Ensayo De Penetracion

Mecánica del suelo. Tema 11

• NTRODUCCIÓN.

La determinación de algunas propiedades de los suelos en laboratorio puede dar lugar a algunas alteraciones que hagan poco fiables los resultados. Es por ello que siempre que se pueda se realicen los ensayos in situ. Dentro de los inconvenientes de los ensayos realizados en laboratorio están:

• El daño producido en el terreno durante el proceso de muestreo.

• En muchos casos las muestras no son representativas de una gran masa de terreno. Tal sucede en los casos en los que abundan las piedras debido a la pequeñez inevitable de lasmuestras y a la dificultad de la toma en las zonas en las que abundan dichas piedras.

• La anulación de las tensiones totales, ocasionada por la toma de muestras y su posterior manejo, puede modificar el comportamiento de materiales esencialmente no elásticos.

• La dificultad de reproducir en el laboratorio los complejos cambios de tensiones que ocurren in situ.

Dentro de los ensayos realizados in situ destacan:

• Ensayos de penetración.

• Ensayos de carga.

• Ensayos de corte (sonda de molinete).

• Ensayo con el dilatómetro.

• ENSAYO DE SONDA DE MOLINETE.

Este procedimiento es especialmente adecuado cuando se trata de determinar la resistencia sin drenaje de arcillas susceptibles, especialmente a grandes profundidades, que es donde latoma de muestras produce mayores alteraciones.

Consiste en introducir en el terreno un instrumento formado por un molinete con cuatro aspas. Las barras van dentro de un revestimiento y el molinete protegido por una funda. Al llegar a la profundidad deseada se empujan hacia abajo las barras y el molinete, mientras la funda se queda fija. Entonces se procede a romper el terreno girando el varillaje.

El momento de torsión se mide en superficie. La resistencia al corte del suelo viene dada por la fórmula:

Donde:

Mt = Momento torsor de rotura.

D = Diámetro del molinete.

H = Altura de las aspas

• ENSAYOS DE PLACA DE CARGA. (UNE 103 - 803)

Los ensayos de placa de carga permiten determinar las características de deformación, y a veces las de resistencia de un terreno, y con ello, el grado de cohesión.

Consisten en colocar una placa sobre el terreno, aplicar una serie de cargas, y medir las deformaciones. El resultado del ensayo se representa en un diagrama de tensión deformación.

El ensayo se inicia alisando el terreno sobre el que se va a colocar una placa de 30 x 30 cm. Sobre la placa se coloca una columna de carga, encargada de transmitir la carga a aplicar con la ayuda de un gato hidráulico. Sobre la columna de carga se sitúa la plataforma de reacción, encargada de aplicar la carga que transmite el gato hidráulico. Sobre la placa, anclados lejos del terreno a ensayar, se colocan los micrómetros encargados de medir la deformación del terreno.

Las cargas se aplican en series de varios escalones:

• Primera serie de carga: 0.25, 0.5, 0.75.

• Primera serie de descarga hasta 0.5.

• Segunda serie de descarga hasta 0.

• Segunda serie de carga: 0, 1, 1.5, 2, 2.5, 3.

• Tercera serie de descarga.

Los escalones de carga y descarga se hacen en función de pa, que es la presión del terreno. La gráfica resultante del ensayo es tal que:

Mediante la gráfica se puede determinar tanto el módulo de deformación en el proceso de carga como en el de descarga, así como la resistencia y el grado de cohesión del suelo:

Se puede observar que el suelo es mucho más rígido en carga que en descarga.

Este tipo de ensayo no es muy propio de suelos blandos. Sin embargo sí es muy recomendable en suelos arcillosos, ya que la información que aporta es muy importante

• ENSAYOS DE PENETRACIÓN.

Los ensayos in situ más usuales son los de penetración. Esto se debe, sin duda alguna, a su sencillez y a su bajo coste, ya que su interpretación es difícil.

Los ensayos de penetración pueden ser dinámicos, consistentes en hincar mediante golpes una varilla o tubo, y los llamados estáticos, que consisten en medir la resistencia a la penetración de una varilla. En estos últimos, la hinca se hace lentamente para que los efectos dinámicos resulten inapreciables.

Los ensayos de penetración dinámicos pueden ser:

• Discontinuos - SPT (UNE 103 - 800).

• Continuos - penetraciones.

Los ensayos de penetración estáticos pueden ser:

• Ensayo de cono holandés.

• Piezocono.

• Ensayo de penetración normal (SPT).

Los ensayos de penetración dinámicos son mucho más manejables, baratos y rápidos.

Para efectuar este ensayo es preciso avanzar con un sondeo normal. Al llegar al punto que se desea ensayar, se limpia perfectamente el fondo y se introduce una cuchara normalizada hasta el fondo. Se hinca la cuchara mediante el golpeo de una maza de 63.5 kg que se deja caer desde una altura de 760 mm. No se cuenta el número de golpes necesarios para introducirla los primeros 15 cm, ya que se supone que el terreno en el fondo del sondeo puede estar alterado. Se cuentan, sin embargo, el número de golpes necesarios para introducirla los 30 cm siguientes. Este es el número de penetración estándar, N.

Dentro de la cuchara, se recupera una pequeña muestra, que debe considerarse como remoldeada, ya que el espesor de las paredes del tubo es muy grande con relación a su diámetro interior. Sin embargo, permite conocer su composición

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