• Author / Uploaded
• LUIS FIERRO CORTES

Citation preview

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

TALLER 2

GEOTECNIA

Francisco Julián Mulet Ochoa D7303975

Docente Ing. Johana Ruiz

FACULTAD DE INGENIERÍA Ingeniería Civil a distancia

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

1. Consulte y describa métodos de instrumentación geotécnica, magnitud medida y equipos que se utilizan para el monitoreo geotécnico del terreno (Describa detalladamente cada caso incluyendo registro fotográfico de los equipos). Movimiento Superficial: Medición Topográfica. Sistema más común que se realiza en obras civiles, su procedimiento es mediante el monitoreo topográfico, se un banco de marca (BM) o varios en sitios estables y puntos de control en el talud a monitorear se introducen tubos en los sitios de poca estabilidad. Así de determina el comportamiento del talud en sentido vertical u horizontal y la tasa de desplazamiento

GPS Diferencial Los (DGPS) actualmente se utilizan en las obras civiles para el seguimiento de deslizamientos superficiales. Se tiene una estación base en un sitio donde se conoce la ubicación para realizar correlaciones a las diferentes estaciones móviles que se hayan instalado previamente.

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Las medidas del DGPS son casi precisas, aunque dependen de las condiciones climáticas desfavorables y el terreno, debido a que si este tiene bastante cobertura vegetal afecta la medida de los GPS. La desventaja está al momento de tomar las medidas ya que presentará un error e informará que la estación base se está moviendo, esto debido a que hay una confusión con la ubicación de las estaciones móviles, para evitar esto, se debe conocer con exactitud la ubicación de la estación fija para así poder realizar la correlación debida para conocer las distancias entre las bases.

Movimientos Horizontales. Los extensómetros nos sirven medir los movimientos horizontales relativos y los cambios de abertura de las grietas. La función es medir el movimiento comparándolo con una distancia inicial o cero conocidos entre dos puntos, se puede realizar de forma manual o automática pero su precisión debe de ser de 0.2mm y teniendo en cuenta los datos de lluvia diaria.

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

Extensómetros horizontales: Detector de Agrietamiento. Mide la ampliación de las grietas y monitorearlas a través del tiempo, se instalan guías de madera a ambos lados de las grietas y se monitoreas los datos de separación. Medidores de Grilla Graduada. Son dos láminas plásticas traslapados con una grilla fija a lado y lado de la fisura, nos determina la posición de una con respecto a la otra, comparándola con la posición inicial. Extensómetros de Cinta. Se usa para medir la distancia entre dos puntos en lugares cerrados como túneles, galerías y excavaciones. En el procedimiento se instala de una cinta de acero perforada cada 5 cm, enrollada a un carrete, la cual se fija con ganchos para garantizar la tensión. Extensómetros Mecánicos. Consiste en poner un cable o cinta horizontal, apenas se presenta el movimiento se mide el desplazamiento con respecto a la distancia original. Se caracteriza por ser un método preciso., sin embargo, existe los extensómetros eléctricos que son similares a los extensómetros mecánicos que tiene un transductor de una precisión de 0.0025 y 0.01 mm lo que lo hacen más exactos en la toma de datos. Las desventajas principales son por costos y que pueden ser afectados por la temperatura.

Movimiento Interno. El inclinómetro es una técnica de instrumentación geotécnica capaz de registrar movimientos horizontales a lo largo de la vertical de un sondeo, se usa principalmente en taludes y sitios inestables. Con ellos se pueden obtener datos de profundidad de la falla, dirección y magnitud de los desplazamientos. Los principales inclinómetros son:

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Inclinómetro portátil. Nos sirve para medir la deformación tomando varios puntos lo largo de la tubería, principalmente se utiliza en proyectos geotécnicos para el monitorear la estabilidad de taludes, monitoreo de pilotes y muros pantalla, excavaciones de monitoreo, monitoreo de la deformación de terraplenes y diques de tierra, e investigación de deslizamientos. Dentro de sus características está que arroja datos para perfil completo, el tiempo de lectura es de 45 min/ 30m, su monitoreo es económico, pero es un equipo grande y pesado lo que hace demorada su lectura

