ESPECIFICACIONES GENERALES SOBRE LA

ESPECIFICACIONES GENERALES SOBRE LA PRUEBA DE DILATOMETRO
PLANO DE MARCHETTI (DMT)
MARIO SÁNCHEZ
EMIR NARANJO
Docente:
Ing. RODRIGO HERNANDEZ
UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL
SINCELEJO
2002
ESPECIFICACIONES GENERALES SOBRE LA PRUEBA DE DILATOMETRO
PLANO DE MARCHETTI (DMT)
MARIO SÁNCHEZ
EMIR NARANJO
HENRY SERPA
Docente:
Ing. RODRIGO HERNANDEZ
UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL
SINCELEJO
2002
CONTENIDO
PART A: PROCEDIMIENTO Y ASPECTOS OPERARIOS
1. DESCRIPCIÓN BREVE DE LA PRUEBA DE DILATOMETRO PLANO
2. COMPONENTES DEL EQUIPO DE DMT
2.1 HOJA DEL DILATOMETRO
2.1.1 Hoja Y Características De La Membrana
2.1.2 Principio Del Funcionamiento
2.2 UNIDAD DE CONTROL
2.2.1 Funciones Y Componentes
2.2.2 Medidores De Presión
2.2.3 Válvulas De Control De Flujo De Gas
2.2.4 Circuito Eléctrico
2.3 CABLES NEUMÁTICO-ELÉCTRICOS
2.4 FUENTE DE PRESIÓN DE GAS
3. EQUIPO DE CAMPO UTILIZADO PARA INSERTAR LA HOJA DEL DMT
3.1 EQUIPO DE PENETRACIÓN
3.2 VARAS DE PENETRACIÓN
3.3 ADAPTADORES DE LA VARA
4. CALIBRACIÓN DE LA MEMBRANA
4.1 DEFINICIONES DE A Y B
4.2 DETERMINACIÓN DE A Y B
4.3 VALORES ACEPTABLES DE A Y B
4.4 CONFIGURACIONES DURANTE LA CALIBRACIÓN
4.5 IMPORTANCIA DE LA EXACTIYUD DE A Y B
5. PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DEL DMT
5.1 PROCEDIMIENTO DE LA PRUEBA PASO A PASO (LECTURAS DE A, B Y
C)
6. INFORME DE LOS RESULTADOS DE LA PRUEBA ("DATOS OBTENIDOS EN
CAMPO")
7. LAS PRUEBAS DE DISPERSIÓN
7.1 MÉTODO DE DISPERSIÓN DMT-A
PARTE B: LA INTERPRETACIÓN Y APLICACIONES
8. LA APLICACION DE LOS DATOS E INTERPRETACIÓN
8.1 REDUCCION DE DATOS / PARÁMETROS INTERMEDIOS EN SUELOS
COMUNES
9. PARÁMETROS INTERMEDIOS DEL DMT
9.1 ÍNDICE DE MATERIAL ID (TIPO DE SUELO)
9.2 ÍNDICE DE ESFUERZO HORIZONTAL KD
9.3 MODULO DEL DILATOMETRO ED
10 DERIVACIÓN DE PARÁMETROS GEOTECNICOS
10.1 HISTORIAL DE ESFUERZOS / PARAMETROS
10.1.1
Peso Unitario g Y Tipos De Suelos
10.1.2
Razón De Sobreconsolidación OCR
10.1.2.1 OCR En Arcillas
10.1.2.2 OCR En Arenas
10.1.3 Coeficiente De Presión Lateral De Suelos En Reposo K0
10.1.3.1 K0 En Arcillas
10.1.3.2 K0 En Arenas
10.2 PARÁMETROS DE FUERZA
10.2.1 Cohesión No Drenada cu
10.2.2
Angulo De Fricción F (Arenas)
10.3 PARÁMETROS DE DEFORMACIÓN
10.3.1 El Módulo Edométrico M
10.3.2 Módulo De Young's E'
10.3.3 Modulo De Corte Máximo G0
10.4 CARACTERÍSTICAS DE FLUJO Y PRESIONES DE PORO
10.4.1 Coeficiente De Consolidación ch
10.4.2 Coeficiente De Permeabilidad kh
10.4.3 Presión De Poros
11 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS DE DMT
12 ALGUNAS APLICACIONES A LOS PROBLEMAS DE INGENIERÍA
12.1 ASENTAMIENTOS DE FUNDACIONES POCO PROFUNDAS
12.2 TERRAPLENES CARGADOS LATERALMENTE
12.2.1 Método De Marchetti (1991) (En arcillas)
12.3 DETECCION DE SUPERFICIES DE DESLIZAMIENTOS EN LADERAS DE
ARCILLA OC
12.4
SUPERVISIÓN DE LA COMPACTACIÓN Y EL AUMENTO DE
ESFUERZOS
13 RELACIONES CON LOS RESULTADOS DE OTRAS PRUEBAS IN SITU
13.1 RELACIONES DMT/PMT
13.2 RELACIONES DMT/CPT
13.3 RELACIONES DMT/SPT
INTRODUCCIÓN
Para construir cualquier obra de Ingeniería sea hace necesario investigar las condiciones del
subsuelo en el sitio a realizar la construcción, para determinar si es adecuado y establecer
su capacidad para soportar la estructura propuesta, evitando asi esfuerzos y deformaciones
indebidas o que no se hayan considerado durante el diseño de tal obra. En efecto, el diseño
es basado precisamente en dichas investigaciones, ya que de acuerdo a los resultados de las
condiciones del terreno se considera mayormente o no la posibilidad de mejorar sus
condiciones (en el caso que lo necesite), mediante el uso de diversas técnicas propias de la
Geotecnia.
La investigación del subsuelo se lleva a cabo después de estudiar la información existente
en los archivos y documentos disponibles y de realizar un reconocimiento preliminar del
terreno, a menudo se hace mediante ensayos que permitan ahorrar tiempo y dinero al
contratista, y de acuerdo a la forma de hacerlos se pueden realizar mediante pozos de
inspección (apiques) o sondeos (perforaciones).
Cada ensayo o prueba que se le realice a la estructura de suelo en cuestión, debe permitirse
llegar hasta una profundidad adecuada, tal que los resultados sean completamente los
necesarios para poder realizar estimaciones adecuadas para la obra y su permanencia futura,
y es de acuerdo a ello que la profundidad de exploración depende del tamaño y tipo de la
obra de Ingeniería que se piensa construir, pero como regla general, la exploración deberá
realizarse hasta la profundidad donde el incremento de esfuerzos deje de ser significativo y
la presencia de un suelo compresible no contribuya de manera significativa al asentamiento
de la obra propuesta.
De acuerdo con lo anterior, el presente trabajo esta estructurado y diseñado para dar una
apreciación global de uno de los ensayos utilizados en la exploración del subsuelo, como lo
es la Prueba de Dilatómetro Plano (DMT), que se realiza mediante sondeo (perforación) y
que es muy útil en las consideraciones generales de la mayor parte de los parámetros
geotécnicos utilizados grande y ampliamente en el diseño de obras de Ingeniería que se
fundamentan en la parte de nuestro planeta sobre la que podemos caminar.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Dar una apreciación global general acerca de la prueba de dilatómetro plano (DMT) y de
sus valiosas aplicaciones en los diferentes campos de la Ingeniería.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Proporcionar pautas para la ejecución adecuada del DMT.
 Conocer el alcance así como las limitaciones que presenta la prueba.
 Mostrar la forma adecuada de interpretar los resultados que arroja la prueba del DMT,
para luego obtener a partir de correlaciones empíricas los respectivos parámetros
geotécnicos que se necesiten en cada uno de las pruebas que se puedan realizar sobre los
diferentes tipos de suelos.
