libro de la asignatura ensayos geotécnicos

7/26/2019 Libro de La Asignatura Ensayos Geotcnicos

1/476


2/476


3/476


4/476


5/476


6/476


7/476


8/476


9/476


10/476


11/476


12/476


13/476


14/476


15/476


16/476


17/476


18/476


19/476


20/476


21/476


22/476


23/476


24/476


25/476


26/476


27/476


28/476


29/476


30/476


31/476


32/476


33/476


34/476


35/476


36/476


37/476


38/476


39/476


40/476


41/476


42/476


43/476


44/476


45/476


46/476


47/476


48/476


49/476


50/476


51/476


52/476


53/476


54/476


55/476


56/476


57/476


58/476


59/476


60/476


61/476


62/476


63/476


64/476


65/476


66/476


67/476


68/476


69/476


70/476


71/476


72/476


73/476


74/476


75/476


76/476


77/476


78/476


79/476


80/476


81/476


82/476


83/476


84/476


85/476


86/476


87/476


88/476


89/476


90/476


91/476


92/476


93/476


94/476


95/476


96/476


97/476


98/476


99/476


100/476


101/476


102/476


103/476


104/476


105/476


106/476


107/476


108/476


109/476


110/476


111/476


112/476


113/476


114/476


115/476


116/476


117/476


118/476


119/476


120/476


121/476


122/476


123/476


124/476


125/476


126/476


127/476


128/476


129/476


130/476


131/476


132/476


133/476


134/476


135/476


136/476


137/476


138/476


139/476


140/476


141/476


142/476


143/476


144/476


145/476


146/476


147/476


148/476


149/476


150/476


151/476


152/476


153/476


154/476


155/476


156/476


157/476


158/476


159/476


160/476


161/476


162/476


163/476


164/476


165/476


166/476


167/476


168/476


169/476


170/476


171/476


172/476


173/476


174/476


175/476


176/476


177/476


178/476


179/476


180/476


181/476


182/476


183/476


184/476


185/476


186/476


187/476


188/476


189/476


190/476


191/476


192/476


193/476


194/476


195/476


196/476


197/476


198/476


199/476


200/476


201/476


202/476


203/476


204/476


205/476


206/476


207/476


208/476


209/476


210/476


211/476


212/476


213/476


214/476


215/476


216/476


217/476


218/476


219/476


220/476


221/476


222/476


223/476


224/476


225/476

Ensayo Densidad relativaDeterminacin de la densidad relativa de las partculas de un suelo

UNE 103-302-94Realizacin: Grupos GInTE / Ingenia / Interes


226/476

Material:Picnmetros, balanza, bomba de vaco, agua destilada y jeringuilla

Detalle de unpicnmetro

Picnmetros

Nivel de enrase Tapn

Cuerpo

Cuello


227/476

Se preparan 50g de muestra secndolos en estufa a 110C ydespus se cuartean 3 porciones de muestra de 15 gaproximadamente


228/476

Se referencia un picnmetro y se llena con agua destiladahasta por encima de la lnea de enrase


229/476

Se introduce en la bomba de vaco para eliminar el airedurante aproximadamente 1 hora

Bomba de vaco

Campana de vaco


230/476


231/476

Se enrasa el picnmetro con ayuda de la jeringuilla

Menisco


232/476

Se pesa el picnmetro lleno de agua y enrasado determinandola masa M1 con una precisin de 0,001g


233/476

Se vaca el picnmetro hasta la mitad y se vuelve a pesar conla balanza de precisin y se determina M2


234/476

Con la ayuda de un embudo se introducen los 15 g de suelo yse determina de nuevo la masa M3


235/476

Se introduce el picnmetro lleno hasta la mitad en la campanade vaco con el fin de eliminar las burbujas de aire que puedanhaber quedado ocluidas entre las partculas del suelo


236/476

Se rellena con agua destilada hasta el enrase


237/476

Se vuelve a meter en la bomba de vaco para eliminar posiblesburbujas


238/476

Se tapa el picnmetro y se enrasa con la ayuda de la jeringuilla


239/476

Se seca exteriormente y se determina su masa M4


240/476

La densidad relativa del suelo (G) se calcular a partir de laspesadas realizadas en las diferentes fases del ensayo.

M1 M2 M3 M4


241/476

ProfesoresRoberto Toms Jover (Coordinador UA)

Miguel Cano Gonzlez (UA)Javier Garca Barba (UA)

Juan Carlos Santamarta Cerezal (Coordinador ULL)Luis Enrique Hernndez Gutirrez (ULL)

Edicin y MontajeRubn Carlos Zamora Mozo (UA)

TcnicoVictoriano Rodrigo Ramrez (UA)

INICIO

GITE de Ingeniera del Terreno(GInTE)


242/476

COMO CITAR ESTE MATERIAL:

Toms, R., Cano, M., Garca-Barba, J., Santamarta, J.C., Hernndez, L.E.,Rodriguez, J.A., Zamora, R. (2013). Prcticas de Ingeniera del Terreno.

