64402979 ensayo-triaxial-ciclico-para-suelos-granulares-y-finos-granulares

ENSAYO TRIAXIAL CICLICO PARA SUELOS GRUESO GRANULARES Y FINO GRANULARES

YAZMIN SORELY CEBALLOS JIMENEZ JOSE JOAQUIN LARA RUIZ

FIDEL CASTRO HINESTROZA

PROFESOR JULIAN VIDAL VALENCIA

INGENIERO CIVIL ESPECIALISTA EN MECÁNICA DE ROCAS Y CIMENTACIONES

UNIVERSIDAD EAFIT FACULTAD DE INGENIERIAS

ESPECIALIZACION EN DISEÑO VIAL E INGENIERIA DE PAVIMENTOS MEDELLIN

2011

1

TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................... 4 2. ALCANCES Y OBJETIVOS ............................................................................................................................... 5

2.1 OBJETIVOS ............................................................................................................................................... 5 2.1.1 Objetivo General .................................................................................................................................... 5 2.1.2 Objetivos Específicos ............................................................................................................................. 5

3. GENERALIDADES............................................................................................................................................. 6 3.1 Ensayo Triaxial Cíclico. ............................................................................................................................. 6 3.2 Esfuerzos en una masa de suelo vial ........................................................................................................... 7 3.3 Deformaciones recuperables y permanentes ............................................................................................... 9 3.4 Módulo resiliente ...................................................................................................................................... 10 3.5 Coeficiente de variación de Pearson ......................................................................................................... 11

4. DATOS DEL ENSAYO ..................................................................................................................................... 12 4.1 Arenilla ..................................................................................................................................................... 12 4.2 Subbase granular ...................................................................................................................................... 13 4.3 Base granular ............................................................................................................................................ 13 4.4 Suelo fino granular 1 ................................................................................................................................ 14 4.5 Suelo fino granular 2 ................................................................................................................................ 14

5. CALCULOS Y GRAFICAS. ............................................................................................................................. 15 5.1 Arenilla ..................................................................................................................................................... 15

5.1.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara ......................................... 15 5.1.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. ............................................................................................... 16 5.1.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. ................................................................................... 17 5.1.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones .............................................................................. 17 5.1.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador .................................................. 18 5.1.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente ............................................................................. 19 5.1.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total .................................................................................... 19

5.2 Subbase granular ...................................................................................................................................... 20 5.2.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara ......................................... 21 5.2.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. ............................................................................................... 21 5.2.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. ................................................................................... 22 5.2.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones .............................................................................. 22 5.2.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador .................................................. 23 5.2.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente ............................................................................. 23 5.2.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total .................................................................................... 24

5.3 Base granular ............................................................................................................................................ 25 5.3.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara ......................................... 25 5.3.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. ............................................................................................... 26 5.3.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. ................................................................................... 26 5.3.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones .............................................................................. 27 5.3.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador .................................................. 28 5.3.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente ............................................................................. 28 5.3.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total .................................................................................... 29

5.4 Suelo fino granular 1 ................................................................................................................................ 30 5.4.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara ......................................... 30 5.4.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. ............................................................................................... 31 5.4.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. ................................................................................... 32 5.4.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones .............................................................................. 33 5.4.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador .................................................. 33 5.4.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente ............................................................................. 34 5.4.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total .................................................................................... 34

5.5 Suelo fino granular 2 ................................................................................................................................ 35

2

5.5.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara ......................................... 35 5.5.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. ............................................................................................... 36 5.5.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. ................................................................................... 36

5.6 CONCLUSIONES .................................................................................................................................... 37

INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Valores de aceptación de datos en base al coeficiente de variación ..................................... 11 Tabla 2. Datos del ensayo triaxial cíclico material arenilla ....................................................................... 12 Tabla 3. Datos del ensayo triaxial cíclico para subbase granular ........................................................... 13 Tabla 4. Datos del ensayo triaxial cíclico para base granular ................................................................. 13 Tabla 5. Datos del ensayo triaxial cíclico para material fino (1) .............................................................. 14 Tabla 6. Datos del ensayo triaxial cíclico para material fino (2) .............................................................. 14 Tabla 7. Cálculos y resultados del ensayo para la Arenilla...................................................................... 15 Tabla 8. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para subbase granular .............................. 20 Tabla 9. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para base granular .................................... 25 Tabla 10. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para suelo fino granular (1) .................... 30 Tabla 11. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para suelo fino granular (2) .................... 35

INDICE DE GRAFICAS

Grafica 1 Regla de Shewhart ........................................................................................................................ 11 Grafica 2. Módulo resiliente vs esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Arenilla) ... 16 Grafica 3. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Arenilla).................................................................... 16 Grafica 4. Modulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Arenilla)....................................................... 17 Grafica 5. Modulo resiliente y primer invariante de tensiones (Arenilla) ................................................ 18 Grafica 6. Modulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador (Arenilla) .................. 18 Grafica 7. Módulo resiliente y deformación recuperable (Arenilla) ......................................................... 19 Grafica 8. Módulo resiliente y deformación unitaria total (Arenilla)......................................................... 20 Grafica 9. Módulo resiliente y esfuerzo desviador aplicado (Subbase) ................................................. 21 Grafica 10. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Log-Log) (Subbase) ............................................. 21 Grafica 11. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Subbase). ................................................. 22 Grafica 12. Módulo resiliente y primer invariante de tensiones (Subbase) ........................................... 22 Grafica 13. Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y esfuerzo desviador (Subbase)........................................................................................................................................................................... 23 Grafica 14. Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente (Subbase) ........................................... 24 Grafica 15. Módulo resiliente y deformación unitaria total (Subbase) .................................................... 24 Grafica 16. Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Base) ....... 25 Grafica 17. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Log-Log) (Base) ................................................... 26 Grafica 18. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Base)......................................................... 27 Grafica 19. Módulo resiliente y primer invariante de tensión (Base) ...................................................... 27 Grafica 20. Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador (Base) .................... 28 Grafica 21. Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente (Base) .................................................. 29 Grafica 22 Módulo resiliente y Deformación unitaria total (Base) ........................................................... 29

3

Grafica 23. Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Suelo fino granular 1) ....................................................................................................................................................... 31 Grafica 24. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Log-Log) (Suelo Fino Granular 1) ..................... 31 Grafica 25. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Suelo Fino Granular 1) ........................... 32 Grafica 26. Módulo resiliente y primer invariante de tensiones (Suelo Fino Granular 1) .................... 33 Grafica 27. Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador (Suelo Fino Granular 1) ...................................................................................................................................................... 33 Grafica 28. Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente (Suelo Fino Granular 1) .................... 34 Grafica 29. Módulo resiliente y deformación unitaria total (Suelo Fino Granular 1) ............................. 34 Grafica 30. Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Suelo Fino Granular 2) ...................................................................................................................................................... 35 Grafica 31. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Suelo Fino Granular 2) ........................................ 36 Grafica 32. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Suelo Fino Granular 2) ........................... 36

4

1. INTRODUCCIÓN

La caracterización mecánica de los materiales viales, es una necesidad básica de las

nuevas tendencias de diseños de estructuras de pavimento denomina racional o

mecanicistas.

El conocer la respuesta estructural de los materiales viales y su estado de cargas, es

fundamental en el sentido que determina con mayor exactitud los espesores de las

distintas capas de materiales estructurales a utilizar así como sus calidades y cualidades,

y no precisamente basados en experiencias externas o correlaciones sobre suelos de

otras latitudes, los cuales tiene comportamientos distintos, debido principalmente a las

condiciones climáticas a que son sometidas las regiones de la zona ecuatorial, con

respecto a las condiciones de las zonas con periodos estacionales definidos.