MARCO TEORICO
La Prueba del dilatómetro (DMT) es una herramienta simple y fiable de pruebas in -situ,
fue desarrollada en Italia y después introducida en Europa y América del Norte, Marchetti
(1980). El dilatómetro consiste en un hoja, de 15 mm de espesor y 95 mm de ancho y tiene
una longitud de 220 mm. Una membrana de acero flexible de 60 mm de diámetro, se
localiza en una cara de la hoja. Dentro de la membrana de acero hay una cámara de presión
y un medidor de distancias para medir los movimientos de la membrana cuando la presión
dentro cambia. La prueba es introducida en el suelo mediante el uso de penetrosondas que
no requieren el haber taladrado un agujero con anterioridad. Cuando la membrana se infla,
la presión requerida simplemente para levantar la membrana fuera del dispositivo es la
anotada como p0 y luego la necesaria para causar un aumento en el centro de la membrana
de 1.10 mm es la que se toma como p1; es entonces cuando los valores de presión p0 y p1
pueden utilizarse para definir tres parámetros intermedios. Marchetti (1980) los llama
Índice Del Material (ID), Índice De Tensión Horizontal (KD) y El Módulo Del Dilatómetro
(ED), respectivamente.
ID = ( p1 - p0 ) / (p0 - u0 )
donde u0 es igual a la presión de poros en reposo (no es la presión de poros de exceso). El
valor de ID varía de aproximadamente 0.6 a 1.8 para el limo y es aproximadamente 1.8 para
arena. El DMT está especialmente preparado para la supervisión de proyectos de
consolidación y puede usarse para evaluar características de deformación de los suelos. De
éstos valores intermedios, se han desarrollado relaciones empíricas para determinar
parámetros geotécnicos. Por ejemplo, asumiendo que la tierra se comporta elásticamente,
el módulo del dilatómetro puede deducirse de la relación:
ED = 48.1 ( p1 - p0 )
El módulo del dilatómetro normalmente se usa para evaluar la compresión (Modulo
Edométrico), el módulo M de arenas, limos y limos arcillosos. La experiencia ha mostrado
que con la siguiente relación se obtiene una buena estimación de M
M = 1.1 Rm ED
donde Rm varía, dependiendo del tipo de suelo. Schmertman (1986) fue el primero en pensar
en los procedimientos de diseño para estimaciones de asentamientos basadas en el DMT,
como se vera en la sección 12 del presente informe.
PART A: PROCEDIMIENTO Y ASPECTOS OPERARIOS
1. DESCRIPCIÓN BREVE DE LA PRUEBA DE DILATOMETRO PLANO
El dilatómetro plano es una hoja de acero limpia que tiene una membrana de acero redonda
que emerge en un lado (Fig. 1).
La hoja se conecta a una unidad de control en la superficie mediante un tubo neumáticoeléctrico (transmite gas a presión y flujo eléctrico) atravesando las barras de inserción; Un
tanque de gas conectado a la unidad de control a través de un cable neumático, suministra
la presión de gas requerida para expandir la membrana. La unidad de control está equipada
con un regulador de presión, calibrador de presión (es), una señal audio-visual y válvulas de
escape.
Fig. 1. El dilatómetro plano – Vista frontal y lateral.
Hoja del Dilatometro
Caja de control
Tanque de gas
Cable neumatico-electrico
Expansión de la ménbrana
Fig. 2. Esquema general de la prueba de dilatómetro (DMT)
La hoja se introduce en el suelo usando un equipo de campo común, es decir los equipos de
penetración normalmente usados para la prueba de penetración de cono (CPT) o maquinaria
para taladrar. El esquema general de la prueba del dilatómetro se muestra en la Fig. 2. La
prueba empieza insertando el dilatómetro en la tierra, poco después de la penetración y
usando la unidad de control, el operador infla la membrana y toma en aproximadamente 1
minuto dos lecturas:
1) La Presión-A, requerida simplemente para mover la membrana contra la tierra ("lift-off")
2) La Presión-B, requerida para mover el centro de la membrana 1.1 mm contra la tierra.
Una tercera lectura C ("cerrando la presión") puede tomarse opcionalmente desinflando la
membrana despacio, poco después de que B se localiza. La hoja se sigue introduciendo en
la tierra a un incremento de profundidad (normalmente 20 centímetros) y el procedimiento
para tomar, las lecturas de A y B se repite con cada profundidad. Las lecturas de presión A,
B se corrigen entonces por los valores A, B determinados mediante la calibración de la
membrana.
El campo de aplicación del DMT es muy amplio, yendo de las tierras sumamente suaves a
los suelos con alta dureza. El DMT es conveniente para arenas, limos y arcillas, donde los
granos son pequeños comparados con el diámetro de la membrana (60 mm). No es
conveniente para gravas, sin embargo la hoja es bastante robusta para cruzar capas de grava
aproximadamente de 0.5 m de espesor. Debido al balance del método de medida de presión
cero (el método nulo), las lecturas de DMT son sumamente precisas incluso en suelos
extremadamente suaves (casi líquidos); Por otro lado la hoja es muy robusta (pueda que
seguramente resista mas de 250 kN de fuerza por penetración) y puede inclusive penetrar
las piedras suaves. El rango para el modulo del dilatómetro M va de 0.4 MPa a 400 MPa.
2. COMPONENTES DEL EQUIPO DE DMT
El equipo básico utilizado para la prueba de dilatómetro consiste de los componentes
mostrados en Fig. 2.
2.1 HOJA DEL DILATOMETRO
2.1.1 Hoja Y Características De La Membrana
Las dimensiones nominales de la hoja son 95 mm de ancho y 15 mm de espesor, la hoja
tiene un borde cortante para penetrar la tierra, el ángulo del ápice del borde es 24° a 32°, la
sección adelgazada de la punta tiene 50 mm de prolongación, la membrana circular de
acero tiene un diámetro de 60 mm, su espesor normal es 0.20 mm (0.25 mm de espesor
cuando se usan las membranas en tierras que pueden cortar la membrana). La membrana
se mantiene en su lugar debido a un anillo de retención (Ver Fig. 4).
2.1.2 Principio Del Funcionamiento
El principio activo del DMT se ilustra en la Fig. 3 (también vea la fotografía en Fig. 4). La
hoja trabaja como un interruptor eléctrico (on/off). El disco aislado transmite una señal
audiovisual a unidad de control, bajo una de las siguientes circunstancias:
1) La membrana descansa contra el disco (antes de la expansión de la membrana).
2) El centro de la membrana se ha movido 1.1 mm. en la tierra (el cilindro de acero con
resorte hace contacto con el disco).
No hay ninguna señal de contacto eléctrico en las posiciones intermedias de la membrana
cuando el operador empieza a aumentar la presión (Fig. 3), durante algún tiempo la
membrana no se mueve y permanece en contacto con el soporte de metal (señal on).
Cuando la presión interior compensa la presión externa de la membrana comienza su
movimiento, pierde el contacto con su apoyo (señal off).
PRINCIPIO ACTIVO
Fig. 4. Anillo de retención de la
membrana del DMT
Fig. 3. DMT Principio activo
La interrupción de la señal le sugiere al operador que realice la lectura de la presión A "liftoff" (luego se corregirá para encontrar P0). El operador, sin detener el flujo continúa
inflando la membrana (señal off). Cuando el movimiento central alcanza 1.1 mm, el
cilindro de acero con resorte toca la membrana reactivando la señal. La reactivación de la
señal le sugiere al operador que realice la lectura de la presión B "máxima expansión"
(luego se corregirá para encontrar P1). La parte alta del disco aislado lleva una sonda de
0.05 mm teniendo la función de mejorar la definición del alzamiento de la membrana, es
decir el momento en que el circuito eléctrico se interrumpe. El sistema del desplazamientofijo asegura que la expansión de la membrana será 1.10 mm ± 0.02 mm sin tener en cuenta
el cuidado del operador que no puede variar o regular tal distancia. solo el cuarzo calibrado
y los cilindros (altura 3.90 ± 0.01 mm) deben usarse para asegurar la exactitud de los
movimientos predeterminados.
2.2 UNIDAD DE CONTROL
2.2.1 Funciones Y Componentes
La unidad de control en la superficie del suelo se usa para medir las presiones A, B (C) a
cada profundidad de la prueba. La unidad de control (Fig. 5) únicamente incluye dos
medidores de presión, una fuente de presión de conexión rápida, una conexión rápida para
el cable neumático-eléctrico, una conexión eléctrica del cable del dilatómetro, un
galvanómetro, el timbre qué sugiere la lectura de las presiones A, B (C) y válvulas para
controlar el flujo de entrada y escape del gas.