Universidades de Alicante y de La Laguna. http://web.ua.es/es/ginter/ http:// ocw.ull.es/ (fecha de acceso). License: Creative Commons BY-NC-SA.

http://web.ua.es/es/ginter/ http://ocw.ull.es/

http://web.ua.es/es/interes/interes-ingenieria-del-terreno-y-sus-estructuras.htmlhttp://webpages.ull.es/users/jcsanta/

INICIO



243/476

Ensayo Triaxial (CD)Determinacin de los parmetros resistentes de una muestra de suelo en el

equipo triaxial



244/476

Material:Clula triaxial, membrana, placas porosas, bandas de papelde filtro

Membrana

Clula triaxial

Piedrasporosas

Lnea de drenaje


245/476

Se procede al tallado de la probeta. Las probetas deben serde forma cilndrica con un dimetro no inferior a 35 mm y unaaltura entre 1,85 y 2,25 veces su dimetro


246/476

Muestra tallada con los papeles de filtro colocados


247/476

Se coloca la probeta sobre la placa porosa y se cubre con lamembrana


248/476

Se fijan las bandas elasticas en la parte inferior


249/476

Colocamos la otra placa porosa en la parte superior de laprobeta y el pistn sobre sta


250/476

Cubrimos la muestra eliminando las burbujas de aire quepuedan quedar y la fijamos con las bandas elsticas


251/476

Se coloca el tubo de conexin para drenaje


252/476

Se monta el resto de la clula triaxial y se fija, asegurando laverticalidad del conjunto


253/476

Se llena la clula con agua desaireada dejando salir el aire porel tapn superior.


254/476

Se realizan todas las conexiones para aplicar las presionesnecesarias para el ensayo.


255/476

1 Fase. Consolidacin: Aplicacin de una presin istropa(presin de cmara, 3) y de una presin intersticial (presin decola, u0). La consolidacin finaliza cuando u = u0

3u=0u0

3

3 u0

=

= u0

Drenajelibre

" V


256/476

2 Fase. Aplicacin de las tensiones de corte: Aplicacin deldesviador ( 1= 1- 3). En una segunda fase aplicamos unesfuerzo desviador ("! 1= ! 1-! 3) creciente hasta la rotura de laprobeta.

" V


257/476

Ensayo consolidado-drenado (CD)Se mantiene constante la presin exterior de la clula (! 3) y sepermite el drenaje libre a la muestra (" u=0), aplicando la velocidadcalculada constante y medimos el valor del desviador (! 1- ! 3)proporcionado por la prensa,

1- 3

3u=0u0


258/476

El desviador (! 1- ! 3) se incrementa hasta llegar a rotura oalcanzar una determinada deformacin. Normalmente seensaya un total de 3 probetas sometidas a tensiones deconfinamiento o de cmara (! 3) diferentes.

3Iu=0u03I

Probeta I

3IIu=0u03II

Probeta II

3IIIu=0u03III

Probeta III

$ $ $

I

%I

II

% II

III

% III

1II- 3II1I- 3I 1III- 3III


259/476

A partir del valor del desviador en rotura"! 1f=(! 1- ! 3)f , de u0 yde la presin de cmara (! 3) se determinan las tensionesprincipales! 1 y ! 3 y se dibujan los crculos de Mohr cuyaenvolvente es la lnea de resistencia intrnseca del suelo en rotura.

3I

3II

cf

%IIf

%IIIf

%If

1If3II 3III

% & f

1

2

3

Desplazamiento axial ( #x)

" !

1 = !

1 - !

3

Probeta I

Probeta II

Probeta III

f3

f2

f1

3III

VALORES CORTE ENROTURA(& f y cf)

3I 1IIf 1IIIf

Probeta III

Probeta II

Probeta I

II III

2$ 2$ 2$


260/476

A partir del valor del desviador en tensiones residuales"! 1r=(! 1-! 3)r , de u0 y de la presin de cmara (! 3) se determinan lastensiones principales! 1 y ! 3 y se dibujan los crculos de Mohrcuya envolvente es la lnea de resistencia intrnseca del suelo entensiones residuales.

3I

3II

1Ir3II 3III

%

& r

12

3

Desplazamiento axial ( #x)

" !

1 = !

1 - !

3

Probeta I

Probeta II

Probeta III 3III

VALORES CORTE ENROTURA(& f y cf)

3I 1II1IIIr

Probeta IIIProbeta II

Probeta I

II III

r3

r2

r1 cr1IIr


261/476






INICIO



262/476






INICIO



263/476

Ensayo Triaxial (CU)Determinacin de los parmetros resistentes de una muestra de suelo en el

equipo triaxial



264/476


Membrana

Clula triaxial

Piedrasporosas


265/476



266/476

Muestra tallada.


267/476

Se coloca la probeta y se cubre con la membrana y se fijan lasbandas elasticas en la parte inferior


268/476

Colocamos el pistn sobre la probeta, cubrimos la muestraeliminando las burbujas de aire que puedan quedar y la fijamoscon las bandas elsticas


269/476



270/476

Se llena la clula con agua desaireada dejando salir el aire porel tapn superior, y se monta en el aparato triaxial


271/476

Se realizan todas las conexiones para aplicar las presionesnecesarias para el ensayo. Se cierra la vlvula del drenaje y seconecta el transductor de presin intersticial para medir lapresin de poro.

Transductor de presinintersticial

Manmetro del panel deregulacin de la presin

de confinamiento!


272/476

1 Fase. Consolidacin: Aplicacin de una presin istropa(presin de cmara, 3) y de una presin intersticial (presin decola, u0). La consolidacin finaliza cuando u = u0

3u=0u0

3

3 u0

=

= u0

Drenajelibre

" V


273/476

2 Fase. Aplicacin de las tensiones de corte: Aplicacin deldesviador ("! 1=! 1-! 3). En una segunda fase aplicamos unesfuerzo desviador ("! 1= ! 1-! 3) creciente hasta la rotura de laprobeta.

