8
Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A.C. XXVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica Noviembre 14 a 16, 2012 – Cancún, Quintana Roo SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C. Empleo del ficómetro en los suelos duros y aluviales del valle de México Employment of Phicometer on hard and alluvial soils of Valley of México José L. GONZALEZ 1 , Enrique IBARRA 1 , José L. RANGEL 2 y Efraín OVANDO 3 1 InGeum Ingeniería, S.A. de C.V. 2 Universidad Autónoma Metropolitana, Azcapotzalco 3 Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México RESUMEN: El uso de los ensayes in situ para conocer las propiedades mecánicas de los suelos, como el presiómetro de Menard, el dilatómetro de Marchetti y el ensaye de ficómetro, es cada vez más común en nuestro país, principalmente en suelos duros o aluviales, donde los penetrómetros tienen rechazo o poca penetración, o los muestreadores convencionales de suelos y rocas son inoperantes. El uso del ficómetro en suelos de difícil muestreo inalterado del Valle de México es particularmente reciente, por lo que es necesario llevar a cabo calibraciones de los parámetros de resistencia obtenidos con esta técnica (cp, p) con los de pruebas triaxiales convencionales o de corte directo (cu, c’, u, d) a fin de establecer su intervalo de aplicación y tener mayor certidumbre y confianza con esta prueba. En este trabajo se muestran experiencias de la aplicación del ficómetro en suelos duros y aluviales del Valle de México y su correlación con resultados de otras pruebas de laboratorio en dos sitios del Valle de México, donde se observa una correlación alta con la prueba de corte directo UU y en menor grado con la triaxial UU. ABSTRACT: Currently, it is becoming common to perform field tests to know the mechanical properties of soils, as the Menard pressuremeter, the Marchetti dilatometer, and the Phicometer. In fact, these kinds of exploration tools are useful where penetrometers have rejection or low penetration, or where the conventional samplers of soil and rock are ineffective, for example, in hard layers or alluvial deposits. The use of the Phicometer on alluvial and hard soils of the Mexico Valley is recently so, and it is necessary to perform calibrations of the resistance parameters obtained with this technique (cp, p) with the conventional triaxial tests (cu , cu ', u, u’) to establish its interval of application and have greater certainty and confidence with this test. In this paper we expose the experience of implementation of Phicometer in hard soils and alluvial soils of Valle of México. 1 INTRODUCCION 1.1 Antecedentes La exploración de suelos que tradicionalmente se ha realizado en el Valle de México consiste en el empleo de sondeos de cono eléctrico y de penetración estándar, y la determinación de las propiedades mecánicas ya sea mediante correlaciones con la resistencia de punta del cono eléctrico (q c ) o del número de golpes de la prueba de penetración estándar (N SPT ) y de los resultados de las pruebas de laboratorio efectuadas a muestras inalteradas. Esta estrategia en general ha producido resultados buenos, pero cuando se trata de caracterizar estratos duros, como la capa dura y la costra superficial, o granulares con algunos lentes en las series arcillosas superior e inferior y en la zona de Lomas, dicha estrategia es inoperante. A fin de subsanar la obtención de propiedades en suelos de difícil muestreo inalterado, Philiponat (1986) desarrolló en Francia una herramienta por medio de la que es posible determinar directamente en sitio los parámetros de resistencia al esfuerzo cortante del modelo Mohr-Coulomb, es decir los parámetros c y , sin la necesidad de obtener muestras inalteradas y procesarlas en el Laboratorio, dando origen al ficómetro. El ficómetro ha sido estudiado por diversos investigadores como Philipponat y Zerhouni (1993) Zerhouini, Dhouib y Perello (2002), y Katzenbach- Gutberlet-Wachter (2007), para determinar, entre otras cosas, las correlaciones entre los resultados de pruebas de mecánicas de laboratorio en muestras inalteradas y parámetros mecánicas de resistencia obtenidos de pruebas in situ con el ficómetro. En la Tabla 1 se presentan algunos parámetros c y obtenidos con ficómetro y su comparación con aquéllos de pruebas triaxiales consolidadas no drenadas obtenidos por Philipponat y Zerhouni (1993) para diferentes tipos de suelos, donde se observa que para ángulos de fricción mayores a 25° el ficómetro y la prueba de laboratorio tienen una relación 1:1. Se busca ahora complementar estas comparaciones con resultados de pruebas de ficómetro y pruebas triaxial y de corte directo realizadas en dos sitios del valle de México.