2.2.2 Medidores De Presión
Los dos medidores de presión, conectados en paralelo, tienen diferentes escalas: un
medidor de bajo-rango (1 MPa), que se excluye cuando el extremo de medición se alcanza,
y un medidor de alto-rango (6 MPa). El sistema de los dos medidores asegura la exactitud
apropiada y al mismo tiempo, rango suficiente para los varios tipos de tierras (de muy
suave a muy dura).
La diferencia entre las lecturas registradas mediante cada medidor debe tener un margen de
error de menos de 0.5%.
Fig. 5. La unidad de control
2.2.3 Válvulas De Control De Flujo De Gas
Las válvulas en el tablero de unidad de control permiten controlar el flujo de gas a la hoja,
la válvula principal permite o no el flujo de gas entre la fuente y la hoja, la válvula de
presión micrometrica se usa para controlar la proporción de flujo durante la prueba, la
válvula de abertura de barra traviesa le permite al operador dar salida a la presión del
sistema rápidamente a la atmósfera, la válvula de presión micrometrica permite
despresurizar el sistema despacio para tomar la lectura C.
2.2.4 Circuito Eléctrico
El circuito eléctrico en la unidad de control tiene el alcance de indicar la condición on/off
del interruptor de la hoja, proporciona un galvanómetro visual y un timbre al operador.
Una batería de 9-voltios proporciona el poder eléctrico al alambre dentro del cable
neumático-eléctrico de rápida conexión. Un botón de prueba permite verificar la vitalidad
de la batería y el funcionamiento del galvanómetro y del timbre.
2.3 CABLES NEUMÁTICO-ELÉCTRICOS
- El cable neumático-eléctrico proporciona la continuidad neumática y eléctrica entre la
unidad del control y la hoja del dilatómetro (Fig. 6).
- El cable Non-extensible tiene un conector de metal masculino aislado para la hoja de
DMT en un extremo, y un non (terminal) de rápida instalación para la conexión a la unidad
de control en el otro extremo. Una vez la profundidad de la prueba es tal que todo el cable
está dentro de la tierra, el cable no puede extenderse y la prueba debe detenerse. Esta
molestia es equilibrada por la simplicidad del cable y su más bajo costo.
- El cable extensible sirve para que el operador pueda conectar el cable adicional que sea
necesario durante la prueba. La terminal hembra de tal cable no puede encajar directamente
en el conector rápido correspondiente en la unidad del control. Por consiguiente debe
usarse un cable líder (adaptador) para realizar la conexión. Aunque ligeramente más
complejo, este tipo de cable le proporciona una flexibilidad mayor al operador.
Los conectores de metal se aíslan eléctricamente del alambre interno para prevenir un corto
circuito y son sellados con empaques para prevenir el fugas de gas.
Fig. 6. los Tipos de cables neumático-eléctricos
2.4 FUENTE DE PRESIÓN DE GAS
La fuente de presión es un tanque de gas equipado con un regulador de presión, válvulas y
tubería neumática para conectar a la unidad de control.
El regulador de presión debe poder proporcionar una presión regulada de por lo menos 7-8
MPa. En la mayoría de los suelos la presión es fija a 3-4 MPa. En los suelos muy duros el
rendimiento de la presión se aumenta más allá (sin exceder la capacidad del medidor de
alto-rango). El Nitrógeno comprimido o aire comprimido generalmente son los mas
usados.
Los aumentos de consumo de gas se dan con la presión aplicada (lecturas de A y B) y
profundidad de la prueba (la longitud del cable). En "promedio" un tanque ( 0.6 m alto),
inicialmente a 15 MPa, contiene el gas para realizar aproximadamente 70-100 m de sondeo
normal ( un día de prueba). En general, es más barato y eficaz tener un tanque grande (
1.5 m alto) cuando se prevé mas de un día de prueba.
3. EQUIPO DE CAMPO UTILIZADO PARA INSERTAR LA HOJA DEL DMT
3.1 EQUIPO DE PENETRACIÓN
La hoja puede empujarse con un penetrómetro o con un equipo del taladro (Fig. 7). La
proporción de penetración normalmente es 2 cm/s como en el CPT (para las proporciones
de DMT de 1 a 3 los cm/s son aceptables).
DMT USANDO
UN PENETROMETRO
DMT USANDO UN
TALADRO
Fig. 7. Equipo para insertar la hoja de DMT
Los penetrómetros fuertes "montados" en camiones son incomparablemente más eficaces
que los equipos de taladro; cuando la hoja es empujada con un camión de penetración de 20
toneladas aumenta su rendimiento en la penetración (80 m por día).
Sólo pueden usarse equipos de taladro o los equipos ligeros en los suelos suaves o a
profundidades muy cortas. En todos los otros casos (sobre todo en los suelos duros) los
equipos ligeros pueden ser inadecuados y fuente de problemas.
En todos los casos la penetración debe ocurrir en "fresco" (sin haberse penetrado
previamente). La distancia mínima recomendada entre sondeos de DMT o CPT es 1m.
Algunos investigadores han observado que "el golpe de martillo” altera los resultados del
DMT y disminuye la exactitud de las correlaciones, es decir el método de inserción afecta
los resultados de la prueba y debe preferirse la penetración estática. Según la ASTM
(1986), en los suelos sensibles al impacto y las vibraciones, como arenas muy sueltas o
arcillas muy sensibles, los métodos de inserción dinámicos pueden cambiar
significativamente los resultados de la prueba comparados a aquellos obtenidos usando un
equipo de penetración estática.
3.2 VARAS DE PENETRACIÓN
Un tipo muy conveniente de vara es la de 44 mm disponible comercialmente, usada para
empujar conos de 15 cm2.
Las varas más fuertes se han introducido desde que las varas son "el elemento más débil en
la cadena" al trabajar con los camiones pesados y la fuerza alta actual de las hojas del DMT
capaces de resistir una carga activa de aproximadamente 250 kN.
Las varas más fuertes tienen varias ventajas:
- La capacidad de penetrar a través del suelo consolidado.
- La posibilidad de usar la capacidad de penetración del camión completamente.
- El riesgo reducido de desviación de la verticalidad en las pruebas profundas.
- El riesgo drásticamente reducido de soltar las varas.
Los inconvenientes obvios son el costo inicial y el mayor peso, también su uso puede ser
conveniente en los sitios de arcilla OC debido a la fricción superficial aumentada.
3.3 ADAPTADORES DE LA VARA
La hoja de DMT se conecta a las varas del penetrómetro por un adaptador inferior
(M27x3mm) (Fig. 8); un adaptador de ranura superior también se necesita que permitir
salida lateral de cable, de lo contrario este será pellizcado mientras se introduce (Fig. 9).
Fig. 8. Adaptador inferior que conecta la hoja del DMT con las varas de penetración
Fig. 9. Adaptador de ranura superior.
El cuello tiene un cauce vertical para el cable y tiene un diámetro más grande que las varas
superiores para asegurar un espacio libre entre las varas superiores y la cubierta. El
operador no debe permitir el adaptador de ranura y el cable expuestos para penetrar el
suelo.
4. CALIBRACIÓN DE LA MEMBRANA
4.1 DEFINICIONES DE A Y B
El procedimiento de calibración consiste en obtener las presiones A y B necesarias para
superar la rigidez de la membrana. Son entonces utilizados A y B para corregir las
lecturas A y B.
Note que en el aire, bajo la presión atmosférica, la membrana libre está en una posición
intermedia entre las posiciones A y B, debido a que las membranas tienen una ligera
curvatura exterior natural (Fig. 10).
A es la presión externa que debe aplicarse a la membrana, en el aire libre, para que
colapse su posición inicial (es decir la posición A). B es la presión interior que, en el aire
libre, levanta el centro de la membrana 1.1 mm desde su posición inicial (es decir la
posición B).
B
A
free
Fig. 10. Las posiciones de la membrana (libre, A y B)
4.2 DETERMINACIÓN DE A Y B
A y B pueden ser medidos por un procedimiento simple que usa una jeringa para generar
vacío o presión. Durante la calibración debe excluirse la presión alta de la botella del
circuito neumático, cerrando la válvula principal en el tablero de unidad de mando.