" u


274/476

Ensayo consolidado-no drenado (CU)Se mantiene constante la presin externa de la clula y no se permiteel drenaje con lo que no vara el contenido de humedad de la probeta

1-

3

3

u0+ u u# 0

Transductorde presin

u0+

u


275/476


3Iu=0u03I

Probeta I

3IIu=0u03II

Probeta II

3IIIu=0u03III

Probeta III

% % %

I

&I

II

& II

III

& III

u1I uII u III



276/476

Las tensiones totales y efectivas en rotura y residuales puedencalcularse para cada probeta a partir de los parmetrosmedidos durante el ensayo teniendo en cuenta el principio deTerzaghi.

Estado TensionestotalesPresin

intersticial Tensiones efectivas

Inicial! 1 = ! 3 u0 ! 1 = ! 3 = ! 3 - u0

Rotura

! 1f = ! 3 + "! 1f ! 3f = ! 3

u0 + " uf ! 1f = (! 3 + "! 1f ) (u0 + " uf)! 3f = ! 3 (u0 + " uf)

Residual! 1r = ! 3 + "! 1r

!

3r = !

3

u0 + " ur ! 1r = (! 3 + "! 1r ) (u0 + " ur)!

3r = !

3 (u

0 + " u

r)


277/476

A partir del valor del desviador en rotura"! 1f=(! 1- ! 3)f , de u y de lapresin de cmara (! 3) se determinan las tensiones principales! 1,! 3, ! 1 y ! 3 y se dibujan los crculos de Mohr en tensiones efectivasy totales cuya envolvente es la lnea de resistencia intrnseca delsuelo en rotura.

cf 1If3II 3III

& ' f

1

2

3

VALORES CORTEEN ROTURAEfectivos (' f y cf)Totales ( ' uf y cuf)

1IIf 1IIIf

Desplazamiento axial ( $x)

3I

3II

Desplazamiento axial ( $x)

" ! 1

= ! 1

- ! 3

Probeta IProbeta II

Probeta III

f3

f2

f1

3III

u = u 0 + " u

Probeta I

Probeta II

Probeta IIIu3f

u2f

u1f

3I 3II

1

2

3 ' f

1If

3III1IIf

1IIIf

3Icf

u3fu2fu1f u2fu1f


278/476






INICIO



279/476






INICIO



280/476

Ensayo Triaxial (UU)Determinacin de los parmetros resistentes de una muestra de suelo en el

equipo triaxial



281/476


Membrana

Clula triaxial

Piedrasporosas


282/476



283/476

Muestra tallada.


284/476

Se coloca la probeta y se cubre con la membrana y se fijan lasbandas elasticas en la parte inferior


285/476

Colocamos el pistn sobre la probeta, cubrimos la muestraeliminando las burbujas de aire que puedan quedar y la fijamoscon las bandas elsticas


286/476



287/476

Se llena la clula con agua desaireada dejando salir el aire porel tapn superior, y se monta en el aparato triaxial


288/476

Se realizan todas las conexiones para aplicar las presionesnecesarias para el ensayo cerrando la vlvula del drenaje quepermanecer cerrada durante todo el ensayo. No se realizarla saturacin ni la consolidacin de la probeta.


289/476

1 Fase. Aplicacin tensin istropa: Aplicacin de unapresin istropa (presin de cmara, 3). Si la probeta estsaturada toda la presin istropa se transmite al lquidointersticial (" u = ! 3),

3u=0u0

3

3 u

=

x u

Drenajecerrado

31 Se aplican: ! 3

2 Drenaje cerrado! " u = ! 3 (saturado)

= Vlvula abiertax Vlvula cerrada


290/476

2 Fase. Aplicacin de las tensiones de corte: Aplicacin deldesviador ("! 1=! 1-! 3). En una segunda fase aplicamos unesfuerzo desviador ("! 1= ! 1-! 3) creciente hasta la rotura de laprobeta.

1= 1- 3

3u=0u0

3

3 u

=

x u

Drenajecerrado

31 ! 3 se mantiene constante

2 Aumentamos! 1.3 En cada instante medimos"! 1 y # v

En cada instante sabemos que:"! 3 = 0 y " u $ 0

1= 1- 3

= Vlvula abiertax Vlvula cerrada


291/476


3Iu=0u03I

Probeta I

3IIu=0u03II

Probeta II

3IIIu=0u03III

Probeta III

% % %

I

&I

II

& II

III

& III

uII u IIIu1I



292/476

cu

&maxf

1If

&

' u=02 3

1IIf 1IIIf

A partir del valor del desviador en rotura"! 1f=(! 1- ! 3)f y de lapresin de cmara (! 3) se determinan las tensiones principales! 1f y ! 3f y se dibujan los crculos de Mohr cuya envolvente es la lneade resistencia intrnseca del suelo en rotura.

1

3II 3III 3I

IIIIII

Crculos en tensionesefectivas. Son losmismos para las tresprobetas*.

Obsrvese que el desviador en rotura("! 1f) no vara para ninguna de las tresprobetas.(*) El crculo de Mohr en efectivas no seconoce, pues es este ensayo no se midela presin intersticial,

"! 1fIII

"! 1fI ufI

ufIII

"! 1fII ufII

I=II=III


293/476






INICIO



294/476






INICIO



295/476

2Ensayos geotcnicos

de rocas


296/476

Absorcin por capilaridadDeterminacin del coeficiente de absorcin de agua por capilaridad de la

piedra natural

UNE-EN 1925:1999Realizacin: Grupos GInTE / Ingenia / Interes


297/476

Material:Bao de agua termosttico


298/476

Las probetas deben ser cubos o cilindros de 70 o 50 mm delado o dimetro.


