1. 6.4 PROSPECCIN GEOFSICA FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA

2. Es el conjunto de tcnicas que investigan el interior de la tierra a partir de las variaciones detectadas en parmetros fsicos significativos y de su correlacin con las caractersticas geolgicas. Son tcnicas no destructivas y de investigacin extensivas o con gran cobertura, complementarias de los ensayos in situ y tcnicas de investigacin directa, como los sondeos mecnicos o las calicatas. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 3. Su aplicacin en la ingeniera requiere una especializacin, dado los pequeos espesores que se investigan y la necesidad de conocer las caractersticas geotcnicas de los materiales que van a ser objeto de alguna actuacin. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 4. Se emplean habitualmente para determinar espesores de relleno o recubrimiento, excavabilidad de materiales, posicin del nivel fretico, localizacin de cavidades u otras heterogeneidades del subsuelo, cubicacin de zonas de prstamo, estructura del subsuelo, propiedades geomecnicas de materiales, localizacin de fallas o superficies de deslizamiento, espesor de roca alterada, ndices de figuracin, localizacin de conducciones subterrneas y evolucin de fenmenos dinmicos. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 5. Los diferentes mtodos geofsicos para el reconocimiento del sub suelo se dividen segn el parmetro fsico investigado: Gravimetra (densidad), Magntico (susceptibilidad magntica), Elctricos (resistividad), electromagnetismo (conductividad elctrica y permeabilidad magntica), Ssmicos (velocidad de propagacin de ondas ssmicas), Radioactivos (niveles de radiacin natural o inducida). FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 6. Su utilizacin en superficie o en el interior de sondeos diferencia las tcnicas de campo y, por este motivo, se describen generalmente de forma independiente, aunque sus bases tericas son las mismas. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 7. 6.4.1 GEOFSICA DE SUPERFICIE FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 8. 6.4.1.1 MTODOS ELCTRICOS Son aquellos que estudian la respuesta del terreno cuando se propagan a travs de el corrientes elctricas continuas (DC). El parmetro fsico que se controla es la resistividad () y la interpretacin final se hace en funcin a las caractersticas geolgicas de la zona en que se aplican. Su aplicacin es muy frecuente en ingeniera geolgica. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 9. La resistividad es una propiedad intrnseca de las rocas y depende de la litologa, estructura interna y, sobre todo, de su contenido en agua, no siendo, por tanto, una propiedad istropa en la masa rocosa. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 10. La medida de la resistividades del subsuelo se lleva a cabo en los siguientes pasos: Introduccin en el terreno de una corriente continua de intensidad I, mediante dos electrodos, denominados A y B, conectados a una fuente de energa. Medida de la diferencias de potencia V, generada por el paso de la corriente, entre dos electrodos denominados M y N. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 11. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 12. Calculo de la resistividad del espesor de terreno afectado por el paso de la corriente. La resistividad que se obtiene no corresponde a una unidad litolgica concreta, sino que define el conjunto de materiales afectados por el paso de corriente, y se denomina resistividad aparente (a): (a) = K (V/I) Donde K es la cte. de configuracin geomtrica del dispositivo en cada medida, que depende de las distancias AM, MB, AN y NB. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 13. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 14. 6.4.1.1.1 SONDEOS ELCTRICOS VERTICALES (SEV) Esta tcnica consiste en separar sucesivamente los electrodos de corriente A y B del punto central, siguiendo una lnea recta, y medir la resistividad en cada posicin. La resistividad aparente calculada ser, por tanto, la correspondiente a mayores espesores segn se van separando los electrodos. El resultado es la variacin de la resistividad con la profundidad en el punto central del perfil investigado. Las profundidades ms habituales de investigacin estn entre 0 y 200 m. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 15. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 16. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 17. 6.4.1.1.2 CALICATAS ELCTRICAS (CE) Para su realizacin se adopta un dispositivo de tipo Wenner, donde las distancias entre electrodos A-M, M- N y N-B son iguales, moviendo lateralmente el dispositivo a lo largo del perfil seleccionado. De esta manera se detectan las variaciones laterales de resistividad aparente, a, a una profundidad aproximadamente cte. Las profundidades ms habituales estn entre 0 y 50 m. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 18. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 19. