Variación de las propiedades mecánicas de un suelo a diferentes estados de saturación
Introducción: Este artículo es producto de la investigación “Variación de las propiedades mecánicas de un suelo a diferentes estados de saturación”, desarrollada en la Unversidad Nacional de San Agustín ubicada enla ciudad de Arequipa y realizada durante el año 2016.
Problema: En la mayoría de las zonas urbanas el nivel freático se encuentra por debajo del nivel de cimentación, por tanto el suelo está seco o parcialmente saturado, en tales zonas se necesita realizar pruebas para la obtención de los parámetros geotécnicos del suelo teniendo en cuenta la el grado de saturación del mismo.
Objetivo: realizar pruebas de consolidación unidimensional y corte directo a diferentes porcentajes de saturación.
Metodología: Caracterizar las propiedades mecánicas de un suelo según su estado de saturación, realizando
4 ensayos de consolidación unidimensional a diferentes porcentajes de saturación de 0,00%, 65,71%, 80,56% y 100% y 4 ensayos de corte directo a diferentes porcentajes de saturación de 0,00%, 20%, 40% y 100%. Para estos ensayos se extrajeron muestras de arcilla inalterada.
Resultados: Los resultados obtenidos de la caracterización mecánica a diferentes grados de saturación influyen en la resistencia al asentamiento y al corte del suelo. Teniendo en cuenta que, al comparar ambas resistencias del suelo en estudio, la resistencia a la deformación disminuyó más que la resistencia al corte.
Conclusiones: Teniendo en cuenta que, al comparar los parámetros geotécnicos de los suelos en cada grado de saturación varían considerablemente, es importante realizar ensayos mecánicos al suelo teniendo en cuenta la humedad natural y no ensayarlos en su estado crítico o saturado ya que sus propiedades mecánicas
serán diferentes, y esto afectará directamente en el diseño de la cimentación de la estructura y por tanto en el costo final de la misma.
Originalidad: para el cálculo de los parámetros mecánicos del suelo las normativas describen que se debe de realizar cuando el suelo esta en su estado saturado, pero el suelo a diferentes estados de saturación sus propiedades mecánicas van variando, por tal motivo esta investigación revela el cambio que se produce en las propiedades mecánicas del suelo cuando se encuentra seco hasta cuando se encuentra saturado.
Limitaciones: en el modelo no se contempló la influencia de la membrana contactil para la obtención de los resultados de los parámetros geotécnicos estudiados
Cómo citar
Licencia
Derechos de autor 2021 Ingeniería Solidaria
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Compromiso ético y cesión de derechos
El autor debe declarar que su trabajo es original e inédito y que no se ha postulado a evaluación simultánea para su publicación por otro medio. Además, debe asegurar que no tiene impedimentos de ninguna naturaleza para la concesión de los derechos previstos en el contrato.
El autor se compromete a esperar el resultado de evaluación de la revista Ingeniería Solidaria, antes de considerar su presentación a otro medio; en caso de que la respuesta de publicación sea positiva, adicionalmente, se compromete a responder por cualquier acción de reivindicación, plagio u otra clase de reclamación que al respecto pudiera sobrevenir por parte de terceros.
Asimismo, debe declarar que, como autor o coautor, está de acuerdo por completo con los contenidos presentados en el trabajo y ceder todos los derechos patrimoniales, es decir, su reproducción, comunicación pública, distribución, divulgación, transformación, puesta a disposición y demás formas de utilización de la obra por cualquier medio o procedimiento, por el término de su protección legal y en todos los países del mundo, al Fondo Editorial de la Universidad Cooperativa de Colombia, de manera gratuita y sin contraprestación presente o futura.
L. X. Garzón , B. Caicedo , M. Sánchez-Silva and K. Kwang Phoon , “Physical modelling of soil
uncertainty,” vol. 15, no. 1, pp. 19 - 34, doi: https://doi.org /10.1680/ijpmg.14.00012
R. B. Peck, W. E. Hanson and T. H. Thornburn, “Límites de Atterberg,” de Ingeniería de
Cimentaciones, México, Limusa, 1963, p. 48.
