ENSAYOS In situ In situ
Elaborado por : JAIME SUAREZ DIAZ BUCARAMANGA - COLOMBIA
ENSAYOS IN SITU ENSAYOS IN SITU-CORTE DIRECTO DE CAMPO -VELETA -CORTE EN SONDEO -SPT -CPT - PRESUROMETRO
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"In-Situ" "In-Situ"Del latn : En el sitio latnELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Por qu realizar ensayos in situ ? qu in situ
ENSAYOS in situPerforacin y muestreo Ensayos in situ o Ensayo de penetracin estandar (SPT) o Ensayo de penetracin de cono (CPT + CPTu) o Dilatmetro de placa plana (DMT) o Presurmetro (PMT) o Corte en veleta (VST) Mtodos geofsicos o Ondas ssmicas (P-, S-, R-waves) o Electromagnticas (radar, resistividad)
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ENSAYOS in situ PARA SUELOS
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EQUIPOS AUTOPROPULSADOS
EQUIPOS TODO-TERRENO
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EQUIPOS SOBRE ORUGAS
ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)
Muestreador de tubo partido
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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)El ensayo in situ ms comn en el mundo 1902 - Coronel Gow de Raymond Pile Co. Muestreador cilndrico partido Norma ASTM D 1586 Martillo (140-lbs cae 30 pulgadas) (63.5-kg cae 0.76 metros) Tres incrementos de 6 pulgadas; Suma de los dos ltimos incrementos = "N" (golpes/pi)ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)
ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR
Ventajas
DesventajasSe obtiene suelo y un nmero Muestra alterada (Solo para caraterizacin) Nmero muy crudo para el anlisis No aplicable en arcillas blandas y limos Variabilidad e incertidumbre
Se obtiene suelo y un nmero Sencillo y de bajo costo Funciona en muchos tipos de suelo Se puede utilizar en rocas blandas Disponible en todo el mundo
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PENETROMETRO DE CONO (CPT)
ENSAYO CON PENETROMETRO DE CONO (CPT)
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Cono metlico electrnico - punta de aprox. 60 Norma ASTM D 5778 Empuje hidrulico a 20 mm/s No se obtienen muestras Medicin continua de esfuerzos
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CPT (ASTM D 5778)
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VEHICULO PARA CPT
25 TONELADAS DE PESO
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VEHICULOS CPT
CPT DE FRICCION ELECTRONICAqT (MPa)00 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
fS (kPa)6 80 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
2
4
0
100
200
300
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Depth (m)
Depth (m)
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PIEZOCONO
Mide la presin de poros en la punta
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TIPOS DE PENETROMETRO CPT
ENSAYO CPT Ventajas DesventajasAlta inversin de capital Se requieren operadores muy capacitados Elementos electrnicos se daan y descalibran No toma muestras de suelo No es apto para suelos gravosos o con bloques Perfiles continuos rpidamente Varios perfiles por dia Los resultados no dependen del operador Muy buena base terica Muy bueno para suelos blandos
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PIEZOCONO
GEO-ESTRATIGRAFIA CON PIEZOCONOqt (MPa)0 10 20 30 40 50 0 100
fs (kPa)200 300 400 0 100
u2 (kPa)200 300 400
0
0
0
5
5
5
10
10
10
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15
15
15
Depth (m)
20
20
20
25
25
25
30
30
30
35
35
35
40
40
40
INTERPRETACIONqt (MPa)0 10 20 30 40 50 0 100
fs (kPa)200 300 400 0
u2 (kPa)1000 2000 3000
0
0
0
Clayey Silt5 5 5
Sand10 10 10
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15
15
15
Depth (m)
20
20
20
Clean Sand
25
25
25
30
30
30
35
35
35
Clay40 40 40
CPT EN UN ESQUISTO METEORIZADO23 34 71
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34 56 67 50/6" 50/2" 50/3"
SPT-N (bpf)
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PIEZOCONO DE DOS ELEMENTOS
PIEZOCONO DE TRES ELEMENTOS
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(Norwegian Institute of Technology)
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PIEZOCONO DE CUATRO ELEMENTOS
(Oxford University)
MEMOCONO (Sistema sin cables)
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Chip de memoria en el penetrmetro,el cual se sincroniza con la unidad superficial de lectura.
