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Ingeniería Civil.

Estudio de la resistencia cortante consolidada drenada en muestras en estado natural y saturadas. Comparación de Pruebas Proctor Estándar y Modificada en suelo Unidad D de la TBJ. S. Duran, P. Medina, J. Mejia, I. Rodríguez, A. Zamora susan_ids@hotmail.com, prismar26@yahoo.es, brujo_2204@hotmail.com, irisvillaran@gmail.com astrid.zamora@gmail.com.

Resumen

En el presente artículo se expone una breve investigación bibliográfica acerca de la Tierra Blanca Joven, específicamente la unidad D, de igual forma se presentan los resultados obtenidos en pruebas de laboratorio realizadas con el fin de estudiar la resistencia a corte de este tipo de suelo, tanto en condición de humedad natural como en condición saturada y con ellos hacer las comparaciones pertinentes. Finalmente se presentan comparaciones de los resultados obtenidos con ensayos Proctor Estándar y Proctor Modificada.

1. Introducción

obtener mayor conocimiento sobre la

La mayor parte de los suelos del área

TBJ debido a que es uno de los

metropolitana

Salvador,

materiales con mayor presencia en el

pertenecen a lo que se conoce como

AMSS, pues se encuentra formando

Tierra Blanca Joven (TBJ), clasificación

parte de la gran mayoría de taludes

que

naturales

abarca

de

San

varias

unidades,

y

como

material

de

provenientes todas de las erupciones

cimentación en obras de infraestructura

volcánicas

como carreteras, rellenos, muros de

más

recientes.

Es

vital


S. Duran, P. Medina, J. Mejía, I. Rodríguez, A. Zamora

retención fundaciones de edificaciones y por

ello

es

vital

obtener

mayor

conocimiento sobre la TBJ. 2. Unidad D de la Tierra Blanca Joven Esta unidad se caracteriza por ser rica en

cenizas

de

seleccionados,

granos presenta

finos,

bien

marcas

de

Figura 2.2. Color característico de TBJ unidad D 3. Lapilli acrecional

ondas gigantes de oleadas piroclásticas

Agregado de partículas humedecidas

densas.

en torno a un núcleo que se genera

Estas estructuras y los depósitos de caída finos de la Coignimbrita, le dan un

en las columnas eruptivas como consecuencia relacionados

aspecto estratificado.

superficial Esta

unidad

se

de

identifica

por

su

procesos

con de

la

las

mineralizaciones

tensión partículas,

secundarias,

granulometría muy fina y se caracteriza

diferencia en la velocidad de caída

por la presencia abundante de “lapilli

de dichas partículas en el seno de

acrecional”,

con

las columnas eruptivas y diferencia

bandeados concéntricos y localmente

en el aporte de material a lo largo de

son conocidos como “grumos”.

la formación del agregado.

que

son

esferas

El color de esta unidad cuando se presenta algo húmeda tiende a ser beige a grisáceo. [1]

Los lapillis acrecionales se asocian a la presencia de agua en el proceso eruptivo.

Son

especialmente

abundantes en columnas generadas en

erupciones

freáticas

y

freatomagmáticas. Los

depósitos

de

oleadas

piroclásticas basales de carácter Figura 2.1 Unidad D, TBJ, san marcos

húmedo

(wet

surge)

pueden


Estudio de la resistencia cortante consolidada drenada en muestras en estado natural y saturadas. Comparación de Pruebas Proctor Estándar y Modificada en suelo Unidad D de la TBJ.

contener

abundante

lapilli

transportados

y

depositados

por

acrecional, en los depósitos de

procesos piroclásticos de caída, de

oleadas

oleadas y de flujo. [2]

secas

(dry

surge)

la

presencia de lapilli acrecional es menor. Su tamaño que comúnmente es de algunos milímetros,

puede llegar a

superar 3 centímetros. Figura 3.2 grumos de lapilli 3.1 Origen de lapilli acrecional La agregación de partículas en el aire puede ocurrir dentro de los nubarrones de polvo atmosférico como un resultado de atracción Figura 3.1 “Lapilli acrecional”

electrostática, la adhesión entre las

Lapilli acrecional es un término que originalmente

relacionaba

Los agregados de partículas son

exclusivamente con el vulcanismo. El

comunes en los depósitos de una

lapilli acrecional consiste en grumos

amplia

que se forman por la acreción de

volcánicas

ceniza fina alrededor de gotas de

ampliamente

agua

depósitos

de

se

partículas húmedas.

