2095 2.56 -0.63 33.9202 0.5132 0.1486 0.2895

805 5.17 0.1800 0.2073 3.08 -0.73 33.7416 0.5159 0.1532 0.2970

1058 5.31 0.2400 0.2010 4.10 -1.00 33.3844 0.5214 0.1591 0.3051

1299 5.91 0.3000 0.1964 5.13 -1.19 33.0272 0.5270 0.1789 0.3395

1536 5.77 0.3600 0.1927 6.16 -1.35 32.6701 0.5328 0.1766 0.3315

2019 6.04 0.4800 0.1841 8.21 -1.72 31.9557 0.5447 0.1890 0.3470 Tipo de ensayo CD

2512 6.41 0.6000 0.1757 10.26 -2.08 31.2413 0.5572 0.2052 0.3683 Peso del Cabezote (kg)0.542

2971 6.11 0.7200 0.1714 12.31 -2.27 30.5270 0.5702 0.2002 0.3510 Esfuerzo Normal Inicial (Kg/cm2)0.5

3448 5.84 0.8400 0.1655 14.36 -2.52 29.8126 0.5839 0.1959 0.3355 Carga normal (Kg)1.6865

3931 5.61 0.9600 0.1603 16.42 -2.75 29.0983 0.5982 0.1928 0.3223

4407 5.34 1.0800 0.1560 18.47 -2.93 28.3839 0.6133 0.1881 0.3068

4879 4.84 1.2000 0.1532 20.52 -3.05 27.6695 0.6291 0.1749 0.2781

TiempoCelda de

Carga

Desplazami

ento

Horzontal

Desplazamien

to Vertical

Deformación

Horzontal

Deformació

n Vertical

Area

Corregida

Esfuerzo

Normal

Esfuerzo

cortante Ƭ/σ

s Kgf cm cm % % cm2 Kg/cm2 Kg/cm2

0 0.00 0 0.2593 0 0 34.6685 1.0000 0.0000 0.0000

68 -0.33 0.0060 0.2593 0.10 0.00 34.6331 1.0010 -0.0095 -0.0095

230 2.74 0.0120 0.2591 0.20 -0.01 34.5978 1.0020 0.0792 0.0790 Ancho (cm) 5.894

280 4.27 0.0180 0.2587 0.31 -0.03 34.5624 1.0031 0.1235 0.1232 Longitud (cm) 5.882

311 5.04 0.0240 0.2584 0.41 -0.04 34.5271 1.0041 0.1460 0.1454 Espesor (cm) 2.197

369 5.47 0.0300 0.2583 0.51 -0.05 34.4917 1.0051 0.1586 0.1578 Área Inicial (cm2)34.6685

478 8.51 0.0600 0.2533 1.02 -0.27 34.3149 1.0103 0.2480 0.2455 Volumen (cm3) 76.1667

604 9.91 0.0900 0.2472 1.53 -0.55 34.1380 1.0155 0.2903 0.2859

740 11.48 0.1200 0.2404 2.04 -0.86 33.9612 1.0208 0.3380 0.3311

865 12.25 0.1500 0.2382 2.55 -0.96 33.7844 1.0262 0.3626 0.3533

993 13.42 0.1800 0.2370 3.06 -1.02 33.6076 1.0316 0.3993 0.3871

1239 13.62 0.2400 0.2342 4.08 -1.14 33.2539 1.0425 0.4096 0.3929

1488 13.35 0.3000 0.2261 5.10 -1.51 32.9003 1.0537 0.4058 0.3851

1726 13.52 0.3600 0.2210 6.12 -1.74 32.5467 1.0652 0.4154 0.3900

2205 14.32 0.4800 0.2139 8.16 -2.07 31.8394 1.0889 0.4498 0.4131 Tipo de ensayo CD

2688 14.12 0.6000 0.2063 10.20 -2.41 31.1321 1.1136 0.4536 0.4073 Peso del Cabezote (kg)0.542