Las técnicas de ensayos dinámicos de materiales viales, modelan o simulan mejor las

condiciones de respuesta estructural, que con ensayos monotónico tipo CBR o dinámicos

con equipos de corte tipo PDC. Las técnicas para determinar esas características

dinámicas de los materiales son establecidas, más frecuentemente, con ensayos cíclicos

triaxial. Este documento corresponde al trabajo académico de análisis de cinco muestras

de suelos o materiales granulares utilizados comúnmente en Antioquia, ensayadas en el

equipo triaxial de la Universidad EAFIT.

5

2. ALCANCES Y OBJETIVOS

Se trata de analizar los resultados de cinco muestras de materiales granulares gruesos

tipo arenilla, subbase y base y de suelos granulares finos, a fin de establecer relaciones

sobre las distintas variables del ensayo, esto dentro del marco de la materia Mecánica de

Materiales para Pavimentos de la Especialización en Vías y Pavimentos de la Universidad

EAFIT.

2.1 OBJETIVOS

2.1.1 Objetivo General

Analizar los resultados de los ensayos en equipo triaxial cíclico de cinco muestras de

suelos para uso vial.

2.1.2 Objetivos Específicos

Identificar con claridad los distintos parámetros del resultado del ensayo triaxial

cíclico sobre muestras de suelo viales.

Calcular las deformaciones unitarias y el módulo resiliente de los suelos

ensayados.

Determina la validez o aceptación de los ensayos en base a parámetros

estadísticos como la desviación estándar o el coeficiente de variación de Pearson.

Graficar e interpretar las distintas variables de los resultados del ensayo.

Dar conclusiones sobre los resultados obtenidos e interpretación práctica.

6

3. GENERALIDADES

3.1 Ensayo Triaxial Cíclico.

El ensayo con equipo triaxial cíclico, consiste en la aplicación de cargas de confinamiento

y axial a una muestra de suelo, en forma cíclica tratando de simular la frecuencia y

magnitud de las cargas que en la vida de servicio podría estar sometida una muestra de

material vial.

El equipo, normalmente, está dotado de instrumentación eléctrica determinar la

deformación, carga y presión de confinamiento1. Se muestra en la fotografía el equipo

utilizado.

Fotografía 1 Equipo triaxial cíclico Universidad Eafit

Fuente: Comportamiento Resiliente de Suelos Finos Granulares

El patrón de esfuerzos inducidos a una estructura de pavimento como resultado del

tránsito de vehículos es muy complejo. Un elemento de pavimento está sujeto a pulsos de

carga que involucran componentes de esfuerzos normales y cortantes. Los esfuerzos son

transitorios y cambian con el tiempo conforme la carga avanza. El esfuerzo cortante

cambia de sentido conforme la carga pasa, provocando así una rotación de los ejes de

esfuerzos principales.

1 Comportamiento Resiliente de Suelos Finos granulares – Julián Vidal Valencia y Rodrigo Iván Valencia

Mora – 2005.

7

En laboratorio se realizan pruebas triaxiales simulando o tratando de reproducir las

condiciones más desfavorables de cargas. Durante las pruebas debe aplicarse una

presión de confinamiento que varíe con el esfuerzo desviador; sin embargo, es difícil

simular en laboratorio este cambio, por lo que la presión de confinamiento se mantiene

constante y el esfuerzo desviador es el que se aplica en forma repetida2.

3.2 Esfuerzos en una masa de suelo vial

Las de los vehículos al pavimento se transmiten a través de las ruedas, teniendo gran

influencia la presión de contacto, la configuración de las llantas, la velocidad de los

vehículos y la carga en si sobre las llantas.

La figura 1 representa el estado general de esfuerzos de un elemento de suelo baja la

acción de carga móvil, como sucede en los elementos viales; se observa la presencia de

esfuerzos verticales, esfuerzos horizontales y de corte.

La figura 2 muestra el cambio en el estado de los esfuerzos de la masa de suelo, con el

avance de la carga, se resalta que los esfuerzos cortantes cambian de dirección

dependiendo si están antes o después de la carga y que bajo la carga los esfuerzos

cortantes son nulos, por lo que se presenta el estado de esfuerzo más crítico y el

simulado con el ensayo triaxial. La grafica 3, nuestra gráficamente esta situación.

2 Mecánica de Materiales para Pavimentos – Paul Garnica Angua y otros – Publicación Técnica Sanfandila -

2002

8

Figura 1 Estados de esfuerzos de un elemento de suelo con una carga móvil

Fuente: Soil Mechanics in pavement – Brown 1996

Figura 2 Estado de esfuerzo de elementos de suelos en distintas coordenadas de la carga móvil


9

Figura 3 Representación gráfica de condiciones de esfuerzos bajo una carga vehicular móvil


3.3 Deformaciones recuperables y permanentes

Bajo el efecto de las cargas vehiculares o cargas cíclicas se producen deformaciones en

la masa de suelo, algunas son elásticas o recuperables (resilientes) y otras son

permanentes o no plásticas.

Figura 4 Deformación plástica y recuperable de un suelo baja carga cíclica

Fuente: Ensayo de módulo resiliente – Felicita M. Limaymanta M.

10

3.4 Módulo resiliente

La resiliencia de un material se define como la propiedad que tiene un suelo para

absorber energía cuando se deforma elásticamente y devolverla cuando se descarga.

Cuando un vehículo circula por el pavimento, los neumáticos trasmiten cargas que son

absorbidas por la estructura, entonces un elemento diferencial del suelo estará sometido a

esfuerzos, que a su vez inducen un estado de deformaciones. Estos esfuerzos y

deformaciones están en función de las características propias de los materiales que

conforman el pavimento y donde las cargas impuestas tienen carácter dinámico con

cortos tiempos de aplicación, de modo que la deformación inducida, se recupera al cesar

la carga aplicada.

Bajo carga móvil la deformación permanente se va acumulando y para ciclos intermedios

la deformación permanente para cada ciclo disminuye, hasta que prácticamente

desaparece en los ciclos finales. La muestra llega así a un estado tal en que toda la

deformación es recuperable, en ese momento se tiene un comportamiento resiliente.

Esto implica que los materiales no presentan un comportamiento elástico y por ello se

introduce el término de MÓDULO RESILIENTE, que corresponde a un módulo que

relaciona las solicitaciones de cargas aplicadas con las deformaciones recuperables.

El módulo resiliente, no es una propiedad constante del material, sino que depende de

muchos factores. Los principales son: número de aplicaciones del esfuerzo, tixotropía,

magnitud del esfuerzo desviador, método de compactación y condiciones de

compactación.

Dónde:

Mr: Modulo resiliente

σd: Esfuerzo desviador

εr: Deformación unitaria en el eje del esfuerzo desviador

11

3.5 Coeficiente de variación de Pearson

Es una medida de dispersión útil para comparar dispersiones a escalas distintas pues es

una medida invariante ante cambios de escala. Sirve para comparar variables que están a

distintas escalas pero que están correlacionadas estadísticamente y sustantivamente con

un factor en común.

Tabla 1. Valores de aceptación de datos en base al coeficiente de variación

Otra regla rigurosa para aceptar o rechazar un grupo de ensayos de laboratorio es la

propuesta por Shewhart y que se esquematiza a continuación. En todo caso el buen juicio

del analista es básico para aceptar o rechazar un dato grupo de datos.