condensación

o

de

partículas solidas, a menudo en el

gama

de

erupciones

explosivas

de

difundidas los

y

son

en

los

impactos

de

meteoritos.

interior de columnas eruptivas ricas en vapor. Frecuentemente, exhiben una estructura interna concéntrica, y, una

vez

formados,

pueden

ser

La comprensión de cómo y dónde la agregación de las partículas que ocurre, es importante porque la sedimentación de la agregación es


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potenciado por un mecanismo de

espeso de ceniza proveniente de la

principio por el cual se limpia la

erupción

atmósfera de polvo en suspensión

Ilopango, que toma el nombre de

finas.

Tephra

La agregación de partículas se produce tanto por aglomeración, que es el pegado de la partículas y la acumulación, que es la adhesión progresiva

capa

por

capa

de

pequeñas partículas en un objeto más

grande.

Los

agregados

masiva

por

del

volcán

constituirse

de

de

un

material piroclásticos como escoria pomítica, ceniza y lapilli, y que se caracteriza por una coloración clara y por ser la más reciente de las depositaciones de las erupciones de las caldera de Ilopango. Observaciones

acerca

del

resultantes presentan una variedad

comportamiento de la Tierra Blanca,

de

estructuradas,

han determinado que este varía en

concéntricos laminada, es decir, con

función del grado de saturación.

diversas láminas afiladas. [3]

Guzmán y Melara [1996] en base a

texturas,

no

observaciones sobre la estabilidad de los taludes del AMSS, afirman que

estos

tienden

“a

perder

rápidamente su resistencia cuando se saturan, ya que se rompe la cohesión aparente que presenta el suelo en su estado natural”. Además Figura 3.3 Presencia de partículas de diversos tamaños

realizados

por

exhiben las estructuras geotécnicas de los suelos del AMSS, se deben al

4. Estudios realizados sobre la TBJ Estudios

proponen que la estabilidad que

Hart

origen geológico, establecen que las y

McIntyre [1978] definen la Tierra Blanca Joven como el manto blanco

cenizas

volcánicas

poseen

características friccionantes y que además

están

compuestos

de


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minerales

que

provocan

efectos

La falla por corte se da cuando los

cementantes dentro de la matriz del

esfuerzos entre las partículas son

suelo. [4]

tales que ellas deslizan o ruedan una sobre otra. Por lo tanto la resistencia cortante

5. Resistencia a cortante del suelo

Los

suelos

se

constantemente diferentes

acciones

humanas que cargas

al

principalmente

encuentran

sometidos naturales

a y

inducen diferentes

suelo,

estas

cargas

generan fuerzas internas dentro de la masa de suelo para poder resistir a determinada acción. En la mayoría de los casos el suelo al no ser capaz de resistir dichas fuerzas externas termina por fallar. En los análisis y estudios que se realizan en cuanto a resistencia del suelo se le da una mayor atención a las fallas del suelo por corte, ya que a

través

de

observaciones

e

investigaciones se ha determinado que el suelo muestra una mayor debilidad a este tipo de fuerzas más que

fuerzas

tensión.

de

compresión

del

o

suelo de

la

depende interacción

entre partículas, que a su vez resulta de su resistencia cohesiva y friccionante.

Otro aspecto a tomar en cuenta es que la presencia del agua reduce el valor de la resistencia del suelo que depende de las presiones internas o de poros. Los parámetros necesarios para evaluar la resistencia cortante del suelo son: -Ángulo de fricción interna: Se

debe

a

la

trabazón

entre

partículas y al roce entre ellas cuando están

sometidas

a

esfuerzos

normales. Depende de una gran cantidad de factores: tipo de mineral constitutivo de las partículas, tamaño de los granos o partículas (a mayor tamaño de partículas, mayor es el ángulo de fricción), distribución de los tamaños de granos o partículas,


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densidad, permeabilidad (facilidad de

Cuando el suelo no está saturado la

drenaje), entre otros.

tensión de agua en los poros intenta unir a las partículas, en cambio en la

La presencia de grandes cantidades

condición saturada esta tensión de

de limo disminuye el ángulo de

agua produce que las partículas

fricción principalmente porque estas

traten

partículas son más suaves. [5]

condición drenada (condición a largo

de

separarse

y

bajo

la

plazo) el cambio en la presión de -

Cohesión:

poros se disipa y se convierte en cero.