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CONO AUDIO-ACUSTICO
Enva la seal a traves del tubo
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VARIEDAD DE PIEZOCONOS
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ENSAYOS DE ENSAYOS DE VELETA VELETA
ENSAYO DE VELETA (VST)Norma ASTM D 2573 Dentro de un sondeo o en superficie Cuchillo de 4 lados se entierra en limos y arcillas para medirELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
suv (pico) = Resistencia pico No drenada suv (remoldeada) = Resistencia remoldeada (despus de 10 revoluciones) Sensitividad, St = suv(pico)/suv (remoldeada)
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ENSAYO DE CORTE EN VELETA (VST)
EQUIPOS PARA ENSAYO DE VELETA
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Veleta escandinava
Veleta McClelland
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EQUIPOS PARA ENSAYO DE VELETA
ENSAYO DE VELETA Ventajas DesventajasSu uso se limita a arcillas y limos con suv < 200 kPa Es lento y se gasta mucho tiempo Requiere de correlaciones empricas El resultado es afectado por lentes de arena
Permite obtener la resistencia no drenada de arcillas Equipo y ensayos muy sencillos Permite medir la sensitividad in situ Hay mucha experiencia con su uso
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T = Torque medido
12 T suv = D 2 [( D / cos iT ) + ( D / cos iB ) + 6 H ]iTELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
AlturaH
iB
Resistencia no drenada en el ensayo de veleta
Ancho D
Valores de suv con veletas de H/D =2Rectangular
6T T suv = = 0.273 3 3 7 D DELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
Nilcon
T suv = 0.265 3 D T suv = 0.257 3 D
Geonor
RESULTADOS DE ENSAYO DE VELETAVane Strength, suv (kPa)0 0Peak
Sensitivity, St800 0 1 2 3 4 5
10
20
30
40
50
60
70
5Remolded
5
Depth (meters)
10
Depth (meters)
10
15
15
20
20
25
25
30
30
RESISTENCIA MOVILIZADA: mob = RsuvFactor de correccin (Chandler, 1988)1
Vane Correction Factor, R
tf = time to failure (minutes) 0.9ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
0.8
10 100
0.7Correction for Embankments Under Normal Rates of Construction
103 104
0.6
0.5 0 20 40 60 80 100 120
Plasticity Index, PI (%)
VELETA DE CAMPO
Nilcon (mecanica) Geonor (mecanica) A.P. vanden Berg Geotech AB (electroveleta) Envi (memoveleta)VELETA DE LABORATORIOASTM D 4648
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DILATOMETRO PLANO DE MARCHETTI
DILATOMETRO DE CUCHILLA PLANASe entierra una cuchilla de acero a intervalos de 20-cm .Sin sondeo Inventado por Marchetti (1980). Cuchilla con angulo de 18o . Se infla una membrana de acero flexible utilizando gas nitrgeno Se toman dos medidas de presin (A and B) en aprox. un minuto.ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
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ENSAYO DE DILATOMETRO (DMT)
ENSAYO DE DILATOMETRO (DMT) VentajasEquipo simple y robusto Sin influencia del operador Rpido y econmico Derivacin terica del mdulo elstico, la resistencia y la historia de esfuerzos.
DesventajasDificil de penetrar en materiales densos y duros Funciona con base en correlaciones Necesita calibracin para la geologa local
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ENSAYO DE DILATOMETRO PLANOCALIBRACION: A, B LECTURAS: Presin de contacto "A" y Presin de expansin "B" a diferentes profundidades CORRECCIONES PARA RIGIDEZ DE LA MEMBRANA EN EL AIRE : p0 A + A p1 = B -B INDICES DMT :ID = Indice de material = (p1-po)/(po-uo) ED = Mdulo de dilatmetro = 34.7(p1-po) KD = Indice de esfuerzo horizontal =(po-uo)/voELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ ELABOR : JAIME SUAREZ DIAZ
RESULTADOS DE ENSAYOS DMT00
0
0
2
2
2
2
4
4
4
4
Depth (meters)
6
6
6
6
8
8
8
8
10
10
10
10
12
12
12
12
14
Po P1
14Clay Silt
14
14
16
16
16
16 0 200 400 600 800
0
500
1000 1500
0
1
10
0
5
10
15
Pressure (kPa)
Material Index ID
Modulus ED (atm)
Horiz. Index KD
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SISTEMA DMT COMPUTARIZADO
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ENSAYO DE PRESUROMETRO (PMT)
ENSAYO DE PRESUROMETRO (PMT)
5 4 3 2 1 00 100 200 300 400 500 600
5 4
Pressure (tsf)
Pressure (tsf)
3 2 1 00 10 20 30 40 50
Volume Change (cc)
Creep (cc/min)
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PRESUROMETRO PARA PERFORACION PRE-EXCAVADA
Panel
Celda
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PRESUROMETRO AUTO-PERFORADORProfesor Jean Benoit