Inclinómetro fijo. Regularmente se utilizan para controlar la deflexión de los taludes aguas arriba de presas. Los inclinómetros fijos consisten en la colocación de varios sensores dentro de un tubo a distintas profundidades con el objetivo de mirar las condiciones automáticamente en puntos críticos. Dentro de sus características comparado con el inclinometro portátil es que, el tiempo de lectura es en segundos, su acceso es remoto, la opción de lectura es en tiempo real, como desventaja es se debe realizar tendidos de cables horizontales de gran longitud, los cuales deben protegerse para no tener fallas o errores en la

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

Movimientos Verticales. Extensómetros sencillos. Sirven para medir el aumento o disminución de la longitud de un cable que se encuentra dentro de una perforación y se instala unos pesos para mantener la tensión en el cable. Al fondo se debe asegurar el cable al suelo o roca.

Deformímetros multipunto. Se usan para túneles, excavaciones profundas, presas y desplazamiento en rocas. se clasifican en tipo varilla y tipo cable. El tipo varilla tiene la instalación vertical es

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA rigurosa y difícil, además de estar limitada a 15,24m de profundidad aproximadamente. Puede tener hasta 6 barras de metal que se posicionan a diferentes profundidades conocidas. El tipo cable se pueden instalar hasta 8 cables y se puede instalar a mayores profundidades a diferencia del tipo varilla. Cada cable está conectado a un elemento de medición en la cabeza que puede ser un medidor de esfera, eléctrico o medidor de tensión conectado a una lectura eléctrica

Deformímetros magnéticos. Miden los asentamientos o rebotes en excavaciones, cimientos, presas y terraplenes, nos indican a que profundidad se generan los asentamientos y el asentamiento total. Consiste en una sonda, un cable graduado, un carrete con luz y vibrador o timbre, e imanes colocados a lo largo de la tubería de acceso. Estos imanes están a lo largo de la tubería y cambian de posición conforme el suelo circundante se mueva. Para obtener las mediciones, se introduce la sonda en la tubería y cuando pasa por un campo magnético el carrete en la superficie alumbra y vibra dando la señal al operador de revisar la profundidad y la graduación del cable.

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

Celdas de Asentamiento. Son un instrumento que mide asentamientos o expansiones en un punto de interés al interior de una masa de suelo o terraplén. Tiene gran utilidad si el acceso es difícil y no interfiere en los procesos de construcción. Consta de tres componentes que son: un transductor de presión, un conjunto de tubos con cables de conexión y un depósito de líquido.

Péndulos. Los péndulos se utilizan para medir la distancia horizontal entre dos puntos a diferentes elevaciones. Se instalan donde la subsidencia del terreno puede causar asentamientos e inclinaciones diferenciales.

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Hay 2 tipos, el directo y el inverso. Comúnmente estos son utilizados en presas de concreto, rascacielos, operación de túneles y estructuras altas. Dentro de sus ventajas tenemos que es un equipo sencillo, precisos y confiable en monitoreo a largo plazo, además, puede hacer mediciones en diferentes ubicaciones siempre y cuando sea por la misma línea y sus movimientos pueden ser monitoreados manual o automáticamente.

Tiras de Cortante. Son similares a los extensómetros y es que pueden determinar los planos de falla. Consisten en un circuito eléctrico paralelo que está hecho de resistores, aproximados unos cien resistores, sobre una cinta frágil donde se mide la resistencia eléctrica para determinar la profundidad de la rotura de la cinta y obtener la profundidad del plano de falla.

Presiones. Existen 2 Sistemas, el Cerrado y el abierto. Dentro el sistema cerrado tenemos Piezómetro de doble tubo, que consiste de un filtro poroso conectado a dos tubos de plástico, con un medidor de presión ya sea manómetros de tubo o un transductor de presión eléctrico, Piezómetro neumático consiste en una punta porosa unida a un diafragma que se acciona por medio de gases o aceites y requiere de un lectura externa suministrando la presión, la cual aumenta en el interior hasta igualar la que se está recibiendo en la piedra porosa para tomar la lectura una vez equilibradas las dos presiones. Piezómetro de cuerda vibrante, se caracterizan por presentar errores a largo plazo debido a las deformaciones en el diafragma, lo cual modifica la tensión del cable y la precisión de las medidas, también presenta problemas con la corrosión por falta de hermeticidad, Piezómetro eléctrico, consta de un diafragma que se desvía gradualmente a la