299/476

Las probetas se secarn en estufa hasta masa constante


300/476

Se colocan en un desecador hasta alcanzar temperaturaambiente


301/476

Se pesan las probetas despus de secarlas ( md) y se calculael rea de la base a sumergir.


302/476

Se colocan las muestras en el tanque sobre pequeos apoyos


303/476

Despus de sumergir las muestras 3 mm. Se pone en marchael contador de tiempos


304/476

Se sacan las probetas cada cierto intervalo de tiempo y sesecan ligeramente con un trapo hmedo


305/476

Se anota su peso (mi) y el tiempo transcurrido (ti) desde elcomienzo del ensayo


306/476

Se vuelven a colocar las muestras dentro del tanque y secontinua con el ensayo hasta que la diferencia de dos pesadasconsecutivas no sean superior al 1%


307/476

EL resultado se mostrara en un grafico con la masa de agua absorbida divididos por elrea de la base sumergida en funcin de la raz cuadrada del tiempo.C1 es el coeficiente de absorcin de agua por capilaridad perpendicular a los planos deanisotropa de la piedra en g/m2.s0,5.C2 es el coeficiente de absorcin de agua por capilaridad paralela a los planos deanisotropa de la piedra en g/m2.s0,5.

Los valores de C1 o C2 obtenidos se expresaran con tres cifrassignificativas

Y es la absorcin de agua en g/m2

X es la raz cuadrada del tiempo, en s0,5


308/476


ProfesoresLuis Enrique Hernndez Gutirrez (Gobierno de Canarias)

Juan Carlos Santamarta Cerezal (Coordinador ULL)Roberto Toms Jover (Coordinador UA)


Edicin y MontajeAlberto Piero Garca (Gobierno de Canarias)

TcnicoAlberto Piero Garca (Gobierno de Canarias)

INICIO


309/476


Hernndez-Gutirrez, L.E., Santamarta, J.C., Toms, R., Cano, M., Garca-Barba, J.,Piero-Garca, A. (2013). Prcticas de Ingeniera del Terreno. Universidades deAlicante y de La Laguna. http://web.ua.es/es/ginter/ http://ocw.ull.es/ (fecha de

acceso). License: Creative Commons BY-NC-SA.



INICIO



310/476

Absorcin por presin atmosfricaDeterminacin de la absorcin de agua por presin atmosfrica de lapiedra natural



311/476

Material:Bao de agua termosttico


312/476

Las probetas deben ser cubos o cilindros de 70 o 50 mm delado o dimetro.


313/476

Las probetas se secarn en estufa hasta masa constante


314/476

Se colocan en un desecador hasta alcanzar temperaturaambiente


315/476

Se pesan las probetas despus de secarlas ( md).


316/476

Se colocan las muestras en el tanque sobre pequeos apoyos.


317/476

Se aade agua hasta la mitad de las probetas.


318/476

Transcurridos 60 minutos desde el inicio del ensayo, se aadeagua hasta las ! partes de las probetas.


319/476

A los 120 minutos, se aade agua hasta cubrir totalmente lasprobetas.


320/476

Despus de 48 horas, se sacan las probetas del agua y sesecan rpidamente con un trapo hmedo.


321/476

Se pesan las probetas (mi) y se sumergen de nuevo continuando con elensayo.


322/476

Se repite el proceso de secado, pesada e inmersin cada 24horas, hasta conseguir masa constante (ms) finalizando as elensayo.


323/476

La absorcin de agua a presin atmosfrica Ab de cadaprobeta se calcula con la siguiente formula.

El resultado se debe expresar como un porcentaje, redondeado al 0,1% mas prximo


324/476







INICIO


325/476






INICIO



326/476

UNE 22950-5-96 Realizacin: Grupos GInTE / Ingenia / Interes

Resistencia acarga puntual

de rocasEnsayo de resistencia a carga

puntual oPoint Load Test (PLT)


327/476

Material:Equipo de carga puntual.


328/476

Las muestras para realizar el ensayo se pueden obtener de un bloque de roca,de un sondeo o a partir de fragmentos de origen diverso. La portabilidad delequipo permite que el ensayo pueda realizarsein situ o en el laboratorio.


329/476

Este procedimiento deensayo permite obtener elndice Is(50), mediante laaplicacin de una cargaconcentrada en dospunzones cnicos metlicos(carga puntual).Existen varias modalidadesde ensayo: Diametral, axial,de bloque, fragmentosirregulares y de anisotropa.En esta presentacin seexpone el ensayo diametral.


330/476

Corte y preparacin . Las probetas deben ser cilndricas, conuna relacin longitud/dimetro superior 1,0 tanto diametralcomo con anisotropa.


331/476

Se rompern al menos en cada ensayo 10 testigos si la rocaes homognea y ms si la roca es heterognea o anistropa.

Perpendicular Paralela Sin referencia

Carga / Anisotropa


332/476

El fragmento se introduce en la maquinade ensayos y los punzones se cierranpara establecer contacto a lo largo de undimetro del testigo (D). La distanciaL existente entre los puntos y el extremolibre mas cercano debe ser al menos 0,5D. La distancia D se medir con precisin+ 2%.La carga se incrementara de formaconstante, de tal manera que seproduzca la rotura entre 10 s y 60 s,quedando registrada la cargaP.