Grafica 1 Regla de Shewhart

http://es.wikipedia.org/wiki/Medida_de_dispersi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Escala

12

4. DATOS DEL ENSAYO

En las siguientes tablas se presenta los datos de los resultados de los ensayos triaxial cíclico en cinco muestras. 4.1 Arenilla

Tabla 2. Datos del ensayo triaxial cíclico material arenilla

Altura del espécimen: 203.2 mm Diámetro del espécimen: 102.4 mm

A B C D E F G H I J K L M N O

Chamber Mean Standard Applied Mean Mean Mean Std. Dev. Mean of Mean Std Dev Actual Permanent

Press. Nominal Deviator Deviation Deviator Recov Df Recov Df Recov. of Recov. Resilient of Mr of Mr Ú Contact Def.

Õ3 Õd Load of Load Stress LVDT #1 LVDT #2 Def. Def. Strain (Õd+3Õ3) Stress

kPa kPa N N kPa mm mm mm mm mm/mm kPa kPa kPa kPa mm

138 6.9 60.58 0.97 7.356 0.003137 0.00397 0.003529 0.000056 3560 421.356 0.7 0.000641

138 14 124.91 0.27 15.167 0.011274 0.01332 0.012297 0.000076 1279 429.167 1.6 0.000639

138 35 329.59 0.53 40.021 0.040404 0.042295 0.041337 0.000011 347 454.021 3.9 0.000643

138 69 730.29 1.1 88.675 0.096891 0.10021 0.098551 0.000145 335 502.675 7.7 0.000655

138 104 1060.15 0.75 128.729 0.132889 0.138101 0.135495 0.000074 82 542.729 11.6 0.000703

138 138 1404.08 1.85 170.492 0.175801 0.184189 0.179995 0.000252 225 584.492 15.3 0.000828

104 69.9 726.29 2.03 88.19 0.120482 0.124546 0.122514 0.000777 877 400.19 7.7 0.000764

104 14 125.09 0.96 15.189 0.014532 0.016294 0.015413 0.000098 417 327.189 1.5 0.000754

104 35 327.91 1.11 39.817 0.051316 0.053364 0.05234 0.000169 249 351.817 3.9 0.000757

104 69 722.87 1.25 87.775 0.12025 0.12439 0.12232 0.000253 150 399.775 7.7 0.000764

104 104 1044.13 1.56 126.784 0.160529 0.167603 0.164066 0.000165 100 438.784 11.6 0.000787

104 138 1396.18 1.87 169.532 0.204684 0.215605 0.210145 0.000257 144 481.532 15.4 0.000855

69 6.9 59.69 0.43 7.248 0.005378 0.006465 0.005921 0.000114 3353 214.248 0.8 0.000751

69 14 122.68 1.81 14.897 0.018127 0.020288 0.019208 0.000431 1575 221.897 1.5 0.000744

69 35 327.24 4.9 39.735 0.066885 0.070098 0.068491 0.000834 399 246.735 4.1 0.000744

69 69 717.9 3.05 87.171 0.15439 0.160791 0.157591 0.000435 244 294.171 7.9 0.000755

69 104 1042.05 9.99 126.532 0.200434 0.210449 0.205442 0.001198 470 333.532 11.1 0.000789

35 6.9 56.7 3.37 6.885 0.008626 0.009961 0.009281 0.000177 6553 111.885 1.2 0.000636

35 14 118.68 4.55 14.411 0.027287 0.030161 0.028724 0.001147 442 119.411 1.4 0.000637

35 35 317.54 3.06 38.557 0.098729 0.104834 0.101782 0.000867 631 143.557 3.7 0.000651

35 69 714.26 15.41 86.73 0.207519 0.219023 0.213271 0.002744 758 191.73 7.3 0.000725

35 104 963.87 12.11 117.038 0.257566 0.27269 0.265128 0.002527 323 222.038 11.1 0.000895

6.9 6.9 50.26 1.93 6.103 0.018294 0.020698 0.019483 0.001034 1120 26.803 0.8 0.000569

6.9 14 100.28 1.96 12.177 0.054971 0.060684 0.057828 0.001999 807 32.877 1.4 0.000586

6.9 35 300.96 4.06 36.545 0.170569 0.181675 0.176122 0.001825 191 57.245 3.8 0.000779

6.9 52 490.84 11.99 59.601 0.251221 0.265215 0.258218 0.004401 451 80.301 5.7 0.001231

6.9 69 658.33 6.98 79.938 0.34214 0.363833 0.352987 0.001731 389 100.638 7.6 0.002593

13

4.2 Subbase granular

Tabla 3. Datos del ensayo triaxial cíclico para subbase granular

Altura del espécimen: 203.2 mm Diámetro del espécimen: 100.2 mm 4.3 Base granular

Tabla 4. Datos del ensayo triaxial cíclico para base granular







138 6.9 57.83 0.78 7.334 0.001717 0.001436 0.001552 0.000042 18739 0.8 0.00113

138 14 119.17 0.77 15.113 0.005297 0.005049 0.005161 0.000047 8967 1.6 0.001131

138 35 319.76 1.37 40.551 0.026038 0.026567 0.026303 0.00007 1010 3.9 0.001135

138 69 679.5 1.25 86.172 0.067288 0.066729 0.067008 0.000167 403 7.8 0.001145

138 104 1014.25 0.84 128.624 0.098341 0.097881 0.098111 0.000137 176 11.7 0.001178

138 138 1396.67 1.12 177.12 0.136318 0.140469 0.138394 0.00015 91 15.4 0.001279

104 69.9 673.37 1.3 85.394 0.079358 0.080879 0.080118 0.000197 313 7.9 0.001234

104 14 118.38 0.57 15.012 0.006053 0.005947 0.006 0.000043 1264 1.6 0.001228

104 35 314.82 0.52 39.924 0.029794 0.03124 0.030505 0.000093 610 3.9 0.00123

104 69 663.6 0.66 84.156 0.078562 0.080161 0.079362 0.000114 382 7.7 0.001235

104 104 982.88 1.69 124.645 0.115537 0.116929 0.116233 0.000081 330 11.7 0.001248

104 138 1381.32 2.18 175.174 0.155493 0.162231 0.158862 0.000143 202 15.5 0.001285

69 6.9 57.95 0.23 7.349 0.001833 0.001645 0.001727 0.000018 7185 0.7 0.001219

69 14 117.52 0.66 14.904 0.00717 0.00728 0.007213 0.000038 1728 1.7 0.001218

69 35 312.62 0.79 39.646 0.036391 0.038511 0.037438 0.000103 476 4 0.00122

69 69 652.65 2.3 82.767 0.0953 0.098071 0.096661 0.000283 316 7.8 0.001228

69 104 962.37 1.43 122.044 0.137361 0.140742 0.139051 0.000195 40 11.6 0.001246

35 6.9 58.47 0.84 7.415 0.002407 0.002422 0.00239 0.000024 4025 0.7 0.001158

35 14 116.67 0.76 14.795 0.010166 0.010581 0.010374 0.000052 1465 1.7 0.001155

35 35 312.07 0.16 39.576 0.050893 0.054336 0.052614 0.000136 374 3.9 0.001156

35 69 660.49 1.89 83.761 0.125482 0.131152 0.128305 0.000332 56 7.8 0.001176

35 104 951.48 1.06 120.663 0.167447 0.174023 0.170723 0.000115 93 11.7 0.001225

6.9 6.9 58.01 0.69 7.357 0.004648 0.004995 0.004809 0.000072 1277 0.8 0.001071

6.9 14 113.65 0.42 14.412 0.018908 0.020122 0.019515 0.000104 634 1.7 0.00107

6.9 35 309.27 0.62 39.22 0.08035 0.086689 0.08352 0.000095 102 3.9 0.001091

6.9 52 480.9 0.86 60.985 0.127139 0.135679 0.131409 0.000115 94 5.9 0.001125

6.9 69 664.43 2.24 84.26 0.165906 0.175908 0.170907 0.000291 252 7.8 0.001188



Press. Nominal Deviator Deviation Deviator Recov Df Recov Df Recov. of Recov. Resilient of Mr of Mr é Contact Def.