3161 14.19 0.7200 0.1967 12.24 -2.85 30.4248 1.1395 0.4664 0.4093 Esfuerzo Normal Inicial (Kg/cm2)1.0

3633 12.25 0.8400 0.1904 14.28 -3.14 29.7175 1.1666 0.4122 0.3533 Carga normal 3.4127

4100 11.88 0.9600 0.1822 16.32 -3.51 29.0103 1.1950 0.4095 0.3427

4571 10.45 1.0800 0.1735 18.36 -3.91 28.3030 1.2249 0.3692 0.3014

5050 9.91 1.2000 0.1612 20.40 -4.47 27.5957 1.2563 0.3591 0.2859

TiempoCelda de

Carga

Deformació

n Horzontal

Deformación

Vertical

Deformación

Horzontal

Deformació

n Vertical

Area

Corregida

Esfuerzo

Normal

Esfuerzo

cortante Ƭ/σ

s Kgf cm cm % % cm2 Kg/cm2 Kg/cm2

0 0.00 0 0 0 0.00 35.0460 2.0154 0.0000 0.0000

73 0.50 0.0060 0.0007 0.10 -0.03 35.0104 2.0175 0.0143 0.0071 Ancho (cm) 5.940

167 4.67 0.0120 0.0008 0.20 -0.04 34.9747 2.0195 0.1335 0.0661 Longitud (cm) 5.900

235 9.75 0.0180 0.0008 0.31 -0.04 34.9391 2.0216 0.2791 0.1380 Espesor (cm) 2.240

263 11.45 0.0240 0.0023 0.41 -0.10 34.9034 2.0237 0.3280 0.1621 Área Inicial (cm2)35.0460

306 12.72 0.0300 0.0020 0.51 -0.09 34.8678 2.0257 0.3648 0.1801 Volumen (cm3) 78.5030

452 16.15 0.0600 0.0091 1.02 -0.41 34.6896 2.0361 0.4656 0.2286

581 17.46 0.0900 0.0152 1.53 -0.68 34.5114 2.0466 0.5059 0.2472

714 19.13 0.1200 0.0181 2.03 -0.81 34.3332 2.0573 0.5572 0.2708

870 25.30 0.1500 0.0189 2.54 -0.84 34.1550 2.0680 0.7407 0.3582 Tipo de ensayo CD

Peso del Cabezote (Kg)0.542

Esfuerzo Normal Inicial (Kg/cm2)2.0

Carga normal 7.0091

0.51

E. Cortante

(kg/cm2)

E. Normal

(kg/cm2)Fi (ᴓ) C (Kg/cm2) σ´ (kg/cm2) τ (kg/cm2)

1 0.2052 0.5572

2 0.4536 1.1136

DATOS MUESTRA N°3

DIMENSIONES DE LA MUESTRA

Ensayo

21.78 0 0.2100 0.0839

Ensayo

DATOS MUESTRA N°1

DIMENSIONES DE LA MUESTRA

Ensayo

DATOS MUESTRA N°2

DIMENSIONES DE LA MUESTRA

Nombre Según INVIAS INV.E-154-13

CORTE DIRECTO EN CONDICIÓN CD SUELO NATURAL

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO II.C.

Nombre del ensayo Determinación de la resistencia al corte método de corte directo (CD) (consolidado drenado)

y = 0.3995x

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2

Esfu

erzo

Cor

tant

e (k

g/c

m2)

Esuerzo Normal (kg/cm2)

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

0 5 10 15 20 25

Def

orm

ació

n V

erti

cal (

%)

Deformación Horizontal (%)

Deformación Vertical Vs Deformación Horizontal

Muestra 1 Muestra 2

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0 5 10 15 20 25Esfu

erzo

Co

rtan

te (K

g/cm

2)

Deformación Horizontal (%)