Para obtener A: Rápidamente tire atrás (casi totalmente) el pistón de la jeringa para
aplicar el vacío máximo posible (el vacío causa una desviación interior de la membrana
similar a la resultante de la presión externa de la tierra a la salida de la prueba); sostenga el
pistón durante el tiempo suficiente (por lo menos 5 segundos) para que el vacío se iguale en
el sistema, durante este tiempo el timbre debe ponerse activo, entonces despacio descargue
el pistón y lea A en el medidor de bajo rango (lea la medida de vacío cuando el timbre se
detenga, es decir la posición A). Nota esta presión negativa es un valor positivo de A (por
ejemplo un vacío de 15 kPa debe tomarse como A = 15 kPa). La fórmula de la corrección
para el p0 (Eq. 1 en la Sección 8.1) es ajustada para tener en cuenta que un A positivo es
un vacío.
Para obtener B: Empuje el pistón despacio en la jeringa y lea B en el medidor de bajorango cuando el timbre se reactiva (es decir posición B). Repita este procedimiento varias
veces para tener un control positivo de los valores leídos.
Las correcciones de la membrana A y B deben medirse antes de un sondeo, después de
un sondeo y siempre que la hoja esté fuera de la tierra.
A y B son normalmente medidos como control en la oficina antes de ir al campo; sin
embargo los A y B a ser usados son aquellos simplemente tomados antes del sondeo
(aunque la diferencia es generalmente despreciable). Los valores finales de A y B
también debe tomarse al final del sondeo.
El valor de la calibración de una membrana ilesa debe permanecer relativamente constante
durante un sondeo de DMT. La comparación de valores iniciales/finales en un sondeo
indica la condición de la membrana y una diferencia grande debe incitar un cambio de la
membrana; por consiguiente, el procedimiento de la calibración es un buen indicador de la
condición del equipo, y por consiguiente de la calidad esperada de los datos.
4.3 VALORES ACEPTABLES DE A Y B
- Los valores iniciales de A y B deben estar en los rangos siguientes: A = 5 a 30 kPa,
B = 5 a 80 kPa. Si los valores de A y B obtenidos antes de insertar la hoja en suelo se
encuentran fuera de los límites anteriores, la membrana se reemplazará antes de realizar la
prueba.
- El cambio entre A y B al final del sondeo no debe exceder 25 kPa, de lo contrario los
resultados de la prueba se desecharán.
Los valores típicos de A y B son: A = 15 kPa, B = 40 kPa.
Los valores de A y B también indican cuando es tiempo de reemplazar una membrana.
Una membrana vieja no necesita ser reemplazada si los valores de A y B son tolerables,
de hecho una membrana vieja es preferible a una nueva, teniendo un A y B más estable
y más bajo. Sin embargo, en caso de arañones, rasguños graves, etc. una membrana debe
cambiarse aun cuando A y B se encuentren en los limites de tolerancia (aunque no es
probable que los valores de A y B sean tolerables si la membrana está en una forma
muy mala).
4.4 CONFIGURACIONES DURANTE LA CALIBRACIÓN
La calibración de la membrana (determinando A y B) puede realizarse en dos
configuraciones.
1) La primera configuración (la hoja accesible, Fig. 11) se adopta por ejemplo al principio
de un sondeo, cuando la hoja todavía está en las manos del operador; el operador usará
entonces el cable de calibración corto o el conector de la calibración corto.
2) La segunda configuración (la hoja no muy accesible) se usa cuando la hoja está bajo el
penetrómetro, y se conecta a la unidad del mando como durante la comprobación actual
(Fig. 12) con los cables de longitud normal ( 20 a 30 m).
El procedimiento de la calibración es el mismo. La única diferencia es que, en el segundo
caso, debido a la longitud de las tuberías del DMT, hay un poco de retraso de tiempo
(fácilmente reconocible por la respuesta lenta de los medidores de presión a la jeringa). Por
consiguiente, en esa configuración A y B debe tomarse despacio (digamos 15 segundos
para cada determinación).
Fig. 11. El esquema de las conexiones durante la calibración de la membrana
(la hoja accesible).
Fig. 11. El esquema de las conexiones durante la calibración de la membrana
(la hoja accesible).
Fig. 12 Conexiones durante la comprobación actual
4.5 IMPORTANCIA DE LA EXACTIYUD DE A y B
A y B inexactos son virtualmente la única fuente potencial de un error instrumental del
DMT, debido a que desde A y B, son corregidas todas las lecturas A, B de un sondeo, y
cualquier inexactitud en A y B se propagaría a todos los datos.
La importancia de A y B en las tierras suaves deriva del hecho de que, en el caso
extremo de arcillas casi líquidas, o licuefacción de arenas, A y B son números pequeños,
sólo un poco superiores que A y B. Desde que la corrección involucra diferencias entre
números similares, la exactitud de A y B es muy necesaria en muchos suelos.
A y B deben ser, como una regla, medidos antes y después de cada sondeo. Su promedio
es usado para corregir todas las lecturas de A y B. Claramente, si la variación es pequeña, el
promedio representa un A y B muy confiable en toda la profundidad; si la variación es
grande, el promedio puede ser inadecuado en algunas profundidades. De hecho, en los
suelos suaves, el operador puede estar seguro que los resultados de la prueba sólo son
aceptables al final del sondeo, si cuando verifique A y B él encuentra que son muy
similares a A y B iniciales.
En un suelo duro A y B son una parte pequeña de A y B, las inexactitudes tan pequeñas
en A y B tienen un efecto despreciable.
5. PROCEDIMIENTO DE PRUEBA DEL DMT
5.1 PROCEDIMIENTO DE LA PRUEBA PASO A PASO (LECTURAS DE A, B Y C)
La prueba de DMT básicamente consiste en la siguiente secuencia de operaciones:
1) El operador de DMT se asegura que la válvula de flujo micrométrico este cerrada y
abierta la válvula de abertura de barra traviesa, entonces él da la señal de partida al
operador del equipo (los dos operadores deben posicionarse de tal manera que pueden
intercambiar ordenes y comunicación visual fácilmente).
2) El operador del equipo empuja la hoja verticalmente en la tierra a la profundidad de la
prueba seleccionada.
3) En cuanto la profundidad de la prueba se alcanza, el operador del equipo detiene la
penetración y le da luz verde al operador del DMT.
4) El operador del DMT cierra la válvula de abertura de barra traviesa y despacio abre la
válvula de flujo de micrómetro para presurizar la membrana. Durante este tiempo él oye
una señal de audio firme o un timbre en la unidad de control. En el momento en que la
señal se detiene (es decir cuando la membrana se empieza a dilatar), el operador lee la
primera lectura de presión en el medidor de presión y anota A.
5) Sin detener el flujo, el operador del DMT continúa inflando la membrana (señal off)
hasta que la señal se reactiva (es decir el movimiento de la membrana = 1.1 mm). El
operador lee en el medidor la segunda lectura de presión B; después de anotar B, él
operador debe hacer los siguientes cuatro pasos:
1 - Inmediatamente abre la válvula de abertura de barra traviesa para despresurizar la
membrana.
2 - Cierra la válvula de flujo de micrómetro para prevenir suministro extenso de presión al
dilatómetro (estos primeros dos funcionamientos previenen expansión extensa de la
membrana que puede deformarlo permanentemente y puede cambiar sus calibraciones, y
deben realizarse rápidamente después de la lectura B, de otra forma la membrana puede
dañarse).
3 – Debe decir al operador del equipo que continúe con un incremento de profundidad
generalmente de 20 centímetro (la válvula de abertura de barra traviesa debe permanecer
abierta durante la penetración para evitar empujar la hoja con la membrana extendida).
4 – Debe escribir la segunda lectura B.
Repita la sucesión anterior a cada profundidad hasta el extremo del sondeo. Al final del
sondeo, cuando la hoja se extrae, realice la última calibración.
Si la lectura C es tomada, hay sólo una diferencia en la sucesión anterior, después de tomar
la lectura B, abra la válvula de la abertura lenta en lugar de la válvula de abertura de barra
traviesa rápida y espere (aproximadamente 1 minuto) hasta que los valores de presión se
acerquen al cero en el medidor; en el instante en que la señal regrese tome la lectura C.
