Volumen y flujo vehicular

| UNIVERSIDAD
| PRIVADA
|1 ANTENOR
| | ORREGO
|

“Año del Bicentenario del Perú: 200 años de Independencia"

FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

ANÁLISIS DEL VOLUMEN Y FLUJO VEHICULAR EN LA

INTERSECCIÓN AV. AMÉRICA NORTE CON AV.
MANUEL VERA ENRIQUEZ

CURSO:
 Mecánica de Suelos II

COORDINADOR: Fabián González Miguel

DOCENTE:
 Mg. Juan Paul E. Henríquez Ulloa

CICLO:
 VI

TRUJILLO - PERÚ
2021 – II
Volumen y flujo vehicular

Integrantes y porcentaje de participación

iv

INDICE

I. INTODUCCIÓN ……………………………………………1

II. OBJETIVOS

III. BASES TEORICAS

1.
Volumen y flujo vehicular
Volumen y flujo vehicular

INTRODUCCION

El siguiente informe reúne información relevante y puntual sobre las pruebas de campo y

laboratorio (SPT, triaxial y corte directo), las cuales nos permite conocer a más detalle las

propiedades geofísicas, geomecánicas e hidráulicas del suelo, cada una de estás pruebas

tiene un método distinto de introspección y análisis, se aplican según el tipo de suelos

que se va analizar.

En cada uno de los capítulos iremos conociendo cada una de estás pruebas, como al tipo

que pertenece, el método empleado para la inspección del suelo, el objetivo de realizar

esta prueba, también al tipo del suelo al que se le pueda aplicar esta prueba y el

procedimiento que se debe seguir para realizar el ensayo.

En el primer capítulo abarcaremos la prueba en campo la cual es de penetración estándar

o SPT (del inglés Standard Penetration Test), es un tipo de prueba de penetración

dinámica, empleada para ensayar terrenos en los que se quiere realizar un reconocimiento

geotécnico.

En el segundo capítulo le prueba de campo: Ensayo de Corte directo es necesario para

analizar los problemas de estabilidad, capacidad de carga, estabilidad de taludes, presión

lateral sobre estructuras de retención de tierras, etc.

En el último capítulo desarrollaremos el ensayo triaxial, este se encarga de medir la

resistencia al esfuerzo cortante de un suelo. Una de sus principales ventajas radica en el

hecho de poder controlar las tensiones principales, el drenaje y la presión intersticial, lo

cual conduce al conocimiento del comportamiento básico del suelo y de las

características que se utilizaran posteriormente en el diseño.

1
Volumen y flujo vehicular

OBJETIVO GENERAL:

Determinar las propiedades Geofísicas, Geomecánicas e Hidráulicas del Suelo de las

pruebas de cambo SPT y de laboratorio: Corte directo y Triaxial

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

 Tener conocimiento práctico y teórico de todo referente a la práctica de SPT, para

poder tener resultados óptimos.

 Realizar un análisis y evaluación de las condiciones geotécnicas y fisicoquímicas del

terreno

 Conocer los métodos a emplear para realizar un estudio de mecánica de suelos.

2
Volumen y flujo vehicular

BASES TEÓRICAS

PRUEBAS SPT

TIPO DE ENSAYO

Este ensayo es una prueba de campo que adquieren una gran importancia en los suelos muy

susceptibles a la perturbación y cuando las condiciones del terreno varían en sentido horizontal y

vertical. El método de prueba in situ más ampliamente utilizado es el de penetración.

DEFINICIÓN

El SPT (Standard Penetration Test) o también conocido como el ensayo de penetración estándar,

es un tipo de prueba de penetración dinámica, que es empleado para realizar ensayos en terrenos

que se requiere realizar un reconocimiento geotécnico. El ensayo determina la Compacidad y la

Capacidad de Soporte del suelo no cohesivo, tomando muestras se pueden hallar múltiples

correlaciones como por ejemplo la relación entre el número de golpes N Medido y la

compacidad o el ángulo de fricción del suelo y la resistencia a la compresión simple por medio

de tablas o ábacos ya existentes.

El ensayo SPT se realiza en el interior de sondeos durante la perforación, la cual consiste en

contar el número de golpes N que se necesitan para introducir dentro de un estrato de suelo, una

toma muestras (cuchara partida hueca y cilíndrica) de 30 cm de largo, diámetro exterior de 51

mm e interior 35mm, que permite realizar tomas de muestra naturalmente alterada en su interior,

a diferentes profundidades (generalmente con variación de metro en metro).

El peso de la masa esta normalizado, así como la altura de caída libre, siendo éstos

respectivamente 63.5 kg y 76.2 cm .

