XVII Congreso Nacional de Ingenieria civil

Capítulo de Ingeniería CivilConsejo Departamental

De LambayequeColegio de Ingenieros del Perú

XVII Congreso Nacional de Ingeniería civil

CONILIC

20123,4,5,6,7 DE SEPTIEMBRE

UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN.

Titulo del Proyecto:

“ESTIMACIÓN DE LOS PARÁMETROS GEOMECÁNICOS EN SUELOS ARCILLOSOS, MEDIANTE EL ENSAYO DE

PENETRACIÓN DE MUESTRAS CONFINADAS”Estudiantes de pregrado:

Gary, Chujutalli Vela.Karen S, Benavente Puma.

INDICE INTRODUCCIÓN. PROBLEMÁTICA. OBJETIVOS. OBJETIVO GENERAL. OBJETIVO ESPECÍFICO. HIPÓTESIS. HIPÓTESIS GENERAL. HIPÓTESIS ESPECIFICO. DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN. ANÁLISIS RESULTADOS Y DISCUSION. CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES.

En la ingeniería geotécnica.

INTRODUCCIÖN.

Se hace necesario tener adecuados estudios

geotécnicos que permitan proyectar,Juliaca …

construcciones que perduren en el tiempo.

INTRODUCCIÖN.

En la práctica.

Sin embargo la ciencia estadística nos permite conocer esta incertidumbre y el riesgo asociado en un diseño geotécnico

particular a través de la caracterización probabilista del subsuelo, (Lambe - Whitmam, 1925).

Las propiedades geomecánicas escogidas para

los diseños. TRADICIONALMENTE

INTRODUCCIÖN.

A menudo se observa.

al momento de diseñarse

cimentaciones

PROBLEMÁTICA.

Al diseñarse una edificación privada (viviendas), al momento de diseñarse las cimentaciones se asumen valores al respecto a la capacidad de carga última de los suelos. Lo indicado provoca generalmente deficiencias en el comportamiento de los suelos durante el periodo de servicio, debido a que el suelo pueda presentar una capacidad de carga última encima de lo asumido. O en su defecto una carga última muy por debajo del valor asumido. Creando problemas ya sea en el presupuesto o de tipo estructural.

PROBLEMÁTICA.

OBJETIVOS.

Objetivo General.

1. Proponer una metodología alternativa para obtener los parámetros Geomecánicos mediante el ensayo de penetración en muestras confinadas.

Objetivos Específicos.

1. Obtener relaciones matemáticas que permitan determinar los parámetros geomecánicos del suelo (ángulo de fricción y cohesión), a partir de los resultados de un ensayo de penetración en muestras confinadas.

2. Determinar la confiabilidad de los resultados obtenidos con la metodología planteada.

HIPÓTESIS.

Hipótesis General.

¿Es posible determinar los parámetros geomecánicos de un suelo mediante el ensayo de penetración en muestras confinadas?

Hipótesis Específicas.

¿Se puede obtener dos ecuaciones matemáticas para determinar los parámetros geomecánicos del suelo, las cuales dependen de la pendiente y el intercepto que resultan de la prueba de penetración en muestras confinadas.?

¿Los resultados obtenidos mediante los ensayos de muestras confinadas son confiables respecto a los obtenidos en un ensayo de Corte Directo un 90%?.

DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN.

METODOLOGÍA:

Para la presente investigación se estudiaron el comportamiento mecánico de tres tipos de suelos finos arcillosos. Todas las muestras han sido obtenidas en estado alterado a una profundidad de 1.60 m. siendo remoldadas en laboratorio para su estudio procurando conservar sus propiedades físicas de campo.

N° Muestra COORDENADAS (E, S, Elev.)

1 C –TAPARACHI 19L378274 8283796 3855

2 C – UPeU N° 01 19L372961 8284103 3844

3 C – UPeU N° 02 19L373020 8284266 3849

Tabla 0. Ubicación de Muestras de Estudio.

Muestras de estudio.

C – UPeU 01

C – UPeU 02

C – TAPARACHI

Localización de nuestras canteras.

Determinación de los Parámetros Geomecánicos Mediante el Ensayo de Corte Directo.

Se ha realizado ensayos de corte directo de cada una de las muestras presentadas, a fin de determinar sus parámetros de resistencia al corte, obteniéndose los siguientes resultados:

Densidad humeda (gr/cm3)Humedad (%)

Esfuerzo Normal (Kg/cm2)

N°DE ENSAYO

15.00% 15.00%

1.630.810.41

I II III

1.95 1.95 1.9515.00%

Tabla 1. Propiedades de los especímenes ensayados del Corte Directo.

Laboratorio de mecánica de suelos.

Determinación Curvas esfuerzo - deformación del Corte Directo.

De donde se obtiene la envolvente de falla con los siguientes valores.

Esfuerzo Normal (Kg/cm2) 0.41 0.81 1.63

Esfuerzo Cortante (Kg/cm2) 0.82 1.01 1.39

De donde se determina que los parámetros geomecánicos del suelo son

los siguientes:

Φ = Atan (0.4644) = 24.99°c = 0.63 Kg/cm2

Tabla 2. Valores para la determinación de la envolvente de falla del Corte Directo.

C - TAPARACHI

Determinación Curvas esfuerzo - deformación del Corte Directo.

De donde se obtiene la envolvente de falla con los siguientes valores.