Ficometro

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Definición, uso, aplicación, normas relacionadas a ensayos, tipos de ensayos, clasificación..

Citation preview

  • Sociedad Mexicana de

    Ingeniera Geotcnica, A.C.

    XXVI Reunin Nacional de Mecnica de Suelos

    e Ingeniera Geotcnica Noviembre 14 a 16, 2012 Cancn, Quintana Roo

    SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERA GEOTCNICA A.C.

    Empleo del ficmetro en los suelos duros y aluviales del valle de Mxico Employment of Phicometer on hard and alluvial soils of Valley of Mxico

    Jos L. GONZALEZ1, Enrique IBARRA

    1, Jos L. RANGEL

    2 y Efran OVANDO

    3

    1 InGeum Ingeniera, S.A. de C.V.

    2 Universidad Autnoma Metropolitana, Azcapotzalco

    3 Instituto de Ingeniera, Universidad Nacional Autnoma de Mxico

    RESUMEN: El uso de los ensayes in situ para conocer las propiedades mecnicas de los suelos, como el presimetro de

    Menard, el dilatmetro de Marchetti y el ensaye de ficmetro, es cada vez ms comn en nuestro pas, principalmente en

    suelos duros o aluviales, donde los penetrmetros tienen rechazo o poca penetracin, o los muestreadores

    convencionales de suelos y rocas son inoperantes. El uso del ficmetro en suelos de difcil muestreo inalterado del Valle

    de Mxico es particularmente reciente, por lo que es necesario llevar a cabo calibraciones de los parmetros de

    resistencia obtenidos con esta tcnica (cp, p) con los de pruebas triaxiales convencionales o de corte directo (cu, c, u,

    d) a fin de establecer su intervalo de aplicacin y tener mayor certidumbre y confianza con esta prueba. En este trabajo

    se muestran experiencias de la aplicacin del ficmetro en suelos duros y aluviales del Valle de Mxico y su correlacin

    con resultados de otras pruebas de laboratorio en dos sitios del Valle de Mxico, donde se observa una correlacin alta

    con la prueba de corte directo UU y en menor grado con la triaxial UU.

    ABSTRACT: Currently, it is becoming common to perform field tests to know the mechanical properties of soils, as the

    Menard pressuremeter, the Marchetti dilatometer, and the Phicometer. In fact, these kinds of exploration tools are useful

    where penetrometers have rejection or low penetration, or where the conventional samplers of soil and rock are

    ineffective, for example, in hard layers or alluvial deposits. The use of the Phicometer on alluvial and hard soils of the

    Mexico Valley is recently so, and it is necessary to perform calibrations of the resistance parameters obtained with this

    technique (cp, p) with the conventional triaxial tests (cu , cu ', u, u) to establish its interval of application and have greater certainty and confidence with this test. In this paper we expose the experience of implementation of Phicometer in

    hard soils and alluvial soils of Valle of Mxico.

    1 INTRODUCCION

    1.1 Antecedentes

    La exploracin de suelos que tradicionalmente se ha realizado en el Valle de Mxico consiste en el empleo de sondeos de cono elctrico y de penetracin estndar, y la determinacin de las propiedades mecnicas ya sea mediante correlaciones con la resistencia de punta del cono elctrico (qc) o del nmero de golpes de la prueba de penetracin estndar (NSPT) y de los resultados de las pruebas de laboratorio efectuadas a muestras inalteradas. Esta estrategia en general ha producido resultados buenos, pero cuando se trata de caracterizar estratos duros, como la capa dura y la costra superficial, o granulares con algunos lentes en las series arcillosas superior e inferior y en la zona de Lomas, dicha estrategia es inoperante.

    A fin de subsanar la obtencin de propiedades en suelos de difcil muestreo inalterado, Philiponat (1986) desarroll en Francia una herramienta por medio de la que es posible determinar directamente en sitio los parmetros de resistencia al esfuerzo

    cortante del modelo Mohr-Coulomb, es decir los parmetros c y , sin la necesidad de obtener muestras inalteradas y procesarlas en el Laboratorio, dando origen al ficmetro.

