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ENSAYO DEL DILATOMETRO

ENSAYO DEL DILATOMETRO. ROSIO MARTINEZ GUSTAVO GARCIA MAURICIO NARVAEZ CARLOS PIAMBA CARLOS OVIEDO. ENSAYO DEL DILATOMETRO. Qué es el dilatómetro?. Silvano Marchetti (1975-1980) Es un ensayo Geotécnico in-situ y de poca aplicación en algunas partes del mundo.

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ENSAYO DEL DILATOMETRO

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  1. ENSAYO DEL DILATOMETRO ROSIO MARTINEZ GUSTAVO GARCIA MAURICIO NARVAEZ CARLOS PIAMBA CARLOS OVIEDO ENSAYO DEL DILATOMETRO

  2. Qué es el dilatómetro? • Silvano Marchetti (1975-1980) • Es un ensayo Geotécnico in-situ y de poca aplicación en algunas partes del mundo. • Se trata de un ensayo carga/deformación, con deformación controlada . • Aplicación tanto a suelos granulares como a cohesivos de poco a muy densos y de blandos a duros. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  3. NORMATIVIDAD • No existe una norma publicada para este ensayo, únicamente unas recomendaciones de la ASTM. Concretamente ASTM subcomité D18.02.10, 1996. • Recientemente el comité TC16 de la ISSMFE ha publicado un informe en que en el que describe de forma detalla los equipos, procedimientos, interpretación y aplicaciones para el diseño del ensayo. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  4. Desde el punto de Vista Geológico /geotécnico: • Determinar el perfil estratigráfico del terreno. • Evaluar los parámetros geotécnicos de las capas investigadas. • Calcular la capacidad portante del terreno y asentamientos frente a solicitaciones externas. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  5. Se puede obtener: • Resistencia al corte. • Presión lateral (módulo de deformación). • El Cu, en suelos cohesivos. • Densidad relativa en %. • Φ en suelos granulares. • Módulo edométrico (M) en suelos granulares y cohesivos. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  6. Sirve para identificar superficies de rotura de taludes en suelos arcillosos. • Curvas P & Y, para pilotes con carga lateral. • La determinación del potencial de licuefacción de arenas. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  7. Ventajas del Dilatómetro: Además de ser un ensayo rápido, económico y preciso. Tienes las siguientes ventajas particulares: 1.- Altera en lo mínimo el estado. del suelo. 2.- El equipo de es sencillo de manejar, robusto y de fácil aplicación. 3.- El equipo es 100% portátil. 4.- Es un excelente ensayo de control de tratamiento del terreno. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  8. Método operativo • El ensayo consiste en introducir en el terreno la cuchilla de DTM mediante empuje hidráulico o dinámico haciendo paradas en intervalos de profundidad de 150mm. • En cada parada el operador de la caja de control con la ayuda de gas a presión inicia un proceso de dilatación de la membrana de acero alojada en la cuchilla del DTM. • Los datos obtenidos se analizan a mano o por medio de un ordenador. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  9. Descripción del equipo El equipo está constituido por los siguientes elementos: • Paleta Dilatométrica. • Conector electro-pneumático. • Unidad de control en superficie. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  10. Procedimiento de ensayo 1.- Consiste en una paleta plana que se hinca en el terreno y esta provista de una membrana metálica circular, que se expande horizontalmente en el suelo mediante gas a presión. a) La hinca de la paleta se realiza mediante penetración estática. El varillaje es el mismo que se utiliza es el mismo de la prueba de penetración estática y piezoconos ENSAYO DEL DILATOMETRO

  11. b) La paleta se conecta a una unidad de control en superficie. Mediante una manguera de presión de nylon en cuyo interior contiene un cable eléctrico que transmite señales. c) A intervalos de 20cm se obtiene la penetración y la membrana es inflada mediante gas presurizado. Se toman dos lecturas. . A. que corresponde a la presión necesaria para comenzar a mover la membrana. . B. es la presión requerida para producir ENSAYO DEL DILATOMETRO