SUSTENTO NORMATIVO

 NTP 339.133:1999 Suelos. Método de ensayo de penetración estándar SPT. 1ª

Edición.

3
Volumen y flujo vehicular

 ASTM D1586-84 Standard test method for penetration test and Split barrel sampling

of soils

OBJETIVO DE LA PRUEBA

Este ensayo nos permite determinar los parámetros geotécnicos más importantes para la

caracterización de suelos como la Compacidad, la Capacidad de Soporte, la resistencia al corte y

densidad relativa.

ÁMBITO DE LA PRUEBA

El SPT es un ensayo muy versátil ya que lo podemos aplicar en muchos tipos de suelos,

especialmente en terrenos de grava y arena, también se puede utilizar en rocas blandas y

meteorizadas. Este ensayo se realiza en depósitos de suelo arenoso y de arcilla blanda; no es

recomendable llevarlo a cabo en depósitos de grava, roca o arcilla consolidada, debido a los

daños que podría sufrir el equipo de perforación al introducirlo dentro de dichos estratos.

RANGO DE RESULTADOS

El Sondeo de Penetración Estándar se emplea para recuperar muestras alteradas de suelo, la

cuales en campo permiten identificar tipos de suelo y definir estratigrafía; en laboratorio,

permiten la identificación de propiedades índice como contenido de humedad, límites de

consistencia, entre otros. Con el número de golpes que se necesita para hincar el penetrómetro

usado en la prueba se estima, mediante relaciones empíricas, la resistencia al corte.

El resultado de la prueba de penetración estándar (SPT) es el número de golpes N (resistencia a

la penetración), necesarios para penetrar un dispositivo de muestreo en el suelo o en la roca

mediante el llamado Intervalo de profundidad de penetración. El tomamuestras debe introducirse

en el terreno 60 cm y se contabilizan los golpes cada 15 cm.

El ensayo de penetración permite obtener un valor N de resistencia a la penetración que consiste

en sumar los números de golpes de los dos tramos intermedios de 15 cm desechándose tanto el

4
Volumen y flujo vehicular

primer como el último tramo por posibles alteraciones del suelo, derrumbes de las paredes del

sondeo o sobre compactaciones del propio ensayo.

En los casos en los que la resistencia del terreno sea muy elevada puede darse por finalizado el

SPT ensayo cuando en un tramo se alcancen más de 50 golpes. En estos casos se denomina

rechazo y se suele indicar con una R mayúscula. También puede darse el caso, de que el varillaje

baje por su propio peso debido a la baja/nula consistencia del terreno por lo que se daría por

concluido si el ensayo baja 60 cm. En este caso N=0 puesto que no ha sido necesario ningún

golpe

El número de golpes N, medidos durante la prueba SPT está correlacionada por la razón de

varios dispositivos de ensayo y por la influencia del peso de la sobrecarga en las arenas. El valor

corregido (correlacionado) N 60 se utiliza en los cálculos.

Número correlativo de golpes N 60 Se calcula según esta ecuación:

Er
N 60 = C λN
60 N

Er : Relación energética del dispositivo de prueba [%]

N : Número de golpes medidos durante la prueba SPT [-/0.3m]

C N : Correlación para la tensión vertical [-]

λ : Correlación del usuario [-]

El método de Penetración Estándar es el más ampliamente usado para la exploración de suelos,

en la cual se usa los siguientes materiales y comprende diversos pasos:

EQUIPOS Y MATERIALES:

 Pesa 63.5 kg con una altura de caída de 76.2 cm

 Barras y brazos de perforación

 Flexómetro

5
Volumen y flujo vehicular

 Fundas de plástico

 Tarjetas de identificación

 Trípode de carga

 Toma muestra o tubo partido con las siguientes dimensiones:

 Largo: 50 cm

 Diámetro exterior: 51 mm

 Diámetro interior: 35 mm

 Peso total 70N (16 lb.)

Procedimiento de campo

1. Se hace un chequeo general de los niveles del motor de la perforadora. Esta actividad ha

de realizarse diariamente al inicio de cada jornada.

2. Se ubica con exactitud el punto a perforar.

3. Se posiciona la perforadora, manejando el camión, de modo que el broquero en su

movimiento vertical coincida con el punto a perforar.

4. Con los gatos laterales, se nivela la plataforma de la perforadora. Para ello, el operador

debe guiarse con los niveles que están acoplados a la consola de operaciones.

5. Se levanta la torre de la perforadora con los controles ubicados en la consola de

operaciones.

6. Se posiciona el cárcamo para la circulación del fluido de perforación, y se prepara lodo

bentonítico (mezcla de agua y bentonita).

