ENSAYOS “In –situ” ENSAYOS “In – situ”

Elaborado por :

JAIME SUAREZ DIAZ

BUCARAMANGA - COLOMBIA

Elaborado por :Elaborado por :

JAIME SUAREZ DIAZJAIME SUAREZ DIAZ

BUCARAMANGA BUCARAMANGA -- COLOMBIA COLOMBIA

ENSAYOS “In – situ”ENSAYOS ENSAYOS ““In In –– situsitu””

-CORTE DIRECTO DE CAMPO

-VELETA

-CORTE EN SONDEO

-SPT

-CPT

- PRESUROMETRO

-CORTE DIRECTO DE CAMPO

-VELETA

-CORTE EN SONDEO

-SPT

-CPT

- PRESUROMETRO

ENSAYOS IN SITUENSAYOS IN SITUENSAYOS IN SITU

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"In-Situ""In"In--Situ"Situ"

Del latín : En el sitioDel Del latlatíínn : En el En el sitiositio

Por qué realizar ensayos “in situ” ?PorPor ququéé realizarrealizar ensayosensayos ““in situin situ”” ??

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ENSAYOS ENSAYOS ““in situin situ””

PerforaciPerforacióónn y y muestreomuestreoEnsayosEnsayos ““in situin situ””oo EnsayoEnsayo de de penetracipenetracióónn estandarestandar (SPT)(SPT)oo EnsayoEnsayo de de penetracipenetracióónn de de conocono (CPT + (CPT + CPTuCPTu))oo DilatDilatóómetrometro de de placaplaca planaplana (DMT)(DMT)oo PresurPresuróómetrometro (PMT)(PMT)oo Corte en Corte en veletaveleta (VST)(VST)

MMéétodostodos geofgeofíísicossicosoo OndasOndas ssíísmicassmicas (P(P--, S, S--, R, R--waves)waves)oo ElectromagnElectromagnééticasticas (radar, (radar, resistividadresistividad))

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ENSAYOS ENSAYOS ““in situin situ”” PARA SUELOSPARA SUELOS

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EQUIPOS AUTOPROPULSADOSEQUIPOS AUTOPROPULSADOS

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EQUIPOS TODOEQUIPOS TODO--TERRENOTERRENO

EQUIPOS SOBRE ORUGASEQUIPOS SOBRE ORUGAS

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR ((SPT)SPT)

MuestreadorMuestreador dedetubotubo partidopartido ELA

BO

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: JAIM

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: JAIM

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR (SPT)(SPT)

El El ensayoensayo ““in situin situ”” mmááss comcomúúnn en el en el mundomundo

1902 1902 -- CoronelCoronel GowGow de Raymond Pile Co.de Raymond Pile Co.

MuestreadorMuestreador cilcilííndricondrico partidopartido

Norma ASTM D 1586Norma ASTM D 1586

MartilloMartillo (140(140--lbs lbs caecae 30 30 pulgadaspulgadas) (63.5) (63.5--kg kg caecae0.76 metros)0.76 metros)

TresTres incrementosincrementos de 6 de 6 pulgadaspulgadas; Suma de ; Suma de loslos dos dos úúltimosltimos incrementosincrementos = "N" (= "N" (golpes/pigolpes/piéé))

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDARENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR(SPT)(SPT)

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ENSAYO DE PENETRACION ESTANDARENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR

VentajasVentajas DesventajasDesventajas

Se Se obtieneobtiene suelosuelo y y un un nnúúmeromeroSencilloSencillo y de y de bajobajocostocostoFuncionaFunciona en en muchosmuchostipostipos de de suelosueloSe Se puedepuede utilizarutilizar en en rocasrocas blandasblandasDisponibleDisponible en en todotodoel el mundomundo

Se Se obtieneobtiene suelosuelo y y un un nnúúmeromeroMuestraMuestra alteradaalterada(Solo (Solo paraparacaraterizacicaraterizacióónn))NNúúmeromero muymuy crudocrudoparapara el el ananáálisislisisNo No aplicableaplicable en en arcillasarcillas blandasblandas y y limoslimosVariabilidadVariabilidad e e incertidumbreincertidumbre