    El ficmetro ha sido estudiado por diversos investigadores como Philipponat y Zerhouni (1993) Zerhouini, Dhouib y Perello (2002), y Katzenbach-Gutberlet-Wachter (2007), para determinar, entre otras cosas, las correlaciones entre los resultados de pruebas de mecnicas de laboratorio en muestras inalteradas y parmetros mecnicas de resistencia obtenidos de pruebas in situ con el ficmetro. En la Tabla 1 se presentan algunos parmetros c y obtenidos con ficmetro y su comparacin con aqullos de pruebas triaxiales consolidadas no drenadas obtenidos por Philipponat y Zerhouni (1993) para diferentes tipos de suelos, donde se observa que para ngulos de friccin mayores a 25 el ficmetro y la prueba de laboratorio tienen una relacin 1:1. Se busca ahora complementar estas comparaciones con resultados de pruebas de ficmetro y pruebas triaxial y de corte directo realizadas en dos sitios del valle de Mxico.

  • 146 Empleo del ficmetro en suelos duros y aluviales del valle de Mxico

    SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERA GEOTCNICA A.C.

    Tabla 1 Correlacin aproximada entre esfuerzo cortante in situ del ficmetro y esfuerzo cortante en laboratorio.

    1.2 Objetivo

    El objetivo del artculo es la presentacin de resultados de pruebas de ficmetro en suelos duros y aluviales de la ciudad de Mxico, y su comparacin con resultados de pruebas triaxiales tipo UU y pruebas de corte directo. Adicionalmente, se proporciona la descripcin del equipo y el procedimiento de ejecucin de la prueba con la sonda del ficmetro.

    2 PRUEBA DE FICMETRO El ensaye de ficmetro es una prueba de campo donde se prueba al suelo en corte directo, utilizando una sonda que se introduce dentro de una perforacin. Este ensaye proporciona parmetros de resistencia de acuerdo con el modelo Mohr-

    Coulomb, tales como ngulo de friccin interna p y cohesin cp, principalmente en suelos donde el muestreo inalterado es difcil, tales como los suelos arenosos, suelos duros y suelos con gravas, por ejemplo.

    2.1 Descripcin del equipo

    El ficmetro (Fig 1), est integrado principalmente por tres componentes interconectadas entre s, mecnica e hidrulicamente, a saber: La sonda del ficmetro La unidad de control y medicin de presin y

    volmenes El sistema de aplicacin de carga a extraccin

    2.1.1 La sonda del ficmetro

    La sonda del ficmetro consiste en una coraza cilndrica de acero hueca y denticulada con 10 anillos de 5 mm de espesor; cuenta con una longitud de 103 cm y dimetro de 61 mm. Radialmente tiene seis ranuras longitudinales que le permiten expandirse al inflar una membrana de neopreno

    ubicada en el interior de la sonda (Fig. 2). La membrana se infla inyectando agua a presin mediante un tanque de nitrgeno lquido. La presin se regula a travs de la unidad de control.

    Figura 1. Componentes del Equipo de ficmetro (APAGEO-InGeum, 2012)

    Figura 2. Sonda de ficmetro (APAGEO, 2011)

    2.1.2 Unidad de control de presiones y volmenes

    La sonda del ficmetro se conecta a una unidad de control de presiones y volmenes, donde por medio de un sistema interconectado de manmetros y vlvulas, es posible regular y medir la presin aplicada en la sonda y el volumen de agua inyectado. Cuenta con cuatro manmetros: dos manmetros para medir la presin en el sistema de agua (capacidad de 25 bar y 60 bar), un manmetro para medir la presin aplicada en el sistema de nitrgeno (capacidad de 25 bar) y un manmetro para regular la presin de entrada al sistema de medicin desde el tanque de abastecimiento de nitrgeno (capacidad de 100bar). Adicionalmente cuenta con una bureta instrumentada que mide el volumen de inyeccin de agua hacia la sonda, con resolucin de 5 cm

    3 y capacidad de hasta 800cm

    3. El

    ngulo de

    friccinCohesin

    ngulo de

    friccinCohesin

    i (o) ci (kN/m

    2) ' (o) c' (kN/m2)

    - Arcilla suave 17 0

    20 Arcilla rgida 17 ci/4

    < 20 Suelos suelos no cohesivos 25 0

    20Limos, mezclas de arenas,

    l imos y arcil las25 ci/3

    < 20 Suelos suelos no cohesivos i 0

    20Limos, mezclas de arenas,

    l imos y arcil las i ci/3

    < 10 i 0

    10 i ci/2

    > 25 - Rocas alteradas i > ci

    Suelo con gravas y pocos finos>30

    Ficmetro Estimacin

    Tipo de suelo

    15

    15

  • GONZLEZ, J. L. et al. 147

    SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERA GEOTCNICA A.C.

    agua es inyectada a la sonda mediante presin del nitrgeno comprimido.