La resistencia a carga puntual nocorregida, Is, se obtiene de la expresin:Is = P/D2


333/476

El ndice de resistencia a carga puntual

Is(50), de una roca, se define como el valorde Is que se obtendra para la mismamuestra con un dimetro equivalente de50 mm.Para la correccin por tamao se aplicala siguiente frmula:Is(50) = F. IsDonde F es un factor de correccin quese obtiene a partir de la grafica de laderecha o de la siguiente expresin:F = (D/50)0,45

El resultado se expresa en MPa.


334/476





Edicin y MontajeIsidoro E. Cantero Mesa (Gobierno de Canarias)

TcnicoIsidoro E. Cantero Mesa (Gobierno de Canarias)

INICIO


335/476


Hernndez-Gutirrez, L.E., Santamarta, J.C., Toms, R., Cano, M., Garca-Barba, J.,Cantero-Mesa, I.E. (2013). Prcticas de Ingeniera del Terreno. Universidades deAlicante y de La Laguna. http://web.ua.es/es/ginter/ http://ocw.ull.es/ (fecha de




INICIO



336/476

Compresin simple de rocasDeterminacin de la resistencia a la compresin uniaxial de las rocas

UNE 22-950-90 Parte 1Realizacin: Grupos GInTE / Ingenia / Interes


337/476

Material:Prensa hidrulica de compresin.


338/476

Extraccin de probeta cilndrica para ensayo, a partir de unbloque de roca.


339/476

Corte y preparacin . Las probetas deben ser cilndricas, conuna relacin altura/dimetro de 2,5 a 3,0. El dimetro debe ser10 veces superior al tamao del grano mayor de la roca y noinferior a 50,0 mm.


340/476

Si es posible, se dispondr de 5 testigos por muestra, siemprey cuando los testigo sean homogneos. Para testigos conmarcadores de anisotropas se deben ensayar tantos testigosperpendiculares como paralelos.


Carga / Anisotropa


341/476

Dimensionar y pesar . Se medirn dos dimetros en ngulorecto en la parte superior, media e inferior de la probeta, conun calibrador o pie de rey y se calcula la media. Igualmente setoman medidas de la altura del cilindro. Se pesa el testigo.


342/476

Se coloca el testigo en la prensa hidrulica, considerando laanisotropa de la muestra. La carga se aplica continuamentede forma tal que la rotura se produzca entre los y los 10 min.La velocidad de carga debe estar comprendida dentro de loslimites de 0,5 y 1,0 MPa/s


343/476

Se anotar la forma de rotura y se tomar una fotografa. Lacarga mxima registrada en Newtons (o en sus mltiplos) sedivide por la seccin de la probeta, para obtener la resistenciaa compresin uniaxial de la misma, expresada en MPa.


344/476







INICIO


345/476






INICIO



346/476

Densidad aparente de una rocaDeterminacin de la densidad aparente, mtodo de la balanza hidrosttica

UNE-EN 103301-94Realizacin: Grupos GInTE / Ingenia / Interes


347/476

Este ensayo se puede realizar a partir de fragmentos irregulares de roca. Esprctica habitual aprovechar los sobrantes de los cortes de la preparacin detestigos de roca para compresin simple.


348/476

Se seca la muestra en estufa hasta masa constante y sedetermina su humedad (w).


349/476

Se deja enfriar la muestra en desecador y se pesa (M1)


350/476

Se calienta la parafina para recubrir la muestra.


351/476

Se sumerge la muestra en parafina hasta recubrirla porcompleto.


352/476

Se obtiene el peso de la muestra con parafina (M2). La diferencia entre M1 y M2 nosda la masa de la parafina (M3). El volumen de la parafina (V1) resulta del cocienteentre M3 y la densidad de la misma.Luego se pesa la muestra sumergida en balanza hidrosttica (M4).


353/476

Clculos para obtener la densidad aparente

Clculo del volumen de la muestra en cm3

Densidad hmeda de la muestra en g/cm3

Densidad seca de la muestra en g/cm3


354/476







INICIO


355/476






INICIO



356/476

Densidad y porosidad de una rocaDeterminacin de la densidad real y aparente y de la porosidad abierta y total



357/476

Material:Cmara y bomba de vaco


358/476

Las probetas deben ser cubos o cilindros de 70 o 50 mm. Sedispondr al menos de 6 probetas por muestra a ensayar.


359/476

Porosidad abierta y densidad aparenteLas probetas se secan en estufa hasta masa constante.


360/476

Tras el secado en estufa, se colocan en un desecador hastaalcanzar temperatura ambiente.


361/476

Se extraen las probetas del desecador y se obtiene su masapor pesado en balanza (md).


362/476

Se colocan las probetas en el recipiente de vaco y sedisminuye la presin hasta 2 kPa durante 2 horas.


363/476

Despus de mantener la presin, se aade agua al recipientehasta cubrir las muestras


364/476

Cuando las muestras estn sumergidas se restablece lapresin atmosfrica y se dejan 24 h.


365/476

Se pesan las muestras bajo el agua en balanza hidrosttica yse anota su masa (mh).


366/476

Se secan superficialmente de forma rpida con un trapohmedo


367/476

Se anota la masa saturada de las probetas (ms)


368/476

Cada 24 h se sacan y se pesan las probetas hasta conseguirmasa constante finalizando as el ensayo para ladeterminacin de la porosidad abierta y densidad aparente.