å3 åd Load of Load Stress LVDT #1 LVDT #2 Def. Def. Strain (åd+3å3) Stress


138 6.9 60.88 1.27 7.451 0.001974 0.003018 0.002471 0.000109 18995 421.451 0.8 0.000973

138 14 124.42 1.01 15.227 0.00718 0.009687 0.008434 0.000118 4915 429.227 1.6 0.000974

138 35 323.94 1.57 39.644 0.027564 0.03499 0.031277 0.00004 1111 453.644 3.9 0.000977

138 69 685.18 0.65 83.852 0.066291 0.085078 0.075685 0.000092 166 497.852 7.7 0.000989

138 104 1042.33 1.91 127.56 0.100924 0.125352 0.113138 0.000103 220 541.56 11.5 0.001031

138 138 1418 0.88 173.535 0.142285 0.16856 0.155422 0.000059 89 587.535 15.5 0.00113

104 14 124.18 0.27 15.197 0.008606 0.011221 0.009913 0.000057 2239 327.197 1.6 0.001071

104 35 323.09 0.81 39.54 0.032529 0.040405 0.036467 0.000095 213 351.54 4 0.001073

104 69 681.58 0.79 83.412 0.079977 0.09979 0.089884 0.000071 333 395.412 7.7 0.001077

104 104 1023.53 1 125.259 0.120683 0.146274 0.133479 0.000154 81 437.259 11.6 0.001092

104 138 1423.25 0.78 174.177 0.164401 0.192358 0.17838 0.000084 44 486.177 15.5 0.001128

69 6.9 59.57 0.65 7.29 0.00286 0.003911 0.003386 0.000075 7436 214.29 0.8 0.001045

69 14 123.96 1.1 15.171 0.010594 0.013364 0.011979 0.000074 2153 222.171 1.6 0.001045

69 35 325.65 1.04 39.853 0.041341 0.050122 0.045731 0.000136 585 246.853 3.9 0.001047

69 69 685.61 0.81 83.905 0.102762 0.124473 0.113605 0.000148 117 290.905 7.8 0.001057

69 104 1010.28 2.13 123.639 0.146399 0.173691 0.160045 0.000136 226 330.639 11.6 0.001079

35 6.9 57.98 0.93 7.096 0.004361 0.005635 0.004961 0.000121 5333 112.096 0.9 0.000958

35 14 122.04 0.39 14.935 0.015096 0.018174 0.016623 0.000082 702 119.935 1.6 0.00096

35 35 323.55 0.75 39.596 0.060007 0.069971 0.064989 0.00014 80 144.596 4 0.000968

35 69 685.79 0.86 83.927 0.135669 0.159907 0.147788 0.000109 73 188.927 7.7 0.001

35 104 992.65 1.99 121.48 0.179356 0.208623 0.193989 0.000153 232 226.48 11.6 0.001059

6.9 6.9 57.34 0.87 7.018 0.006727 0.008262 0.007482 0.000098 2946 27.718 0.8 0.000904

6.9 14 118.07 1.12 14.45 0.022629 0.026372 0.024501 0.000236 358 35.15 1.5 0.000905

6.9 35 320.8 0.53 39.26 0.087525 0.099111 0.093318 0.000214 336 59.96 4 0.000928

6.9 52 499.97 0.89 61.186 0.13589 0.154858 0.145374 0.000145 86 81.886 5.9 0.000964

6.9 69 685.94 0.92 83.946 0.173626 0.200371 0.186998 0.000076 100 104.646 7.8 0.00103

14

4.4 Suelo fino granular 1

Tabla 5. Datos del ensayo triaxial cíclico para material fino (1)

Altura del espécimen: 100.0 mm 4.5 Suelo fino granular 2

Tabla 6. Datos del ensayo triaxial cíclico para material fino (2)


A B C D E F G H I J K L M N

41.4 12.4 15.32 0.97 8.396 0.001794 0.001556 0.001630 0.000065 23639 0.000057

41.4 24.8 27.16 0.51 14.885 0.004289 0.003854 0.004072 0.000054 5769 0.000062

41.4 37.3 32.01 1.37 17.545 0.006129 0.005745 0.005926 0.000209 4724 0.000076

41.4 49.7 35.86 0.52 19.652 0.007841 0.007567 0.007693 0.000131 1336 0.000085

41.4 62.1 41.08 0.88 22.512 0.011398 0.011316 0.011346 0.000114 3965 0.000092

27.6 12.4 8.42 0.70 4.616 0.000861 0.000636 0.000714 0.000062 64564 0.000088

27.6 24.8 18.83 0.39 10.319 0.002060 0.001620 0.001817 0.000040 19086 0.000089

27.6 37.3 27.74 1.88 15.203 0.003790 0.003328 0.003536 0.000162 15352 0.000089

27.6 49.7 34.27 0.44 18.782 0.007022 0.006596 0.006798 0.000196 10242 0.000090

27.6 62.1 40.80 0.38 22.361 0.011742 0.011737 0.011716 0.000279 5739 0.000096

13.8 12.4 8.85 1.21 4.850 0.000929 0.000664 0.000774 0.000128 70201 0.000095

13.8 24.8 19.23 0.91 10.537 0.002101 0.001776 0.001927 0.000026 21038 0.000095

13.8 37.3 29.57 0.61 16.207 0.004976 0.004477 0.004715 0.000084 9887 0.000095

Std Dev of

Mr

(kPa)

θ(σd + 3σ3)

(kPa)

Permanent

Def.

(mm)

Mean

Deviator Load

(N)

Standard

Deviation of Load

(N)

Applied

Deviator Stress

(kPa)

Mean Recov

Df LVDT #1

(mm)

Mean Recov

Df LVDT #2

(mm)

Chamber

Press. σ3

(kPa)

Nominal

σd

(kPa)

Mean Recov

Def

(mm)

Std. Dev. of

Recov. Def.

(mm)

Mean of

Resilient Strain

(mm/mm)

Mean of

Mr

(kPa)






41.4 12.4 27.16 0.8 14.462 0.000183 0.002495 0.00127 0.000747 892628 19.8 0.000063

41.4 24.8 46.11 1.25 24.553 0.000302 0.002888 0.001515 0.000994 2737059 20.2 0.000061

41.4 37.3 77.24 1.06 41.128 0.000467 0.00157 0.000893 0.000516 4066118 20.1 0.000078

41.4 49.7 101.75 1.01 54.176 0.000645 0.002376 0.001488 0.000741 4871520 20.5 0.000094

41.4 62.1 120.88 0.77 64.365 0.002151 0.004504 0.003305 0.000834 509196 20.3 0.00011

27.6 12.4 19.65 1.79 10.465 0.000188 0.000444 0.00027 0.000072 726463 20 0.000097

27.6 24.8 50.66 0.9 26.974 0.000275 0.001044 0.000625 0.000084 672666 20.5 0.000099

27.6 37.3 76.23 1.55 40.592 0.000572 0.001744 0.001032 0.000245 855262 19.8 0.000101

27.6 49.7 100.43 3.55 53.477 0.000581 0.002161 0.001314 0.000031 232385 19.9 0.0001

27.6 62.1 117.68 1.4 62.658 0.004349 0.00699 0.005647 0.000269 42196 20.3 0.000059

13.8 12.4 26.25 1.5 13.975 0.000188 0.000645 0.000359 0.000058 527502 19.7 0.000053

13.8 24.8 53.74 6.39 28.616 0.000293 0.0013 0.000785 0.000054 174801 20 0.000054

13.8 37.3 79.96 3.95 42.574 0.00043 0.001996 0.00119 0.000074 181237 20.9 0.000057