Es una medida de la cementación o adherencia entre las partículas de

6. Evaluación de la resistencia a

suelo debido a la atracción entre

cortante

ellas

consolidada-drenada

en

virtud

de

las

fuerzas

en

condiciones

moleculares. En los suelos no saturados, la

El análisis en condiciones drenadas

tensión debida a la succión del agua

se realiza utilizando parámetros de c’

en

y φ' para esfuerzos efectivos, los

los

poros,

se

produce

un

fenómeno

de

adherencia

entre

cuales

partículas

por

presión

poro

volumen y el

de

controlan

el

cambio

de

comportamiento del

negativa (presente en suelos sobre

suelo al cortante. Estos esfuerzos

el nivel freático) o fuerzas capilares,

describen los esfuerzos normales

esta cohesión “aparente” desaparece

llevados por las partículas sólidas.

con la saturación. Una condición es drenada cuando el -

Presión de Poros:

agua es capaz de fluir hacia afuera o hacia adentro de la masa del suelo

En general, la presión de poros

cuando es sometida a una carga y

consiste en la presión del agua

no se producen presiones de poros.

dentro de los poros del suelo.

Esto se debe a que el agua puede


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moverse libremente al aumentar o

fue extraído del municipio de Santo

disminuir el volumen de vacíos,

Tomas.

como respuesta a un cambio en las condiciones de carga.

La

distinción

entre

la

condición

drenada y no drenada realmente depende de la tasa de cargado y la tasa de drenaje. Si la tasa de cargado es lenta comparada con la tasa de drenaje, entonces prevalece la condición drenada. Si la tasa de cargado es rápida comparada con la de drenado, entonces la prevalece la

Figura 7.1 Extracción de muestra inalterada.

condición no drenada. [6]

La muestra se encontraba a una En general, el ensayo consolidado drenado presenta ángulos de fricción mayores, mientras el ensayo no consolidado – no drenado, da los valores mínimos de ángulos de fricción [Winterkorn y Fang, 1991]

profundidad de 4.6 m de la superficie del talud, la cual se necesitaba conocer ya que con este dato se determinó el esfuerzo al que se encontraba el suelo en campo y en base a ello se eligieron los esfuerzos a

7. Preparación de la muestra Para llevar a cabo la prueba de caja de corte en suelo en condición inalterada, fue necesario extraer una muestra de suelo inalterado, el cual

los

que

se

someterían

los

especímenes en las pruebas de laboratorio. Posteriormente, en laboratorio, se procedió a quitar la manta y la parafina del queso de suelo, y se determino el peso y las dimensiones


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del anillo en el que se labraría la muestra de suelo (fue necesario tomar 3 medidas del diámetro y la altura del anillo para tener un valor promedio

de

esas dimensiones).

Habiendo

hecho

procedió

a

lo

anterior

labrar

el

se

Figura 7.2 anillo con muestra labrada inalterada.

primer

espécimen de suelo, esto se hizo

Seguidamente se colocó la caja de

con mucho cuidado y paciencia ya

corte en el aparato de pruebas y se

que

el

saturó completamente y se dejó en

espécimen se dañara, también fue

reposo durante 24 horas con el fin de

necesario

lograr

se

debía

evitar

enrasar

que

totalmente

la

muestra justo en el límite del anillo,

una

condición

saturada

drenada.

para ello se enrasaba del centro hacia afuera en ambas direcciones. Después de tener lista la muestra de suelo se procedió a determinar su contenido

de

humedad

y

se

ensambló la caja de corte colocando en ella su base, la piedra porosa y el disco

ranurado

en

Figura 7.3 caja de corte con muestra

dirección

saturada.

perpendicular al corte, se insertó el el

Al día siguiente se procedió a

ensamblaje de la caja de corte

calcular los esfuerzos a los que se

colocando en la parte superior otro

harían las pruebas, esto se hizo

disco ranurado, otra piedra porosa y

tomando

la placa de cabezal de la caja de

esfuerzo en campo el cual fue de

corte (previamente al ensamblaje se

50.37 KPa, por lo tanto los esfuerzos

determino el peso del conjunto de

que se eligieron fueron de 25, 50 y

caja de corte).