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PENETROMETRO DE CONO (CPT)PENETROMETRO DE CONO (CPT)ELA

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: JAIM

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: JAIM

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ENSAYO CON PENETROMETRO DE CONO (CPT)ENSAYO CON PENETROMETRO DE CONO (CPT)

ConoCono metmetáálicolico electrelectróóniconico -- puntapunta de de aproxaprox. 60. 60°°Norma ASTM D 5778Norma ASTM D 5778EmpujeEmpuje hidrhidrááulicoulico a 20 mm/sa 20 mm/sNo se No se obtienenobtienen muestrasmuestrasMediciMedicióónn continua de continua de esfuerzosesfuerzos

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CPT (ASTM D 5778)CPT (ASTM D 5778)

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VEHICULO PARA CPTVEHICULO PARA CPT

25 TONELADAS DE PESO25 TONELADAS DE PESO

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VEHICULOS CPTVEHICULOS CPTELA

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: JAIM

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: JAIM

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CPT DE FRICCION ELECTRONICACPT DE FRICCION ELECTRONICA

0

2

4

6

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10

12

14

16

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20

0 2 4 6 8

qT (MPa)

Dep

th (m

)

0

2

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8

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12

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18

20

0 100 200 300

fS (kPa)

Dep

th (m

)

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PIEZOCONOPIEZOCONO

MideMide la la presipresióónn de de porosporos en la en la puntapunta

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TIPOS DE PENETROMETRO CPTTIPOS DE PENETROMETRO CPTELA

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BO

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: JAIM

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: JAIM

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ENSAYO CPTENSAYO CPT

VentajasVentajas DesventajasDesventajasPerfilesPerfiles continuoscontinuosrráápidamentepidamenteVariosVarios perfilesperfiles porpor diadiaLos Los resultadosresultados no no dependendependen del del operadoroperadorMuyMuy buenabuena base base teteóóricaricaMuyMuy buenobueno parapara suelossuelosblandosblandos

Alta Alta inversiinversióónn de de capitalcapitalSe Se requierenrequierenoperadoresoperadores muymuycapacitadoscapacitadosElementosElementoselectrelectróónicosnicos se se dadaññanany y descalibrandescalibranNo No tomatoma muestrasmuestras de de suelosueloNo No eses aptoapto parapara suelossuelosgravososgravosos o con o con bloquesbloques

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PIEZOCONOPIEZOCONO

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GEOGEO--ESTRATIGRAFIA CON PIEZOCONOESTRATIGRAFIA CON PIEZOCONO

0

5

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0 10 20 30 40 50qt (MPa)

Dep

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)

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0 100 200 300 400

fs (kPa)

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5

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0 100 200 300 400u2 (kPa)

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INTERPRETACIONINTERPRETACION

0

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0 10 20 30 40 50qt (MPa)

Dep

th (m

)

0

5

10

15

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40

0 100 200 300 400

fs (kPa)

0

5

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20

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30

35

40

0 1000 2000 3000u2 (kPa)

CleanSand

Clayey Silt

Clay

Sand

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CPT EN UN ESQUISTO METEORIZADOCPT EN UN ESQUISTO METEORIZADO

23

34

71

34

56

67

50/6"

50/2"

50/3"

SPT-N (bpf)

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PIEZOCONO DE DOS ELEMENTOSPIEZOCONO DE DOS ELEMENTOS

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PIEZOCONO DE TRES ELEMENTOSPIEZOCONO DE TRES ELEMENTOS

(Norwegian Institute of Technology)

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PIEZOCONO DE CUATRO ELEMENTOSPIEZOCONO DE CUATRO ELEMENTOS

(Oxford University)

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MEMOCONO (MEMOCONO (SistemaSistema sin cables)sin cables)

Chip de Chip de memoriamemoria en el en el penetrpenetróómetro,elmetro,el cualcual se se sincronizasincroniza con la con la unidadunidad superficial de superficial de lecturalectura. .