369/476

Clculos para obtener la porosidad abierta y la densidadaparente.El valor de la densidad del agua! rh a 20C es de 998 kg/m3.

DENSIDADAPARENTE

POROSIDADABIERTA


370/476

Densidad real (mtodo del picnmetro)Las probetas, una vez determinada la densidad aparente y la porosidad abierta,se muelen por separado hasta que las partculas pasen por el tamiz 0,063 mm demalla.Se introduce agua desionizada hasta la mitad del picnmetro y a continuacin seaade la masa pesada de la probeta trituradame.


371/476

Se somete el picnmetro a vaco (2 kPa) para eliminar lasburbujas de aire.


372/476

A continuacin se llena el picnmetro hasta el enrase y se pesa con precisin de+ 0,01 g (m1)Se vaca y limpia el picnmetro, se llena slo con agua desionizada y se pesacon precisin de + 0,1 g (m2).


373/476

La densidad real y la porosidad total se obtienen a partir delas siguientes formulas.El valor de la densidad del agua! rh a 20C es de 998 kg/m3.

DENSIDAD REAL POROSIDAD TOTAL


374/476







INICIO


375/476






INICIO



376/476

Resistencia a la fragmentacin de ridosDeterminacin de la resistencia a la fragmentacin por el mtodo Los ngeles

UNE-EN 1097-2:1999Realizacin: Grupos GInTE / Ingenia / Interes


377/476

Material:Maquina para desgaste Los ngeles


378/476

La masa inicial de la muestra ser de al menos 15 kg de rido, que pase por eltamiz 14 mm y que retenga en el tamiz 10mm.Se tamiza la muestra por los tamices de 12,5 mm y 11,2 mm


379/476

Se obtendrn 5000 gr de muestra, cuya curva granulomtrica cumpla que entre el 60 y70 % del rido deber pasar por el tamiz de 12,5 mm y entre el 30 y 40 % del ridodeber pasar por el tamiz de 11,2 mm.Se obtienen las fracciones granulomtricas para el ensayo y se lavan.


380/476

Tras el secado en estufa, se mezclan las fraccionesgranulomtricas.


381/476

Se vierte la muestra en el tambor del molino de Los ngeles junto con la carga abrasiva (bolas de acero).


382/476

Despus de 500 ciclos se extrae la muestra con las bolas deltambor.


383/476

Despus de extraer la muestra del tambor se lava y se tamizapor el tamiz 1,6 mm


384/476

Se seca la muestra, se pesa el material retenido en el tamiz1,6 mm (m)


385/476

Expresin para obtener el coeficiente Los ngeles (LA). Se expresa en %,redondeando al entero ms prximo.Siendo m la masa retenida en el tamiz 1,6 mm tras realizar el ensayo.


386/476







INICIO


387/476






INICIO



388/476

Resistencia a TraccinDeterminacin indirecta. Ensayo Brasileo

UNE 22950-2:1990Realizacin: Grupos GInTE / Ingenia / Interes


389/476

Material:Prensa hidrulica de compresin apta para traccin ymandbulas de acero para aplicacin de la carga


390/476

Extraccin de testigos para ensayo a partir de un bloque deroca.


391/476

Corte y preparacin . Los testigos deben ser cilndricos, conun dimetro no inferior a 50 mm. El espesor medio en el centrodebe ser igual al radio aproximadamente.


392/476

Se preparan 6 probetas o testigos por muestra de roca,siempre y cuando los testigo sean homogneos. Para testigoscon marcadores de anisotropas distintas, se dispondrn tantotestigos perpendiculares como paralelos.


Carga / Anisotropa


393/476

Se toman las medidas de dimetro y espesor de la probeta conun calibrador o pie de rey.


394/476

Se coloca el testigo entre las mandbulas de acero, en laprensa hidrulica, teniendo en cuenta la anisotropa de lamuestra. La velocidad de rotura debe ser de 200 N/s y la roturase ha de producir entre los 15 y 60 segundos.


395/476

Tras la rotura, se anota la forma de la misma y se toma una fotografa. La resistenciaa traccin de la probeta! t, se calcula a partir de la expresin:! t = 2P/D.eDondeP es la carga en la rotura en Newtons;D es el dimetro de la probeta en mm;e es el espesor de la probeta en mm.


396/476







INICIO


397/476






INICIO



398/476

Slake Durability TestDeterminacin de la durabilidad al desmoronamiento de rocas blancas

NLT-231/91Realizacin: Grupos GInTE / Ingenia / Interes


399/476

Material:Equipo de ensayo Sehudes


400/476

Se prepara una muestra representativa de material rocosoformada por 10 fragmentos


401/476

Cada fragmento debe pesar entre 40 y 60 g


402/476

Lo que dar un peso total de 450 a 550 g


403/476

Se coloca la muestra en uno de los tambores, se seca a 105Cy se registra el peso A


404/476

Se monta en conjunto y se rellena el recipiente con agua delgrifo a 20C hasta un nivel 20 mm por debajo del eje deltambor


405/476

El tambor girar a 20 r.p.m. durante un perodo de 10 minutos(1 ciclo)


406/476

Se retira el tambor y se mete el tambor ms la muestra enestufa a 105C. Una vez seca se determina el peso B


407/476

Se repite el ciclo anterior (2 ciclo) volviendo a ensayar lamuestra y secndola para obtener el peso C


408/476

El tambor se limpia, y se registra su peso D


409/476

El ndice de durabilidad (Id) de los diferentes ciclos se obtienea partir de las masas secas determinadas antes y despus decada ciclo.

