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.
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%
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”
Estudiantes de pregrado:Gary, Chujutalli Vela.
Karen S, Benavente Puma.
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