100 KPa.

espécimen

y

se

finalizó

como

parámetro

el


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Haciendo los respectivos cálculos se

los cuales evitaban que la muestra

determinaron los pesos requeridos

consolidara rápidamente, por esta

con

los

razón los tiempos que se requerían

especímenes (2, 4, 7 Kg), a estos

para llevar a cabo la prueba de

pesos calculados se les restó el peso

resistencia a corte (tiempo estimado

del marco, el de los discos y el de

para

placa de cabezal de la caja de corte,

extremadamente

ya que de lo contrario se generarían

entre 24 y 49 Horas), ya que las

esfuerzos adicionales que darían

velocidades

de

como resultado datos erróneos.

demasiados

pequeñas.

los

que

se

cargarían

Posteriormente se soltó el peso, para que

la

muestra

consolidar,

y

comenzara

se

tomaron

a las

respectivas lecturas de deformación en tiempos de 0.1, 0.25, 0.50, 1, 2, 4, 6, 8, 15, 30, 60, 120, 240, 480, 960, 1920 min, y se graficó en una escala semilogaritmica la deformación del

que

tiempos se norma la

podía observar en las gráficas la

suelo

falle)

altos

eran

(oscilaban

carga

calcularon

eran Estos

según la

ASTM D-3080-98 mediante

gráfica

antes

mencionada,

determinando así el D100, t100, D0, D50 y t50, y multiplicando este último por 50 dando como resultado el tiempo

necesario

para

que

se

produzca la falla en el espécimen. T f = 50T50

espécimen contra el logaritmo del tiempo. En las tres pruebas no se

el

Donde:

deformación última por consolidación

Tf = tiempo total estimado hasta la

primaria, por lo tanto el tiempo

ruptura, minutos.

calculado

para

esto

no

era

el

esperado. Una causa de esto es que el suelo a estudio es la unidad D

de

la

TBJ

su

característica

principal es poseer grumos de suelo, conocidos como “lapilli acrecional”,

T50 = Tiempo requerido para que el espécimen alcance el 50% de la consolidación normal

bajo

el

especificado

incrementos subsiguientes).

esfuerzo (o

los


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Debido

a

todos

estos

8. Relación Humedad - Densidad. Prueba Proctor Estándar.

inconvenientes, las velocidades con que se cargarían los especímenes fueron consultados por el Ingeniero encargado tiempos

del laboratorio que

se

y los

recomendaron

fueron tales que se esperaba que el suelo fallara entre 3 y 5 Horas, para lograr este tiempo era necesaria una velocidad de carga de 10 div/min.

Para

realizar

esta

práctica

fue

necesario tener una gran cantidad de suelo, el cual tuvo que pasarse por el tamiz # 4, y se tuvieron que preparar 5

especímenes

de

suelo

de

aproximadamente 2.3 Kg cada uno. Los cuales estaban a un contenido de

humedad

soportaba

contenido

procedió a llevar a cabo la prueba de

Teniendo preparadas las 5 muestras

resistencia

suelo,

de suelo, se procedió a preparar

posterior a cada prueba se volvía a

todo el equipo para la prueba, para

labrar el siguiente espécimen y se

ello fue necesario seleccionar un

repetía

molde de compactación al cual se le

el

corte

proceso

anteriormente

para

especímenes

restantes

del

descrito los con

humedad

el

Teniendo todos estos datos, se

de

de

que

óptimo.

dos

determinaron sus dimensiones y su

sus

masa.

respectivas cargas.

