• Author / Uploaded
• Monica Bravo Artunduaga

• Categories
• Resistor
• Esfuerzo de torsión
• Fricción
• Calibración
• Ingeniería mecánica

Citation preview

ASIGNATURA: LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

TEMA: ENSAYO DE CORTE EN SUELOS COHESIVOS USANDO LA VELETA DE CAMPO INV E – 170

PRESENTA: MONICA BRAVO ARTUNDUAGA 1101791

DOCENTE: ING. CESAR COLORADO

BOGOTA D.C COLOMBIA SEPTIEMBE 2015

ENSAYO DE CORTE EN SUELOS COHESIVOS USANDO LA VELETA DE CAMPO

INV E – 170 1. OBJETO

En esta norma se establece el procedimiento para el ensayo de veleta de campo para suelos arcilloso y limosos saturados, para la obtención de la resistencia al corte, para la valoración del suelo es necesario conocer la naturaleza del suelo al que se le realizara el ensayo.

2. DEFINICIONES Y SIMBOLOS

Definiciones generales: • Sensibilidad: efecto del remoldeo sobre la consistencia de un suelo cohesivo. • Ensayo de corte con veleta: corte en el suelo, el cual una varilla con paletas delgadas, sirve para determinar la resistencia del suelo a la rotación de la varilla. Definiciones de términos específicos de esta norma: • Resistencia al corte en condición no drenada: resistencia al corte de suelos finos, bajo carga rápida, sin drenaje de la presión de poros. • Resistencia al corte de suelo remoldeado en condición no drenada: resistencia al corte de suelos finos bajo carga rápida con poco drenaje de la presión de poros. • Veleta: herramienta con cuatro paletas metálicas, delgadas y planas, cada una formando ángulos de 90º. • Zapata de la veleta: sección de la tubería de revestimiento al final de la cual se retrae la veleta mientras se empuja. Símbolos generales: • Resistencia al corte (Su): resistencia máxima del suelo al corte. Símbolos específicos de esta norma: • Resistencia al corte pico no drenada (Su)fv: resistencia medida durante la rotación de la veleta. • Resistencia al corte remoldeada no drenada (Sur)fv: resistencia medida tras la falla significativa del suelo y después de 5 a 10 rotaciones de la veleta. • Sensibilidad (St)fv – Relación (Su) fv / (Sur)fv: resistencia al corte medida luego de someter el suelo a una gran deformación de corte. • Torque (T): momento de la rotación de la veleta. • Relación de área de la veleta (Va): relación entre la sección transversal de la veleta y el área circular que gira, se expresa en porcentaje. 3. RESUMEN DEL METODO:

Este ensayo se trata básicamente en colocar una veleta de cuatro paletas en el suelo inalterado, girarla desde la superficie para asi poder determinar el torque que se necesita INV E-170; 2

para el corte de la superficie, este torque es una resistencia unitaria al corte de la superficie de la falla. 4. IMPORTACIA Y USO

En este ensayo se indica la resistencia al corte de suelos finos arcillosos y limosos u otros geomateriales finos como residuos de minas, lodo y otras sustancias, las cuales necesitan determinar la resistencia al corte en condición no drenada, este ensayo se aplica para suelos con resistencias menores a 200 Kpa. Este tipo de ensayo se utiliza en una variedad de exploraciones geotécnicas para realizar el análisis de esfuerzo de arcillas y limos saturados. En corte rápido los suelos con alta permeabilidad pueden colapsar, generando presiones de poros negativas o positivas que llegan a disipar el proceso de corte, generalmente este tipo de ensayos se realizan en orificios de sondeos. 5. EQUIPO • • • • • • • •

Veleta. Dispositivo para medir el torque. Varillas de torque. Acoplamiento de fricción. Centralizadores. Equipo de avance. Tubería de reacción. Tubería de revestimiento de la veleta.

6. CALIBRACION

El dispositivo para medir el torque se debe calibrar insertando en él una varilla con un volante de inercia, de esta varilla se cuelgan unos pesos (W) con un radio establecido (Rw) y se toman las medidas de momento de torsión, q se compara con (T = W * Rw), esta calibración se debe hacer en intervalos regulares, si este llega a sufrir algún desgaste se debe calibrar de nuevo. 7. PROCEDIMIENTO