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CONO AUDIOCONO AUDIO--ACUSTICOACUSTICO

EnvEnvííaa la la seseññalal a a travestraves del del tubotubo

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VARIEDAD DE PIEZOCONOSVARIEDAD DE PIEZOCONOSELA

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: JAIM

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: JAIM

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ENSAYOS DE VELETA

ENSAYOS DE ENSAYOS DE VELETAVELETA

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ENSAYO DE VELETA (VST)ENSAYO DE VELETA (VST)

Norma ASTM D 2573Norma ASTM D 2573

DentroDentro de un de un sondeosondeo o en o en superficiesuperficie

CuchilloCuchillo de 4 de 4 ladoslados se se entierraentierra en limos y en limos y arcillasarcillasparapara medirmedir

ssuvuv ((picopico) = ) = ResistenciaResistencia picopico No No drenadadrenada

ssuvuv ((remoldeadaremoldeada) = ) = ResistenciaResistencia remoldeadaremoldeada ((despudespuééss de 10 de 10

revolucionesrevoluciones))

SensitividadSensitividad, S, Stt = = ssuvuv(pico)/s(pico)/suvuv ((remoldeadaremoldeada))

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ENSAYO DE CORTE EN VELETA (VST)ENSAYO DE CORTE EN VELETA (VST)ELA

BO

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BO

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: JAIM

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: JAIM

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EQUIPOS PARA EQUIPOS PARA ENSAYO DE VELETAENSAYO DE VELETA

VeletaVeleta escandinavaescandinava Veleta McClelland

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EQUIPOS PARA ENSAYO DE VELETAEQUIPOS PARA ENSAYO DE VELETA

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ENSAYO DE VELETAENSAYO DE VELETA

VentajasVentajas DesventajasDesventajas

PermitePermite obtenerobtener la la resistenciaresistencia no no drenadadrenadade de arcillasarcillasEquipoEquipo y y ensayosensayos muymuysencillossencillosPermitePermite medirmedir la la sensitividadsensitividad in situin situHay Hay muchamucha experienciaexperienciacon con susu usouso

Su Su usouso se se limitalimita a a arcillasarcillas y limos con y limos con ssuvuv < 200 < 200 kPakPaEs lento y se Es lento y se gastagastamucho mucho tiempotiempoRequiereRequiere de de correlacionescorrelacionesempempííricasricasEl El resultadoresultado esesafectadoafectado porpor lenteslentesde arenade arena

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ResistenciaResistencia no no drenadadrenada en el en el ensayoensayo de de veletaveleta

[ ]HiDiDDTs

BTuv 6)cos/()cos/(

122 ++

=π

AlturaH

Ancho D

iT

iB

T = Torque medidoELA

BO

RELA

BO

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: JAIM

E SUA

REZ D

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: JAIM

E SUA

REZ D

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ValoresValores de de ssuvuv con con veletasveletas de H/D de H/D =2 =2

33 273.07

6DT

DTsuv ==

π

3265.0DTsuv =

3257.0DTsuv =

Rectangular

Nilcon

Geonor

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RESULTADOS DE ENSAYO DE VELETARESULTADOS DE ENSAYO DE VELETA

0

5

10

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20

25

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0 10 20 30 40 50 60 70 80

Vane Strength, suv (kPa)

Dep

th (m

eter

s)

Peak

Remolded

0

5

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20

25

30

0 1 2 3 4 5

Sensitivity, St

Dep

th (m

eter

s)

RESISTENCIA MOVILIZADA: RESISTENCIA MOVILIZADA: ττmobmob = = µµRRssuvuv

Factor de corrección (Chandler, 1988)

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 20 40 60 80 100 120

Plasticity Index, PI (%)

Vane

Cor

rect

ion

Fact

or, µ

R tf = time to failure (minutes)

10

100

103

104

Correction forEmbankments Under Normal Rates of

Construction

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VELETA DE CAMPOVELETA DE CAMPO

NilconNilcon ((mecanicamecanica))GeonorGeonor ((mecanicamecanica))A.P. A.P. vandenvanden Berg Berg GeotechGeotech AB (AB (electroveletaelectroveleta))EnviEnvi ((memoveletamemoveleta))

VELETA DE LABORATORIOVELETA DE LABORATORIOASTM D 4648ASTM D 4648

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DILATOMETRO PLANO DE MARCHETTIDILATOMETRO PLANO DE MARCHETTI

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DILATOMETRO DE CUCHILLA PLANADILATOMETRO DE CUCHILLA PLANA

Se Se entierraentierra unauna cuchillacuchilla de de aceroacero a a intervalosintervalos de de 2020--cm .Sin cm .Sin sondeosondeo

InventadoInventado porpor MarchettiMarchetti (1980).(1980).