  12. Una deformación de 1.1mm en el terreno. • El desplazamiento de la membrana de paleta de 1.1mm +/- 0.02mm por tratarse de piezas sólidas no puede ser alterada en modo alguno por el operador. Se trata por lo tanto de un instrumento de gran precisión. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  13. Decimos que se trata de un ensayo de dos parámetros uno es Po y P1. • Po, da información directa acerca de la historia tensional al suelo. (factor que controla su comportamiento) • P1, lo utilizaremos más adelante en los cálculos. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  14. Calibración de la membrana • Las lecturas de campo ( A. y B.) Deben ser corregidas por los efectos de la rigidez propia de la membrana para determinar las presiones, Po y P1: Po=A+ΔA P1=B+ΔB ENSAYO DEL DILATOMETRO

  15. ΔA= Es la presión exterior que debe ser aplicada a la membrana al aire libre para que se mantenga en reposo sobre su apoyo. • ΔB= Es la presión interna necesaria para desplazar la membrana 1.1mm. Estos valores se leen en el campo aplicando a la paleta una presión negativa mediante vacío y una presión positiva respectivamente. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  16. El valor de ΔA oscila entre 0.05 -0.30 bar, y el de ΔB oscila entre 0.05-0.08 bar. • El cambio de ΔA ó ΔB no debe ser superado de 0.25 antes y después del ensayo y si esto sucede hay que repetir el ensayo. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  17. Interpretación del ensayo DTM PARÁMETROS PRIMARIOS: A partir de los valores Po y P1 se derivan los tres parámetros intermedios característicos de este ensayo. 1.- ID= es el índice de material relacionado con el tipo de suelo. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  18. 2.- kD= índice de esfuerzo horizontal relacionado con la relación de sobreconsolidación (OCR). 3.- ED= Módulo dilatómetrico. determinado a partir de la teoría de la elasticidad. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  19. INDICE DE MATERIAL O TIPO DE SUELO ID. Donde u0 es la presión intersticial. En general IDes indicativo del tipo de suelo. En el campo de los suelos cohesivos, no obstante, ID puede clasificar a un suelo arcilloso como limoso y viceversa ENSAYO DEL DILATOMETRO

  20. Al utilizar este parámetro se debe tener presente que la clasificación del suelo no es el resultado de un análisis granulométrico, si no que responde a parámetros que reflejan un comportamiento mecánico del medio, en cierto modo un índice de rigidez ENSAYO DEL DILATOMETRO

  21. Arcilla 0.1 < ID < 0.6 Limos 0.6 < ID < 1.8 Arena 1.8 < ID < 10 ENSAYO DEL DILATOMETRO

  22. INDICE DE ESFUERZO HORIZONTAL KD DEFINIDO POR: = es el esfuerzo efectivo vertical ENSAYO DEL DILATOMETRO

  23. KD es la base para la interpretación de varios parámetros del suelo, y es la clave para el resultado del ensayo este parámetro depende del esfuerzo efectivo horizontal y esta relacionado con la razón de sobreconsolidacion del suelo (ocr) ENSAYO DEL DILATOMETRO

  24. El valor de kd en arcillas n.c es :kd.nc ≈ 2 oscilando entre 1.8 y 2.3 • La compactación se manifiesta por un inmediato incremento de (Kd) y de (M) incluso para pequeños cambios de densidad. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  25. MODULO DE DMT ED • ED SE OBTIENE A PARTIR DE LA TEORÍA DE LA ELASTICIDAD ED = 34.7∆P Este parámetro no debe usarse en si mismo como un modulo de deformación fundamentalmente por la falta de información de la historia de esfuerzos ENSAYO DEL DILATOMETRO

  26. INTERPRETACIÒN DE PARÀMETROS GEOTECNICOS • A partir de los parámetros ID,KD,ED definidos anteriormente podemos estimar los parámetros geotécnicos clásicos de resistencia, deformabilidad e historia tensinal de un suelo: Tipo de suelo (estratigrafía). OCR y K0 en Arcilla. Cu en suelos cohesivos. DR% y Φ en suelos granulares. ENSAYO DEL DILATOMETRO

  27. MDT El modulo edómetrico en suelos granúlales y cohesivos.

  28. TIPO DE SUELO Y EL PESO ESPECIFICO RELATIVO Marchetti y Crapps en 1981 desarrollaron la siguiente ábaco de la siguiente fig. en el que se puede determinar el tipo de suelo y su peso especifico relativo a partir de los parámetros ID y ED.