    2.1.3 El sistema de extraccin

    En superficie se coloca un gato hidrulico hueco por el cual pasan las barras conectadas a la sonda del ficmetro. Con el gato se aplica la fuerza ascendente con velocidad controlada que romper la adherencia y friccin sonda-terreno. Asimismo, el equipo cuenta con una celda de carga, un micrmetro y un cronmetro para controlar la fuerza y la velocidad del desplazamiento de la sonda.

    2.2 Ejecucin de la prueba de ficmetro

    Como primer paso se conecta la sonda a un costado de la unidad de control de presiones y volumen. La sonda debe encontrarse libre para realizar una calibracin, que consiste en inflarla con agua a presin, en incrementos de volumen constantes de 100cm

    3, iniciando desde 200cm

    3 hasta 600 cm

    3.

    Para cada incremento, se registra la presin y el dimetro de la sonda; el dimetro se registra en los anillos centrales de la sonda. Los resultados graficados de presin y volumen inyectado as como volumen inyectado y dimetro constituyen las curvas de calibracin que se emplean ms adelante para la reduccin y correccin de los datos del ensaye de ficmetro por presin y por rea de corte (Fig 3).

    Figura 3. Curvas volumen - dimetro de la sonda y volumen presin de la sonda

    La sonda conectada al tren de barras se instala a

    la profundidad de ensaye en un barreno con la cmara de pruebas previamente perforada con dimetro entre 60 mm a 66 mm. Existen diferentes herramientas y tcnicas de perforacin para formar la cmara de pruebas, que es una parte fundamental del ensaye; sin embargo, en suelos duros y aluviales los suscritos han tenido barrenos de buena calidad perforados con lodo bentontico y con broca tricnica de 2.5 pulgadas de dimetro (Fig. 4). Cabe

    mencionar que la cmara de pruebas debe contar con una sobrexcavacin de 0.5m aproximadamente por debajo de la sonda, para alojar los azolves. Arriba de la cmara de pruebas debe perforarse con un dimetro mayor y eventualmente ademarse hasta 1m antes de la cmara, para facilitar la extraccin de la sonda despus del ensaye y minimizar el riesgo de prdida.

    Figura 4. Vista de la broca triconica para la perforacin del barreno de prueba

    Una vez ubicada la sonda a la profundidad de

    prueba, en la cmara de pruebas, se coloca el gato hidrulico hueco conjuntamente con la celda de carga y el sistema de medicin de desplazamientos. Para garantizar que el tren de barras que sostiene a la sonda se encuentra suspendido, se levantan las barras 1cm aproximadamente con la ayuda del gato. Posteriormente, se toma nota de la carga en la celda de carga y se balancea la celda a ceros.

    A continuacin, se procede a la etapa de contacto, donde los anillos de la sonda tocan y penetran las paredes de la cmara de pruebas de forma controlada, inyectando agua mediante la unidad de control con incrementos de presin de 0.5 bar (Fig. 5). La correcta penetracin de los anillos se observa claramente al graficar la curva presin versus volumen en la misma grfica de calibracin. El contacto y penetracin se establece cuando la curva presenta un claro desvo respecto a la curva de calibracin (Fig. 6).

    Una vez asegurada la penetracin de los anillos en el suelo, se aplica el primer incremento de presin radial o normal, tomando lecturas a los 30s y 60s del volumen en la sonda.

    Finalmente, se procede a la etapa de corte, donde se extrae la sonda en forma controlada con una velocidad constante igual a 2 mm/min, mediante el gato hidrulico y la bomba colocados en superficie. Para ello, se lleva el registro de lecturas de carga y

    y = 2.875x - 217.58

    0

    200

    400

    600

    0 100 200 300 400

    Vo

    lum

    en

    in

    ye

    cta

    do

    (c

    m3)

    Pe (kPa)

    y = 25.67x - 1517.5

    0

    200

    400

    600

    58 62 66 70 74 78 82 86 90

    Vo

    lum

    en

    in

    ye

    cta

    do

    (c

    m3

    )

    ds (mm)

    y = 2.875x - 217.58

    0

    200

    400

    600

    0 100 200 300 400

    Vo

    lum

    en

    in

    ye

    cta

    do

    (c

    m3)