CuchillaCuchilla con con anguloangulo de 18de 18oo . .

Se Se inflainfla unauna membranamembrana de de aceroacero flexible flexible utilizandoutilizando gas gas nitrnitróógenogeno

Se Se tomantoman dos dos medidasmedidas de de presipresióónn (A and B) en (A and B) en

aproxaprox. un . un minutominuto..

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ENSAYO DE DILATOMETRO ENSAYO DE DILATOMETRO (DMT)(DMT)

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ENSAYO DE DILATOMETRO (DMT)ENSAYO DE DILATOMETRO (DMT)

VentajasVentajas DesventajasDesventajasEquipoEquipo simple y simple y robustorobusto

Sin Sin influenciainfluencia del del operadoroperador

RRáápidopido y y econeconóómicomico

DerivaciDerivacióónn teteóóricarica del del mmóódulodulo eleláásticostico, la , la resistenciaresistencia y la y la historiahistoriade de esfuerzosesfuerzos. .

DificilDificil de de penetrarpenetraren en materialesmaterialesdensosdensos y y durosduros

FuncionaFunciona con base con base en en correlacionescorrelaciones

NecesitaNecesita calibracicalibracióónnparapara la la geologgeologííaalocallocal

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ENSAYO DE DILATOMETRO PLANOENSAYO DE DILATOMETRO PLANOCALIBRACION:CALIBRACION: ∆∆A, A, ∆∆B B

LECTURAS:LECTURAS: PresiPresióónn de de contactocontacto "A" y "A" y PresiPresióónn de de expansiexpansióónn "B" a "B" a diferentesdiferentes profundidadesprofundidades

CORRECCIONES PARA RIGIDEZ DE LA CORRECCIONES PARA RIGIDEZ DE LA MEMBRANA EN EL AIRE :MEMBRANA EN EL AIRE :pp0 0 ≈≈ A + A + ∆∆A pA p1 1 == B B --∆∆BB

INDICES DMT :INDICES DMT :IIDD = = IndiceIndice de material = (pde material = (p11--ppoo)/(p)/(poo--uuoo))EEDD = = MMóódulodulo de de dilatdilatóómetrometro = 34.7(p= 34.7(p11--ppoo))KKDD = = IndiceIndice de de esfuerzoesfuerzo horizontal =(horizontal =(ppoo--uuoo)/)/σσvovo’’

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RESULTADOS DE ENSAYOS DMTRESULTADOS DE ENSAYOS DMT0

2

4

6

8

10

12

14

160 200 400 600 800

Modulus ED (atm)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 500 1000 1500

Pressure (kPa)

Dep

th (m

eter

s)

PoP1

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 1 10

Material Index ID

Clay Silt

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 5 10 15

Horiz. Index KD

SISTEMA DMT COMPUTARIZADOSISTEMA DMT COMPUTARIZADO

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ENSAYO DE PRESUROMETRO (PMT)ENSAYO DE PRESUROMETRO (PMT)

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ENSAYO DE PRESUROMETRO (PMT)ENSAYO DE PRESUROMETRO (PMT)

0

1

2

3

4

5

0 100 200 300 400 500 600Volume Change (cc)

Pres

sure

(tsf

)

0

1

2

3

4

5

0 10 20 30 40 50 Creep (cc/min)

Pres

sure

(tsf

)

PRESUROMETRO PARA PERFORACION PRESUROMETRO PARA PERFORACION PREPRE--EXCAVADAEXCAVADA

Panel Panel CeldaCelda

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PRESUROMETRO AUTOPRESUROMETRO AUTO--PERFORADORPERFORADOR

Profesor Jean Benoit

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