Note que, en arenas el valor a ser esperado para C es un número bajo, normalmente <100 200 kPa, es decir 10 o 20 m de agua.
NOTA: Proporción de la expansión.
Las presiones A y B debe localizarse despacio. Según el Eurocode 7 (1997), la proporción
de flujo de gas para presurizar la membrana será tal que la lectura A se obtiene (típicamente
en 15 segundos) dentro de 20 segundos de alcanzar la profundidad de la prueba y la lectura
B (la expansión de A a B) dentro de 20 segundos después de la lectura A. Como una
consecuencia, la proporción de aumento de presión es muy lenta en las tierras débiles y más
rápida en las tierras rígidas.
Durante la prueba, el operador puede verificar si la proporción de flujo seleccionada es la
adecuada de vez en cuando cerrando la válvula de flujo micrométrico y observando cómo
reacciona el medidor de presión. Si la presión del medidor disminuye un 2% o más al cerrar
la válvula (ASTM 1986), la proporción es demasiado rápida y debe reducirse.
NOTA: Tiempo requerido para la prueba.
El retraso en el tiempo entre introducir el extremo y empezar la dilatación generalmente es
1-2 segundos. La sucesión de la prueba completa (lecturas de A y B) generalmente
requiere aproximadamente 1 minuto. El tiempo total necesario para obtener un sondeo a 30
m (sin encontrar ningún obstáculo) es aproximadamente 3 horas. La lectura C agrega
aproximadamente de 45 segundos a 1 minuto al tiempo requerido para la sucesión del DMT
a cada profundidad.
NOTA: El incremento de profundidad.
Un incremento de profundidad más pequeño (típicamente 10 centímetro) puede asumirse,
siempre que se requiera un perfil más detallado del suelo.
NOTA: Profundidades de prueba.
Las profundidades de la prueba deben medirse en referencia al centro de la membrana.
NOTA: Medidas de fuerza de penetración.
Algunos Autores o las normas existentes (Schmertmann 1988, ASTM 1986, ASTM Draft
2001) recomiendan medir la fuerza de penetración requerida para insertar la hoja como una
parte rutinaria del procedimiento de la prueba del DMT. El objetivo específico de esta
medida adicional es obtener el qD (la resistencia de penetración de la punta de la hoja). El
qD permite estimar K0 en arenas según el método formulado por Schmertmann (1982,
1983).
Medir qD directamente es muy impráctico. Una manera de obtener el qD es derivarlo de la
fuerza de penetración, medida por una celda medidora de presión o carga (Ver Figura 14)
propiamente calibrada.
La localización preferible de la celda sería inmediatamente sobre la hoja para excluir la
fricción de la vara (sin embargo la fricción lateral en la hoja tiene que todavía ser
disminuida). Incluso esta localización de la celda es impráctica y no se adopta muy
comúnmente sino de acuerdo a los propósitos de la investigación, entonces la celda de
carga generalmente se localiza sobre la superficie del suelo.
Se indican métodos alternativos prácticos por estimar el qD en ASTM (1986): (a) Medir la
fuerza de penetración en la superficie del suelo y substraer una estimación de la fricción
sobre la hoja. (b) Medir la fuerza de penetración necesaria para la penetración descendente
y fuerza requerida para el retiro ascendente la diferencia da una estimación de qD. (c) Si
valores de qc de un estudio con cono penetración (CPT) adyacente están disponibles, asuma
el qD  qc. (ASTM 1986, Campanella & Robertson 1991, ASTM Draft 2001).
6. INFORME DE LOS RESULTADOS DE LA PRUEBA ("DATOS OBTENIDOS EN
CAMPO")
Una forma típica de presentar los datos del DMT se muestra en Fig. 13. Además de los
datos de campo, el método de la prueba debe ser descrito, o la referencia a una norma
publicada indicada.
Tipico
max 32 caracteres
Firma
Cliente
Empleo
Lugar
Estado de (2)
Menbrana
Hoja
(32)
Inicio
(32)
(32)
(32)
Comentario
(12)
(20)
Nombre de la prueba
Error coaxial (cuadro L)
Fecha
Elevacion absoluta (Opcional)
agua
Medida de cero
Arriba
Penetrometro
Diametro de la vara de penetracion
Predeterminado (1.75)
Prueba
Detenida
Por
Menbrana
rechazada
Operador
Prefijo
Fig. 13. Formato típico de datos de campo.
Fig. 14. Celdas medidoras de presión.
7. LAS PRUEBAS DE DISPERSIÓN
En los suelos de bajas permeabilidades (arcillas, limos), el exceso de presión de poros
inducido por la penetración de la hoja aumenta el tiempo requerido para realizar la prueba
de DMT. En estas tierras es posible estimar los parámetros de consolidación in situ por
medio de pruebas de dispersión.
Actualmente son varias las pruebas de dispersión utilizadas, sin embargo el método mas
recomendado por varios autores es el DMT-A que se muestra a continuación:
7.1 MÉTODO DE DISPERSIÓN DMT-A
El método DMT-A (Marchetti & Totani 1989) consiste en detener la hoja a una
profundidad dada, mientras se toma una sucesión cronometrada de lecturas A. Note que la
lectura A es tomada, evitando la expansión de la membrana hasta B. El operador desinfla
la membrana abriendo la válvula de abertura de barra traviesa en cuanto A se alcanza.
Procedimiento:
1) Detener la penetración a la profundidad de dispersión deseada e inmediatamente accione
el cronómetro. El origen de tiempo (t = 0) es el momento en que la penetración se detiene.
Entonces, sin demora, infle la membrana despacio para tomar la lectura A. En cuanto A se
alcanza, inmediatamente desinfle la hoja, tome el tiempo en el cronómetro y la lectura A.
2) Continuar tomando lecturas A adicionales para obtener los puntos razonablemente
espaciados para la curva de tiempo-dispersión. Cuando el aumento de tiempo en cada
lectura de A se duplica, se considera satisfactorio (por ejemplo 0.5, 1, 2, 4, 8, 15, 30
minutos etc.), para cada registro de la lectura A se toma el tiempo del cronómetro exacto
qué necesariamente no tiene que coincidir con los valores anteriores.
3) Trazar en el campo un diagrama preliminar de A - logt. La dispersión puede detenerse
cuando la curva de A- logt se ha prolongado lo suficiente para identificar claramente el
punto de inflexión (el tiempo tflex del punto de inflexión se usa para la interpretación).
PARTE B: INTERPRETACIÓN Y APLICACIONES
8. LA APLICACION DE LOS DATOS E INTERPRETACIÓN
8.1 REDUCCION DE DATOS / PARÁMETROS INTERMEDIOS EN SUELOS
COMUNES
Determinación de p0, p1:
p0 = 1.05 (A – ZM + A) – 0.05 (B – ZM – B)
p1 = B – ZM – B
(1)
(2)
donde A y B = Correcciones determinadas por la calibración de la membrana.
ZM = Medida cero de compensación (medida que se toma cuando se descarga a la presión
atmosférica); para una opción correcta de ZM vea la nota en la páginas siguientes.
Las presiones corregidas p0 y p1 son utilizadas posteriormente en lugar de las lecturas A y B
en la interpretación.
En la interpretación de los resultados del DMT, se identifican claramente tres parámetros
intermedios que son:
- El índice material ID
- El índice de esfuerzo horizontal KD
- El módulo del dilatómetro ED
Los parámetros intermedios ID, KD, ED son parámetros "objetivo", calculados a partir del p0
y p1 y usando las formulas mostradas en la tabla 1.
Los interpretación (última) de los parámetros obtenidos da como resultado los parámetros
intermedios comunes del suelo, ya que se derivan de los parámetros ID, KD, ED que usan las
correlaciones mostradas en la tabla 1 (u otras correlaciones establecidas).
Los valores de la presión de poro in situ u0 y esfuerzo efectivo vertical 'v0 antes de la
inserción de la hoja también debe introducirse en las formulas y tienen que ser conocidos,
por lo menos aproximadamente.