13.8 49.7 99.52 4.67 52.99 0.000632 0.002637 0.001634 0.000138 164163 19 0.000065

13.8 62.1 123.29 2.21 65.648 0.000801 0.003365 0.002048 0.000094 117701 21.2 0.000087

15

5. CALCULOS Y GRAFICAS.

5.1 Arenilla

La tabla 7, muestra los cálculos más relevantes en base a los datos obtenidos del ensayo. Tabla 7. Cálculos y resultados del ensayo para la Arenilla

En el aspecto estadístico los datos presentan valores de coeficiente de variación adecuados, con lo cual se puede establecer como confiables y aceptables para el análisis. En base a los datos y resultados obtenidos se hace el análisis de algunas variables que intervienen en el proceso. 5.1.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara Se observa una tendencia de mejor respuesta estructural o mayor módulo resiliente para el mismo esfuerzo desviador en donde la presión de confinamiento es mayor, con lo cual se evidencia la importancia del confinamiento en este tipo de material. Para igual presión de cámara se observa que el módulo resiliente para bajos valores del esfuerzo desviador muestra una disminución abrupta del módulo resiliente, manteniéndose casi constante el valor del módulo en un rango amplio de incremento del esfuerzo desviador, para aumentar levemente para valores altos de este esfuerzo.


Chamber Applied Mean Std. Dev. Mean of Mean Std Dev Actual Permanent Permanent Total

Press. Deviator Recov. of Recov. Resilient of Mr of Mr Ú Contact

Õ3 Stress Def. Def. Strain (Õd+3Õ3) Stress

kPa kPa mm mm mm/mm kPa kPa kPa mm mm/mm mm/mm

138 40.021 0.041337 0.000011 0.00020343 196730.9481 347 454.021 3.9 0.000643 3.16437E-06 0.00020659 3.4482 0.18

138 88.675 0.098551 0.000145 0.000484995 182836.9068 335 502.675 7.7 0.000655 3.22343E-06 0.00048822 1.5562 0.18

138 128.729 0.135495 0.000074 0.000666806 193053.1223 82 542.729 11.6 0.000703 3.45965E-06 0.00067027 1.0720 0.04

138 170.492 0.179995 0.000252 0.000885802 192471.8709 225 584.492 15.3 0.000828 4.0748E-06 0.00088988 0.8094 0.12

104 15.189 0.015413 0.000098 7.58514E-05 200246.8565 417 327.189 1.5 0.000754 3.71063E-06 7.9562E-05 6.8471 0.21

104 39.817 0.05234 0.000169 0.000257579 154581.8571 249 351.817 3.9 0.000757 3.72539E-06 0.0002613 2.6119 0.16

104 87.775 0.12232 0.000253 0.000601969 145813.2767 150 399.775 7.7 0.000764 3.75984E-06 0.00060573 1.1848 0.10

104 126.784 0.164066 0.000165 0.000807411 157025.2752 100 438.784 11.6 0.000787 3.87303E-06 0.00081128 0.8203 0.06

104 169.532 0.210145 0.000257 0.001034178 163929.2032 144 481.532 15.4 0.000855 4.20768E-06 0.00103839 0.6135 0.09

69 14.897 0.019208 0.000431 9.45276E-05 157594.2524 1575 221.897 1.5 0.000744 3.66142E-06 9.8189E-05 4.6318 1.00

69 39.735 0.068491 0.000834 0.000337062 117886.3208 399 246.735 4.1 0.000744 3.66142E-06 0.00034072 1.7365 0.34

69 87.171 0.157591 0.000435 0.000775546 112399.4847 244 294.171 7.9 0.000755 3.71555E-06 0.00077926 0.7915 0.22

69 126.532 0.205442 0.001198 0.001011033 125151.1492 470 333.532 11.1 0.000789 3.88287E-06 0.00101492 0.5453 0.38

35 6.885 0.009281 0.000177 4.56742E-05 150741.5149 6553 111.885 1.2 0.000636 3.12992E-06 4.8804E-05 5.0835 4.35

35 14.411 0.028724 0.001147 0.000141358 101946.637 442 119.411 1.4 0.000637 3.13484E-06 0.00014449 2.4287 0.43

35 38.557 0.101782 0.000867 0.000500896 76976.10972 631 143.557 3.7 0.000651 3.20374E-06 0.0005041 0.9077 0.82

35 86.73 0.213271 0.002744 0.001049562 82634.46976 758 191.73 7.3 0.000725 3.56791E-06 0.00105313 0.4036 0.92

35 117.038 0.265128 0.002527 0.001304764 89700.52805 323 222.038 11.1 0.000895 4.40453E-06 0.00130917 0.2990 0.36

6.9 6.103 0.019483 0.001034 9.58809E-05 63651.88113 1120 26.803 0.8 0.000569 2.8002E-06 9.8681E-05 1.1306 1.76

6.9 12.177 0.057828 0.001999 0.000284587 42788.37933 807 32.877 1.4 0.000586 2.88386E-06 0.00028747 0.5666 1.89

6.9 36.545 0.176122 0.001825 0.000866742 42163.63657 191 57.245 3.8 0.000779 3.83366E-06 0.00087058 0.1888 0.45

6.9 59.601 0.258218 0.004401 0.001270758 46901.93248 451 80.301 5.7 0.001231 6.05807E-06 0.00127682 0.1158 0.96

6.9 79.938 0.352987 0.001731 0.001737141 46016.99666 389 100.638 7.6 0.002593 1.27608E-05 0.0017499 0.0863 0.85

Modulo

Resiliente (kPa)

s3/sdDef. Def. Unit. Def. Unit.

Coeficeinte

de variacion

16

Grafica 2. Módulo resiliente vs esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Arenilla)

5.1.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. Se observa que en este tipo de suelos el esfuerzo desviador tiene una influencia no determinante en el valor del módulo resiliente, situación que reafirma el análisis de la gráfica anterior, en donde para una misma presión de cámara se podría obtener valores casi iguales del módulo resiliente en un amplio rango de incremento del esfuerzo desviador. Grafica 3. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Arenilla)

17

5.1.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. En este tipo de suelos el esfuerzo de confinamiento presenta alta correlación con el módulo resiliente, se puede observar una agrupación de los datos con una tendencia definida. Grafica 4. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Arenilla)

En base a estos datos, se podría suponer una adecuada predicción del módulo resiliente en base a datos obtenidos de la presión de confinamiento; del estado de esfuerzo del suelo se puede deducir, entonces, que a mayor confinamiento del material, la respuesta estructural del mismo mejora en forma significativa. 5.1.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones Algunos autores consideran que solo el esfuerzo confinamiento no debe ser considerado para correlacionar el módulo resiliente de los suelos granulares, por lo tanto se postula en primer invariante de tensiones para establecer el valor del módulo. En la figura 5 se muestra la tendencia más aceptable en función de tipo potencial; se observa un menor valor de coeficiente de correlación que al utilizar el esfuerzo de confinamiento.

18

Grafica 5. Modulo resiliente y primer invariante de tensiones (Arenilla)

5.1.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador Se observa una relación aceptable en la tendencia del comportamiento del módulo resiliente y la relación entre el esfuerzo de confinamiento y el esfuerzo desviador, aun cuando inferior a la establecida con el primer invariante de tensiones y el esfuerzo de confinamiento. Grafica 6. Modulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador (Arenilla)

19

5.1.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente Las deformaciones unitarias resiliente no muestran tendencia que permitan determinar su correlación con el módulo resiliente en este tipo de suelos. Grafica 7. Módulo resiliente y deformación recuperable (Arenilla)

En este tipo de material se evidencia una correlación errática entre los dos parámetros, de donde no se podría deducir ningún tipo de relación que permita predecir el comportamiento de las deformaciones unitarias totales en base a la respuesta estructural del material. 5.1.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total Las deformaciones unitarias total no muestran tendencia que permitan determinar su correlación con el módulo resiliente.