7. Se acopla manualmente el tubo partido a la cuerda del martinete.

8. Se levanta el martinete con el malacate y la soga, y se ubica el tubo partido sobre el punto

a perforar.

9. Se aplican golpes con el martinete sobre el tupo partido, igualmente levantándolo con el

cable manila, hasta que haya penetrado 60 centímetros. La operación debe detenerse si

6
Volumen y flujo vehicular

para un tramo de 15 centímetros se requieren más de 50 golpes, extrayendo la muestra

que hasta ese punto haya recuperado el tubo partido.

10. Se retira el tubo partido del barreno y se desacopla manualmente del martinete, o en caso

de ser necesario, utilizando llaves stillson. El tubo se entrega al supervisor para que este

extraiga, embolse y clasifique la muestra.

11. Se lava con broca tricónica de 2 15/16” hasta la profundidad del terreno natural, para

eliminar azolve. Para ello, la mencionada broca se debe colocar en la parte inferior de la

columna de barras de acero, la cual se debe acoplar al broquero. Si es necesario se deben

acoplar varias barras, siempre sosteniendo las inferiores con llave stillson, y ajustando la

parte superior con el torque del broquero. También se debe hacer circular lodo

bentonítico con el empuje de la Bomba hidráulica dispuesta para tal fin.

12. Se retira la broca del barreno, desacoplando con llave stillson la columna de barras.

Dicha columna de barras se levanta con un elevador deslizable atado a un cable de acero.

13. Se acopla manualmente el tubo partido a la columna de barras y se introduce con la

ayuda del elevador deslizable y llaves stillson en el barreno.

14. Se repite el procedimiento de golpeteo con el martinete y extracción de la muestra, en

todas las profundidades a estudiar, esto hasta que el sondeo se dé por terminado.

15. El lodo de perforación debe sustituirse cuando se torna muy espeso o tiene alto contenido

de arena, o si este se pierde por fracturas en el barreno. Lo anterior queda a juicio del

operador.

7
Volumen y flujo vehicular

8
Volumen y flujo vehicular

CORTE DIRECTO:
TIPO: es una prueba que se lleva a cabo en un laboratorio
DEFINICION:
El ensayo de corte directo consiste en hacer deslizar una porción de suelo, respecto a otra a lo
largo de un plano de falla predeterminado mediante la acción de una fuerza de corte horizontal
incrementada, mientras se aplica una carga normal al plano del movimiento.
SUSTENTO NORMATIVO: Este ensayo de CORTE DIRECTO está basado según la norma
técnica peruana NTP 339.171 y la norma (ASTM D3080) 
OBJETIVO DE LA PRUEBA: El ensayo de corte directo permite Determinar la resistencia al
esfuerzo cortante o capacidad Portante del suelo en estudio
AMBITO DE LA PRUEBA: El ensayo puede ser hecho en todo tipo de suelos inalterados,
remoldeados o compactados. Hay sin embargo una limitación en el tamaño máximo de las
partículas presentes en las muestras.
RANGO DE RESULTADOS:
La finalidad de los ensayos de corte, es determinar la resistencia de una muestra de suelo,
sometida a fatigas y/o deformaciones que simulen las que existen o existirán en el terreno
producto de la aplicación de una carga. Para conocer una de estas resistencias en
laboratorio se usa el aparato de corte directo, siendo el más típico una caja de sección cuadrada o
circular dividida horizontalmente en dos mitades.

El ensayo induce la falla a través de un plano determinado. Sobre este plano de falla actúan dos
esfuerzos:
Un esfuerzo Normal (σ n), aplicado externamente debido a la carga vertical (Pv).

9
Volumen y flujo vehicular

Un esfuerzo cortante (τ), debido a la aplicación de la carga horizontal. Estos esfuerzos se
calculan dividiendo las respectivas fuerzas por el área (A) de la muestra o de la caja de corte y
deberían satisfacer la ecuación de Coulomb:

Dónde:
σ n= Esfuerzo normal total en el plano de falla
φ = Angulo de fricción del suelo
c= Cohesión del suelo Según esta ecuación la resistencia al corte depende de la cohesión (c) y
la fricción interna del suelo (φ). Al aplicar la fuerza horizontal, se van midiendo las
deformaciones y con estos valores es posible graficar la tensión de corte (τ), en función de la
deformación (ε) en el plano de esta tensión de corte. De la gráfica es posible tomar el punto
máximo de tensión de corte como la resistencia al corte del suelo.