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA presión de poros que se ejerza en una cara del piezómetro y esta desviación se mide con varios transductores eléctricos. Piezómetro hidráulico, consiste en un disco cerámico poroso como sensor. El medidor de presión está un poco más elevado que la punta del piezómetro y se requiere de una tubería larga para transportar el fluido con el fin de aplicar una presión de equilibrio y cuando se abra una válvula que controla la entrada a la punta se observa la presión de respuesta, Celdas de presión embebidas, es usada para medir presiones y normalmente se usa en muros de contención, revestimiento de túneles, terraplenes o tensiones bajo cimientos. En el sistema Abierto tenemos: Piezómetro de Casagrande, consiste en un tubo corto con ranuras o un cilindro de cerámica porosa a la cual se le conoce como “bulbo piezómetro”. A uno de los extremos se le acopla un tubo de menor diámetro que sube hasta la superficie, su funcionamiento consiste en que la parte libre del tubo hasta la superficie varia con respecto a la presión de poros, es decir, a mayor presión la columna de agua también subirá. Piezómetro de tubo ranurado se usa para detectar y monitorear el nivel freático en terrenos permeables. La diferencia con el piezómetro de Casagrande es que no está sellado con bentonita. De esta forma, al pasar el agua por el filtro se llenará el interior del tubo hasta que se estabilice con el nivel freático externo y poderse medir

Actividad Sísmica. Acelerómetros. Son sensores o transductores que en cierta instrumentación incorporada, y su utilidad se basa detectar emisiones acústicas al convertir la energía mecánica asociada con los microsismos en una señal eléctrica proporcional a la amplitud del sonido o la vibración que se detecta, una ventaja es su tamaño, ya que su

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA influencia llega a ser despreciable sobre los instrumentos, a parte, los acelerómetros electrónicos permiten medir aceleraciones en una, dos o tres dimensiones, se pueden usar para el monitoreo de maquinaria, al medir en tres dimensiones puede determinar la inclinación de un cuerpo, determina la posición de un cuerpo, relacionando los cambios de aceleración y se calcula el desplazamiento que tuvo.

Acelerógrafos. Nos sirve mide la aceleración del suelo, provocada por un sismo, en función del tiempo. Como ventaja, se destaca que soporta grandes sismos registrando los datos a diferencia del sismógrafo que es más sensible, ya se encuentran digitales y más eficiente, debido a que pasa los datos a la computadora directamente, también nos permite diseñar estructuras sismo-resistentes, crear mapas de intensidades separando los movimientos fuertes de los débiles, calcular la respuesta del suelo, calcular espectros de diseño y respuesta, realizar estudios de amenaza sísmica.

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

Estructural. Extensómetro de cuerda vibrante. Se usan para medir las deformaciones en estructuras, principalmente de juntas, para eso va empotrado a lado y lado de la junta. Es usado en presas u estructuras de hormigón en masa

Clinómetros. Es un equipo mecánico o eléctrico que se diseña para medir inclinación o rotación de un punto y es usado principalmente en estructuras. Funcionan bajo la gravedad, es decir, hace las medidas con respecto a un plano vertical y normalmente se usa para monitorear estructuras, muros de contención, zonas de

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA deslizamientos o hundimiento, o elementos con movimiento rotacional influenciados por actividad sísmica.

2. Describa de manera clara y detallada como se realiza el procedimiento de proyección estereográfica por medio de la plantilla de Schmidt, así como su uso en el análisis de estabilidad de taludes.

La plantilla estereográfica de Schmidt, nos muestra que una zona de los polos superior e inferior no son completamente circulares, sino que son en forma de