20

Grafica 8. Módulo resiliente y deformación unitaria total (Arenilla)

5.2 Subbase granular

Tabla 8. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para subbase granular

Los datos muestran un adecuado un valor adecuado del coeficiente de variancia, con lo cual se podrá concluir que la información fue correctamente tomada y los datos son confiables para efecto de análisis.


Chamber Applied Mean Std. Dev. Mean of Mean Std Dev Actual Permanent Permanent Total Coeficiente

Press. Deviator Recov. of Recov. Resilient of Mr of Mr Ú Contact Def. Def Unit Def Unit variacion

Õ3 Stress Def. Def. Strain (Õd+3Õ3) Stress mm/mm mm/mm

kPa kPa mm mm mm/mm kPa kPa kPa kPa mm

138 7.334 0.001552 0.000042 7.64E-06 960224.742 18739 421.334 0.8 0.00113 5.56E-06 1.320E-05 18.8165 1.95

138 15.113 0.005161 0.000047 2.54E-05 595032.281 8967 429.113 1.6 0.001131 5.57E-06 3.096E-05 9.1312 1.51

138 40.551 0.026303 0.00007 1.29E-04 313270.851 1010 454.551 3.9 0.001135 5.59E-06 1.350E-04 3.4031 0.32

138 86.172 0.067008 0.000167 3.30E-04 261314.327 403 500.172 7.8 0.001145 5.63E-06 3.354E-04 1.6014 0.15

138 128.624 0.098111 0.000137 4.83E-04 266396.192 176 542.624 11.7 0.001178 5.80E-06 4.886E-04 1.0729 0.07

138 177.12 0.138394 0.00015 6.81E-04 260060.292 91 591.12 15.4 0.001279 6.29E-06 6.874E-04 0.7791 0.03

104 15.012 0.006 0.000043 2.95E-05 508406.4 1264 327.012 1.6 0.001228 6.04E-06 3.557E-05 6.9278 0.25

104 39.924 0.030505 0.000093 1.50E-04 265941.872 610 351.924 3.9 0.00123 6.05E-06 1.562E-04 2.6049 0.23

104 84.156 0.079362 0.000114 3.91E-04 215474.65 382 396.156 7.7 0.001235 6.08E-06 3.966E-04 1.2358 0.18

104 124.645 0.116233 0.000081 5.72E-04 217905.965 330 436.645 11.7 0.001248 6.14E-06 5.782E-04 0.8344 0.15

104 175.174 0.158862 0.000143 7.82E-04 224064.64 202 487.174 15.5 0.001285 6.32E-06 7.881E-04 0.5937 0.09

69 7.349 0.001727 0.000018 8.50E-06 864688.361 7185 214.349 0.7 0.001219 6.00E-06 1.450E-05 9.3890 0.83

69 14.904 0.007213 0.000038 3.55E-05 419865.909 1728 221.904 1.7 0.001218 5.99E-06 4.149E-05 4.6296 0.41

69 39.646 0.037438 0.000103 1.84E-04 215184.23 476 246.646 4 0.00122 6.00E-06 1.902E-04 1.7404 0.22

69 82.767 0.096661 0.000283 4.76E-04 173992.142 316 289.767 7.8 0.001228 6.04E-06 4.817E-04 0.8337 0.18

69 122.044 0.139051 0.000195 6.84E-04 178347.087 40 329.044 11.6 0.001246 6.13E-06 6.904E-04 0.5654 0.02

35 7.415 0.00239 0.000024 1.18E-05 630430.126 4025 112.415 0.7 0.001158 5.70E-06 1.746E-05 4.7202 0.64

35 14.795 0.010374 0.000052 5.11E-05 289796.029 1465 119.795 1.7 0.001155 5.68E-06 5.674E-05 2.3657 0.51

35 39.576 0.052614 0.000136 2.59E-04 152846.071 374 144.576 3.9 0.001156 5.69E-06 2.646E-04 0.8844 0.24

35 83.761 0.128305 0.000332 6.31E-04 132654.497 56 188.761 7.8 0.001176 5.79E-06 6.372E-04 0.4179 0.04

35 120.663 0.170723 0.000115 8.40E-04 143616.98 93 225.663 11.7 0.001225 6.03E-06 8.462E-04 0.2901 0.06

6.9 7.357 0.004809 0.000072 2.37E-05 310863.464 1277 28.057 0.8 0.001071 5.27E-06 2.894E-05 0.9379 0.41

6.9 14.412 0.019515 0.000104 9.60E-05 150064.996 634 35.112 1.7 0.00107 5.27E-06 1.013E-04 0.4788 0.42

6.9 39.22 0.08352 0.000095 4.11E-04 95420.3065 102 59.92 3.9 0.001091 5.37E-06 4.164E-04 0.1759 0.11

6.9 60.985 0.131409 0.000115 6.47E-04 94302.1559 94 81.685 5.9 0.001125 5.54E-06 6.522E-04 0.1131 0.10

6.9 84.26 0.170907 0.000291 8.41E-04 100180.987 252 104.96 7.8 0.001188 5.85E-06 8.469E-04 0.08188939 0.25

σ3/σd

21

5.2.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara Grafica 9. Módulo resiliente y esfuerzo desviador aplicado (Subbase)

La tendencia de los valores del ensayo son típicas de los suelos granulares gruesos, en donde la presión de confinamiento lateral tiene una amplia influencia y se observa el “aplanamiento” de la curva en un rango amplio de incrementos en el esfuerzo desviador, con valor casi constante del módulo resiliente. 5.2.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. La tendencia del módulo, en este tipo de material, es disminución del módulo resiliente al aumentar el valor del esfuerzo desviador.

Grafica 10. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Log-Log) (Subbase)

22

5.2.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. En este material se observa, una tendencia errática del módulo resiliente con respecto al esfuerzo de confinamiento.

Grafica 11. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Subbase).

5.2.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones Igual que con el esfuerzo de confinamiento, se debería esperar una mejor correlación del módulo resiliente y la suma de los esfuerzos aplicados. En el manejo estadístico de la información, se puede observar que al eliminar tres puntos, que presentan alta dispersión con respecto a los demás, se podría mejorar la predicción del módulo resiliente, con respecto a estos parámetros.

Grafica 12. Módulo resiliente y primer invariante de tensiones (Subbase)

23

5.2.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador En este caso particular se muestra un adecuado comportamiento de la curva que relaciona el módulo resiliente de la muestra, con respecto a la relación del esfuerzo de confinamiento y el esfuerzo desviador. Esta situación muestra la clara relación del módulo con los dos esfuerzos aplicado y algunos autores proponen establecer ley constitutiva en base a la relación de los esfuerzos. Grafica 13. Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y esfuerzo desviador (Subbase)

5.2.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente Bajas deformaciones unitarias, corresponden a altos valores del módulo resiliente, mostrando la curva una tendencia a mantener las deformaciones unitarias, más o menos constantes, o con baja disminución de valor, para bajos valor del módulo resiliente, tal vez esto se pueda explicar con base a la influencia de la presión de confinamiento con respecto al valor del módulo, en donde este último es mayor al aumentar la presión de confinamiento, lo cual determina, también, menores valores de las deformaciones.

24

Grafica 14. Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente (Subbase)

5.2.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total El comportamiento de las deformaciones totales, recuperables y permanentes, es semejante al de las deformaciones unitarias resilientes.

