Registro fotográfico

Recolección de la muestra




Ensayo de hidrómetro







Ensayo de límites






Ensayo de corte








Gravedad específica




Aparatos e instrumentos utilizados

Cronómetro



Termómetro



Rodillo



Balanza



Probetas



Picnómetro



Taras



Hidrómetro



Agitadora



Aparato de Casagrande



Máquina de corte




Asesora Profesional


Ingeniera Geóloga María Jaqueline Espinosa Rodríguez
Candidata a Maestría en geotecnia
Profesora de:
*Empuje de tierras y estabilidad de taludes.
*Geología y suelos.
Correo: jaesp@eia.edu.co

Estabilidad del talud

Estabilidad

Se debe estabecer un diseño apropiado para un talud con las condiciones del suelo estudiado. Para ello se utiliza el método de las dovelas en el programa Geo-Slope, se va a trabajar con condiciones de Mohr Coulomb, lo que quiere decir que se debe trabajar con el ángulo de fricción y la cohesión del material. Para ello también se debe conocer el peso específico del suelo, propiedad que fue determinada en el transcurso de los ensayos realizados.
En la imagen se muestra el resultado arrojado por el programa Geo-slope, un talud de 13 m y un ángulo de inclinación de 77º.

Ensayo de granulometría por hidrómetro

Ensayo de hidrómetro
Cuando los suelos no son grueso granulares, sino que los suelos tienen tamaños de grano pequeños no se podrá hacer análisis granulométrico por mallas, para determinar el porcentaje de peso de los diferentes tamaños de los granos de suelo. Lo apropiado es aplicar el método del hidrómetro (densímetro), hoy en día para suelos finos quizá es el ensayo de mayor uso, el hecho se basa en que las partículas tienen una velocidad de sedimentación que se relaciona con el tamaño de las partículas.
La ley fundamental para realizar análisis granulométrico por hidrómetro es formulada por Stokes, en esta ley se enuncia que si una partícula esférica cae dentro del agua adquiere pronto una velocidad uniforme que depende del diámetro de la partícula, de su densidad y de la viscosidad del agua.
Para la realización del ensayo no se usa una suspensión compuesta de agua y suelo, porque se precipitaría, en muy poco tiempo casi todo el suelo, debido a la formación de flóculos originados por la presencia de diferentes cargas eléctricas en las partículas del suelo. Se utiliza un agente defloculante que neutralice las cargas eléctricas, permitiendo que las partículas se precipiten de forma individual.
Tipos de dispersantes usados comúnmente:
Silicato de Sodio (vidrio líquido). Es una solución de silicato de sodio, para lograr la concentración necesaria se usa un hidrómetro 151 H. Una vez preparada la solución se toman 20 cm3.
Hexametafosfato de sodio (NaPO3). Comercialmente se conoce como Calgon. Se usará agua destilada a razón de 40 g de hexametafosfato sódico por cada litro de solución.
Ya que la solución es ácida se puede considerar mayor eficacia como agente defloculante en suelos alcalinos.
Para el ensayo de hidrómetro existe corrección dependiendo del tipo de hidrómetro empleado, la corrección se hará con la diferencia de la lectura del hidrómetro y un coeficiente que depende del tipo de hidrómetro, para 151 H es la unidad y para 152 H es cero.
Los hidrómetros están calibrados para hacer la lectura al nivel libre del líquido. Al formarse el menisco alrededor del vástago, la lectura correcta no puede hacerse, ya que las suspensiones de suelo son transparentes, por lo que se necesita leer donde termina el menisco y corregir la lectura sumando la altura del menisco. Esta corrección se hace sumergiendo el hidrómetro en agua destilada y haciendo dos lecturas en la escala; una en la parte superior del menisco (para que el menisco se forme completo, el cuello debe limpiarse con alcohol para eliminar la grasa) y otra siguiendo la superficie horizontal del agua. La diferencia de las dos lecturas nos da la corrección que debe sumarse a las lecturas hechas al estar operando.