Los parámetros para los cuales el DMT proporcionan una interpretación (vea tabla 1) son:
- El módulo edométrico M (todos los suelos)
- Cohesión no drenada cu (en la arcilla)
- Coeficiente de presión lateral de suelos in situ K0 (en la arcilla)
- Relación de sobreconsolidación OCR (en la arcilla)
- El coeficiente de consolidación horizontal ch (en la arcilla)
- El coeficiente de permeabilidad kh (en la arcilla)
- El ángulo de fricción  (en arenas)
- El peso unitario  y estratigrafía (todos los suelos)
- La presión de poros u0 (en arena).
Las correlaciones para la arcilla se aplican cuando ID < 1.2. Las Correlaciones para arena
se aplican cuando ID > 1.8.
SIMBOLO DESCRIPCIÓN
p0
p1
ID
KD
REDUCCION DE FROMULAS BASICAS DEL DMT
Corrección de la primera
lectura
Corrección de la segunda
lectura
p0 = 1.05 (A - ZM + A) - 0.05 (B - ZM - B)
p1 = B - ZM - B
ZM = Lectura medida a la presión atm.
Si A & B son medidos con el mismo
medidor usado para las lecturas A & B,
entonces ZM = 0 (ZM es compensado)
Índice del Material
ID = (p1 - p0) / (p0 - u0)
u0 = Presión de poros antes de la introd.
Índice del Esfuerzo Horizontal
KD = (p0 - u0) / 'v0
'v0 = Esfuerzo efectivo vertical
ED No es el modulo de Young's E. ED
debe usarse después, combinándolo con
KD (Historial de esfuerzos). Prim. Obten.
MDMT = RM ED, then e.g. E  0.8 MDMT
ED
Dilatometer Modulus
ED = 34.7 (p1 - p0)
K0
OCR
cu

ch
kh

Coef. Pres. Lat. De suelos
K0,DMT = (KD / 1.5)0.47 - 0.6
Para ID < 1.2
1.56
Razón De sobreconsolidación
OCRDMT = (0.5 KD)
Cohesión No Drenada
cu,DMT = 0.22 'v0 (0.5 KD)1.25
Angulo De Fricción
safe,DMT = 28° + 14.6° log KD - 2.1° log KD
Para ID > 1.8
Coeficiente de Consolidación
ch,DMTA  7 cm / tflex
tflex de A-log t DMT-A curva de decaimie.
Coeficiente de Permeabilidad
kh = ch w / Mh (Mh  K0 MDMT)
Peso Unitario
(see chart in Fig. 16)
Para ID < 1.2
Para ID < 1.2
2
2
MDMT = RM ED
M
if ID  0.6
if ID  3
Modulo Edométrico
if 0.6 < ID < 3
if KD > 10
if RM < 0.85
u0
Presión De Poros
RM = 0.14 + 2.36 log KD
RM = 0.5 + 2 log KD
RM = RM,0 + (2.5 - RM,0) log KD
with RM,0 = 0.14 + 0.15 (ID - 0.6)
RM = 0.32 + 2.18 log KD
set RM = 0.85
u0 = p2 = C - ZM + A
En suelos libre de drenaje
Table 1. Resumen de las formulas básicas del DMT
El Módulo Edométrico M y la cohesión no drenada cu se cree que son los parámetros más
fiables y útiles obtenidos por DMT.
NOTA: Medida del desplazamiento cero ZM.
En todo las formulas que contiene ZM, ZM entra = 0 (aun cuando ZM  0) si A, B son
medidos por el mismos medidor usado para la lectura de las presiones A y B.
NOTA: Fórmula de la corrección para el p0.
Eq. 1 para el p0 (presión de contacto en el desplazamiento inicial) que se deriva de la
relación lineal presión-desplazamiento entre 0.05 mm. y 1.10 mm (Marchetti & Crapps
1981).
9. PARÁMETROS INTERMEDIOS DEL DMT
9.1 ÍNDICE DE MATERIAL ID (TIPO DE SUELO)
El índice de material ID se define como sigue:
p  p0
(3)
ID  1
p0  u 0
donde el u0 es la presión inicial de poros in situ.
La definición anterior de ID fue introducida teniendo en cuenta que los márgenes entre p0 y
p1 son sistemáticamente "cercanos" en arcillas y "lejanos" en arenas.
Según Marchetti (1980), el tipo de suelo puede identificarse de la siguiente forma:
Arcilla 0.1 < ID < 0.6
Limo 0.6 < ID < 1.8
Arenas 1.8 < ID < (10)
Cuándo se usa ID, se debe tener presente el resultado de un análisis granulométrico, como
un parámetro que refleja la conducta mecánica (algún tipo de "índice de rigidez"). Es decir,
si una arcilla por algunas razones se comporta "más rígidamente" que la mayoría de las
arcillas, la tal arcilla probablemente se interpretará por ID como limo; de hecho, si uno está
interesado en la conducta mecánica, a veces podría ser más útil para su aplicación una
descripción basada en una respuesta mecánica en lugar de la distribución de tamaños de
grano real; si, por otro lado, el interés está en la permeabilidad, entonces ID debe
complementarse por el índice de presión de poro u0 (vea Sección 11.4.4).
9.2 ÍNDICE DE ESFUERZO HORIZONTAL KD
El índice de esfuerzo horizontal KD se define como sigue:
p  u0
(4)
KD  0
 v0
donde el 'v0 es esfuerzo efectivo vertical in situ.
El índice de esfuerzo horizontal KD puede considerarse como K0 amplificado por la
penetración. En auténticas arcillas NC el valor de KD es KD,NC  2.
El perfil de KD es similar en la forma al perfil de OCR, que generalmente se utiliza para
"entender" la estratigrafía del suelo y su historia de esfuerzos (Marchetti 1980, el
Jamiolkowski et al. 1988).
9.3 MODULO DEL DILATOMETRO ED
El módulo del dilatómetro ED se obtiene a partir de p0 y p1 por la teoría de elasticidad
(Gravesen 1960). Para el diámetro de 60 mm de la membrana y el desplazamiento de 1.1
mm se encuentra:
ED = 34.7 (p1 - p0)
(5)
En general ED no debe usarse como tal, debido a la falta la información sobre el historial de
esfuerzos. ED sólo debe usarse en combinación con KD e ID.
10 DERIVACIÓN DE PARÁMETROS GEOTECNICOS
10.1 HISTORIAL DE ESFUERZOS / PARAMETROS
10.1.1 Peso Unitario  Y Tipos De Suelos
El objetivo principal del esquema (Ver Fig.15), no es la estimación exacta de , pero si la
posibilidad de construir un perfil aproximado de 'v0.
10.1.2 Razón De Sobreconsolidación OCR
10.1.2.1 OCR En Arcillas
La correlación original de la razón de sobreconsolidación OCR, se deriva del índice de
esfuerzo horizontal KD (basado en los datos sólo para arcillas sin consolidar) y fue
propuesto por Marchetti (1980) al observar la similitud entre el perfil de KD y el perfil de
OCR:
OCRDMT = (0.5 KD)1.56
(6)
En la Eq. 6 se da la correspondencia KD = 2 para OCR = 1 (es decir KD,NC  2). Esta
correspondencia ha sido auténticamente confirmada en muchos depósitos de arcilla NC.
El parecido del perfil de KD al perfil de OCR también ha sido confirmado por muchas
comparaciones subsecuentes (Jamiolkowski et al. 1988).
La correlación de OCR-KD original para la arcilla también fue comprobada por un analisis
de datos recolectados por Kamei & Iwasaki 1995 (Fig. 16), y, teóricamente, por Finno 1993
(Fig. 17).
SOIL DESCRIPTION
and ESTIMATED w
2000
SAND
EQUATION OF THE LINES:
500
100
50
2
1.8
1.8
1.8
1.7
1.7
1.7
1.6
D
1.6
A
0.33
MUD
1.5
5
0.1
5
2.1
1.9
1.9
C
2.1
SILTY
5
1.9
SILTY
5
B
12
10
SILT
SANDY
n
1.737
2.013
2.289
2.564
2.0
200
and/or
PEAT
m
0.585
0.621
0.657
0.694
CLAY
20
MUD
A
B
C
D
(n+m log ID )
CLAYEY
Dilatometer Modulus ED (bar)
1000
ED =10
0.2
0.8
1.2
0.6
3.3
1.8
( ) If PI>50, reduce  by 0.1
0.5
1
2
5
Material Index I D
Fig. 15. Esquema para estimar tipos de suelo y peso unitario g (normalizó al gw = g agua) Marchetti & Crapps 1981 - (1 bar = 100 kPa)
Un KD  2 representa el mínimo valor para KD,NC. Si una arcilla NC tiene KD > 2, indica la
existencia probable de alguna estructura o cimentación.
