Introducción
La resistencia del suelo generalmente se define como la resistencia al esfuerzo cortante en términos del ángulo de fricción interna efectiva y la cohesión efectiva (c'). Esta nota técnica tiene como objetivo proporcionar una base para estimar el peso unitario de un suelo en ausencia de resultados de pruebas específicas.
Factores que afectan la resistencia al corte del suelo
La resistencia al corte de un suelo se logra mediante la interacción entre las partículas sólidas, líquidas y gaseosas de su composición. Entonces, la resistencia al corte de un suelo depende de la composición de las partículas del suelo, la cantidad de agua en el suelo y qué tan bien compactado está el suelo. Los factores contribuyentes incluyen, entre otros:
- Mineralogía de las partículas del suelo (por ejemplo, sílice, cuarzo, feldespato, etc.).
- El rango de tamaños de las partículas del suelo, también conocido como distribución de tamaño de partículas.
- La angularidad de las partículas del suelo (más relevante para arenas y gravas gruesas)
- El contenido de humedad del suelo (si los huecos entre las partículas del suelo están completamente llenos de agua (completamente saturados) o principalmente de aire) y las fuerzas capilares creadas por la interacción de las partículas sólidas, el agua y el aire.
- Grado de compactación del suelo.
Medición de la resistencia al corte del suelo
La resistencia al corte de un suelo se mide directamente en un laboratorio o se estima a partir de correlaciones con pruebas realizadas en el sitio. En un laboratorio, la resistencia al corte se mide mediante pruebas de caja de corte o triaxiales de acuerdo con BS 1377-7:1990 o BS 1377-8.:1990 respectivamente.
En sitio, la técnica más común es la correlación entre la resistencia al corte y los resultados del SPT (Prueba de Penetración Estándar).
Sin embargo, existe una amplia variedad de correlaciones que se pueden utilizar para estimar los parámetros de resistencia del suelo, como CPT (prueba de penetración de cono), DCP (penetrómetro de cono dinámico), HSV (veleta de corte manual), sonda Mexe, DMT (prueba de dilatómetro plano). , etc.
Parámetros típicos de resistencia al corte del suelo
Varias fuentes han estimado los parámetros típicos de resistencia al corte para varios suelos, dependiendo de la cantidad de información disponible. En términos generales, la información sobre el suelo y el método para estimar la resistencia al corte se divide en una de dos categorías:
- Información limitada al tipo de suelo: en ausencia de pruebas in situ, como cuando aún no se ha realizado una investigación del sitio, recomendamos las correlaciones de Oritz (Oritz et al., 1986). Esta información se ha reproducido en la Tabla 1, a continuación.
- Información de prueba limitada: una investigación de sitio típica proporcionará mucha información útil, pero es posible que no incluya mediciones directas de la información sobre la resistencia del suelo. En este caso recomendamos utilizar los consejos de la norma BS 8002:2015 y UNE EN 1997-2. Esta información se reproduce a continuación en (Tablas 2, 3 y 4). Alternativamente, el 'Manual de tablas de diseño e investigación geotécnica' (Look, 2007) contiene una amplia variedad de correlaciones útiles con una amplia gama de pruebas geotécnicas comunes.
Disposición general típica de un aparato de caja de corte (BS 1377-7:1990)
Tabla 1: Resistencia típica al corte del suelo según el tipo de suelo
Tabla 2: Arenas y gravas: determinación de los parámetros de resistencia al corte del suelo (BS 8002:2015)
Notas para la Tabla 2:
- Los términos para definir la forma de las partículas se pueden encontrar en la Norma UNE EN ISO 14688-1.
- El coeficiente de uniformidad Cu está definido en UNE EN ISO 14688-2
- El índice de densidad /D está definido en UNE EN ISO 14688-2. Los términos de densidad se pueden estimar a partir de los resultados de ensayos de campo (por ejemplo, ensayo de penetración estándar, ensayo de penetración de cono) utilizando las correlaciones dadas en UNE EN 1997-2:2007.
- Los valores de “Finos” se refieren a aquella fracción del suelo cuyo tamaño de partícula es menor a 0.063 mm.
Tabla 3: Arenas y gravas: correlación entre el recuento de golpes normalizado y el índice de densidad (BS EN 1997-2:2007)
Notas para la Tabla 3:
Para arenas finas, los valores N deben reducirse en una proporción de 55:60 y para arenas gruesas aumentarse en una proporción de 65:60.
Tabla 4: Limos y arcillas: determinación de los parámetros de resistencia al corte del suelo (BS 8002:2015)
Notas para la Tabla 4:
La característica de cohesión efectiva a volumen constante (c’cvk) debe tomarse como cero.
Referencias
British Standards Institution, BS 1377-7:1990 – Métodos de prueba de suelos para fines de ingeniería civil. Ensayos de resistencia al corte (esfuerzo total)
British Standards Institution, BS 1377-8:1990 – Métodos de prueba de suelos con fines de ingeniería civil. Ensayos de resistencia al corte (esfuerzo efectivo)
British Standards Institution, BS 8002:2015: Código de prácticas para estructuras de retención de tierra
Normas Españolas, UNE EN 1997-2:2007 – Eurocódigo 7 – Diseño geotécnico Parte 2: Investigación y ensayos del terreno
Mira, B. (2007). Manual de mesas de investigación y diseño geotécnico. Londres: Taylor y Francis. Ortíz et al. (1986).