    Pe (kPa)

  • 148 Empleo del ficmetro en suelos duros y aluviales del valle de Mxico

    SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERA GEOTCNICA A.C.

    volumen de la sonda a los 0 s, 30 s, 60 s, 90 s, 120 s, 150 s, 180 s y 210 s, hasta presentar la falla, que se alcanza si ocurren alguna de las condiciones siguientes: Tres lecturas consecutivas de la celda de carga

    estables con deformacin creciente sin necesidad de llegar a los 210s

    Alcanzar una deformacin de 7 mm (que ocurre en 210s).

    Figura 5. Etapa de contacto de la sonda y el suelo, as como la identacin

    Figura 6. Etapa de contacto de la sonda y el suelo, as como la identacin

    La velocidad de extraccin se controla

    visualmente con el seguimiento simultneo del cronmetro y del micrmetro, logrando el movimiento sincronizado de una vuelta del cronmetro (30s) con una vuelta del micrmetro (1mm). Mediante la celda de carga se mide la fuerza T, mientras que la presin normal radial pr y el volumen de la sonda en los tiempos indicados (0s a 210s) se miden en la consola de la unidad de control. Al iniciar cada incremento se mide el volumen de la sonda (Vd) hasta finalizar la prueba (Vf) (Fig 7).

    El proceso de corte anterior, se repite para diferentes presiones radiales incrementales, que se programan de acuerdo con las condiciones estratigrficas presentes. Las presiones radiales se van incrementando sin exceder la capacidad de volumen de la sonda (700 cm

    3), o bien, hasta llegar

    a ocho incrementos de presin radial.

    Figura 7 Colocacin de la sonda y ejecucin de la prueba

    Los resultados de cada ensaye se grafican en un plano cartesiano presin radial normal-esfuerzo cortante en la falla, definiendo as el ngulo de friccin interna del material y su cohesin.

    Para determinar los incrementos de presin es necesario conocer a priori la presin lmite del suelo, as como las condiciones hidrulicas en el sitio, siguiendo para ello la gua que se muestra en la Tabla 2, donde ph es igual a:

    0hHph (1)

    Donde H es profundidad de la prueba y ho el nivel del agua en la perforacin antes de la prueba. Tabla 2 Definicin de los incrementos de presin radial (AFNOR, 2003)

    2.3 Anlisis de datos

    La determinacin de la resistencia del terreno se realiza a travs del criterio de Mohr-Coulomb, obteniendo el ngulo de friccin interna, p, y la cohesin, cp. Para ello, se construye la grfica presin radial normal corregida versus esfuerzo cortante, para cada uno de los incrementos de presin radial aplicados en la prueba de ficmetro.

    N1 N2 N3 N4 Condicion N5 N6 N7 N8

    Vf > 350cm3 0.40 0.45 0.50 0.55

    Vf 350cm3 0.45 0.55 0.65 0.75

    Vf > 350cm3 0.45 0.55 0.65 0.75

    Vf 350cm3 0.55 0.70 0.85 1.00

    0.3ph

  • GONZLEZ, J. L. et al. 149

    SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERA GEOTCNICA A.C.

    La presin radial corregida, pc, se obtiene a travs de las mediciones de la presin radial registrada en la unidad de control, mediante la expresin siguiente:

    0hHpc (2)

    Donde pc es el esfuerzo normal radial efectivo o corregido en las paredes de la perforacin, pr es la presin radial registrada en la unidad de control, ph es la presin hidrosttica a la profundidad de la prueba y pe es la presin necesaria para deformar al sistema, obtenida mediante calibracin.

    El esfuerzo cortante actuando entre las paredes de la perforacin y la sonda se calcula con la expresin siguiente:

    ssdl

    T

    (3)

    Donde T es la fuerza axial mxima registrada por la celda de carga, ls es la longitud de la sonda determinada y ds es el dimetro medio de la sonda en la falla (obtenido a travs de la curva de calibracin volumen-dimetro.

