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Índice
• SPT: Standard Penetration Test
• CPT: Cone Penetration Test
• PLT: Plate Load Test
• PMT: Pressuremeter Test
• VST: Vane Shear Test
• DMT: Dilatometer Test
• Métodos geosísmicos
SPT CPT
PMT DMTVST
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Intro a los ensayos in-situ
(FHWA)3
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Ensayo SPT
El ensayo de penetración standard (SPT) es un ensayo de campo
Se mide la resistencia a la penetración del terreno mediante la hinca dinámica de un sacamuestras que tiene una forma normalizada
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Ensayo SPT
El sacamuestras se hinca 45 cm en el fondo de una perforación mediante golpes de una mazade 63.5 kg que cae desde 76 cm de altura
Aunque se recupera una muestra, este no es el objetivo principal del ensayo
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Resultado del ensayo SPT
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Resultado del ensayo SPT
Hay dos resultados posibles
• NSPT: Un número entero adimensional igual a la cantidad de golpes necesarios para que el sacamuestras penetre en el terreno los últimos 30 cm
• Rechazo: más de 50 golpes para 15 cm, más de 100 golpes o 10 golpes sin ningún avance: Se informa como NN/pp, donde pp es la penetración total en centímetros para NN golpes
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Normas ASTM D 1586 y D 6066
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D1586 es una norma que no establece un equipo y procedimiento único de ensayo sino que permite diferentes diseños
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D6066 es una norma más moderna que permite obtener un resultado más repetitivo
• Introduce los conceptos de corrección del resultado del ensayo por diferentes factores
• Está orientada a la evaluación del potencial de licuefacción de suelos de grano grueso incoherentes
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El objeto del SPT no es la toma de muestras
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Correcciones a la medición de campo
N es el número medido en el campo (golpes necesarios para que el sacamuetras entre los últimos 30 cm de un total de 45 cm)
El resultado se corrige por
• Energía aplicada
• Profundidad
• Otras causas menores: napa de agua, diámetro de perforación, peso de barras, etc.
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Corrección por energía aplicada: N a N60
La energía potencial nominal (W x H) es 475 J
La energía realmente aplicada ERvaría entre el 30% y el 100% de ese valor en función del equipo y la técnica de ensayo
Se normaliza N para unaeficiencia del 60%
��� = � ���
60% � 475J
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Corrección por nivel de tensiones: N60 a (N1)60
Para un suelo uniforme, la resistencia a la penetración varía con la presión efectiva p0 del suelo (profundidad)
El N1 significa 1 atm
(EPRI 1990)
�� �� = � ���
60% � 475J��
�� =100kPa
����
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Corrección por otros factores de ensayo
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Corrección por otros factores de ensayo
�� �� = � ���
60% � 475J�� � �� � �� � ��
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SPT y correlaciones de parámetros
El SPT es un ensayo que tiene muchas correlaciones
Es importante saber cómo se calculó N en cada caso
• Algunos informan el número de campo sin correcciones: N
• Otros efectúan todas las correcciones excepto la de nivel de tensiones: N60
• Otros efectúan todas las correcciones: (N1)60
Las correlaciones publicadas en diferentes épocas usan diferentes definiciones de SPT
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Arenas: estimación de ��
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Arenas: estimación de ��
En estos gráficos hay que usar N60, no (N1)60
(EPRI 1990)
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Arenas: estimación de ��: ensayos de calibración
(EPRI 1990)
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Arenas: estimación de �max
• Procedimiento 1
– Se estima �max a partir del resultado de SPT
• Procedimiento 2
– Se estima �� a partir del resultado de SPT
– Se estima �max a partir de �� y de la observación de la muestra
• Procedimiento 3 (recomendado)
– Se estima �� a partir del resultado de SPT
– Se observa la muestra y se estima ��
– Se aplica la ecuación de Bolton: �max [�, ��]
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Arenas: estimación de �max
Procedimiento 1
(EPRI 1990)
� = atan�
12 + 20��
����
�.��
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Arenas: estimación de �max
Procedimiento 2
(EPRI 1990)23
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Arenas: estimación de �max
Procedimiento 3
(Bolton 1986)
� − �� = 3º �� � − ln100 �
����− 3º
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Arenas: estimación de �max
Procedimiento 3
36°
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Arcillas: Estimación de ��
(EPRI 1990)
�� = 7 �� �� kPa
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La correlación �� – (�1)60 es débil
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Arcillas: Estimación de ��
0.75
3.0
1.5
La correlación�� – (�1)60 es débil
(EPRI 1990)
��
����=
0.640.330.16
�� ���.��
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Arcillas: ��– (�1)60 complementado con medición de humedad
En arcillas remoldeadas, la resistencia al corte no drenada sur es función de la humedad
La muestra de arcillaobtenida con el SPTmantiene la humedad
(EPRI 1990)
�� = 1.7 exp −4.6 �� ����
�� =� − ��
�� − ��
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Arcillas: ��– (�1)60 complementado con medición de humedad
En arcillas inalteradas, su es también función de la historia de tensiones del material
El cociente su/sur se denomina sensibilidad de una arcilla
(EPRI 1990)
�� = 0.11 + 0.0037 �� ����
�� = 0.23 + 0.04 ����
0.01� < �� < 0.0117�
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Arcillas: ��– (�1)60 complementado con medición de humedad
Por un lado se mide (N1)60
y se calcula
Por otro lado
• Se mide sur y ω
• Con el gráfico se estima S
• Se calcula
Se comparan ambos resultados(EPRI 1990)
��
����= 0.33 �� ��
�.��
�� = � � ���
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Arcillas: Estimación de ��� y OCRcon SPT
(EPRI 1990)
��� = 0.40��� ���� OCR = 0.50���
����
���
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N
DR = relative density
gT = unit weight
LI = liquefaction index
f' = friction angle
c' = cohesion intercept
eo = void ratio
qa = bearing capacity
p' = preconsolidation
Vs = shear wave
E' = Young's modulus
= dilatancy angle
qb = pile end bearing
fs = pile skin friction
SAND
cu = undrained strength
gT = unit weight
IR = rigidity index
f' = friction angle
OCR = overconsolidation
K0 = lateral stress state
eo = void ratio
Vs = shear wave
E' = Young's modulus
Cc = compression index
qb = pile end bearing
fs = pile skin friction
k = permeability
qa = bearing stressCLAY
Mayne: Is One Number Enough???
(Mayne 2001)32
Bibliografía
Básica
• Kulhawy & Mayne. Manual on estimating soil propertiesfor foundation design. EPRI (fuente de figuras)
Complementaria
• FHWA (2001). Manual on subsurface investigations. NHI-01-031.
• FHWA (2006). Soils and Foundations I y II. NHI-06-088
• USACE (2001). Geotechnical Investigations. EM 1110-1-1804
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