Esfuerzo Cortante Vs Deformación Horizontal

Muestra 1 Muestra 2

136

TiempoCelda de

Carga

Desplazami

ento

Horzontal

Desplazami

ento

Vertical

Deformación

Horzontal

Deformación

VerticalArea Corregida

Esfuerzo

Normal

Esfuerzo

cortante Ƭ/σ

s Kgf cm cm % % cm2 Kg/cm2 Kg/cm2

0 0.00 0 0 0 0 35.1918 0.2192 0.0000 0.0000

46 0.20 0.006 0.0001 0.10 0.00 35.1559 0.2194 0.0057 0.0259

59 0.37 0.0120 0.0001 0.20 0.00 35.1200 0.2196 0.0105 0.0480 Ancho (cm) 5.985

78 0.20 0.0180 0.0002 0.31 -0.01 35.0841 0.2199 0.0057 0.0259 Longitud (cm) 5.880

95 0.13 0.0240 0.0000 0.41 0.00 35.0482 0.2201 0.0037 0.0169 Espesor (cm) 2.550

111 0.43 0.0300 0.0000 0.51 0.00 35.0123 0.2203 0.0123 0.0557 Área Inicial (cm2) 35.1918

223 1.34 0.0600 0.0022 1.02 -0.09 34.8327 0.2215 0.0385 0.1737 Volumen (cm3) 89.7391

314 1.57 0.0900 0.0069 1.53 -0.27 34.6532 0.2226 0.0453 0.2035

406 2.00 0.1200 0.0106 2.04 -0.42 34.4736 0.2238 0.0580 0.2593

491 2.44 0.1500 0.0154 2.55 -0.60 34.2941 0.2249 0.0711 0.3163

576 2.57 0.1800 0.0178 3.06 -0.70 34.1145 0.2261 0.0753 0.3332

751 3.37 0.2400 0.0231 4.08 -0.91 33.7554 0.2285 0.0998 0.4369

927 4.04 0.3000 0.0285 5.10 -1.12 33.3963 0.2310 0.1210 0.5237

1095 3.97 0.3600 0.0315 6.12 -1.24 33.0372 0.2335 0.1202 0.5147

1432 4.11 0.4800 0.0415 8.16 -1.63 32.3190 0.2387 0.1272 0.5328 Tipo de ensayo CD

1777 4.21 0.6000 0.0491 10.20 -1.93 31.6008 0.2441 0.1332 0.5458 Peso del Cabezote (kg)0.542

2109 4.41 0.7200 0.0540 12.24 -2.12 30.8826 0.2498 0.1428 0.5717 Esfuerzo Normal Inicial (Kg/cm2)0.25

2443 4.44 0.8400 0.0618 14.29 -2.42 30.1644 0.2557 0.1472 0.5756 Carga normal (Kg) 0.8256

2769 4.61 0.9600 0.0664 16.33 -2.60 29.4462 0.2620 0.1566 0.5976

3105 4.37 1.0800 0.0733 18.37 -2.87 28.7280 0.2685 0.1521 0.5665

3443 4.17 1.2000 0.0781 20.41 -3.06 28.0098 0.2754 0.1489 0.5406

TiempoCelda de

Carga

Desplazami

ento

Horzontal

Desplazami

ento

Vertical

Deformación

Horzontal

Deformación

VerticalArea Corregida

Esfuerzo

Normal

Esfuerzo

cortante Ƭ/σ

s Kgf cm cm % % cm2 Kg/cm2 Kg/cm2

0 0.00 0 0 0 0 35.9759 0.5000 0.0000 0.0000

56 1.27 0.0060 0.0003 0.10 -0.01 35.9399 0.5005 0.0353 0.0706

91 1.90 0.0120 0.0004 0.20 -0.02 35.9040 0.5010 0.0529 0.1056 Ancho (cm) 5.986

120 2.10 0.0180 0.0002 0.30 -0.01 35.8681 0.5015 0.0585 0.1167 Longitud (cm) 6.010