C. M. Wolle, “Algumas considerações sobre a utilização dos novos conceitos de comportamento dos solos não saturados em projetos de engenharia,” 5º Simpósio Brasilero de Solos Não Saturados, 2004, vol. 2, pp. 25 – 27. [Online]. Available: https://www.abms.com.br/links/bibliotecavirtual/anaisnsat/nsat-edicao5-vol2.pdf
E. López Bravo, M. Herrera Suárez, O. González Cueto, E. Tijskens y H. Ramon, “Determinación de las Propiedades Mecánicas en un Suelo Arcilloso como Función de la Densidad y el Contenido de Humedad,” Ciencias Técnicas Agropecuarias, vol. 21, no. 3, pp. 5-11. [Online]. Available: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2071-00542012000300001.
Braja M. Das, Fundamentos de ingeniería de cimentaciones, CENGAGE Learning, 2012, pp.32-37.
H. Toyota, S. Takada and A. Susami, “Rate dependence on mechanical properties of unsaturated cohesive soil with stress-induced anisotropy,” Soils and Foundations, vol. 59, pp. 1013-1023, doi: https://doi.org/10.1016/j.sandf.2019.04.001
L. Wang, D. Sun, Y. Yao, L. Wu and Y. Xu, “Kinematic limit analysis of three-dimensional unsaturated soil slopes reinforced with a row of piles,” Computers and Geotechnics, 2020, vol. 120, no. 103428, pp. 1-16, doi: https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2019.103428.
M. S. Mahmood, A. Akhtarpour, R. Almahmodi and M. M. Husain, “Settlement assessment of gypseous sand after time-based soaking,” Materials Science and Engineering, vol. 737, no. 1,pp. 1-10, doi: https://doi.org/10.1088/1757-899X/737/1/012080.
R. Óscar Egidio , S. Eileen Carolina , G. Adriana Maria y V. Eduardo Danilo , “Revisión teórica de evaluación del potencial de colapso en las dunitas de Medellín,” Ingeniería Solidaria, vol.10, no. 17, pp. 193-197, doi: https://doi.org/10.16925/in.v10i17.882.
D. Yang, S. Niu, Y. Cai, W. Feng y D. Zhang, “Analysis of Shear Characteristics of Cohesive Soil and Rigid Base: A Case Study of Concrete Base,” Geotechnical and Geological Engineering, vol. 39, no. 1, pp. 135-143, doi: https://doi.org/10.1007/s10706-020-01478-0.
R. E. Valero Vargas, J. J. Palacios Rozo, y R. González Silva, “Tecnologías de la Información y la Comunicación y los Objetos Virtuales de Aprendizaje: un apoyo a la presencialidad”, Revista vínculos, vol. 16, no. 1, pp. 82–91, jun. 2019, doi: https://doi.org/10.14483/2322939X.15537
American Society for Testing and Materials, Standard Guide to Site Characterization for Engineering Design and Construction Purposes, 2003, pp. 1-7.
American Society for Testing and Materials, Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils, 2007, pp. 1-8.
American Society for Testing and Materials, Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils, 2017, pp. 1-8.
American Society for Testing and Materials, Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort (56,000 ft-lbf/ft3 (2,700 kN-m/m3)), 2012, pp. 1-10.
American Society for Testing and Materials, Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by Sand-Cone Method, 2007, pp. 1-7.
A. S. f. T. a. Materials, Standard Test Methods for Measurement of Hydraulic Conductivity of Saturated Porous Materials Using a Flexible Wall Permeameter, 2016, pp. 1-8.
American Society for Testing and Materials, Standard Test Methods for One-Dimensional Consolidation Properties of Soils Using Incremental Loading, 2020, pp. 1-10.
American Society for Testing and Materials, Standard Test Method for Direct Shear Test of Soils Under Consolidated Drained Conditions, 2004, pp. 1-9.
S. A. Vaca, E. Serrano Vivas, y J. E. Rangel Díaz, “Ingeniería inversa para dispositivos electrónicos: estado de temperatura y humedad del suelo”, Visión Electrónica, vol. 13, no. 1, pp. 123-134, 2019, doi: https://doi.org/10.14483/22484728.14404