Masa del tamborcon 10 fragmentos

de roca

Masa A Masa B Masa C Masa D

Primer Ciclo10 minutos

Masa secada enestufa retenida por

el tambor tras elprimer ciclo

Segundo ciclo10 minutos

Masa secada enestufa retenida porel tambor tras elsegundo ciclo

Masa del tamborvaco

Los ndices de durabilidad correspondientes al primer (Id 1) y segundo ciclo (Id 2) se calculan como:

AguaAguaAgua


410/476






INICIO



411/476


Toms, R., Cano, M., Garca-Barba, J., Santamarta, J.C., Hernndez, L.E.,Rodrguez, J.A., Zamora, R. (2013). Prcticas de Ingeniera del Terreno.




INICIO



412/476

Realizacin: Grupos GInTE / Ingenia / Interes UNE 22-950-90 Parte 4(Ensayo tipo 1)

Ensayo de compresin triaxial en rocasDeterminacin de la resistencia al corte de rocas.


413/476

Descripcin de la cmara triaxial(clula deHoek)


414/476

El cuerpo de laclula (1), con dosconexionesrpidas autosellantes, para lapresin de laclula, y para lasalida del aire y lasaturacin de laclularespectivamente.Dos tapas (2),

atornilladas alcuerpo cilndricode la clula.

1

2

2

Cuerpode laclula

Tapa

Tapa


415/476

Tapas de carga superior (3) einferior (4) con acoplamientoesfrico.Dos asientos esfricoshembra (5) conectados a lastapas de carga (3 y 4) para latransmisin correcta de lacarga. Un manguito de goma(6) para separar la muestradel fluido de la clula. Aunquecada manguito puede

utilizarse para varios ensayos,se recomienda manguitos derecambio.

3

4

5

6


416/476

Las mediciones de ladeformacin radial y axial serealizan mediante bandasextensomtricas pegadasdirectamente a la superficielateral de la muestra (7). Elcableado pasa por el interiordel manguito de goma. Todaslas galgas o bandasextensomtricas debern

conectarse a un dispositivoelctrico adecuado(transductor)

7

Detalle galga extensomtrica


417/476

Dimensiones de las probetas:

Dimetro: 54,74 mmAltura: 100 mm

La superficie lateral de la probetadebe ser lisa y estar libre deirregularidades (tolerancias segnnorma). Las bases deben ser planasy formar un ngulo recto con el eje dela probeta de ensayo. Siempre quesea posible, las condiciones dehumedad in situ deben preservarsehasta el momento del ensayo.


418/476

Preparacin de la muestra para el ensayo

Insercinmanguito degoma.

Ensamblajede clula. Drenaje del aire.


419/476

Insercin deltestigo de

roca.

Colocacin delos asientos

esfricosdentro de laclula con

aceite.

Inicio delensayotriaxial.


420/476

El ensayo triaxial se ejecuta enmuestras de rocas contenidas enuna membrana de goma que secolocan dentro de una clulatriaxial y se someten a una presinconfinante istropa.Posteriormente se incrementa lacarga axial hasta alcanzar la roturade la probeta, determinando lossiguientes datos:! La carga o el esfuerzo axial (! 1).! Las deformaciones axial (" 1) y

transversal (" t) de la probeta.! El ngulo del plano de rotura.! El ngulo que forma los planos deanisotropa con respecto la cargaaxial.

3u=0u0

1- 3

3$

%

! 1-! 3

" 1

" 1

" t

0

Dilatacin

Contraccin

1- 3


421/476

Se aplica la carga de compresin sobre la muestra de roca de forma continua,sin choque, de tal forma que la velocidad de deformacin sea lo ms constanteposible, para que la rotura se produzca entre los 5 y 15 minutos de carga.Alternativamente, el ensayo se puede realizar a velocidad de tensin constante,dentro de los lmites de 0,5 1,0 MPa/s.

Adems, la presin de confinamiento deber mantenerse constante con unatolerancia de 2 %.

Se deben romper de 3 a 5 testigos con distintas presiones de confinamiento.


422/476

2 MPa de confinamiento 3 MPa de confinamiento 5 MPa de confinamiento

10 MPa de confinamiento7 MPa de confinamiento

Grficos de rotura triaxial de

cinco testigos de la mismaroca con distintas presionesde confinamiento


423/476

A partir de las tensiones enrotura de las diferentesprobetas ensayadaspodemos dibujar loscrculos de Mohr, querepresentan el estadotensional de cada probetaen rotura, y determinar suenvolvente de rotura quenos proporcionar elngulo de rozamiento y la

cohesin de la roca.

%IIf

%IIIf

%If

1If3II 3III

% &

1

2

3

3I IIf 1IIIf

Probeta III

Probeta II

II III

2$ 2$ 2$

Probeta I

c


424/476







INICIO


425/476






INICIO



426/476

ISRM Suggested Method, 1978

Velocidad snica en rocas

Realizacin: Grupos GInTE / Ingenia / Interes

Determinacin de la velocidad de propagacin de ondas elsticas en rocas


427/476

Las probetas se

suelen preparar apartir de los testigosde sondeos deinvestigacin.

Tambin se puedenextraer bloques de rocade afloramientos yobtener de ellosprobetas cilndricasmediante unasonda en el laboratorio.Estos bloques debenextraerse prescindiendode voladuras, para evitarposibles errores

en los resultados de losensayos, debido a lastensiones generadas enla explosin.