Figura 7.4 Caja de corte

Figura 8.1 Molde proctor

ensamblada

Este molde se ensambló a la base y al collar de extensión, seguidamente


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se tomó la primera muestra de suelo

espécimen,

y se le adicionó la cantidad de agua

determinaron

requerida para alcanzar el porcentaje

humedad.

de humedad deseado.

a

las su

que

se

les

contenido

de

Todo el proceso antes descrito se

Posteriormente se procedió a colocar

realizó para tres especímenes para

el suelo dentro del molde en tres

humedades de: 16, 18,20

capas, compactando con 25 golpes cada capa (con la ayuda del martillo). 9. Prueba de Caja de Corte Teniendo las 3 capas compactadas, se quitó el collar de extensión, se

Teniendo la muestra saturada y

enrasó el suelo compactado y se

consolidada se procedió a realizar el

determinó su masa en conjunto con

ensayo de corte directo, se hicieron

el molde. Se colocó el molde con

ensayos para tres muestras con los

suelo compactado en un equipo de

siguientes esfuerzos: 25, 50 y 100

extracción, el cual funciona por

KPa con cargas de

medio de un gato hidráulico.

respectivamente, logrando con ello

2,4, 7 Kg

que el esfuerzo al que estaba sometido en campo quedara dentro de los esfuerzos seleccionados. Al tener todo listo para comenzar la prueba, se ajustó el indicador de carga

y

de

deformación

colocándolos en cero (en condición ¨no cargada¨) y se retiraron los Figura 8.2 Gato hidráulico

tornillos que daban soporte a la caja

Finalmente el suelo compactado se

de corte.

partió por la mitad y se tomó dos

Se retiró el seguro de carga por lo

muestras de suelo al centro del

que

la

muestra

sufrió

una


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deformación

inicial

la

cual

fue

posteriormente

a

observar

tomada como la lectura inicial de

comportamiento

deformación, luego se comenzó el

detener la aplicación de la velocidad.

ensayo

a

una

desplazamiento

velocidad

de

aproximadamente

constante y muy lenta , con esto se trató de evitar el exceso de la presión de poro al momento de la falla.

La

velocidad

se

impuso

manualmente por cada uno de los integrantes del grupo debido a que el motor de la caja de corte no funcionaba, dicha velocidad

fue

obtenida

de

del

ensayo

consolidación como se mencionó anteriormente. Después

de

aplicar

se comenzaron

la

carga

a registrar las

lecturas de deformación vertical y horizontal a cada 10 divisiones del día (V = 10div/min). En estos ensayos las muestras alcanzaron la falla después de 4 aproximadamente,

esto

sucedía al observar que el dial de carga no incrementaba de valor sino que oscilaba entre un valor fijo o mostraba

un

se

procedió

removió

valor

menor,

a

las

contrapesas liberando así de toda presión al espécimen, se removió la muestra de la caja de corte y se pesó, después se partió la muestra en dos para determinar su contenido de humedad. 10. Resultados obtenidos Ensayo consolidado – drenado Muestras estado natural. Ensayadas saturadas

normal se anotó la hora de inicio y

horas

Finalmente

se

este

Carga de 25 KPa

T50 = 70 min


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Carga de 100 KPa

T50 = 39 Min

Carga de 50 KPa

T50 = 50 Min

Esfuerzo Normal 0 25 50 100

Esfuerzo cortante 0 21.56266 28.41197 53.77981


S. Duran, P. Medina, J. Mejía, I. Rodríguez, A. Zamora

Carga de 50 KPa

Carga de 100 KPa

Φ = 23.78 3 º C = 8.87 Humedad Natural 

Carga de 25 KPa


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Relacion Humedad - Densidad Prueba Proctor Esfuerzo normal (kg/cm2) 0 25 50 100

Φ = 26.07º C = 40.843

Esfuerzo cortante (kN/m2) 0 46.04320197 75.85078451 86.2506342

Estándar


S. Duran, P. Medina, J. Mejía, I. Rodríguez, A. Zamora

W optimo = 17.38 %

Análisis de resultados

Peso especifico seco Max =12.94 KN/m³

1. El suelo en estudio es la Unidad D,

Modificada

de la TBJ muestra inalterada extraída del sector de san marcos, la cual presento

un contenido de finos del

70.31 %, clasificación según la SUCS como

ML

(limo

arenoso

de

baja

plasticidad) con un contenido de arena de 29.61 %, por lo que se esperaba un ángulo de fricción bajo debido a que la fricción interna de las partículas solo es provocada por la arena contenida en ella.