145 2.30 0.0240 0.0006 0.40 -0.02 35.8322 0.5020 0.0642 0.1279 Espesor (cm) 2.456

172 3.04 0.0300 0.0016 0.50 -0.07 35.7963 0.5025 0.0849 0.1690 Área Inicial (cm2) 35.9759

268 3.87 0.0600 0.0086 1.00 -0.35 35.6167 0.5050 0.1087 0.2151 Volumen (cm3) 88.3567

356 4.74 0.0900 0.0124 1.50 -0.50 35.4371 0.5076 0.1338 0.2635

444 5.61 0.1200 0.0164 2.00 -0.67 35.2575 0.5102 0.1591 0.3119

524 5.81 0.1500 0.0204 2.50 -0.83 35.0780 0.5128 0.1656 0.3230

612 6.34 0.1800 0.0239 3.00 -0.97 34.8984 0.5154 0.1817 0.3525

793 7.44 0.2400 0.0298 3.99 -1.21 34.5392 0.5208 0.2154 0.4136

964 8.11 0.3000 0.0340 4.99 -1.38 34.1801 0.5263 0.2373 0.4509

1133 8.31 0.3600 0.0371 5.99 -1.51 33.8209 0.5319 0.2457 0.4620

1471 8.78 0.4800 0.0443 7.99 -1.80 33.1026 0.5434 0.2652 0.4881 Tipo de ensayo CD

1809 8.74 0.6000 0.0499 9.98 -2.03 32.3843 0.5555 0.2699 0.4859 Peso del Cabezote (kg)0.542

2141 8.95 0.7200 0.0560 11.98 -2.28 31.6659 0.5681 0.2826 0.4976 Esfuerzo Normal Inicial (Kg/cm2)0.5

2470 8.28 0.8400 0.0606 13.98 -2.47 30.9476 0.5812 0.2675 0.4603 Carga normal 1.7446

2799 8.41 0.9600 0.0659 15.97 -2.68 30.2293 0.5950 0.2782 0.4675

3132 8.41 1.0800 0.0713 17.97 -2.90 29.5110 0.6095 0.2850 0.4675

3471 7.71 1.2000 0.0760 19.97 -3.09 28.7927 0.6247 0.2678 0.4286

TiempoCelda de

Carga

Desplazami

ento

Horzontal

Desplazami

ento

Vertical

Deformación

Horzontal

Deformación

VerticalArea Corregida

Esfuerzo

Normal

Esfuerzo

cortante Ƭ/σ

s Kgf cm cm % % cm2 Kg/cm2 Kg/cm2

0 0.00 0 0.297 0 0 34.2769 1.0000 0.0000 0.0000

43 0.50 0.0060 0.2970 0.10 0.00 34.2414 1.0010 0.0146 0.0146

93 1.30 0.0120 0.2971 0.21 0.00 34.2059 1.0021 0.0380 0.0379 Ancho (cm) 5.919

118 1.57 0.0180 0.2972 0.31 0.01 34.1704 1.0031 0.0459 0.0458 Longitud (cm) 5.791

142 2.04 0.0240 0.2969 0.41 0.00 34.1349 1.0042 0.0598 0.0595 Espesor (cm) 2.416

167 2.07 0.0300 0.2971 0.52 0.00 34.0994 1.0052 0.0607 0.0604 Área Inicial (cm2) 34.2769

269 3.17 0.0600 0.2971 1.04 0.00 33.9218 1.0105 0.0935 0.0925 Volumen (cm3) 82.8131