428/476

Esta prueba est diseada como un mtodo para determinar la velocidadde propagacin de ondas elsticas en las rocas con el impulso ultrasnico

Testigo

Emisor de seal(transductor)

Receptor(transductor)

Seal snica

Generador de impulsoy osciloscopio


429/476

Debemos medir conprecisin la longitudde la probeta (d).

El ensayo ser msrepresentativocuantos mas testigosde la misma roca sepuedan ensayar.


430/476

Se impregnan las carasde la probeta, donde secolocarn lostraductores, con gel,para permitir unamejor transmisin deondas.


431/476

El procedimientoconsiste en colocarlos transductores aambos lados de laprobeta y generar unimpulso snico porun transductor(emisor) y recibir laseal que viaja atrabes de la probetapor el otro (receptor).


432/476

Tambin se pueden

realizar medidasinsitu . Al tratarse deun ensayo nodestructivo, no dejasecuelas en laconstruccin.


433/476

La velocidad de laonda snica a travsde la probeta deroca, se obtiene dedividir la longitud dela probeta (d) y eltiempo (t) de llegadade la onda.

V = d / t


434/476







INICIO


435/476






INICIO



436/476

3Otros


437/476


Ejecucin de un sondeogeotcnico


438/476

Esta operacin, perteneceal grupo de tcnicas quepermiten el acceso yobservacin directa alsubsuelo, permitiendo a suvez la obtencin demuestras de suelos yrocas.

Eventualmente permiten larealizacin de ensayosin situ.


439/476

EQUIPOS

Cuadro de mandos Bomba delodos

Cabeza de rotacin Mordaza inferiorPenetrometroDinmico

Mquina desondeos o sonda


440/476

Tubera deRevestimiento

VarillajeCaja poratestigos

Coronas de corteWidia Diamante

Material auxiliar para la realizacin del sondeo

Giratoria deinyeccin

Batera deperforacin


441/476

VarillajeRotatoria de agua

Cabeza rotatoria

Tubera derevestimiento

Terreno a perforar

ESQUEMA DEREALIZACIN DE

UN SONDEO

Batera de perforacin


442/476

El varillaje pasa porla cabeza de rotacin

El agua debe fluirpor la boca delsondeo para extraerlos detritus yrefrigerar la coronaque corta el terreno

varillaje

Cabeza de rotacin

Mordaza


443/476

Se nivela la sonda en el punto deperforacin. Es imprescindible contar consuministro de agua continuo durantela realizacin del sondeo para laevacuacin del detritus yrefrigeracin de la corona de corte. Se inicia la perforacin con eldimetro mayor de batera deperforacin. Conforme vaya cambiando elterreno, ser necesario entubar para

impedir el desprendimiento de lasparedes del sondeo. Se va reduciendo paulatinamente eldimetro de perforacin.

Los dimetros (mm)mas comunes quepodemos encontrarson:

PROCEDIMIENTO OPERATORIO

116101867666


444/476

La maniobra desondeo es el proceso

de perforacin,avance y extraccinde la muestra. Lasmaniobras tendrn,como mximo, la

longitud de la baterade perforacin, que esel tubo que aloja la

muestra en su interior.

Las muestras (testigos de sondeo o ncleos deperforacin) se extraen de la batera y se colocan

ordenadamente en la caja portatestigos.


445/476

Se ha de indicar, con una marca perpendicular al eje de lostestigos, el inicio y fin de cada maniobra

Marca


446/476







INICIO


447/476






INICIO



448/476

Preparacin de lminas delgadas de rocas

para estudio petrogrfico



449/476

Equiposa

utilizar


450/476

EQUIPOS

Mquina decorte y

esmeriladopara muestras

y portas devidrio.


451/476

EQUIPOS

Unidad de

impregnacinen vaco conresina epoxy


452/476

EQUIPOS

Pulidoraautomtica

para elesmerilado y

pulido delminasdelgadas


453/476

EQUIPOS

Microscopiopetrogrfico


454/476

Procedimiento

operatorio: Cortar lamuestracon eldisco dediamante.


455/476

Cortar la muestra atamao 8 x 20 x 30 mm

Usando un soporte

de 3 tamaos yapredeterminado


456/476

Esmerilar el porta de vidrio hasta planitud.


457/476

Lapear unacara de lamuestra (laque se va apegar al portade vidrio).


458/476

Para el lapeadousar polvo de carburo

de silicio, mezcladocon glicerol/agua,de dos tamaos:

#220 m #1000 m


459/476

Despus dellapeado, pegar la

muestra al porta devidrio, con resina

epoxy o similar .


460/476

Despus de que laresina ha curado

cortar la muestra hastaun espesor de

0,5-1mm.

Para efectuar el corte

fijar en el soporte devaco.


461/476

Esmerilar la muestracon la copa de

diamante hasta unespesor total de

aproximadamente 80 m lmina +resina


462/476

Lapear la muestra conpolvo de carburo de

silicio #1000 mhasta el espesor de

lmina delgada25-30m


463/476

Al terminar el lapeadoproteger la lminacon una laca o unvidrio cubre porta.


464/476

Lminasterminadas


465/476







INICIO


466/476





http://web.ua.es/es/interes/interes-ingenieria-del-terreno-y-sus-estructuras.htmlhttp://webpages.

libro de la asignatura ensayos geotécnicos

Documents