La

ocasiona

muestra un

al

consolidarse

reacomodo

en

las

partículas, expulsando el contenido de agua que se encuentre dentro de ella, la rapidez

con

que

esta

agua

sea

expulsada depende de la permeabilidad W optimo = 21.21% Peso especifico seco Max =13.95 KN/m³

del suelo. Debido a esto, las partículas al consolidarse están mas cerca, debido a que se han eliminado los vacios entres las partículas solidas, por ende la fricción entre ellas debe de ser mayor, las partículas están mas juntas. En la muestra en estado saturado el φ fue de 23.783 º menor que en la muestra en estado natural φ 26.07º, estos resultados se esperaban, debido a que en la muestra saturada el agua


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entre las partículas, actúa como un

a dar principios de consolidarse. Por tal

deslizante reduciendo así la fricción

motivo T50 no es el tiempo real, porque

entre ellas, y separa las partículas

no se dejo que la muestra consolidara

disminuyendo

enlaces

totalmente debido a falta de tiempo y

así

la

disponibilidad de equipo. La velocidad

cohesión en la muestra saturada de

de corte utilizada fue la mas baja que se

8.87 y en la muestra humedad natural

podía ejecutar de forma manual 10div/

aumentándola a 4.843.

min.

2. La unidad D, TBJ, se identifica por su

3. Al ejecutar la prueba de caja de corte,

granulometría fina

se

los

intermoleculares

reduciendo

y por

ser rica en

pudo

observar

que

la

lectura

ceniza de grano fino. Su característica

horizontal se detuvo por unos momentos

principal es la presencia de lapilli

y que la carga seguía aumentando, esto

acrecional, que son grumos cementados

podría deberse a la presencia de lapilli

de ceniza. Debido a esta característica

acrecional de diámetros considerables a

se originaron muchos problemas

las dimensiones de la muestra, evitando

al

preparar la muestra en la condición consolidada- drenada, debido a que la muestra además de estar saturada, se tenia

que

consolidación

consolidar, tardo

pero

mas

de

esta lo

planificado, podemos decir que fue debido a los grumos que eran unas esferas de diámetro considerable y difícil de romper a presión

entre los

dedos.

el desplazamiento lateral. 4. Los resultados obtenidos de humedad optima y peso unitario seco máximo, nos indican que para poder llevar al suelo perteneciente a la TBJ unidad D a un equilibrio en el que sus partículas pueden re-acomodarse entre si de tal manera que, esta nueva agrupación, pueda proveer una mayor resistencia y una

notable

disminución

en

su

Tal problema se notaba al graficar la

capacidad para deformarse, el suelo

deformación vs. el logaritmo del tiempo,

debe ser compactado con una humedad

nunca se lograba trazar la tendencia

del

que denotara que la muestra empezaba

energía de compactación. La húmeda

17.38%

para

una

determinada


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requerida encontrada en el ensayo

y un menor peso unitario seco para una

muestra no ser muy alta.

prueba

Dado que la compactación del suelo es entendida como la densificación del suelo por remoción de la partículas de aire, necesitamos conocer la densidad del suelo seco que se alcanza con el contenido de húmeda optimo, en el caso de la TBJ unidad D, se determinó que este peso unitario seco máximo fue de 12.94 KN/m3. Esta combinación de humedad óptima y peso unitario seco máximo, a la hora de compactar el suelo en campo lograra un mejor ambiente

para

cimentar

una

infraestructura. resultados obtenidos

del ensayo de la prueba

de relación

humedad- Densidad ( prueba Proctor) estándar

y

observar

que es un comportamiento

modificado,

podemos

no esperado para el suelo; ya que la

estándar

entre y

la

prueba

Proctor

modificada

debió

comportarse de una manera diferente, obteniendo

Los

valores

obtenidos de la prueba modificada, humedad optima de 21.21% y peso unitario seco máximo de 13.95 KN/ m3. Muestran que para lograr un perfecto equilibrio entre las partículas, en el que la

reagrupación

permita

una

disminución en las deformaciones, se necesita de una mayor cantidad de agua

a

una

mayor

energía

de

compactación. Tal anomalía en los resultados podría deberse a diferencia

a

la

una

energía

de

compactación, dado que entre muestra y muestra no existe una consistente aplicación de la energía determinada.