    Por otra parte, se realiza la grfica de cambio de volumen (Vf - V0) contra presin radial corregida pc (Fig. 8). En esta grfica se distinguen tres etapas: La etapa I del ensaye corresponde a la fase donde la sonda logra el contacto con las paredes del barreno, por lo que el cambio del volumen final contra inicial es importante; la etapa II corresponde a la rama de comportamiento elstico del material donde el cambio volumen es aproximadamente constante, y es precisamente en esta zona donde se obtienen los parmetros cp y p. La etapa III representa la rama de comportamiento no lineal, donde la presin aplicada excede el intervalo de comportamiento elstico del suelo, asociada a cambios de volumen importantes.

    3 DESCRIPCION DE LOS SITIOS DE ESTUDIO En la Fig 9 se muestra la localizacin de cinco sitios donde se ha empleado el ficmetro, que corresponden a las zonas geotcnicas I y II de acuerdo con la zonificacin geotcnica de RCDF (GDF, 2004), pero solamente en dos de ellos, Flix Cuevas y Talud 12+800 Chamapa Lechera, se cuenta con informacin suficiente para llevar a cabo estudios de correlacin.

    El sitio Flix Cuevas se localiza en la calle del mismo nombre, entre las avenidas Cadis y Adolfo Prieto, en la Colonia del Valle. En este lugar se realizaron un total de 14 pruebas de ficmetro a profundidades variables entre 2.25m y 16.5m, distribuidos en cuatro sondeos, de acuerdo con lo indicado en la Fig 10. Adicional a las pruebas con ficmetros se llevaron a cabo ensayes con el presimetro de Menard y pruebas de laboratorio en

    las muestras inalteradas del tipo triaxiales UU y CU y de corte directo UU.

    Figura 8 Resultados de ensaye de ficmetro

    Figura 9 Vista Satelital de la ubicacin de los sitios donde se usado el ficmetro (InGeum-Google)

    Figura 10. Ubicacin de rea de estudio dentro del sitio Flix Cuevas

  • 150 Empleo del ficmetro en suelos duros y aluviales del valle de Mxico

    SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERA GEOTCNICA A.C.

    La estratigrafa encontrada consiste en intercalaciones de arenas arcillosas y arcillas limosas y arenosas, y con humedades variables entre 20 y 160%. En las tablas 3 y 4 se muestran los resultados encontrados tanto de los ensayes de campo con ficmetro y presimetro, as como de pruebas de laboratorio.

    Tabla 3 Resultados de Pruebas de ficmetro y presimetros de Menard para el sitio Flix Cuevas.

    Tabla 4 Resultados de las pruebas de laboratorio para el sitio Flix Cuevas.

    Por su parte, el sitio Talud 12+800 (Fig 11), se localiza a lo largo de la autopista Chamapa-Lechera donde se llevaron a cabo cinco pruebas a profundidades variables entre 5m y 25m (sondeo SM-12+780). En la tabla 5 se presentan los resultados de las pruebas del ficmetro y laboratorio en el sitio Talud Chamapa Lechera.

    Figura 11. Ubicacin de las pruebas de Ficmetro en el rea de estudio Talud 12+800 Chamapa-Lechera.

    Tabla 5 Resultados de pruebas de laboratorio Talud Chamapa-Lechera

    4 RESULTADOS

    4.1 Curvas de resistencia

    Con base en los resultados de los estudios de campo con el ficmetro y presimetro y de los de laboratorio, triaxiales UU y CU y corte directo UU, se obtuvieron para cada caso las curvas de resistencia al esfuerzo cortante siguiendo el criterio Mohr-Coulomb.

    En las Figs 11 y 12 se presentan las curvas de cedencia obtenidas en el sitio de Flix Cuevas para las profundidades de 8.5m y 11.5m, respectivamente. En ellas se observa que existe similitud entre las pruebas de ficmetro y corte directo UU (esta ltima produce valores ligeramente superiores a las del ficmetro), mientras que los resultados obtenidos de la prueba triaxial UU proporcionan valores bajos. Este comportamiento tambin fue observado previamente por Lpez et al