Ubicar el equipo de avance en el lugar de ensayo, se perfora desde la superficie a través de la tubería de revestimiento, si es necesario se pone la tubería de reacción para que transfiera fuerzas al cabezal del torque, cuando se haga la perforación sin revestimiento se debe llegar a una profundidad tal que la punta de la veleta penetre el suelo inalterado. Se debe penetrar la veleta desde el fondo del revestimiento hasta la profundidad donde se va a realizar el ensayo. Determinaciones de fricción • Fricción desde acoplamientos para deslizamiento: en la primera parte del ensayo se aplica un torque y se mide la fuerza requerida para rotar las varillas sobre el acoplamiento de desplazamiento. • Ensayos de fricción de la varilla lisa (sin veleta): esta fricción se determina entre el suelo y la varilla lisa con ensayos de torsión a profundidades INV E-170; 3

similares, estos procedimientos se pueden realizar en intervalos y por lo menos una vez en cada lugar y a profundidades diferentes. El tiempo entre la penetración de la veleta y la rotación no puede ser mayor a 5 min, se debe aplicar el giro a una velocidad que no supere el 0.1º sg. Se requieren entre 2 y 5 minutos para la falla, para arcillas se necesitan entre 10 o 20 min. Después de hallar el momento máximo de torsión, se rota la veleta un mínimo de 5 a 10 revoluciones, el momento de la determinación de la resistencia debe hacerse inmediatamente después de haberse completado la rotación rápida del proceso de remoldeo. Si se combina con métodos de rotación, es aconsejable tomar muestras en el intervalo de ensayo con un tubo de pared delgada o una barrena de tubo doble, este sobre-muestreo permitirá revisar el suelo, a menudo se encuentran evidencias de la zona de corte en las muestras, si esto sucede se deben describir los suelos. Los ensayos de veleta en condición intacta y remoldeada se deben hacer en intervalos no menos de 0.5 0.75 m, los ensayos de veleta en suelos que permite drenaje o se dilaten durante el ensayo no se deben realizar. 8. CALCULOS • Resistencia al corte del suelo en condiciones no drenada (Suv)

Para veleta rectangular de H/D = 2 Sufv= 6 Tmax7πD3 (Suv)fv: resistencia al corte no drenada con ensayo de veleta. Tmax: torque máximo medido. D: diámetro de la veleta •

Para veleta ahusadas Surfv= 12 TmaxπD2Dcos(it)+Dcos⁡(ib)+6H (Sur)fv: resistencia al corte no drenada Tmax: torque máximo, corregido por la fricción. D: diámetro de la veleta. H: altura de la veleta. It: ángulo del ahusamiento de la veleta en la parte superior. Ig: ángulo del ahusamiento de la veleta en la parte inferior.

•

Resistencia al corte pico no drenada (Su)fv: se calcula a partir del máximo torque registrado para la primera carga de la veleta. Resistencia al corte remoldeada no drenada (Sur)fv Sensibilidad (St)fv: Stfv: SufvSurfv

• •

9. INFORME

DATOS: • •

Fecha del ensayo: ______________________________________________ Numero de perforación:__________________________________________ INV E-170; 4

• • • • • • • • • • • • • •

Tamaño y forma de la veleta:______________________________________ Profundidad del extremo de la veleta:_______________________________ Profundidad del extremo de la veleta por debajo del revestimiento: _____________________________________________________________ Tiempo de finalización de la perforación hasta el inicio de la rotación: _____________________________________________________________ Torque máximo:________________________________________________ Tiempo del ensayo hasta la falla: ______________________________________________________________ Resistencia al corte pico no drenada (Su)fv: ______________________________________________________________ Numero de revoluciones para el ensayo remoldeado: _____________________________________________________________ Velocidad del remoldeo:_________________________________________ Torque máximo para ensayo remoldeado: ____________________________________________________________ Resistencia al corte remoldeada no drenada (Sur)fv: _____________________________________________________________ Determinación de fricción: ________________________________________ Sensibilidad (St)fv: _____________________________________________ Notas:_________________________________________________________ _____________________________________________________________

INFORME RESUMEN: • Descripción de la veleta: _________________________________________ • Método de avance:______________________________________________ • Descripción del método para aplicar y medir momento: ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ • Cálculos, medidas de fricción de la varilla:_________________________________________________________ ______________________________________________________________ • Resistencia de la veleta al empuje:_________________________________ • Calibración del dispositivo para la medida del torque:____________________ SOBRE LA PERFORACION: • Número del sondeo: _____________________________________________ • Sitio: ________________________________________________________ • Condiciones del suelo en el sitio: ____________________________________________________________ • Cota de referencia: _____________________________________________ • Método de perforación: ___________________________________________ • Nombre del inspector: ___________________________________________ • Nombre del ingeniero: __________________________________________ ANEXO A FACTOR DE CORRECCION DE LA VELETA

INV E-170; 5

Es muy importante corregir la resistencia que se mide con la veleta, antes de ser utilizada, la resistencia movilizada al corte está dada por: τmovilizada=μv(Su)fv μv: factor empírico de corrección, relacionado con el índice de plasticidad y/o el limite líquido Relaciones que afectan las medidas con la veleta en arcillas y limos con IP>5, se sugiere: μv=1.05-b(IP)0.5 • b: factor de velocidad que depende del tiempo que transcurre hasta la falla (tf en minutos); b=0.015 +0.0075(logtf) μv=1.05-0.045(IP)0.5 Una relación sin corrección que aumenta con la plasticidad (Suv/δvo´) y el factor de corrección (μv) decrece con el IP. Factor de corrección propuesto para el corte con veleta, a partir del IP del suelo.

INV E-170; 6