Grafica 15. Módulo resiliente y deformación unitaria total (Subbase)

25

5.3 Base granular

Tabla 9. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para base granular

Del coeficiente de variación se deduce que los datos fueron obtenidos adecuadamente y son válidos para análisis. 5.3.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara Las curvas de módulo resiliente y esfuerzo desviador, muestran el comportamiento típico de los suelos granulares, en donde para medianos y altos valores del esfuerzo desviador el modulo se mantiene casi constante, disminuyendo, inusualmente, en forma abrupta. Grafica 16. Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Base)


Chamber Applied Mean Std. Dev. Mean of Mean Std Dev Actual Permanent Permanent Total Coeficiente

Press. Deviator Recov. of Recov. Resilient of Mr of Mr θ Contact Def. Def Unit Def Unit Variacion

σ3 Stress Def. Def. Strain (σd+3σ3) Stress mm/mm

kPa kPa mm mm mm/mm kPa kPa kPa kPa mm

138 15.227 0.008434 0.000118 4.114E-05 370113.2322 4915 429.227 1.6 0.000974 4.75E-06 4.589E-05 9.0628 1.33

138 39.644 0.031277 0.00004 1.526E-04 259840.1381 1111 453.644 3.9 0.000977 4.77E-06 1.573E-04 3.4810 0.43

138 83.852 0.075685 0.000092 3.692E-04 227121.094 166 497.852 7.7 0.000989 4.82E-06 3.740E-04 1.6458 0.07

138 127.56 0.113138 0.000103 5.519E-04 231131.892 220 541.56 11.5 0.001031 5.03E-06 5.569E-04 1.0818 0.10

138 173.535 0.155422 0.000059 7.582E-04 228890.8584 89 587.535 15.5 0.00113 5.51E-06 7.637E-04 0.7952 0.04

104 15.197 0.009913 0.000057 4.836E-05 314272.6722 2239 327.197 1.6 0.001071 5.22E-06 5.358E-05 6.8435 0.71

104 39.54 0.036467 0.000095 1.779E-04 222274.9335 213 351.54 4 0.001073 5.23E-06 1.831E-04 2.6302 0.10

104 83.412 0.089884 0.000071 4.385E-04 190239.1972 333 395.412 7.7 0.001077 5.25E-06 4.437E-04 1.2468 0.18

104 125.259 0.133479 0.000154 6.511E-04 192375.5422 81 437.259 11.6 0.001092 5.33E-06 6.564E-04 0.8303 0.04

104 174.177 0.17838 0.000084 8.701E-04 200169.778 44 486.177 15.5 0.001128 5.50E-06 8.756E-04 0.5971 0.02

69 7.29 0.003386 0.000075 1.652E-05 441361.4885 7436 214.29 0.8 0.001045 5.10E-06 1.652E-05 9.4650 1.68

69 15.171 0.011979 0.000074 5.843E-05 259625.5948 2153 222.171 1.6 0.001045 5.10E-06 5.843E-05 4.5482 0.83

69 39.853 0.045731 0.000136 2.231E-04 178650.4778 585 246.853 3.9 0.001047 5.11E-06 2.231E-04 1.7314 0.33

69 83.905 0.113605 0.000148 5.542E-04 151406.4082 117 290.905 7.8 0.001057 5.16E-06 5.542E-04 0.8224 0.08

69 123.639 0.160045 0.000136 7.807E-04 158367.9278 226 330.639 11.6 0.001079 5.26E-06 7.807E-04 0.5581 0.14

35 7.096 0.004961 0.000121 2.420E-05 293223.1405 5333 112.096 0.9 0.000958 4.67E-06 2.887E-05 4.9324 1.82

35 14.935 0.016623 0.000082 8.109E-05 184183.0596 702 119.935 1.6 0.00096 4.68E-06 8.577E-05 2.3435 0.38

35 39.596 0.064989 0.00014 3.170E-04 124900.8294 80 144.596 4 0.000968 4.72E-06 3.217E-04 0.8839 0.06

35 83.927 0.147788 0.000109 7.209E-04 116416.996 73 188.927 7.7 0.001 4.88E-06 7.258E-04 0.4170 0.06

35 121.48 0.193989 0.000153 9.463E-04 128375.3203 232 226.48 11.6 0.001059 5.17E-06 9.515E-04 0.2881 0.18

6.9 7.018 0.007482 0.000098 3.650E-05 192286.8217 2946 27.718 0.8 0.000904 4.41E-06 4.091E-05 0.9832 1.53

6.9 14.45 0.024501 0.000236 1.195E-04 120903.2284 358 35.15 1.5 0.000905 4.41E-06 1.239E-04 0.4775 0.30

6.9 39.26 0.093318 0.000214 4.552E-04 86245.95469 336 59.96 4 0.000928 4.53E-06 4.597E-04 0.1758 0.39

6.9 61.186 0.145374 0.000145 7.091E-04 86281.7973 86 81.886 5.9 0.000964 4.70E-06 7.138E-04 0.1128 0.10

6.9 83.946 0.186998 0.000076 9.122E-04 92027.34789 100 104.646 7.8 0.00103 5.02E-06 9.172E-04 0.0822 0.11

σ3/σd

26

5.3.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. Se muestra una disminución leve del módulo resiliente al aumentar el esfuerzo desviador, a partir de un valor de 40 Kpa

Grafica 17. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Log-Log) (Base)

. 5.3.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. El comportamiento típico de los suelos granulares es el aumento del valor del módulo resiliente con el aumento de la presión de confinamiento. Aquí se muestra esta tendencia. Se podría obtener mejor correlación entre estos dos parámetros haciendo un análisis estadístico más detallado.

27

Grafica 18. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Base)

5.3.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones Al igual que con la presión de confinamiento, al mejorar la información de manera estadística, se podría apreciar, como muestra la tendencia, un aumento del módulo resiliente al aumentar el valor del invariante de tensiones. Grafica 19. Módulo resiliente y primer invariante de tensión (Base)

28

5.3.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador Al aumentar la relación entre el esfuerzo de confinamiento y el esfuerzo desviador (al ser mayor el esfuerzo de confinamiento, con respecto al esfuerzo desviador) se observa un incremento en el módulo resiliente, mostrando, en esta curva, la marcada influencia del esfuerzo de confinamiento en el comportamiento estructural de este tipo de suelos. Grafica 20. Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador (Base)

5.3.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente Al igual que con la subbase (suelo granular grueso) a mayor valor del módulo resiliente menor valor de la deformación resiliente, tendiendo a disminuir en forma significativa, cuando el módulo de la muestra es bajo.

29

Grafica 21. Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente (Base)

5.3.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total El comportamiento de las deformaciones totales es semejante al obtenido con las deformaciones recuperables. Grafica 22 Módulo resiliente y Deformación unitaria total (Base)

30


Tabla 10. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para suelo fino granular (1)

Los valores muestran baja dispersión aceptable con dos valores altos del coeficiente de variación. 5.4.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara

Se observa una disminución abrupta del valor del módulo resiliente con el incremento del valor del esfuerzo vertical, típico comportamiento de los suelos finos deformables.