Esfuerzo Normal (Kg/cm2) 0.41 0.81 1.63

Esfuerzo Cortante (Kg/cm2) 0.64 0.79 1.08

De donde se determina que los parámetros geomecánicos del

suelo son los siguientes:

Φ = Atan (0.3598) = 19.79°c = 0.49 Kg/cm2

C - UPeU N° 01

Determinación Curvas esfuerzo - deformación del Corte Directo.

De donde se obtiene la envolvente de falla con los siguientes valores.

Esfuerzo Normal (Kg/cm2) 0.41 0.81 1.63

Esfuerzo Cortante (Kg/cm2) 0.49 0.63 0.87

De donde se determina que los parámetros geomecánicos del

suelo son los siguientes:

Φ = Atan (0.3016) = 16.78°c = 0.38 Kg/cm2

C - UPeU N° 02

Determinación de la resistencia a la penetración en muestras confinadas.

A continuación se muestra las propiedades de los especímenes ensayados de muestras confinadas.

Volumen del molde (cm3)

Densidad humeda (gr/cm3)

Humedad (% )

Densidad seca (gr/cm3) 1.43

IIIN°DE ENSAYO

2067.561.65

15.00%1.70

I

2067.561.80

15.00%1.57

II

2067.561.95

15.00%

Laboratorio de mecánica de suelos.

Determinación Curva Esfuerzo – Deformación de muestras confinadas.

Si estandarizamos como resistencia a la penetración, la que presenta el suelo a una

deformación de 0.1’’ se tienen los siguientes resultados.

Densidad seca (gr/cm3) 1.70 1.57 1.43

Esfuerzo Cortante (Kg/cm2) 9.08 5.02 1.64

Valores para la determinación de la envolvente de falla.

C - TAPARACHI

Si estandarizamos como resistencia a la penetración, la que presenta el suelo a una deformación de 0.1’’ se tienen los siguientes

resultados.Valores para la determinación

de la envolvente de falla.

C - UPeU N° 01

Densidad seca (gr/cm3) 1.70 1.57 1.43

Esfuerzo Cortante (Kg/cm2) 9.83 6.12 3.82

Determinación Curva Esfuerzo – Deformación de muestras confinadas.

Si estandarizamos como resistencia a la penetración, la que presenta el suelo a una deformación de 0.1’’ se tienen los siguientes

resultados. Valores para la determinación de la envolvente de falla.

C - UPeU N° 02

Densidad seca (gr/cm3) 1.70 1.57 1.43

Esfuerzo Cortante (Kg/cm2) 6.98 5.02 2.47

Determinación Curva Esfuerzo – Deformación

de muestras confinadas.

Como se pudo observar en los valores obtenidos anteriormente; la recta de la envolvente de falla que resulta del ensayo de corte directo, tiene similitud a la recta de la variación de la resistencia a la penetración vs densidad seca. Por

lo que se puede correlacionar los parámetros obtenidos en ambos casos ( pendientes e interceptos).

Correlación de pendientes.

Pendientes de líneas obtenidas para los dos ensayos, de todas las muestras.

mp mc

C - UPeU 02 17.264 0.3016C- UPeU 01 23.062 0.3598C - TAPARACHI 28.523 0.4644

CORRELACION DE PENDIENTES

Grafico 13. Correlación de pendientes

Análisis correlacional de Pendientes e Interceptos.

Correlación de Interceptos.

bp bc

C - UPeU 02 -22.2 0.3776C- UPeU 01 -29.507 0.4946C - TAPARACHI -39.398 0.6329

CORRELACION DE INTERCEPTOS

Interceptos de líneas obtenidas para los dos ensayos, de todas las muestras.

Grafico 14. Correlación de interceptos

Del grafico N° 13 y grafico N° 14 se pudo determinar ecuaciones que permiten

obtener la pendiente e intercepto de la envolvente

de falla de un suelo.

Φ = Atan(0.0144mp + 0.0445) ……….[01]

C = (- 0.0148 bp + 0.0524) …………...….[02]

Donde: mp y bp son la pendiente e intercepto

obtenidos del ensayo de penetración confinada

propuesto.

RESULTADOS Y DISCUSION.

SE OBTUVO LOS SIGUIENTES RESULTADOS…

CC CP Confiab.

C – UPeU 02 0.38 0.38 99.12%

C – UPeU 01 0.49 0.49 98.89%

C-TAPARACHI 0.63 0.64 99.59%

99.20%

COHESION

ΦC ΦP Confiab.C – UPeU 02 16.8 16.3 97.33%

C – UPeU 01 19.8 20.6 95.89%

C-TAPARACHI 24.9 24.5 98.26%

97.16%

ANGULO DE FRICCION

ANGULO DE FRICCION DE CADA SUELO

ESTUDIADO COHESION DE CADA SUELO

ESTUDIADO

Método propuesto Presenta versatilidad

Es mas accesible

Se puede determinar Φ y C

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

La mayor necesidad del mundo es la de hombres que no se vendan ni se compren; hombres que sean sinceros y honrados en lo más íntimo de sus almas; hombres que no teman dar al pecado el nombre que le corresponde; hombres cuya conciencia sea tan leal al deber como la brújula al polo; hombres que se mantengan de parte de la justicia aunque se desplomen los cielos.

EGW - (La educación, p. 57) - año 1894.

Gracias

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Titulo del Proyecto:“ESTIMACIÓN DE LOS PARÁMETROS GEOMECÁNICOS EN

SUELOS ARCILLOSOS, MEDIANTE EL ENSAYO DE PENETRACIÓN DE MUESTRAS CONFINADAS”

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