Indicaciones prácticas para estimar OCR en arcillas:
- La correlación de OCR-KD original (Eq. 6) es una buena base para conseguir una primera
interpretación del perfil de OCR (o por lo menos, información generalmente exacta sobre
su forma).
- En general el perfil de KD es útil para "entender" el historial de esfuerzos. El perfil de KD
permite discernir arcillas NC de las arcillas OC. El perfil de KD es a menudo el primer
diagrama que el ingeniero inspecciona, porque de él puede obtener una idea general de su
historial de esfuerzos.
Fig. 16. correlación KD -OCR para las tierras cohesivas de varias áreas geográficas (Kamei
& Iwasaki 1995)
Fig. 17. KD teórico contra OCR (Finno 1993)
10.1.2.2 OCR En Arenas
La determinación (incluso la definición) de OCR en arena es más difícil que en la arcilla.
OCR en arena es a menudo el resultado de una historia compleja de sobrecargas o
desecamientos u otros efectos, por consiguiente alguna aproximación debe ser aceptada.
Una manera de conseguir un poco de información sobre OCR en arenas es usar la
proporción MDMT /qc. La base es lo siguiente:
- Jendeby (1992) realizó DMTs y CPTs antes y después de la consolidación de un terraplén
de arena suelta. Él encontró que antes de la consolidación (es decir en una arena casi NC) la
proporción MDMT /qc tenía 7-10, después de la consolidación (es decir en arena OC) 12-24.
10.1.3 Coeficiente De Presión Lateral De Suelos En Reposo K0
10.1.3.1 K0 En Arcillas
La correlación original para K0, relativa a las arcillas no consolidadas (Marchetti 1980), es:
K0 = (KD / 1.5)0.47 - 0.6 (7)
En arcillas sobreconsolidadas, sin embargo pueden estimarse K0 significativamente, a partir
de KD Eq. 7.
10.1.3.2 K0 En Arenas
El coeficiente de presión lateral de tierras en reposo se obtiene para valores de ID < 1.2 con
la siguiente ecuación:
K0,DMT = (KD / 1.5)0.47 - 0.6
(8)
Para el caso en que los valores de ID son mayores, es utilizada entonces la ecuación general:
K0 = 0.376 + 0.095 KD - 0.0046 qc /'v0
(9)
10.2 PARÁMETROS DE FUERZA
10.2.1 Cohesión No Drenada cu
La correlación original para determinar el cu a partir del DMT (Marchetti 1980) es la
siguiente:
cu = 0.22 'v0 (0.5 KD)1.25
(10)
Ejemplo de comparaciones entre el cu determinado por DMT y cu hallado por otras pruebas
se muestran en las Fig. 18 y 19.
En general, la experiencia ha mostrado que el cu hallado mediante el DMT es bastante
exacto y fidedigno para la práctica cotidiana.
10.2.2 Angulo De Fricción  (Arenas)
Existen dos métodos para estimar  con DMT (también vea Marchetti 1997). El primer
método (Método 1) proporciona las estimaciones simultáneas de  y K0 derivadas del par
KD y qD (Método 1a) o del par KD y qc (Método 1b). El segundo método (Método 2)
proporciona una estimación de  sólo basada en KD. Para efectos prácticos en los análisis
de resultados de DMT se utiliza con mayor frecuencia el segundo método, cuya ecuación
es:
safe,DMT = 28° + 14.6° log KD – 2.1° log2 KD (11)
Fig. 18. comparación entre cu determinado por DMT y por otras pruebas en el msmo Sitio
de la Investigación Nacional de Bothkennar, REINO UNIDO (el Nash et al. 1992)
Fig. 19. comparación entre cu determinado por DMT y por otras pruebas al Sitio de la
Investigación Nacional de Fucino, Italia (el Burghignoli et al. 1991)
10.3 PARÁMETROS DE DEFORMACIÓN
10.3.1 El Módulo Edométrico M
El módulo M determinado mediante el DMT (a menudo designado como MDMT) es el
mismo módulo obtenido con el Edómetro (Eoed = 1/mv.).
MDMT se obtiene aplicando a ED el factor de la corrección RM según la siguiente expresión:
MDMT = RM ED
(12).
Las ecuaciones que definen RM = f(ID, KD) (Marchetti 1980) se muestran en la tabla 1. El
valor de RM aumenta con KD.
MDMT se usa de la misma manera como si se obtuviese por otros métodos (digamos un
Edómetro de buena calidad) e introduce uno de los procedimientos disponibles para evaluar
asentamientos.
Un ejemplo de comparación entre MDMT y M obtenido con Edómetro de alta calidad se
muestra en las Fig. 20 y 21.
0
0
2
4
6
8
10
5
10
z (m)
15
20
25
30
35
40
Fig. 20. La comparación entre M determinó por DMT y por el oedometers de calidad alto,
arcilla de Onsøy, Noruega (Lacasse 1986)
Fig. 21. La comparación entre M determinó por DMT y por el Edómetro de alta calidad,
sitio de Komatsugawa, Japón (el Iwasaki et al. 1991)
10.3.2 Módulo De Young's E'
El módulo de Young's E' de la estructura del suelo puede derivarse de MDMT usando la
teoría de elasticidad:
E 
(1   )(1  2 )
M
(1  )
(13)
(por ejemplo para razón de Poisson  = 0.25-0.30 uno obtiene E'  0.8 M DMT).
El módulo de Young's E' no debe confundirse con el módulo del dilatómetro ED.
10.3.3 Modulo De Corte Máximo G0
Originalmente los resultados del DMT no proporcionaban una correlación para el modulo
de corte máximo G0 , en consecuencia, muchos investigadores han propuesto correlaciones
que relacionan los resultados de DMT con G0.
En arcillas NC (donde KD  2) G0 /ED  7.5. en arenas G0 /ED disminuye con el incremento
de KD, en particular G0 /ED disminuye de  7.5 para un KD pequeño (1.5-2) a  2 para KD >
5.
10.4 CARACTERÍSTICAS DE FLUJO Y PRESIONES DE PORO
10.4.1 Coeficiente De Consolidación ch
El método recomendado por los autores para derivar ch de las dispersiones de DMT es el
método DMT-A (Marchetti & Totani 1989, ASTM Draft 2001).
El coeficiente de consolidación horizontal ch se infiere entonces de la proporción de
decaimiento.
El ch de la dispersión DMT-A.
La interpretación de la dispersión DMT-A para evaluar ch es muy confiable (Marchetti &
Totani 1989):
- Graficar la curva A-log t
- Identificar los puntos de inflexión en la curva y asociarlos con el tiempo (tflex)
- Obtener ch como
ch, OC  7 cm2 / tflex (14)
600
400
A (kPa)
Tflex
200
Uo
0
0.1
1
10
100
1000
10000
Fig. 22. Ejemplo de curva de decaimiento DMT-A
NOTA
- El uso del tflex en el método DMT-A "método de punto de inflexión" es preferido por
varios autores (totani (1992), Robertson et al. (1988), Schmertmann (1988)) para obtener el
ch por encima de otros métodos usuales como los recomendados por Casagrande y Taylor.
10.4.2 Coeficiente De Permeabilidad kh
Schmertmann (1988) propone el procedimiento siguiente para determinar kh de ch:
- Estime Mh usando Mh = K0 MDMT, es decir asumir M proporcional al esfuerzo efectivo en
la dirección deseada
- Obtenga kh = ch w / Mh
(15)
10.4.3 Presión De Poros
u0 en arenas es estimado como p2, donde:
u0 = p2 = C - ZM + A
(16)
11 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS DE DMT
La Fig. 23 muestra el formato gráfico recomendado para el rendimiento del DMT. Tal
rendimiento se muestra en cuatro perfiles, a saber ID, M, cu y KD.. La experiencia ha
mostrado que estos cuatro parámetros generalmente son el grupo más significativo a trazar.