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA abanico, su caracteriza principal es que tiene las distancias correctas y los ángulos falsos, los cuales se utilizan en el análisis de taludes. Para realizar el procedimiento de, se necesita la proyección estereográfica y papel calcante para hacer las falsillas, el papel calcante se coloca encima de la proyección estereográfica y se fija con un chinche. Tenemos los datos de Rumbo y buzamiento, sobre el papel calcante trazamos nuestro circulo máximo, es decir todo el circulo de la plantilla e identificamos nuestros puntos magnéticos (N. S E, O) y ubicamos el rumbo en la parte superior en inferior, luego girando la falsilla y hacemos coincidir los puntos marcados en rumbo con el eje Norte Sur y a partir de la parte exterior marcamos el buzamiento desacuerdo a la orientación dada, y trazamos el circulo máximo uniendo desde el eje N, S, pasando por el punto marcado por el buzamiento. Luego se ubica el polo, contando desde el punto del buzamiento hacía el centro 90° y llevamos el plano a su poción original y así se tendría representado el plano con su polo perpendicular al plano. La utilización de una proyección astrográfica o semiesférica de Schmidt en taludes sobre macizos rocosos con una o varias familias predominantes de discontinuidades, observando la orientación y la inclinación de las discontinuidades y su posición relativa respecto al plano del talud, se puede deducir cual es el tipo de rotura más probable en el talud. 3. Con fichas técnicas describa detalladamente ensayos in situ y de laboratorio que se realizan en rocas (especifique en las fichas técnicas, definición, equipo, procedimiento del ensayo, normatividad, cálculos).

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

Tipo de

Equipos

ensayo

Procedimient

Norma

Cálculos

o

Ensayo

Prensa hidráulica,

Se lleva a

ASTM

Resistencia a la

uniaxial

manómetro.

cabo

D3148,

compresión y la

aplicando una

D2938

deformabilidad

carga

uniaxial de

creciente a

materiales

velocidad de

rocosos

tensión constante entre 0,5 y 1,0 MPa/s. Los valores de deformación axial y radial se miden con gran precisión (alrededor de 5 x 10-6). A continuación se ejecutan también ciclos de carga y descarga para

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA obtener una evaluación correcta de las propiedades de compresibilida d

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Ensayo

Prensa hidráulica,

El ensayo

ASTM

Velocidad de

Triiaxial

manómetro.

triaxial se

D2664,

tensión en

ejecuta en

D5407

función de la

muestras

deformación

de rocas

axial y radial

contenidas en

Tensión

una

máxima de

membrana

rotura Módulo

de goma que

de Young

se colocan

tangente y

dentro de una

secante medido

célula triaxial y

en la curva de

se someten a

tensión-

una presión

deformación

isotrópica

axial

(normalmente

Proporción

entre 5 y 60

entre la

MPa) que se

deformación

mantiene

radial y la

constante

deformación

para

axial para

todo el

obtener el

ensayo. A

coeficiente de

continuación

Poisson

se aplica

Tensión

una carga

máxima

axial

respecto a la presión de la célula (en los

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA ensayos triaxiales) para definir la envolvente de rotura y las propiedades correspondiente s (cohesión y fricción).

Ensayo de

Dispositivo de

Este ensayo

NORMA

Medir la

tracción

compresión/tracci

consiste en

S

resistencia a

indirecta

ón

someter a

ASTM

tracción de las

indirecta para

compresión

D3967

mezclas

muestras de roca

diametral una

de

probeta

54 mm de

cilíndrica,

diámetro

igual a la definida en el ensayo Marshall, aplicando una carga de manera uniforme a lo largo de dos líneas o

bituminosas

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA generatrices opuestas hasta alcanzar la rotura

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Permeabilida

cilindros para

Abrase

AASHTO coeficiente de

d de suelos

muestras con

ligeramente la

T 215

granulares

diámetro mínimo

válvula de

ASTM D cantidad de

de

admisión del

2434

aproximadamente

tanque

descargada, ,

8 a 12 veces

filtrante para

Distancia entre

el tamaño máximo

la

manómetros ,

de las partículas,

primera

Área de la

un disco poroso o

prueba hasta

sección

una malla

lograr las

transversal del

reforzada

condiciones

espécimen ,

adecuada para el

descritas en el

Tiempo total de

fondo,

numeral 2.1.,

desagüe,

manómetros,

absteniéndose

Diferencia de

disco poroso

de tomar las

cabeza (altura)

o una malla

medidas de

sobre los

adecuada

gasto y de

manómetros

reforzada con un

cabeza hasta

resorte adherido a

que se

la parte superior,

alcance

Equipo para la

una condición

compactación,

de cabeza

Bomba de vacío o

estable sin

aspirador de

que exista

chorro de agua,

variación

Tubos

apreciable de

manométricos con

los

escalas métricas

niveles de los

para medir cabeza

manómetros.