361 3.84 0.0900 0.2970 1.55 0.00 33.7442 1.0158 0.1138 0.1120

441 4.17 0.1200 0.2970 2.07 0.00 33.5666 1.0212 0.1242 0.1217

524 4.34 0.1500 0.2970 2.59 0.00 33.3891 1.0266 0.1300 0.1266

608 4.41 0.1800 0.2973 3.11 0.01 33.2115 1.0321 0.1328 0.1287

783 4.91 0.2400 0.2970 4.14 0.00 32.8564 1.0432 0.1494 0.1432

951 4.87 0.3000 0.2973 5.18 0.01 32.5012 1.0546 0.1498 0.1421

1109 3.64 0.3600 0.2459 6.22 -2.12 32.1461 1.0663 0.1132 0.1062

1452 8.78 0.4800 0.1556 8.29 -5.85 31.4358 1.0904 0.2793 0.2561 Tipo de ensayo CD

1802 11.08 0.6000 0.1257 10.36 -7.09 30.7255 1.1156 0.3606 0.3232 Peso del Cabezote (kg)0.542

2143 13.12 0.7200 0.1082 12.43 -7.81 30.0152 1.1420 0.4371 0.3828 Esfuerzo Normal Inicial (Kg/cm2)1.0

2477 13.55 0.8400 0.0973 14.51 -8.27 29.3050 1.1697 0.4624 0.3953 Carga normal 3.3735

2804 12.28 0.9600 0.0888 16.58 -8.62 28.5947 1.1987 0.4295 0.3583

3143 12.88 1.0800 0.0802 18.65 -8.97 27.8844 1.2293 0.4619 0.3758

3486 13.12 1.2000 0.0713 20.72 -9.34 27.1741 1.2614 0.4828 0.3828

E. Cortante

(kg/cm2)

E. Normal

(kg/cm2)Fi (ᴓ) C (Kg/cm2) σ´ (kg/cm2) τ (kg/cm2)

1 0.1332 0.2441

2 0.2699 0.5555

3 0.3606 1.1156

Ensayo

DATOS MUESTRA N°1

DIMENSIONES DE LA MUESTRA

Ensayo

DATOS MUESTRA N°2

DIMENSIONES DE LA MUESTRA

DATOS MUESTRA N°2

DIMENSIONES DE LA MUESTRA

Ensayo

13.99 0.0955 0.2100 0.1478

Nombre Según INVIAS INV.E-154-13

CORTE DIRECTO EN CONDICIÓN CD BLANCO MOMPOX

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO II.C.

Nombre del ensayo Determinación de la resistencia al corte método de corte directo (CD) (consolidado drenado)

y = 0.2491x + 0.0955

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3

Esf

ue

rzo

Co

rta

nte

(kg

/cm

2)

Esuerzo Normal (kg/cm2)

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0 5 10 15 20

Esf

ue

rzo

Co

rta

nte

(Kg

/cm

2)

Deformación Horizontal (%)

Esfuerzo Cortante Vs Deformación Horizontal

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

0 5 10 15 20 25

De

form

aci

ón

Ve

rtic

al (

%)

Deformación Horizontal (%)

Deformación Vertical Vs Deformación Horizontal

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3

137

Anexo III.

MaterialE. Cortante

(kg/cm2)

E. Normal

(kg/cm2)

Angulo de

fricción (ᴓ)C (Kg/cm2) σ´ (kg/cm2) τ (kg/cm2)

1 0.2394 0.5231

2 0.4165 1.1148

1 0.2052 0.5572

2 0.4536 1.1136

1 0.1332 0.2441

2 0.2699 0.5555

3 0.3606 1.1156

CORTE DIRECTO EN CONDICIÓN CD RESUMEN DE RESULTADOS

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

0.2100 0.1457

0.2100

Nombre del ensayo Determinación de la resistencia al corte método de corte directo (CD) (consolidado drenado)

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO II.C.