Al comparar los

diferencia

estándar.

valores

más

altos

de

densidad seca y un menor contenido de humedad para una prueba modificada y valores más altos de humedad optima

Ya que diferentes personas aplicaron la energía

de

compactación

a

las

muestras en estudio. 5. Al realizar una comparación del comportamiento de la unidad D de la TBJ, encontramos un comportamiento esperado del suelo. Ya que presenta una disminución de sus propiedades de fricción y cohesión al encontrase en una situación desfavorable como lo es el estado consolidado y saturado. Los resultados obtenidos para una muestra


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inalterada en estado natural fueron de

los suelos producidos por las erupciones

φ=26.067° y C= 40.84, estos datos se

volcánicas, como la TBJ, no posee un

encuentran

estado

muy

cercanos

a

los

completamente

consolidados

encontrados por Rolo (2004) en su

(Rolo, 2004). Es por ellos importante

análisis a la TBJ, siendo estos de φ=39°

buscar reproducir las condiciones que

y c=30kPa para una muestra inalterada

podrían llevar a una falla a estos suelos

con

aunque

tan comunes el AMSS. Del ensayo

desconociendo la velocidad a la que se

llevado a cabo se determino que el

realizó dicho análisis, podemos observar

ángulo de fricción (φ) para una muestra

y

saturada fue de 27°y cuya cohesión fue

humedad

natural,

comportamiento

y

parecido

entre

de c= 8.87kPa, siendo los valores de φ

muestras. Mientras que los resultados obtenidos para una muestra Consolidada Saturada fueron de φ=23.78° y una c=8.87 KPa. Estos valores son aceptados, ya que se

bajos en comparación con el obtenido por Rolo en 2004, el cual fue de φ=35° para una muestra saturada con una cohesión de 0 KPa.

esperaban valores más bajos que para una humedad natural, dado que las partículas se encuentran rodeas por una película

de

agua

dificultando

un

fraccionamiento entre ella y haciendo que la cohesión entre ellas disminuya los espacios que son ocupados por las partículas de agua. 6. Los resultados obtenidos del ensayo a corte de una muestra saturada y consolidada de la unidad D de la TBJ, nos

muestran

los

valores

más

desfavorables que se pueden encontrar en dicho suelo. Tomando en cuenta que

Tomando en consideración que los análisis realizados por Rolo en 2004, fueron principalmente a la TBJ en su


S. Duran, P. Medina, J. Mejía, I. Rodríguez, A. Zamora

totalidad, no fue estudiada por cada una de sus unidades. No podemos realizar una

comparación

resultados investigación

directa

obtenidos con

con

en

los

los dicha

resultados

obtenidos por nuestros ensayos. Para muestra en dicho artículo publicado (Rolo, 2004), podemos hacer referencia a otros estudios realizados a la TBJ, (Amaya Dubón and Hayen, 2000) en el cual se menciona una mayor cohesión para la muestra pero manteniendo un ángulo de fricción por encima de 30°. Estos

resultados

1. Los resultados obtenidos de los ensayos nos muestra un ángulo de fricción

de 23.78° y una c=8.87kPa,

para el caso más desfavorable en el que se

puede

encontrar,

saturado

y

consolidado. Estos datos nos ayudan a entender

cómo

proveniente

de

influye las

el

agua

tormentas

que

periódicamente azotan al país, ya que la cantidad de agua infiltrada en el suelo disminuye en gran medida la resistencia que

este

podría

tener

ante

una

nos

determinada carga impuesta y de cómo

demuestran la manera en como las

reaccionará ante ella. La importancia de

propiedades de un suelo pueden variar

estos resultados radica en que a través

dependiendo

de

de ellos podemos entender de una

compactación en campo o de cómo sus

mejor manera como se comporta el

partículas constituyentes han variado a

suelo sobre el que se cimienta la gran

lo largo del tiempo geológico, y que

mayoría de estructuras en el AMSS.

de

variados

11. Conclusiones y recomendaciones

su

grado

siempre pueden cambiar dependiendo de las partículas que lo constituyen inicialmente. La presencia de Lapilli Acrecional en la muestra nos indica que una variante puede influir enormemente en el comportamiento que el suelo tendrá al encontrarse sometido a los diferentes

esfuerzos

que

infraestructuras le demandan.

las

2. Los resultados obtenidos de la prueba de relación Humedad-Densidad (Prueba Proctor) no son del todo confiables, por no encontrarse en ellos el resultado esperado

al

obtenidos

por

comparar la

estándar y Modificado.

los

prueba

datos Proctor


Estudio de la resistencia cortante consolidada drenada en muestras en estado natural y saturadas. Comparación de Pruebas Proctor Estándar y Modificada en suelo Unidad D de la TBJ.