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 20. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 21. DIPOLO-DIPOLO O PSEUDOSECCIONES FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 22. La interpretacin de las investigaciones elctricas se realizan mediante aplicaciones informticas que proporcionan unos resultados ms fiables cuanto ms parecido sea el modelo geolgico de partida al modelo real. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 23. 6.4.1.2 MTODOS SSMICOS Estudian la propagacin en el terreno de ondas ssmicas producidas artificialmente, estableciendo su relacin con la configuracin geolgica del subsuelo. La velocidad de propagacin depende bsicamente de las constantes elsticas y del la densidad del medio. Los contactos entre los cuerpos geolgicos con diferentes velocidades de transmisin de las ondas ssmicas, definen superficies de separacin en las que las ondas sufren, reflexin o difraccin (ley de snell). FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 24. En ingeniera geolgica se emplea bsicamente la ssmica de refraccin, que estudia la energa que vuelve a la superficie tras sufrir refraccin total en superficie limite del subsuelo. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 25. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 26. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 27. 6.4.1.2.1 SSMICA DE REFRACCIN/REFLEXIN El mtodo ssmico de prospeccin del subsuelo se basa en la medida de los tiempos de llagada de las ondas tipo P y S generadas en el terreno por una fuente de energa mecnica adecuada (martillo manual, generador de impactos, etc.), que se transmiten desde un punto determinado, hasta otro distante en el que se instalan los sensores correspondientes (gefonos) conectados al sismgrafo registrador. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 28. Debido a que la velocidad de propagacin de las ondas ssmicas en el terreno es distinta para cada tipo de material, la tcnica de Prospeccin por Refraccin permite determinar la profundidad e inclinacin de las distintas capas que se superponen. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 29. Asimismo, los Sismgrafos de Ingeniera, as denominados los sismgrafos utilizados para estas tcnicas, permiten realizar la medida de la velocidad de propagacin de las ondas en el terreno, de cuyo valor se pueden deducir una serie de caractersticas tales como el mdulo de elasticidad de la formacin, la escarificabilidad (en ingls ripability) de las rocas, el grado de compactacin o asentamiento de los terrenos, as como otras varias propiedades de inters para la Ingeniera Civil. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 30. Mediante las tcnicas de Reflexin es posible tambin determinar las caractersticas del subsuelo, midiendo los tiempos de retorno de las ondas generadas en superficie y reflejadas por las discontinuidades del terreno. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 31. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 32. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 33. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 34. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 35. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 36. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 37. 6.4.1.3 MTODOS ELECTROMAGNTICOS Son aquellos que estudian la respuesta del terreno cuando se propagan a travs de l campos electromagnticos (EM). La gran variedad de formas de generacin o deteccin de estos campos, as como la diversidad de sus caractersticas, dan lugar a un mayor numero de tcnicas de aplicacin que cualquier otro mtodo geofsico. En principio, pueden clasificarse en dos grupos: FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 38. Tcnicas en las que predominan las corrientes de conduccin, la mayora, que a su ves se pueden clasificar por la posicin de la fuente de energa: o De fuente de induccin prxima, conocidas comnmente como mtodos electromagnticos. o De fuentes de induccin lejana. Aquellas en que las corrientes de desplazamiento predominan sobre las corrientes de conduccin: geo-radar o GPR FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 39. 6.4.1.3.1 PROSPECCIN ELECTROMAGNTICA EN DOMINIO DE FRECUENCIA Es una tcnica usada para estimar la resistividad elctrica del subsuelo. Son realizados con una unidad transmisora unida a un alambre (espira grande, bobina o bipolo elctrico) y un sensor (bobina o dipolo elctrico) que recibe y manda la seal a una unidad receptora. Al inyectar una corriente constante en el alambre transmisor se produce un campo magntico primario. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 40. Un corte rpido de esta corriente ocasiona la interrupcin del campo magntico primario, lo que produce, para satisfacer la ley de Faraday, la induccin electromagntica de corrientes elctricas en el subsuelo. Estas corrientes, que fluyen en trayectorias cerradas en el subsuelo, migran en profundidad y lateralmente, mientras que su intensidad disminuye conforme pasa el tiempo, lo que genera a su vez un campo magntico secundario transitorio. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 41. Este campo secundario induce un voltaje variable en tiempo en el receptor. La forma del decaimiento de este voltaje contiene informacin sobre la resistividad del subsuelo, puesto que la magnitud y distribucin de las corrientes inducidas depende de la resistividad. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 42. El carcter migratorio en profundidad de las corrientes es usado como un control de la profundidad, es decir, los voltajes de tiempos cortos proveen informacin de la resistividad somera, mientras que los de tiempos largos la dan de la resistividad a mayor profundidad. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 43. Aplicaciones: Estratigrafa del terreno atendiendo a sus propiedades elctricas. Deteccin de depsitos enterrados de residuos urbanos e industriales. Definicin de zonas de intrusin marina. Determinacin de niveles freticos. Identificacin de acuferos contaminados. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 44. 6.4.1.3.2 PROSPECCIN ELECTROMAGNTICA EN DOMINIO DE TIEMPOS Se miden las diferencias de potencial de las corrientes telricas que se originan en el campo geomagntico. No necesitan fuente, pero es necesario que haya fluctuaciones en el campo geomagntico para obtener buenos resultados. Se obtiene informacin de mucha profundidad. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 45. Aplicaciones: Deteccin de Fallas, Contactos y Buzamientos. Cuerpos Conductivos. Cavidades. Acuferos. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 46. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 47. 6.4.1.3.3 GEO-RADAR (GPR) Es un mtodo que utiliza fuentes de corriente alterna donde se obtiene informacin mediante la reflexin de ondas electromagnticas de alta frecuencia 100 KHz a 800 MHz. Aunque este limitado el alcance de penetracin por las altas frecuencias, es una herramienta practica, ya que de manera verstil da una rpida interpretacin de la investigacin del subsuelo en el intervalo somero. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 48. Aplicaciones: Determinan la presencia de zonas saturadas. Ayudan a conocer la geometra del acufero. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 49. 6.4.1.4 MTODOS GRAVIMTRICOS Se basan en el estudio de las diferencias entre los valores medidos del campo gravitatorio terrestre en un lugar y el valor que tericamente deba tener en ese lugar (anomala gravimtrica). Las anomalas estn originadas por heterogeneidad en la densidad del subsuelo, y son positivas o negativas segn que exista en el lugar un cuerpo de mayor o menor densidad que la del entorno. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 50. Los mtodos gravimtricos son tiles para localizar cualquier fenmeno en el que la variacin de la densidad sea su caracterstica fundamental; en ingeniera se aplica para la deteccin de huecos y su cubicacin, localizacin de galeras, zonas con importante perdida de finos con la consiguiente disminucin de densidad, zonas con tratamiento del terreno con aumento de densidad, etc. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 51. Facultad de Ingeniera y Arquitectura GEOLOGA APLICADA FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 52. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 53. 6.4.1.5 MTODOS MAGNTICOS Su fundamento consiste en el estudio de las variaciones locales del campo magntico terrestre, obtenindose medidas absolutas de la componente vertical del campo magntico. Las anomalas son debidas a diferencias en la susceptibilidad magntica de los suelos y rocas, y a la presencia de minerales permanentemente magnetizados. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 54. Sus principales aplicaciones son la localizacin de conducciones metlicas enterradas, contactos litolgicos, fallas, diques, masas mineralizadas, etc. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 55. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 56. 6.5 ENSAYOS IN SITU FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 57. Los ensayos in situ tienen gran importancia para la determinacin de las propiedades geotcnicas de los materiales. A partir de ellos se miden los parmetros que determinan el comportamiento geo mecnico del terreno, como la resistencia, deformabilidad, permeabilidad, etc. La principal ventaja de los ensayos in situ es que son ms representativos que los ensayos de laboratorio con respecto a las condiciones del terreno en el que se va a construir la obra o estructura, al involucrar un volumen considerablemente mayor de material y estar este en condiciones naturales. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 58. 6.5.1 ENSAYOS DE RESISTENCIA FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 59. 6.5.1.1 ENSAYOS EN SUELOS FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 60. 