  29. HISTORIA TENSIONAL DEL SUELO OCR OCR=(0.5KD)^1.56 Esta ecuación es valida o fue derivada en correspondencia a un valor de KD=2. Para suelo arcillos no cementados normalmente consolidados.

  30. DETERMINACIÒN DE OCR EN ARENAS =MDT/qc M= Molduro confinado determinado a partir de ED. qc= Es la resistencia por punta del penetrómetro elástico (CPT). Aquí se nos dan valores típicos de  paraarenaslimosasnormalmenteconsolidadas.

  31.  oscila entre 5 – 10. • Y para arenas limosas sobreconsolidadas  entre 12 -24.

  32. COEFICIENTE DE EMPUJE EN REPOSO KO. KO= ((KD/1.5)^0.47)-0.6 Esta ecuación es para arcillas NC no cementadas. • La determinación de KO en arenas sólo e factible en arenas, sólo es factible en arena mediante la combinación del ensayo de CPT.

  33. PARAMETROS DE RESISTENCIA • Cu (arcillas) Cu=0.22 σ´vo * (0.5 KD)^1.25 Un ejemplo de comparación entre CU determinada a partir del DTM y otros ensayos geotécnicos in situ se muestra en la siguiente figura.

  34. Φ (arenas) Básicamente existen dos métodos para la determinación el angulo de rozamiento de arenas a partir del ensayo DTM. 1.- este metodo esta basado en resultados de ensayos en camara de calibracion CC y relaciona K0 - KD - Φ. 2.- se determina Φa partir de KD ΦsafeDMT= 28°+ 14.6° log KD-2.1 log ^2KD

  35. PARAMETROS DE DEFORMACION • Modulo MDMTigual al determinado en el Edómetro (modulo confinado) • Corresponde al modulo vertical drenado tangente a la presión de confinamiento σ´vodel ensayo. MDTM = RM*ED

  36. DETERMINACION DE RM MDTM = RM * ED • RMoscila entre 1 - 3 DETERMINACION DE ED ED = 34.7 * P

  37. Comparación entre M determinado a partir de DMT y Edómetros de alta Calidad, en arcillas de Noruega (Lacasse 1986) .

  38. CONCLUSIONES • Del ensayo de manera directa se obtienen los valores de ID KD ED. - ID índice del material: es un parámetro indicativo del tipo de suelo, o bien del comportamiento mecánico de éste. - KD índice de esfuerzo horizontal: es la base para la interpretación de varios parámetros del suelo (OCR). Es muy útil para conocer la historia del terreno

  39. - ED modulo DMT: solo debe ser utilizado en combinación con KD e ID, no debe ser confundido con el modulo de young. A partir de los parámetros anteriores pueden estimarse los parámetros geotécnicos clásicos de resistencia deformabilidad de historia tencional del suelo

  40. - en el caso de los terrenos cohesivos los parametros OCR, Ko, Cu, pueden calcularse directamente a partir de los datos extraidos DMT. - en determinados tipos de terreno, como es el caso de granulares finos, es de destacar la importancia de complementar el ensayo DMT con ensayos de penetracion estatica (CPT y/o CPTU).

  41. esta combinacion permite hacer una estimacion de la historia tencional del terreno,estimar el valor de Ko y obtener un valor aproximado del angulo Φ. - en cuanto a los parametros de deformacion la posibilidad de estimar el modulo confinado, directamente corelacionable con el edometrico, tanto en suelos coesivos como granulares en una de las principales aportaciones del ensayo DMT

  42. - tiene otras aplicaciones directas como: deteccion de superficies de rotura en taludes de arcillas sobreconsolidadas. - control de tratamiento de mejora del terreno. - control de compactacion de terraplenes. - hay casos practicos de la utilizacion conjunta de los ensayos DMT y CPT /CPTU y los resultados obtenidos.

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