    SONDEO w Nspt Modulo Presin Presin

    Profundidad SUCS Menard LimiteNo a (%) Promedio pl pf

    Muestra (m) MPa MPa MPa

    SM-1A

    1 5.50 SC 37.47 5 0.75 24.5 6.5 0.71 0.49

    2 8.50 SC 44.05 39 0.25 37.4 46.1 2.46 2.28

    3 13.50 SC 29.63 55 0.22 38.4 35.7 2.49 2.03

    4 16.50 SC 26.38 60 0.1 39.8

    SM-4A

    1 5.50 CL 50.43 15 0.38 33.6 11.5 1.14 0.68

    2 8.50 CH 62.44 31 0.29 38.3 6.6 1.12 0.73

    3 11.50 CL 157.47 50 0.24 44.7 48.0 2.35 2.35

    4 15.50 SC 42.80 27 1.23 27.1 73.4 1.55 1.51

    SM-1 BUFALO

    1 10.20 CL 48.50 28 0.32 37.3

    SM-VW1 2.25 0.09 19.52 6.25 0.20 30.9

    3 10.50 0.10 38

    4 13.50 1.05 25

    5 16.50 0.61 36

    ficometro presiometro de Menard

    (kg/cm2) (grados)

    cp p

    No DE A c c c c' '

    (m) (m) kg/cm2

    kg/cm2

    kg/cm2

    kg/cm2

    SM-1A

    6 3.8 4.2 0.37 10.0 0.45 30.5

    SM-2A

    4 2.2 3.0 0.15 0.0

    7 4.2 5.0 0.27 5.0 0.44 27.4

    SM-3A

    3 1.8 2.6 0.16 40.0

    9 6.0 6.4 0.38 28.0

    16 10.0 10.4 0.15 10.0 0.39 30.0

    SM-4A

    13 8.1 8.9 0.16 51.4

    16 10.1 10.7 0.19 9.0 0.59 36.6

    25 15.7 16.5 1.80 0.0 1.98 8.4

    SM-1 BUFALO

    7 4.7 5.7 1.30 19.0

    12 8.5 9.4 0.27 44.6

    15 10.6 11.0 0.42 4.0

    SM-2 MORAS

    6 4.2 5.2 0.70 18.0 1.11 21.6 0.30 16.0 0.10 27.0

    12 8 9.0 0.50 17.0 0.63 36.3

    13 9 10.0 0.23 32.0

    14 10 10.9 0.16 16.0

    19 16 17.0 0.45 9.0 0.05 33.0

    PROFUNDIDADMUESTRATX-CUCORTE DIRECTOTX-UU

    SM-12+800 SPT

    Unidad Prueba Profundidad cp p N SUCS c E g

    Estratigrafica No. m kg/cm2 golpes kg/cm2 kg/cm2 t/m3

    Depositos de

    talud1 5.5 0.4 27.2 22 CL 0.35 113.9 11 1.8

    Toba

    Pumitica2 9.6 0.11 25.7 66 CL

    3 13 0.45 38.7 50/13 CL

    4 18 0.38 34.8 50/5 CL

    5 25 0 64.0 50/15 CL 0.6 739 38 1.8

    PHICOMETRO LABORATORIO TX-UU

    Flujo

    piroclastico

  • GONZLEZ, J. L. et al. 151

    SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERA GEOTCNICA A.C.

    (2012). Al comparar con la resistencia obtenida con el presimetro, de acuerdo con el procedimiento de Schnaid (2009), Fig 13, se observa una resistencia menor para el caso de 8.5m de profundidad y muy similar para la profundidad de 11.5m.

    Figura 11. Curvas de cedencia Mohr-Colomb para ensayes localizados a 8.5m de profundidad en el sitio Flix Cuevas.

    Figura 12. Leyes de cedencia Mohr-Colomb para ensayes localizados a 11.5m de profundidad en el sitio Flix Cuevas.

    Figura 13. Esfuerzo cortante de la prueba de presimetro (Schnaid, 2009).

    Para el caso del sitio de Talud Chamapa- Lechera, se realiza de igual manera la comparativa de resultados para las profundidades de 5.5m y de 25m (Figs 14 y 15), donde las curvas de cedencia de la TX-UU son menores a las obtenidas con el ficmetro, que era de esperarse.

    Figura 14. Curvas de cedencia Mohr-Colomb para ensayes localizados a 5.5 m de profundidad en el sitio Talud Chamapa-Lechera.

    Figura 15. Leyes de cedencia Mohr-Colomb para ensayes localizados a 25m de profundidad en el sitio Talud Chama-Lechera.

    4.2 Correlaciones

    Al graficar el esfuerzo cortante resistente obtenido de la prueba de corte directo o la triaxial UU contra el de la prueba del ficmetro se construyen las grficas de la Figs 16 y 17, donde se observa una correlacin alta (=0.94) entre las resistencias del ficmetro y corte directo, mientras que para la triaxial UU dicha correlacin es muy baja.