A B C D E F G H I J K L M

41.4 8.396 0.001630 0.000065 0.0000163 515092.0245 23639 132.596 0.000057 5.700E-07 1.687E-05 0.2028 4.59

41.4 14.885 0.004072 0.000054 0.00004072 365545.1866 5769 139.085 0.000062 6.200E-07 4.134E-05 0.3595 1.58

41.4 17.545 0.005926 0.000209 0.00005926 296068.1741 4724 141.745 0.000076 7.600E-07 6.002E-05 0.4238 1.60

41.4 19.652 0.007693 0.000131 0.00007693 255453.0092 1336 143.852 0.000085 8.500E-07 7.778E-05 0.4747 0.52

41.4 22.512 0.011346 0.000114 0.00011346 198413.5378 3965 146.712 0.000092 9.200E-07 1.144E-04 0.5438 2.00

27.6 4.616 0.000714 0.000062 0.00000714 646498.5994 64564 87.416 0.000088 8.800E-07 8.020E-06 0.1672 9.99

27.6 10.319 0.001817 0.000040 0.00001817 567914.1442 19086 93.119 0.000089 8.900E-07 1.906E-05 0.3739 3.36

27.6 15.203 0.003536 0.000162 0.00003536 429949.095 15352 98.003 0.000089 8.900E-07 3.625E-05 0.5508 3.57

27.6 18.782 0.006798 0.000196 0.00006798 276287.1433 10242 101.582 0.000090 9.000E-07 6.888E-05 0.6805 3.71

27.6 22.361 0.011716 0.000279 0.00011716 190858.6548 5739 105.161 0.000096 9.600E-07 1.181E-04 0.8102 3.01

13.8 4.850 0.000774 0.000128 0.00000774 626614.9871 70201 46.25 0.000095 9.500E-07 8.690E-06 0.3514 11.20

13.8 10.537 0.001927 0.000026 0.00001927 546808.5106 21038 51.937 0.000095 9.500E-07 2.022E-05 0.7636 3.85

13.8 16.207 0.004715 0.000084 0.00004715 343732.7678 9887 57.607 0.000095 9.500E-07 4.810E-05 1.1744 2.88

Total Def Unit

Std Dev of

Mr

(kPa)

Chamber

Press. σ3

(kPa)

Applied

Deviator Stress

(kPa)

Mean Recov

Def

(mm)

Std. Dev. of

Recov. Def.

(mm)

σ3/σd

Permanent

Def. Unit.

(mm/mm)

θ(σd + 3σ3)

(kPa)

Permanent

Def.

(mm)

Coeficiente

Variacion

Mean of

Resilient Strain

(mm/mm)

Mean of Mr

(kPa)

31

Grafica 23. Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Suelo fino granular 1)

5.4.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador.

La tendencia general es disminución de la capacidad de estructural al aumentar el esfuerzo desviador. Grafica 24. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Log-Log) (Suelo Fino Granular 1)

32

5.4.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. El esfuerzo de confinamiento no tiene una clara influencia en el comportamiento resiliente del suelo. Grafica 25. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Suelo Fino Granular 1)

33

5.4.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones A diferencia de los suelos granulares la suma de los esfuerzos principales no tiene influencia clara con el módulo de resiliencia. Grafica 26. Módulo resiliente y primer invariante de tensiones (Suelo Fino Granular 1)

5.4.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador Se muestra que al ser mayor el esfuerzo de confinamiento con respecto al esfuerzo desviador, hay un importante incremento en la capacidad estructural de los suelos finos. Grafica 27. Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador (Suelo Fino Granular 1)

34

5.4.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente Las deformaciones resilientes son mayores en suelos con menor valor de módulo resiliente, pero a diferencia que en los suelos granulares, la curva de correlación no cae abruptamente. Grafica 28. Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente (Suelo Fino Granular 1)

5.4.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total Comportamiento semejante al de las deformaciones resilientes. Grafica 29. Módulo resiliente y deformación unitaria total (Suelo Fino Granular 1)

.

35


Tabla 11. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para suelo fino granular (2)

Los valores del coeficiente de variación son altos y de acuerdo a la técnica de análisis estadístico los datos, en un alto porcentaje, no son aptos para obtener conclusiones validas o aceptadas con respecto al comportamiento del material. 5.5.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara Se muestra un comportamiento errático y poco típico de los suelos finos, situación predecible por la variación de los resultados. Grafica 30. Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Suelo Fino Granular 2)

A B C D E F G H I J

Chamber Applied Mean Std. Dev. Mean of Mean Std Dev Permanent Coeficiente

Press. Deviator Recov. of Recov. Resilient of Mr of Mr Def. Variacion

σ3 Stress Def. Def. Strain (σd + 3σ3)

kPa kPa mm mm mm/mm kPa kPa kPa mm

41.4 64.365 0.003305 0.000834 3.308E-05 1945556.278 509196 188.565 0.00011 26.17

27.6 26.974 0.000625 0.000084 6.256E-06 4311524.16 672666 109.774 0.000099 15.60

27.6 53.477 0.001314 0.000031 1.315E-05 4065717.123 232385 136.277 0.0001 5.72

27.6 62.658 0.005647 0.000269 5.653E-05 1108470.728 42196 145.458 0.000059 3.81

13.8 13.975 0.000359 0.000058 3.594E-06 3888864.903 527502 55.375 0.000053 13.56

13.8 28.616 0.000785 0.000054 7.858E-06 3641704.968 174801 70.016 0.000054 4.80

13.8 42.574 0.00119 0.000074 1.191E-05 3574069.412 181237 83.974 0.000057 5.07

13.8 52.99 0.001634 0.000138 1.636E-05 3239719.094 164163 94.39 0.000065 5.07

13.8 65.648 0.002048 0.000094 2.050E-05 3202263.281 117701 107.048 0.000087 3.68

θ

36

5.5.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. Se muestra un comportamiento errático y poco típico de los suelos finos, situación predecible por la variación de los resultados. Grafica 31. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Suelo Fino Granular 2)

5.5.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. Se muestra un comportamiento errático y poco típico de los suelos finos, situación predecible por la variación de los resultados. Grafica 32. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Suelo Fino Granular 2)

37

5.6 CONCLUSIONES

El conocimiento del comportamiento resiliente de los suelos viales, es básico e importante, en el sentido que, con base a sus características granulométricas, en estos casos, se podría deducir algún tipo de comportamiento, teniendo en cuenta, además del nivel de esfuerzo inducido al suelo. Algunas de las conclusiones del análisis de la información, se muestra a continuación y ellas son consistentes con la obtenida en la literatura técnica correspondiente.

1. La calidad de la información, en el aspecto estadístico, debe ser considerado para el análisis de los resultados y la depuración de los datos, pudiendo con ellos mejorar las conclusiones sobre el comportamiento de los materiales.

2. Los suelos grueso granulares muestran una clara tendencia a mejorar su comportamiento estructural, al disponer de mejores condiciones de confinamiento.

3. En los suelos finos al aumentar el esfuerzo vertical disminuye, en forma significativa, la capacidad estructural de los mismos.

4. De las relaciones esfuerzos de confinamiento/esfuerzo desviador, se deduce que al ser mayor el esfuerzo de confinamiento que el esfuerzo vertical, se incrementa sustancialmente el módulo resiliente, este comportamiento es semejante en suelos finos y suelos gruesos.

5. En suelos finos y gruesos las deformaciones totales y resilientes son mayores para bajos valores del módulo resiliente. Por lo tanto para obtener menores valores de deformaciones se debe disponer de suelos competentes y en caso de las subrasante tratar de que los esfuerzos que lleguen a ese nivel, sea los más bajos posibles, o mejorar sus condiciones de soporte.

6. En los suelos fino granulares se nota una clara dependencia que presenta el módulo resiliente del esfuerzo desviador aplicado y la poca influencia del esfuerzo de confinamiento en el mismo módulo. Es así, que se observa, cómo los valores del módulo resiliente decrece rápidamente con el incremento del esfuerzo desviador.

7. Para los suelos grueso granulares el valor del módulo resiliente depende principalmente de la presión de confinamiento y mantiene una relación de proporcionalidad directa con la suma de esfuerzos principales, lo cual genera un incremento notable en el módulo. En comparación con la presión de confinamiento, la influencia del esfuerzo desviador sobre el módulo es menor.

64402979 ensayo-triaxial-ciclico-para-suelos-granulares-y-finos-granulares

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