Nombre Según INVIAS INV.E-154-13

0.2100

0.0839

0.1478

Caolín

Suelo

natural

Blanco

Mompox

16.66 0.0828

21.78 0

13.99 0.0955

Muestra Ensayo Humedad (%)Limite liquido

(%)

Humedad / Limite

liquido (%)

Cohesión (C) kg

/cm2

Cohesión (C)

(Pa)

Anguo de

fricción ᴓσ´ (kg/cm2)

Esfuerzo Cortante τ

(kg / cm2)

Esfuerzo

Cortante τ

Compresión

inconfinada48.36 0.94 0.062 6044.133 0 0.062 6044.133

Corte directo 47.59 0.93 0.083 8119.906 16.662 0.146 14283.680

Compresión

inconfinada35.02 0.95 0.068 6684.899 0 0.068 6684.899

Corte directo 37.10 1.00 0.096 9365.351 13.988 0.148 14495.307

Compresión

inconfinada50.04 0.83 0.149 14639.171 0 0.149 14639.171

Corte directo 54.05 0.90 0 0.000 21.777 0.084 8227.289

Caolín Blanco Mompox

Limite

liquido (%)Centi poise Pa*s

RPM del

ensayoSRC (1/s)

Velocidad de corte

(1/s)Pa

Limite liquido

(%)Centi poise Pa*s RPM del ensayo SRC (1/s)

Velocidad de

corte (1/s)Pa

Limite

liquido (%)Centi poise Pa*s

RPM del

ensayoSRC (1/s)

Velocidad de

corte (1/s)Pa

1.2 14600 14.6 10 0.34 3.4 49.64 1.8 13350 13.35 10 0.34 3.4 45.39 1.1 19275 19.275 10 0.34 3.4 65.54

1.215625 15.625 10 0.34 3.4 53.13

1.813475 13.475 10 0.34 3.4 45.82

1.119425 19.425 10 0.34 3.4 66.05

1.2 13875 13.875 10 0.34 3.4 47.18 1.8 13175 13.175 10 0.34 3.4 44.80 1.1 21200 21.2 10 0.34 3.4 72.08

1.2 13575 13.575 10 0.34 3.4 46.16 1.8 13200 13.2 10 0.34 3.4 44.88 1.1 21700 21.7 10 0.34 3.4 73.78

1.2 14575 14.575 10 0.34 3.4 49.56 1.8 14325 14.325 10 0.34 3.4 48.71 1.1 20775 20.775 10 0.34 3.4 70.64

1.3 7525 7.525 10 0.34 3.4 25.59 2 7975 7.975 10 0.34 3.4 27.12 1.15 17650 17.65 10 0.34 3.4 60.01

1.3 7600 7.6 10 0.34 3.4 25.84 2 7950 7.95 10 0.34 3.4 27.03 1.15 17725 17.725 10 0.34 3.4 60.27

1.3 7400 7.4 10 0.34 3.4 25.16 2 7875 7.875 10 0.34 3.4 26.78 1.15 17000 17 10 0.34 3.4 57.80

1.3 7325 7.325 10 0.34 3.4 24.91 2 7875 7.875 10 0.34 3.4 26.78 1.15 16050 16.05 10 0.34 3.4 54.57

1.3 7475 7.475 10 0.34 3.4 25.42 2 7800 7.8 10 0.34 3.4 26.52 1.15 16500 16.5 10 0.34 3.4 56.10

1.5 4300 4.3 10 0.34 3.4 14.62 2.3 2975 2.975 10 0.34 3.4 10.12 1.2 8225 8.225 10 0.34 3.4 27.97

1.5 4325 4.325 10 0.34 3.4 14.71 2.3 3000 3 10 0.34 3.4 10.20 1.2 8000 8 10 0.34 3.4 27.20

1.5 4200 4.2 10 0.34 3.4 14.28 2.3 3025 3.025 10 0.34 3.4 10.29 1.2 8275 8.275 10 0.34 3.4 28.14

1.5 4425 4.425 10 0.34 3.4 15.05 2.3 2950 2.95 10 0.34 3.4 10.03 1.2 8200 8.2 10 0.34 3.4 27.88