    Debido a que los datos empleados an son muy reducidos, las correlaciones mostradas en las figuras mencionadas previamente son solamente ilustrativas de que existe equivalencia entre los resultados de corte directo y del ficmetro de corte directo y la relacin es pobre entre el ficmetro y la triaxial UU, esta ltima generalmente da valores muy bajos. La

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    140

    160

    180

    0.0 100.0 200.0 300.0

    Esfu

    erz

    o C

    ort

    ante

    (

    KP

    a)

    Esfuerzo Normal sn (KPa)

    TX-UU

    Phicometro

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    450

    0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0

    Esfu

    erz

    o C

    ort

    ante

    (

    KP

    a)

    Esfuerzo Normal sn (KPa)

    TX-UU

    ficometro

  • 152 Empleo del ficmetro en suelos duros y aluviales del valle de Mxico

    SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERA GEOTCNICA A.C.

    correlacin obtenida es tambin baja, 0.16, lo cual indica una dispersin alta al comparar los resultados de ambas pruebas.

    Figura 16. Correlacin entre los esfuerzos cortantes resistentes obtenidos con el ficmetro y la prueba de corte directo.

    Figura 17. Correlacin entre los esfuerzos cortantes resistentes obtenidos con el ficmetro y la TX-UU.

    5 CONCLUSIONES A la luz de los resultados obtenidos en dos sitios ubicados en la zona de transicin y lomas de la cuenca del Valle de Mxico se obtienen las siguientes conclusiones:

    Existe similitud entre las resistencias al esfuerzo cortante obtenidas con el ficmetro y la prueba de corte directo, con un coeficiente de correlacin alta (0.94). Esta tendencia tambin se observa con la resistencia obtenida con el presimetro, aunque la similitud es menor.

    Al comparar los resultados de las prueba triaxial UU con el ficmetro, se observa que la primera es mucho menor y que existe una dispersin importante

    al comparar los esfuerzos resistentes. Con esta relacin es posible dar una mejor calibracin de los resultados de las pruebas de laboratorio de corte directo con respecto a una prueba de ficmetro.

    En este sentido, se muestra que las pruebas de laboratorio comparables con los resultados del ficmetro para los suelos estudiados son las pruebas de corte directo.

    Actualmente se encuentran en proceso el anlisis de ms pruebas de laboratorio incluyendo pruebas triaxiales CU para complementar los resultados anteriores. Asimismo, se realiza una comparativa de las trayectorias de esfuerzos de cada una de las pruebas para tener una mayor comprensin sobre las diferencias de resultados entre diferentes pruebas del mismo sitio y profundidad.

    6 REFERENCIAS

    Lpez V. Sosa F. y Santoyo E., (2010). Aplicacion del Phicometro en el analisis de la estabilidad de taludes Memorias XXV Reunin Nacional de Mecnica de Suelos, Publicacin SMMS, Acapulco, Guerrero, Vol. 3: 1261-1268.

    Katzenbach R. Gutberlet Ch. y Wachter S. (2007). Coupled Pressuremeter-Phicometer Analysis for Soil Exploration. Conference on Field Measurements in Geomechanics (FMGM2007). Boston, MA.

    Schnaid, R. (2009). In situ testing in geomechanics. The Main test. Taylor y Francis.

    Philipponnat, G. (1986). Interpretation of in situ test. Revue Francaise de Geotechnique No. 35.

    Philipponnat, G. (1993). Interpretation of in situ test. Revue Francaise de Geotechnique No. 65.

    Zerhouini M. Dhouib A. y Perello D. (2002) In situ shear resistence measurement in special materials using a Phicometer Parametres de calcul geotechnique Megnan(ed) Presses de Tenpc/lcpc, Paris.

    f = 1.8391cd - 170.69

    = 0.9436

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0

    Esfu

    erz

    o C

    ort

    ante

    Fic

    om

    etr

    o

    f(K

    Pa)

    Esfuerzo Cortante Corte Directo cd (KPa)

    f= 1.2358 TX-UU + 110.85

    = 0.1608

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    0 50 100 150 200 250 300

    Esfu

    erzo

    Co

    rtan

    te F

    ico

    met

    ro

    f(K

    Pa)

    Esfuerzo Cortante TX-UU TX-UU (KPa)