permeabilidad,

agua

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA de agua, Balanza

Mídase y

de capacidad de 2

anótese el

kg y sensibilidad

tiempo, "t", la

de 1 g

cabeza, "h", (diferencia de nivel en los manómetros), el gasto, "Q", y la temperatura del agua, "T", Repítanse las pruebas con incrementos de cabeza de 5 mm para establecer exactamente la zona de flujo laminar con velocidad, v (siendo v = Q/At) directamente proporcional al gradiente hidráulico, "i" (siendo i =

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA h/L). Cuando se hagan patentes las desviaciones de la relación lineal, indicando con ello la iniciación de condiciones de flujo turbulento, pueden emplearse intervalos de cabeza de 10 mm para llevar el ensayo suficientement e dentro de la zona del flujo turbulento como para definir esta zona si esto fuere significativo

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA para las condiciones del campo. Se requieren valores mucho más bajos del gradiente hidráulico h/L, de los que generalmente se reconocen para asegurar condiciones de flujo laminar. Se sugieren los siguientes valores: compactación suelta, relaciones de h/L de 0.2 a 0.3, y compactación densa, relaciones de h/L de 0.3 a 0.5. Los valores

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA menores de h/L se aplican a suelos gruesos y los mayores a suelos finos, Al concluir el ensayo de permeabilidad, drénese y examínese la muestra para establecer si era esencialmente homogénea y de carácter isotrópico. Cualquier clase de rayas o capas horizontales alternadas claras y oscuras son evidencia de

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA la segregación de finos.

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Ensayo de

Prensa hidráulica,

Concebir una

ASTM

El índice de

Carga

manómetro.

idea general

D3148,

carga puntual

de la roca en

D2938

Puntual

cuanto a su litología y estructuras. 2. Identificar las muestras. 3. Medir las dimensiones de la muestra. 4. Dependiendo del tipo de muestra (ver figura 1), se sitúa el testigo entre las puntas cónicas de la máquina, resguardando que se cumplan las configuracione s de carga y requerimiento s de forma del testigo.

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA 5. Se recubre la máquina con una bolsa resistente cuyo fin será el de evitar que al momento de fallar la roca no salten fragmentos y dañen a personas u objetos de alrededor. 6. Una persona se encarga de medir la presión a la cual está siendo sometida la muestra mediante un manómetro conectado directamente a la prensa

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA hidráulica. 7. Una segunda persona será la encargada de ir aumentando paulatinament e la presión en la prensa hidráulica. 8. Una vez falle el testigo se retira y se analizan las condiciones y modo de ruptura

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Ensayo de

Gato, bloque de

Se aplica una

compresión

reparto y elemento carga sobre

con gato

de apoyo

ASTM

Presión de

E2835

contacto y la

una superficie

deformación del

/placa de

plana de la

suelo y roca

carga

roca, midiendo la deformación superficial resultante. Se realiza el ensayo con uno o dos gatos. Típicas cargas son de 300 toneladas sobre una placa con una superficie de 1 m2 y 720 ton. sobre 1.2 m2. Muchas veces se llega a tensiones de 100 kg/cm2.La profundidad afectada por el ensayo es más o menos

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA el diámetro de la placa. El resultado es un módulo de deformación global del macizo rocoso

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA Ensayo con

Trasmisor,

Generar una

ASTM

Velocidad de

ondas de

receptor

onda sonora

C597

ondas

sonido

(vibración) en

longitudinales y

el terreno, por

transversales

un medio

velocidad de

mecánico, y

ondas

medir(mediant

transversales:

e geófonos)

Módulo de

el tiempo

elasticidad /

que dicha

deformación

onda tarda en

dinámica

recorrer la

Coeficiente de

distancia entre

Poisson γ

el punto de

densidad del

generación y

material

un punto cualquiera en el terreno.

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

https://www.studocu.com/es/document/universidad-de-panama/investigaciongeotecnica/resumenes/ensayos-de-deformabilidad-de-rocas-in-situ/5489802/view https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/6154/07.pdf?sequence=8&is Allowed=y file:///C:/Users/Administrador/Downloads/librodeslizamientosti_cap12%20(2).pdf http://mecanicadesuelosumng.weebly.com/presentacioacuten-laboratorio.html