Note que KD., aunque no es un parámetro común del suelo, se ha incluido como uno
generalmente útil en el "entendimiento" de la historia del sitio, siendo similar en cierta
forma al perfil de OCR. También se recomienda que los diagramas se presenten lado a
lado, y no separados.
El rendimiento gráfico contiene sólo los perfiles principales. Se tabulan los valores
numéricos de éstos y otros parámetros en la tabla que normalmente acompaña al
rendimiento gráfico (vea el ejemplo en Fig. 24).
Fig. 23. presentación gráfica recomendada de resultados de DMT - (1 bar = 100 kPa).
Todos los datos anotados, en particular las lecturas de campo no corregidas A y B y los
valores de la calibración A y B, siempre deben incluirse, o en un documento separado o
como las columnas agregadas en la tabla de resultados.
Fig. 24. Ejemplo de rendimiento numérico de resultados de DMT - (1 bar = 100 kPa)
12 ALGUNAS APLICACIONES A LOS PROBLEMAS DE INGENIERÍA
Esta Sección proporciona algunos detalles en el uso de DMT y en algunas aplicaciones
específicas.
12.1 ASENTAMIENTOS DE FUNDACIONES POCO PROFUNDAS
El cálculo de asentamientos de cimentaciones superficiales en arcillas y arenas es una de las
principales aplicaciones de este ensayo, especialmente en arenas donde no se pueden
realizar ensayos edométricos.
Los asentamientos son generalmente calculados por medio de la fórmula unidimensional
(Fig. 25):
S1 DMT 
 v
M
z
(18)
DMT
con v generalmente calculado de acuerdo Boussinesq y MDMT modulo Edométrico
estimado con DMT.
Debe notarse que la fórmula anterior se basa en la elasticidad lineal, resultando un
asentamiento proporcional a la carga.
Fig. 25. El cálculo del asentamientos.
12.2 TERRAPLENES CARGADOS LATERALMENTE
12.2.1 Método De Marchetti (1991) (En arcillas)
Marchetti et al. (1991) mejoro el método de Robertson para arcillas, eliminando la cadena
de correlación de paso de estimación por DMT de las "propiedades de suelos en el
laboratorio", y evolucionó un procedimiento sincero que deriva directamente de la curva Py los datos de DMT (en las arcillas).
La curva P-Y a cada profundidad es completamente definida por una ecuación de tangente
hiperbólica que tiene la forma non-dimensional:
Fig. 26. Comparación de efectos Antes/despues de la instalación de varios terraplenes,
Sondeo realizado con DMT.
E y
P
 tanh  si 
Pu
 Pu 
(19)
con
Pu =   K1  (p0 – u0)  D (20)
Esi =   K2  ED
(21)
1 2 z
  
1
(22)
3 3 7D
donde
Pu = Resistencia ultima lateral del suelo F/L
Esi = Tangente inicial "módulo del suelo" F/L2
 = factor de reducción non-dimensional para las profundidades menores de z = 7 D (a
se vuelve 1 para z = 7 D)
p0 = Corrección de la primera lectura de DMT
u0 = Presión de poros in situ
D = Diámetro del terraplen
z = Profundidad
K1 = Coeficiente empirico de resistencia del suelo: K1 = 1.24
K2 = Coeficiente empirico de rigidez del suelo: K2 = 10  (D / 0.5 m)0.5
12.3 DETECCION DE SUPERFICIES DE DESLIZAMIENTOS EN LADERAS DE
ARCILLA OC
Luego de una sucesión de etapas en una arcilla OC (deslizamiento, reacomodación, y
reconsolidación, ilustrados en la Fig. 39), que generalmente suceden cerca de una zona de
arcillas NC, y desde que estas arcillas NC presenten KD" 2, es probable que estas capas
sean parte de una superficie del deslizamiento (activa).
1. SLIDING
3. RECONSOLIDATION
(NC STATE)
2. REMOULDING
4. INSPECT KD PROFILE
0 2
10
20
KD (DMT) 2
30
Fig. 27. El método de DMT- KD para detectar superficies de deslizamiento en laderas de
arcillas OC.
Este método consiste en identificar dichas zonas de arcilla NC en una ladera, realizar un
sondeo con DMT y luego graficar el perfil de KD para identificar dichas superficies de
deslizamiento. .
LANDSLIDE "FILIPPONE" (Chieti)
DOCUMENTED
SLIP SURFACE
LANDSLIDE "CAVE VECCHIE" (S. Barbara)
DOCUMENTED
SLIP SURFACE
Fig. 28. Ejemplos de 2 superficies de deslizamientos documentadas con el perfil de KD (1
bar = 100 kPa).
Este método permite descubrir posibles superficies inmóviles que podrían reactivarse por
ejemplo después de una excavación.
12.4 SUPERVISIÓN DE LA COMPACTACIÓN Y EL AUMENTO DE ESFUERZOS
El DMT frecuentemente se usa para supervisar el mejoramiento del suelo (compactación,
etc.), comparando los resultados de DMT antes y después del tratamiento (vea por ejemplo
Fig. 29). la Consolidación generalmente es reflejada por un aumento rápido de KD y " M.
Fig. 29. Sondeos de DMT Antes/despues para el control de compactación (técnica de
vibrocompactacion resonante 1994)
NOTA
De la misma forma descrita anteriormente, el DMT es con frecuencia también utilizado
para la supervisión de descargas en el suelo.
13 RELACIONES CON LOS RESULTADOS DE OTRAS PRUEBAS IN SITU
13.1 RELACIONES DMT/PMT
Existe poca información respecto a las relaciones entre los resultados del DMT y el
presurometro (PMT). Las relaciones podrían ayudar que los usuarios del DMT aplicaran los
métodos de diseño desarrollados para PMT.
Las indicaciones preliminares, en las arcillas, sugieren:
p0 / pL  0.8, p1 / pL  1.2 (22)
(Schmertmann 1987)
p1 / pL  1.25, EPMT  0.4 ED (23)
(Kalteziotis et al. 1991)
Donde pL = presión límite del PMT.
Ortigao et . (1996) investigó en Brasilia la arcilla porosa con PMT Menard, Pruebas de
Carga de Plato (PLT) y DMT. Como Kalteziotis, ellos encontraron EPMT es menos de
medio ED y también EPLT. Ellos explicaron que el modulo del PMT disminuye con la
perturbación del suelo. Después de una corrección cuidadosa de la curva de campo del
PMT, se llego a la conclusión de que el EPMT es muy similar al ED y al EPLT.
Dumas (1992) informó una buena correlación entre el calculo de asentamientos con PMT y
con DMT.
13.2 RELACIONES DMT/CPT
Los datos existentes sugieren en arenas, las siguientes correlaciones:
MDMT /qc = 5-10
MDMT /qc = 12-24
En Arenas NC (24)
En Arenas OC (25)
13.3 RELACIONES DMT/SPT
Según Schmertmann (1988), la estimación de NSPT desde DMT sería "un mal uso de los
datos de DMT... cualquier correlación depende del tipo de suelo y probablemente del sitio
específico y quizás también del equipo específico."
Como una indicación practica, Schmertmann (1988) cita la relación siguiente, basado en los
datos de varios sitios americanos:
NSPT = MDMT (MPa) / 3
(26)
Tanaka & Tanaka (1998) basado en los datos de tres sitios arenosos (Tokio y áreas de
Niigata) indican:
NSPT = ED (MPa) / 2.5
(27)
Fig. 30. DMT Utilizado en campo
CONCLUSIONES
 La prueba de DMT, arroja una gran cantidad de información con respecto a los
parámetros geotécnicos mas utilizados en el diseño y construcción de obras, con solo
tomar unas pocas lecturas de campo.
 La unidad de control puede ser fácilmente manejada por casi cualquier persona, sin
necesidad de tener una especialización en el tema del DMT.
 Este método de prueba no es muy conocido en América Latina, dado que no se encontró
información significativa con relación al DMT en si, y con respecto a pruebas realizadas
en esta parte del continente.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Para obtener mayor información acerca de las referencias bibliograficas y de aspectos
generales sobre el DMT, ver la carpeta referencias bibliograficas en el CD Anexo.