1.5 4175 4.175 10 0.34 3.4 14.20 2.3 3250 3.25 10 0.34 3.4 11.05 1.2 7800 7.8 10 0.34 3.4 26.52

1.8 3750 3.75 10 0.34 3.4 12.75 2.5 1700 1.7 10 0.34 3.4 5.78 1.25 3675 3.675 10 0.34 3.4 12.50

1.8 4000 4 10 0.34 3.4 13.60 2.5 1725 1.725 10 0.34 3.4 5.87 1.25 3750 3.75 10 0.34 3.4 12.75

1.8 3800 3.8 10 0.34 3.4 12.92 2.5 1550 1.55 10 0.34 3.4 5.27 1.25 3825 3.825 10 0.34 3.4 13.01

1.8 4050 4.05 10 0.34 3.4 13.77 2.5 1575 1.575 10 0.34 3.4 5.36 1.25 4075 4.075 10 0.34 3.4 13.86

1.8 3775 3.775 10 0.34 3.4 12.84 2.5 1600 1.6 10 0.34 3.4 5.44 1.25 4000 4 10 0.34 3.4 13.60

2 2325 2.325 10 0.34 3.4 7.91 3 500 0.5 10 0.34 3.4 1.70 1.3 450 0.45 10 0.34 3.4 1.53

2 2425 2.425 10 0.34 3.4 8.25 3 475 0.475 10 0.34 3.4 1.62 1.3 400 0.4 10 0.34 3.4 1.36

2 2500 2.5 10 0.34 3.4 8.50 3 400 0.4 10 0.34 3.4 1.36 1.3 425 0.425 10 0.34 3.4 1.45

2 2875 2.875 10 0.34 3.4 9.78 3 425 0.425 10 0.34 3.4 1.45 1.3 350 0.35 10 0.34 3.4 1.19

2 2625 2.625 10 0.34 3.4 8.93 3 450 0.45 10 0.34 3.4 1.53 1.3 300 0.3 10 0.34 3.4 1.02

2.5 790 0.79 10 0.34 3.4 2.69

2.5 725 0.725 10 0.34 3.4 2.47

2.5 675 0.675 10 0.34 3.4 2.30

2.5 875 0.875 10 0.34 3.4 2.98

2.5 800 0.8 10 0.34 3.4 2.72

3 375 0.375 10 0.34 3.4 1.28

3 400 0.4 10 0.34 3.4 1.36

3 425 0.425 10 0.34 3.4 1.45

3 212.5 0.2125 10 0.34 3.4 0.72

3 237.5 0.2375 10 0.34 3.4 0.81

Suelo Natural

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERIA

ANEXO III

ANÁLISIS DE CORRELACIÓN DE LOS ENSAYOS DE COMPRESIÓN INCONFINADA Y CORTE DIRECTO CON EL ENSAYO DEL VISCOSIMETRO ROTACIONAL

Caolín

Suelo natural

Blanco

mompox0.210

51.27

59.93

36.96

0.210

0.210

138

MuestraEcuación obtenida

tendencia exponencial

Humedad/limite

liquido (%)

Esfuerzo

cortante (Pa)Muestra

Ecuación obtenida

tendencia lineal

Humedad/limite

liquido (%)

Esfuerzo

cortante (Pa)

y = 389.88e-1.969x 0.94 60.86 y = -20.418x + 55.176 0.94 35.92

y = 389.88e-1.969x 0.93 62.69 y = -20.418x + 55.176 0.93 36.22

y = 7967.7e-2.873x 0.95 523.72 y = -35.294x + 99.916 0.95 66.47

y = 7967.7e-2.873x 1.00 445.53 y = -35.294x + 99.916 1.00 64.49

y = 1E+11e-18.89x 0.83 14126.03 y = -362.44x + 468.8 0.83 166.17

y = 1E+11e-18.89x 0.90 3991.08 y = -362.44x + 468.9 0.90 141.92

MuestraEcuación obtenida

tendencia logarítmica

Humedad/limite

liquido (%)