3. La condición de ensayo con muestras saturadas

es la más desfavorable

debido a que la cohesión “aparente” desaparece y por ello la prueba de resistencia al corte en esta condición arroja valores menores de ángulo de fricción y cohesión que los de la muestra en humedad natural. 4. La unidad en estudio se comportó como un suelo con permeabilidad muy baja (con dificultad de drenaje) por lo que la velocidad requerida para la

Recomendación 1. Se recomienda una nueva prueba de relación

Humedad-Densidad,

asegurándose que sea una misma persona la que realice el proceso de compactación

de

la

muestra,

para

asegurarse una aplicación de energía más

uniforme,

manera

una

comparación

obteniendo mejor de

base los

de para

esta la

resultados

obtenidos.

prueba de caja de corte fue muy lenta.

2. Se recomienda la realización de un

5. La alta presencia de los grumos

estudio a mayor profundidad del Lapilli

llamados “Lapilli acrecional” en las

Acrecional presente en la unidad D de la

muestras dificultaron que en la prueba

TBJ, que abarcara una investigación

de

ver

tanto en el área química, para conocer

claramente la deformación última de la

su constitución y de esta manera

consolidación.

entender su comportamiento, como en

6. El ensayo consolidado- drenado

el área ingenieril para poseer una mayor

conocido también como ensayo lento,

información

es

influye en el comportamiento del suelo,

consolidación

realizado

fuera

para

esfuerzos efectivos.

un

factible

análisis

de

de

cómo

su

presencia

específicamente en la unidad D de la TBJ que es parte característica de ella.


S. Duran, P. Medina, J. Mejía, I. Rodríguez, A. Zamora

12. Referencias

inicio de la caracterización de la

1. Hernández,

W

Tierra Blanca del AMSS”. Tesis

(2004).

para optar al grado de ingeniero

“Características geomecánicas y vulcanológicas

de

las

civíl. El Salvador, Universidad

tefras

Centroamericana “José Simeón

Tierra Blanca Joven, caldera de Ilopnago, El Salvador”. Tesis de maestría. Universidad

El

Salvador,

Cañas”. 5. Hasbun,

Centroamericana

Politécnica de El Salvador. 2. González, E. “Lapilli Acrecional”. Disponible

en:

lapilli

within

de

Ingeniería

Geotécnica:

“Comportamiento

P

(2009).

Clases

magistrales

de

Ingeniería

Geotécnica:

“Comportamiento

esfuerzo-deformación al corte”. 7. Rolo,

R.,

Houghton,

ground-hugging

Bommer,

J.J.,

B.F., Vallance, J.W.,

Berdousis, P., Mavrommati, C.,

density currents: Evidence from

Murphy, W., 2004, Geologic and

pyroclastic couplets on Tenerife” 4. Amaya, C y Hayem, E

Clases

magistrales

6. Hasbun,

gcardenas/la.htm. Dávila, P. “Origin of accretionary

(2009).

esfuerzo-deformación al corte”.

http://www.uclm.es/profesorado/e

3. Brown, R; Branney, M; Maher, C;

P

engineering

(2000).

Tierra

“Introducción al estudio de los

characterization

Blanca

pyroclastic

of ash

deposits, 2004

suelos parcialmente saturados e

Abstract The pyroclastic deposits, known as Tierra Blanca Joven, underlie most of metropolitan San Salvador and other areas surrounding Lake Ilopango. Very fine, compact white ashlapilli predominates in both flow and fall units because of that is important know more about the behavior of such soil, especially the shear strength. This article gives a brief bibliographical investigation of the Tierra Blanca Joven, specifically the unit D , and we present the results of laboratory tests to study the shear strength of this soil type.


Estudio de la resistencia cortante consolidada drenada en muestras en estado natural y saturadas. Comparaci贸n de Pruebas Proctor Est谩ndar y Modificada en suelo Unidad D de la TBJ.

Edición 3 anexo 1: Estudio Tierra Blanca Joven-UCA-1  

Estudio de la resistencia cortante consolidada drenada en muestras en estado natural y saturado Comparación de pruebas Proctor estándar y Mo...

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