EQUIPOS Y MATERIALES:
 Dispositivo de corte
 Caja de corte
 Piedras porosas
DISPOSITIVOS DE CARGAS
Dispositivo de aplicación y medición de la fuerza normal
 Dispositivo para el corte del espécimen
 Dispositivo para medir la fuerza de corte
 Base de la caja de corte
 Cuarto de alta humedad controlada
 Anillo de corte o de tallado
 Balanzas
 Indicadores de deformación
 Dispositivo para la determinación del contenido de agua

10
Volumen y flujo vehicular

 Equipos para remodelar o compactar especímenes

 Dispositivo de aplicación y medición de la fuerza normal
 Dispositivo para el corte del espécimen
 Dispositivo para medir la fuerza de corte
 Base de la caja de corte
 Cuarto de alta humedad controlada
 Anillo de corte o de tallado
 Balanzas
 Indicadores de deformación
 Dispositivo para la determinación del contenido de agua
 Equipos para remodelar o compactar especímenes
PROCEDIMIENTO:
 Para la realización de este ensayo de corte directo se tomó una muestra
inalterada de suelo.
 Si se usa una muestra inalterada, debe ser suficientemente grande para proveer un
mínimo de tres muestras idénticas.
 La preparación de la muestra debe efectuarse de tal manera que la pérdida de humedad
sea insignificante.
 Para muestras inalteradas de suelos sensibles, debe tenerse extremo cuidado al labrar las
muestras, para evitar la alteración de su estructura natural.
 Se determina el peso inicial de la muestra para el cálculo posterior del
contenido inicial de humedad de acuerdo con la norma.
 Si se utilizan muestras de suelos compactados, la compactación debe hacerse con las
condiciones de humedad y peso unitario deseados. Se puede efectuar directamente en el
dispositivo de corte, en un molde de dimensiones iguales a las del dispositivo de corte o
en un molde mayor para recortarlas.
 Para minimizar las alteraciones causadas por el muestreo, el diámetro de las muestras
obtenidas de tubos saca muestras debe ser, por lo menos, 5 mm (1/5") menor que el
diámetro del tubo.
 El espesor mínimo de la muestra de ensayo, debe ser alrededor de 12 mm (½ "), pero no
menor de un sexto el tamaño máximo de las partículas del suelo.
 Se pesa una muestra de arena (seca o de humedad conocida) suficiente para hacer tres
ensayos a la misma densidad. Se ensambla la caja de corte, se obtiene la sección (A) de la
muestra y se coloca la arena en la caja junto al pistón de carga y la piedra porosa.
 Se aplica la carga vertical y se coloca el dial para determinar el desplazamiento vertical
(se debe incluir el peso del pistón de carga y la mitad superior de la caja de corte en el
peso de la carga vertical). En ensayos consolidados se comienza cuando el asentamiento
se ha detenido; en suelos no cohesivos esto puede hacerse a partir de la aplicación de la
carga vertical.
 Se separa la caja de corte, se fija el bloque de carga y se ajusta el
deformímetros para medir el desplazamiento cortante (en ensayos saturados se debe
saturar la muestra el tiempo necesario

11
Volumen y flujo vehicular

 Luego se comienza a aplicar la carga horizontal midiendo desde los

deformímetros de carga, de cambio de volumen y de desplazamiento cortante
Si el ensayo es del tipo deformación controlada se toman esas lecturas a
desplazamientos horizontales de 5, 10 y cada 10 o 20 unidades.
 La tasa de deformación unitaria debe ser del orden de 0, 5 a no más de 2mm/min. y
deberá ser tal que la muestra falle entre 3 y 5 minutos. Se repite el procedimiento por lo
menos en dos muestras utilizando un valor distinto de carga vertical (se sugiere doblar la
carga).
RANGO DE RESULTADOS

12
Volumen y flujo vehicular

13
Volumen y flujo vehicular

14
Volumen y flujo vehicular

15
Volumen y flujo vehicular

CONCLUSIONES
 El ensayo de penetración estándar es una herramienta muy útil para el ingeniero ya que la

mayoría de las construcciones se basa en el número de golpes N introducidos dentro de un

estrato de suelo.

16
Volumen y flujo vehicular

 Con este trabajo pudimos ver lo importante que es el estudio para aplicaciones futuras,

cuando se quieran conocer las propiedades físicas y mecánicas, en donde el Ingeniero civil

deba evaluar si los suelos son muy susceptibles a la perturbación.

 Después de este trabajo podemos concluir que, el estudio de suelo es importante para la

construcción ya que podemos saber si el suelo es apto o no para construir, y que

construcciones podemos hacer en suelos gravosos y arenosos.

17
Volumen y flujo vehicular

18
Volumen y flujo vehicular

19