Esfuerzo

cortante (Pa)Muestra

Ecuación obtenida

tendencia potencial

Humedad/limite

liquido (%)

Esfuerzo

cortante (Pa)

y = -42.44ln(x) + 41.519 0.94 44.00 y = 88.706x-3.815 0.94 110.86

y = -42.44ln(x) + 41.519 0.93 44.68 y = 88.706x-3.816 0.93 117.86

y = -85.99ln(x) + 89.039 0.95 93.68 y = 2683.2x-6.755 0.95 3862.13

y = -85.99ln(x) + 89.039 1.00 88.71 y = 2683.2x-6.756 1.00 2615.54

y = -434.6ln(x) + 112.34 0.83 190.72 y = 1027.2x-22.4 0.83 58357.24

y = -434.6ln(x) + 112.34 0.90 157.22 y = 1027.2x-22.4 0.90 10379.55

Muestra Ensayo Humedad (%)Limite

liquido (%)

Humedad /

Limite

liquido (%)

Cohesión

(C) kg /cm2

Cohesión

(C) (Pa)Ángulo de fricción ᴓ σ´ (kg/cm2)

Esfuerzo

Cortante τ (kg

/ cm2)

Esfuerzo

Cortante τ

(Pa)

Compresión

inconfinada48.36 0.94 0.062 6044.133 0 0.062 6044.133

Corte directo 47.59 0.93 0.083 8119.906 16.662 0.146 14283.680

Compresión

inconfinada35.02 0.95 0.068 6684.899 0 0.068 6684.899

Corte directo 37.10 1.00 0.096 9365.351 13.988 0.148 14495.307

Compresión

inconfinada50.04 0.83 0.149 14639.171 0 0.149 14639.171

Corte directo 54.05 0.90 0 0.000 21.777 0.084 8227.289

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

ANEXO III

FACULTAD DE INGENIERIA

0.210

Suelo

natural59.93 0.210

Blanco

mompox36.96 0.210

Blanco

Mompox

Suelo

Natural

Limite liquido vs Esfuerzo cortante (Pa)

Suelo

Natural

Limite liquido vs Esfuerzo cortante (Pa)

Caolín

ANÁLISIS DE CORRELACIÓN DE LOS ENSAYOS DE COMPRESIÓN INCONFINADA Y CORTE DIRECTO CON EL ENSAYO DEL VISCOSIMETRO ROTACIONAL

Limite liquido vs Esfuerzo cortante (Pa)

Caolín

Blanco

Mompox

Suelo

Natural

Caolín 51.27

Blanco

Mompox

Suelo

Natural

Limite liquido vs Esfuerzo cortante (Pa)

Caolín

Caolín

Blanco

Mompox

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0.93 0.93 0.94 0.94 0.95

ESfu

erzo

co

rta

nte

humedad/ Límite l íquido

Esfuerzo cortante (Pa) vs humedad/ límite líquido

Caolín Comp. Incon.

Caolín Corte directo

Caolín ecuacióncompresión

Caolín ecuaciónCorte

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0.94 0.96 0.98 1.00 1.02

ESfu

erzo

co

rta

nte

humedad/ Límite l íquido

Esfuerzo cortante (Pa) vs humedad/ límite líquido

Blanco MompoxComp. Incon.

Blanco MompoxCorte directo

Blanco Mompoxecuación compresión

Blanco Mompoxecuación Corte

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

0.82 0.84 0.86 0.88 0.90 0.92

ESfu

erzo

co

rta

nte

humedad/ Límite l íquido

Esfuerzo cortante (Pa) vs humedad/ límite líquido

suelo natural Comp.Incon.

Suelo natural Cortedirecto

Suelo natural ecuacióncompresión

Suelo natural ecuaciónCorte