Procedimiento
Se selecciona una muestra de más o menos 50 gr que pase el tamiz número 200, a lo que quede retenido en el tamiz número 200 se le hace un lavado, a lo que queda después del lavado se le lleva a un recipiente que irá al horno para determinar el porcentaje de gruesos de la muestra, ya que está ha sido debidamente pesada antes de pasar por el tamiz número 200.
La muestra que pasa el tamiz número 200 se deposita en un frasco; posteriormente se añaden 200 cm3 de agua y aproximadamente 20 cm3 de agente defloculante, se debe dejar la suspensión como mínimo una hora (la A. S. T. M sugiere que para suelos arcillosos se deje 16 horas), después de haber sometido la muestra al defloculante se transfiere la mezcla al vaso de la agitadora eléctrica se añade agua hasta llenar dos terceras partes del vaso, se realiza a dispersión de la muestra de 5 a 10 minutos. La muestra dispersada se lleva a un cilindro graduado y se le agrega agua hasta los 1000 cm3; se agita el cilindro durante un minuto tapando con la palma de la mano e invirtiéndolo repetidas veces, se hace esto para obtener una suspensión homogénea. Se coloca el cilindro sobre una mesa se pone andar el cronómetro. Para los tiempos indicados se introduce el hidrómetro dentro del cilindro y se registran los datos, encargándose también de medir la corrección por menisco y la temperatura para cada medida.
En las tablas en siguientes se muestran los datos registrados y los datos calculados para el ensayo de hidrómetro. En una se muestra el análisis granulométrico como si todo fuera completamente fino, pero en la otra tabla se registra la verdadera distribución granulométrica para la muestra, es con esta tabla que podemos hacer la gráfica de distribución granulométrica que se presenta también a continuación.

Ensayo de corte directo

Ensayo de corte directo
El ensayo busca identificar la relación que se establece entre el esfuerzo y la deformación considerando una carga lateral aplicada de tal forma que se genera un esfuerzo cortante, se presenta un plano de falla horizontal paralelo a la carga aplicada. Existen dos sistemas para la ejecución de este ensayo, el de esfuerzo controlado y el de deformación controlada. En el primero se aumenta gradualmente la carga que induce el esfuerzo hasta que se produzca la falla. Este sistema se usa de preferencia para ensayos de una rata de carga muy baja debido a que con el mismo puede mantenerse más fácilmente una carga constante durante cualquier período de tiempo; además , pueden quitarse más fácil y rápido las cargas. El inconveniente que se presenta es que por el exceso de desplazamiento que se impone después de haber pasado la resistencia máxima no se obtiene la resistencia al esfuerzo cortante final verdadera.
En el ensayo de deformación controlada se producen y controlan los desplazamientos manteniendo una rata constante. El ensayo de deformación controlada es preferible, ya que sí permite obtener el verdadero valor de la resistencia final al corte de la muestra de suelo que se esté ensayando.
Se tendrán dos marcos donde se colocará la muestra, uno superior y uno inferior, el esfuerzo se le aplica a uno de los marcos, por tanto un marco será fijo y el otro móvil, teniendo en cuenta que debe existir una separación de los marcos aproximadamente de 1 mm, la separación debe ser mayor que el tamaño máximo de las partículas.
El ensayo de corte directo para mayor seguridad debe realizarse sobre las muestras en condición saturada, porque es bajo condiciones de humedad que el suelo tiene menor resistencia al corte, antes de saturarse la muestra está disgregada, se va montado la muestra en capas, en los marcos en los que se realiza la prueba, se usan dos piedras porosas una en la parte superior de la muestra y otra en la parte inferior, la porosidad debe ir hacia la muestra, dos placas metálicas con ranuras que generan fricción en el suelo, se monta el marco y la muestra en la máquina de corte directo, debe establecerse un esfuerzo normal aplicado a partir del esfuerzo geostático, se calibran los anillos de medición y se inicia la prueba, para encontrar los valores que serán de importancia se hace el ensayo tres veces aumentando la carga anterior por el doble cada siguiente vez.

Se muestran en la tabla los datos registrados, y en la gráfica los valores de esfuerzo normal y esfuerzo cortante calculados a partir de la ecuación del anillo, las lecturas del anillo de carga y las lecturas del anillo de deformación. Para hallar la ecuación de la envolvente se debe prolongar la línea de la gráfica. Se determinan así los parámetros mecánicos del suelo:
Phi = 33,31º y C = 4,83 (kPa).