6.5.1.1.1 ENSAYO DE PENETRACIN ESTNDAR (SPT) Desarrollado por Terzagui a finales de los aos 20, es el ensayo in situ ms popular y econmico para obtener informacin geotcnica del subsuelo. Permite obtener un valor N de resistencia a la penetracin que puede ser correlacionado con parmetros geotcnicos como la densidad relativa, el ngulo de rozamiento, la carga admisible y los asientos en los suelos granulares. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 61. En el ensayo tambin se obtiene una muestra alterada, para realizar ensayos de identificacin en laboratorio. El ensayo SPT puede ejecutarse prcticamente en todo tipo de suelo, incluso en roca muy alterada, aunque es en los suelos granulares donde se realiza preferentemente; la dificultad de obtener muestras inalteradas en este tipo de suelos aade relevancia al SPT. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 62. La frecuencia habitual para la realizacin del SPT a lo largo del sondeo es de un ensayo cada 2 a 5 m, o incluso mayor, en funcin de las caractersticas del terreno. El procedimiento a seguir consiste en limpiar cuidadosamente la perforacin al llegar a la cota deseada para el ensayo, tanto las paredes como el fondo, retirando la batera de perforacin e instalando en su lugar un tomamuestras de dimensiones estndar. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 63. El tomamuestras consta de tres elementos: Zapata, Tubo bipartido y Cabeza de acoplamiento con el varillaje. Este se debe hincar en el terreno 60 cm, contando el numero de golpes necesarios para hincar tramos de 15 cm. El golpeo para el hinca se realiza con una maza de 63.5 kg cayendo libremente desde una altura de 76 cm sobre una cabeza de golpeo o yunque. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 64. La lectura del golpeo del primero y ultimo tramo no se debe tener en cuenta, por la alteracin del suelo o derrumbes de las paredes del sondeo en el primer caso, y por posible sobrecompactacin en el segundo. La suma de los valores de golpeo de los dos tramos centrales de 15 cm es el valor N, denominado tambin resistencia a la penetracin estndar. En ocasiones, dada la alta resistencia del terreno, no se consigue el avance del tomamuestras. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 65. En estos casos, el ensayo se suspende cuando se exceden 100 golpes para avanzar un tramo de 15 cm, y se considera rechazo. El resultado de los ensayos SPT puede verse afectado por factores como: o Preparacin y calidad del sondeo: Limpieza y estabilidad de las paredes de la perforacin. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 66. o Longitud del varillaje y dimetro del sondeo: Condicionan el peso del elemento a hincar y la friccin con las paredes del sondeo. o Dispositivo de golpeo: Puede ser manual o automtico, existiendo diferencias notables entre los resultados de ambos. Deben emplearse dispositivos automticos, pues garantizan la aplicacin de la misma energa de impacto en todos los casos. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 67. Cuando el ensayo se realiza por debajo del nivel fretico se utiliza la siguiente correccin, aplicable a suelos poco permeables (limos y arenas finas): N = 15 + [(N 15)/2] Valida para N > 15. siendo N el valor corregido y N el valor medio. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 68. El extendido uso del SPT ha permitido establecer una serie de correlaciones con diferentes parmetros geotcnicos: o Con la compacidad para suelos granulares. o Con la densidad relativa, teniendo en cuenta la influencia de la profundidad. o Con el Angulo de rozamiento en suelos granulares, ; aplicable a partir de 2 m de profundidad. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 69. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 70. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 71. Facultad de Ingeniera y Arquitectura GEOLOGA APLICADA FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 72. Facultad de Ingeniera y Arquitectura GEOLOGA APLICADA FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 73. Facultad de Ingeniera y Arquitectura GEOLOGA APLICADA FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 74. Facultad de Ingeniera y Arquitectura GEOLOGA APLICADA FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 75. Facultad de Ingeniera y Arquitectura GEOLOGA APLICADA FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 76. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 77. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 78. Facultad de Ingeniera y Arquitectura GEOLOGA APLICADA FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 79. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 80. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 81. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 82. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 83. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 84. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 85. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 86. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 87. 6.5.1.1.2 ENSAYO DE PENETRACIN DINMICA Estos ensayos sencillos y econmicos permiten estimar la resistencia a la penetracin de los suelos en funcin de la profundidad. Cuando se dispone de informacin geolgica (sondeos o calicatas en zonas prximas) se puede correlacionar las diferentes capas de suelos. Son muy utilizados en estudio geotcnicos para cimentaciones de estructuras, en obras lineales y en edificaciones. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 88. El mtodo consiste en la hinca en el terreno de una puntaza metlica, unida a un varillaje, mediante golpeo. El equipo de golpeo se compone de una maza, un yunque y unas guas. El yunque trasmite la energa recibida a la puntaza mediante unas varillas que se van acoplando sucesivamente segn progresa el ensayo. La masa cae libremente, y la velocidad en el momento de iniciar la cada debe ser igual a cero. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 89. El yunque se une rgidamente al varillaje y su dimetro es igual o superior a 100 mm y menor o igual que la mitad del dimetro de la maza. Existen varios tipos de ensayos en funcin de la energa de golpeo, estando justificado el uso de cada equipo segn sea la consistencia del terreno. o Ensayo borros o Ensayo DPL (dinamic probing light) FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 90. o Ensayos DPM (dinamic probing medium) o Ensayo DPH (dinamic probing heavy) o Ensayo DPSH (dinamic probing super heavy) FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 91. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 92. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 93. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 94. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 95. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 96. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 97. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 98. 6.5.1.1.3 ENSAYO DE PENETRACIN ESTTICA Tambin llamado ensayos CPT (Cone penetration test), miden la relacin del suelo ante la penetracin continua de una punta cnica mediante dos parmetros: La Resistencia de punta (qc) y El Rozamiento lateral (fs). FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 99. La instalacin de un sensor adicional de la presin intersticial constituye un equipo denominado piezocono (CPTU), que adems de medir qc y fs, registran las presiones intersticiales, u, que se van generando durante la hinca; tambin se pueden instalar sensores adicionales de temperatura, inclinacin, etc. El ensayo de penetracin esttica consiste en hincar en el suelo una punta cnica a presin y a velocidad cte midiendo el esfuerzo necesario para la penetracin del cono qc. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 100. Si se emplea un cono de tipo mvil se puede medir el rozamiento lateral local, fs, y en el caso de utilizar piezocono se registrara, adems, la presin intersticial que se va generando durante la hinca. Los parmetros medidos durante el ensayo, qc fs y u, se representan grficamente respecto a la profundidad. Los ensayos se realizan en suelos granulares y suelos cohesivos de consistencia blanda. La presencia de gravas, suelos sementados y roca producen rechazo y daos en los equipos. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 101. Estos ensayos se utilizan para el calculo de cimentaciones, y proporcionan informacin continua del terreno ensayado. A partir de datos obtenidos se puede establecer correlacin con otros parmetros geotcnicos, algunas de las cuales son: o Con el ngulo de rozamiento interno para suelos granulares. o Con el modulo de Young, E, para suelos granulares. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 102. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 103. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 104. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 105. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 106. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 107. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 108. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 109. Facultad de Ingeniera y Arquitectura GEOLOGA APLICADA FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 110. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 111. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 112. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 113. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 114. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 115. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 116. 6.5.1.1.4 ENSAYO DE MOLINETE (VANE TEST) Se realiza habitualmente en el fondos de un ensayo en ejecucin o una vez que este ha finalizado. Igualmente, se puede realizar desde la superficie del terreno en la modalidad de hinca dinmica o esttica (vane-borer). Se emplea para determinar la resistencia al corte sin drenaje de un suelo cohesivo blando, siendo adecuado para material saturado. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 117. El procedimiento consiste en la hinca de un molinete, constituido por cuatro palas de acero soldadas a una varilla central. Las palas se introducen en el fondo del sondeo hasta una profundidad de 5 veces la altura de las palas, normalmente de 50 a 100 mm. A continuacin se hace rotar las palas con una velocidad cte de 0.1 /s y se mide el momento de torsin T necesario para romper el suelo. La resistencia al corte sin drenaje, se obtiene en funcin del momento de torsin, y de la sensitvidad del terreno. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 118. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 119. 6.5.1.2 ENSAYOS EN LA MATRIZ ROCOSA FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 120. 6.5.1.2.1 ESCLERMETRO O MARTILLO SCHMIDT Este ensayo permite estimar de forma aproximada la resistencia a compresin simple mediante una sencilla correlacin, siendo aplicable fundamentalmente a matriz rocosa, pero tambin a discontinuidades. Su uso esta muy extendido dada la factibilidad y rapidez de utilizacin. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 121. El esclermetro consiste en un pequeo aparato metlico de geometra cilndrica que dispone de un muelle en su interior y de un punta retrctil, la cual, al ser presionada contra la roca hace que el muelle se dispare. Para la realizacin del ensayo, en primer lugar, se limpia la zona a ensayar, que debe de estar libre de fisura y grietas, eliminando la patina de roca meteorizada. A continuacin se aplica el martillo, presionando hasta que salte el muelle; el aparato debe colocarse perpendicular al plano proyectado. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 122. En funcin de la dureza o resistencia de la roca, el muelle sufre mayor o menor rebote, valor que queda reflejado en una escala situada al costado del aparato. Deben realizarse en cada punto de media 10 percusiones con el martillo, eliminando los 5 valores mas bajos y tomando el valor promedio de los restante. Los valores de rebote obtenidos se correlacionan mediante un baco con la resistencia a compresin simple, en funcin de la densidad de la roca y de la inclinacin del martillo y del plano ensayado. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 123. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 124. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 125. 6.5.1.2.2 ENSAYO DE CARGA PUNTUAL Tambin denominado PLT (point load test) o ensayo de Franklin. Se utiliza para determinar la resistencia a compresin simple de fragmentos irregulares de roca o de testigos cilndricos de sondeos, a partir del ndice Is obtenido en el ensayo. Los resultados son mas fiables si se ensayan testigos. El ensayo no esta indicado para rocas blandas o con anisotropa muy marcada( esquistos, pizarras, etc.). FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 126. El procedimiento consiste en romper una muestra entre dos puntas cnicas metlicas accionadas por una prensa porttil. A partir de la carga de rotura se obtiene un ndice, Is, que puede ser correlacionado con la resistencia a compresin simple del material ensayado. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 127. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 128. 6.5.1.3 ENSAYOS EN DISCONTINUIDADES FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 129. 6.5.1.3.1 ENSAYO DE RESISTENCIA AL CORTE Este ensayo consiste en medir la resistencia al corte de un plano de discontinuidad in situ. Se realiza en galeras o superficie, tallndose bloques de roca cuyas dimensiones pueden variar entre 0.4 x 0.4 m y 1 x 1 m, aunque la medida habitual es de 0.5 x 0.5 m. La base del bloque ser el plano de discontinuidades que se requiere ensayar. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 130. El ensayo se realiza en dos fases. En la primera se aplica una carga normal a la discontinuidad sobre el bloque tallado, controlndose los desplazamientos producidos; esta carga permanece constante a lo largo del ensayo. En la segunda fase se va aplicando carga tangencial hasta alcanzar la rotura del bloque a favor del plano ensayado, midiendo la magnitud de la carga y los desplazamientos tangenciales y normales. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 131. El numero de muestras a ensayar en cada caso es de tres o cuatro, aplicando en cada muestra una tensin normal distinta y una tensin tangencial creciente hasta la rotura. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 132. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 133. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 134. 6.5.1.3.2 TILT TEST Este ensayo permite estimar el ngulo de rozamiento de discontinuidades o el ngulo de rozamiento bsico de discontinuidades lisas, a partir de los que se pueden evaluar, el ngulo de rozamiento residual y el coeficiente de rugosidad, JRC, de las junta. Para el primer caso (ngulo de rozamiento de discontinuidades) se precisa un bloque de roca que contenga un plano de discontinuidades sin cohesin. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 135. El bloque se coloca sobre una superficie de apoyo y, a continuacin, se inclina el plano de apoyo hasta que comience a deslizar un fragmento sobre el otro. En el momento en que se inicia el desplazamiento se mide el ngulo del plano de apoyo con respecto a la horizontal. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 136. 6.5.2 ENSAYOS DE DEFORMIDAD FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 137. 6.5.2.1 ENSAYOS EN SUELOS FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 138. 6.5.2.1.1 ENSAYO PRESIOMTRICO Este ensayo se realiza en el interior de un sondeo de dimetro convencional y consiste en aplicar escalonadamente una presin radial, mediante una sonda dilatable, en el interior del sondeo, midiendo el desplazamiento que se induce en el terreno circundante. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 139. Una vez alcanzada la presin mxima admisible se procede a descargar el presiometro, de forma escalonada, midiendo las deformaciones durante la descarga. La presin se aplica a travs de una camisa de caucho por medio de agua o gas. La mayor parte de los equipos trabajan con presiones menores a 10 Mpa pero algunos permiten alcanzar hasta 20 Mpa. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 140. Dependiendo del tipo y caractersticas del terreno ensayado se obtiene la curva de presin-deformacin, en la que se distingue una fase inicial o puesta en contacto de la sonda con las paredes del sondeo, una fase elstica lineal que representa el comportamiento elstico del suelo, y una plstica o de deformacin irrecuperable hasta llegar a la rotura del suelo. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 141. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 142. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 143. 6.5.2.1.1.2 ENSAYO DE PLACA DE CARGA Este ensayo se puede realizar en zanjas o pozos, incluso en la superficie del terreno si ha sido previamente acondicionada. Este ensayo consiste en aplicar una carga vertical de forma escalonada sobre una placa lisa y rgida de dimensiones variables (30 x 30 a 100 x 100 cm) con objeto de determinar las deformaciones producidas. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 144. Este ensayo se aplica principalmente a suelos granulares y para el estudio de cimentaciones superficiales. Los parmetros medidos durante el ensayo son el tiempo, la carga aplicada y los asientos, representado en diagramas. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 145. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 146. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 147. 6.5.2.2 ENSAYOS EN MACIZOS ROCOSOS FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 148. 6.5.2.2.1 ENSAYO DILATOMTRICO Constituye una adaptacin del presimetro para su aplicacin en rocas y, en consecuencia, funciona bajo su mismo principio, realizndose igualmente en el interior de sondeo. Como resultado del ensayo se obtiene unas curvas carga desplazamiento, a partir de las cuales se determina el mdulo de deformacin dilatomtrico. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 149. Sin embargo, a diferencia de los suelos, los macizos rocosos son discontinuos y anistropos, lo que condiciona en gran medida su deformabilidad, por lo que el ensayo dilatomtrico suele medir la deformacin en seis direcciones a lo largo de tres dimetros. El ensayo consiste en aplicar presiones crecientes a travs de una camisa elstica alojada en el interior de un sondeo. Una vez que se obtiene un tramo lineal en la curva carga desplazamiento, se realiza una descarga de la presin aplicada. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 150. Como resultado del ensayo se obtiene unas curvas presin desplazamiento en las que se pueden distinguir las siguientes etapas de deformacin: Adaptacin de la camisa al sondeo, deformacin elstica, uno o varios ciclos de carga y descarga, deformacin plstica y rotura. El modulo de formacin dilatomtrico del terreno, tanto en carga como en descarga, viene dado por la siguiente expresin: ED = (1 + v) M r Donde: v coeficiente de poisson, m rigidez del terreno y r es el radio de la perforacin. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 151. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 152. Facultad de Ingeniera y Arquitectura GEOLOGA APLICADA FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 153. 6.5.2.2.2 ENSAYO DE PLACA DE CARGA Suele realizarse en el interior de galeras excavadas en roca. Los parmetros que se miden son la carga, los asientos o desplazamientos y el tiempo, lo que permite obtener el modulo de Young E. este ensayo se emplea para el estudio de cimentaciones en roca en casos muy concretos, como presas de hormign. El ensayo consiste en colocar una placa de carga sobre la roca y medir los desplazamientos que se producen al aplicarse cargas conocidas. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 154. Facultad de Ingeniera y Arquitectura GEOLOGA APLICADA FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 155. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 156. 6.5.2.2.3 ENSAYO DE GATO PLANO (FLAT JACK) Este ensayo, realizado en las paredes de excavaciones, galeras o tneles, permite estimar el modulo de deformacin en macizo rocoso duros y continuos, y medir el estado tensional de la roca. Sus resultados pueden considerarse representativos hasta una distancia de unos pocos metros hacia el interior del macizo rocoso a partir de la superficie en la que se realiza el ensayo. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 157. Durante el ensayo se registran las presiones aplicadas y se miden las deformaciones producidas, a partir de las cuales se obtiene el modulo de deformacin elstica del macizo rocoso. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 158. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 159. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 160. 6.5.2.3 MTODOS SSMICOS FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 161. Los mdulos de deformacin del macizo tambin pueden obtenerse a partir de mtodos ssmicos, en cuyo caso se obtienen los mdulos de deformacin dinmicos, tanto para suelos como para macizos rocosos. Y permiten estimar la deformabilidad dinmica a partir de la velocidad de las ondas longitudinales o de compresin, y transversales o de cizalla. La velocidad de las ondas longitudinales dependen del tipo de material, de su grado de alteracin y fracturacin, del estado de esfuerzos y de las condiciones hidrogeolgicas. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 162. 6.5.2.3.1 ENSAYOS PARA MEDIR LAS TENSIONES NATURALES FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 163. 6.5.3 ENSAYOS DE PERMEABILIDAD FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 164. 6.5.3.1 ENSAYOS EN SUELOS FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 165. 6.5.3.1 ENSAYO LEFRANC Uno de las tcnicas ms sencillas para hallar el coeficiente de permeabilidad en un suelo. Este tipo de ensayo, a pesar de realizarse normalmente en perforaciones de pocos metros, es muy utilizado en Geotecnia. Se utiliza en suelos permeables o semipermeables, de tipo granular, situados por debajo del nivel fretico, y en rocas muy fracturadas. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 166. Existen dos mtodos para realizar el ensayo de Lefranc: Nivel constante: Para este procedimiento se debe saturar primero el suelo hasta que el aire de los vacos sea expulsado y con esto lograr que haya una infiltracin ms uniforme en el suelo, todo esto para que se pueda introducir un caudal conocido de manera que se mantenga un nivel constante dentro de la perforacin. Cuando se estabiliza este proceso, con la medida conocida del caudal introducido, la longitud y el dimetro de la perforacin, es posible calcular la permeabilidad de dicho suelo. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 167. El caudal de admisin debe medirse cada 5 minutos, siempre logrando mantener el nivel constante dentro del sondeo durante aproximadamente 45 minutos. Nivel variable: En este procedimiento lo que se hace es introducir o extraer un volumen de agua sbitamente en un sondeo y medir tiempo-cambio en la altura, con la medicin de estos descensos en un tiempo determinado, se puede obtener la permeabilidad. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 168. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 169. 6.5.3.2 ENSAYOS EN MACIZOS ROCOSOS FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 170. 6.5.3.2.1 ENSAYO LUGEON En los macizos rocosos la permeabilidad representa una de las caractersticas de mayor variabilidad dentro de la misma formacin rocosa. Es por ello que, al cuantificar la permeabilidad lo que se obtiene es un orden de magnitud. Este ensayo se efecta en el interior de sondeos, es un procedimiento muy difundido que sirve para calcular el coeficiente de permeabilidad en profundidad. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 171. Su aplicacin es muy til para valorar la permeabilidad global de un macizo rocoso, por ello se lo usa en terrenos poco permeables y cohesivos. Consiste en la medida del volumen de agua que se puede inyectar en un tramo del sondeo, de longitud L , durante un tiempo T y a una determinada presin H que ha de mantenerse constante. El tramo donde se va a realizar el procedimiento se asla mediante un obturador superior, y es el fondo del sondeo que acta como obturador inferior. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 172. La permeabilidad obtenida se expresa en unidades Lugeon (Lg). La unidad Lugeon vale 1 litro por minuto y metro, bajo una presin de 10 kg/cm2 ; sto equivale aproximadamente 1 10 -7 m/s. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA 173. FACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURA GEOLOGA APLICADA