16/10/2017 Segundo Taller Nacional de Laboratorios de Mecánica de Suelos Cochabamba, Bolivia Ensayo de Penetración Estándar (SPT) 12 de octubre de 2017 08:00 ROUND ROBIN TEST - Ejecución de ensayos SPT en el área asignada dentro del Campus de la Universidad Mayor de San Simón. Participan los laboratorios registrados a esta modalidad . Organizan: 13 de octubre de 2017 09:00 10:30 PhD Fernando Schnaid 11:00 Universidad de Río Grande do Sul 12:00 Porto Alegre, Brasil 15:00 16:00 16:30 20:00 Sesión 1: Revisión de conceptos base Refrigerio Sesión 2: Diagnóstico nacional Almuerzo express Demostración en campo: equipo manual Refrigerio Demostración en campo: equipo automático Cena de bienvenida 14 de octubre de 2017 PhD Juan Carlos Rojas Universidad San Francisco Xavier Sucre, Bolivia 09:00 10:30 11:00 12:00 15:00 16:30 17:00 18:00 Sesión 3: Procesamiento de datos Refrigerio Sesión 4: Comparación con otros ensayos Almuerzo express Sesión 5: Cálculo de capacidad portante Refrigerio Sesión 6: Análisis de datos de comparación Clausura Laboratorio de Geotecnia Universidad Mayor de San Simón Lugar : Sociedad de Ingenieros de Bolivia, calle Alcides Arguedas 448, Cochabamba, Bolivia Informes e inscripciones: [email protected] Cimiento corrido = 20° c = 23.8 kPa 154 kPa deformación plástica contenida (elasto-plástico) 320 kPa el suelo bajo la zapata está plastificado 458 kPa flujo plástico inminente Colapso plástico o colapso Chen ( 1997) J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Método del análisis límite J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] 16/10/2017 Ecuación general de capacidad portante Factores de Capacidad Portante: N 2 N q 1 tan N c N q 1 cot Prandtl (1921) N q e tan tan 2 45 Reissner (1924) 2 Das (2001); Bond and Harris (2008) N N q 1 tan 1.4 N 1.5 N q 1 tan N 2 N q 1 tan Vesic (1973) Meyerhof (1963) USA Hansen (1970) Europa Chen (1975) Eurocode 7 J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] 1 qu cN c sc d cic q N q sq d qiq BN s d i 2 16/10/2017 Capacidad portante última 1 qu cN c sc d cic q N q sq d qiq BN s d i 2 - Parámetros de resistencia al corte - Densidad del suelo - Los parámetros de deformación - La posición del nivel freático - La historia de esfuerzos J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Propiedades mecánicas del suelo Características físicas de la fundación - Geometría de la fundación - Profundidad de fundación - Rugosidad de la fundación CASO I: 0 ≤ D < Df CASO II: Dw = Df Das (2001) q D1 D2 sat w ' sat w q Df ' sat w J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Corrección por nivel freático 16/10/2017 q Df CASO III: D ≤ B CASO IV: D > B av 1 D ' B D B q Df av J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Corrección por nivel freático Das (2001) Capacidad portante última, segura y admisible La capacidad portante última, qu, es el valor de carga a la cual el suelo falla por corte. en exceso de la presión causada por el suelo que rodea la fundación en el nivel de cimentación. La capacidad portante segura, qs, es la intensidad de la presión aplicada que el suelo puedo soportar de una manera segura sin riesgo de falla por corte, independientemente del asentamiento que pueda generar. La capacidad portante admisible (de diseño), qadm, es la presión aplicada admisible tomando en cuenta tanto la resistencia al esfuerzo cortante como el asentamiento generado. qu neta qu D f qs ( Bruta ) qs ( neta ) qu neta FS Df qu neta FS El menor valor entre: qadm diseño qs qadm diseño qasentamiento admisible Simons and Menzies ( 1975) J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] La capacidad portante última neta, qu(neta), es la presión última 16/10/2017 Tipo de obra Factor de Seguridad Obras de tierra 1.3 – 1.5 Estructuras de contención, excavaciones. 1.5 – 2.0 Fundaciones 2.0 – 3.0 J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Valores de Factores de Seguridad Totales Resistencia al esfuerzo cortante: Parámetros drenados y no drenados J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Coduto(1994) 16/10/2017 J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Suelos drenados y no drenados (velocidad de aplicación de carga “normal”) J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Criterios de falla idealizados Barnes (2010) ’cr =25.4° J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] 16/10/2017 Arcilla magra con arena (no disturbadas) Diámetro de muestra = 50 mm J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] 16/10/2017 ASTM D 2166 - Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] 16/10/2017 Valores de parámetros de resistencia al corte Look (2007) Limitaciones del ensayo SPT E050 Suelos y Cimentaciones Norma Peruana J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Aplicación y limitaciones del ensayo SPT J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] 16/10/2017 16/10/2017 EN 1997-2 Ground investigation and testing – Eurocode 7 ( Bond and Harris, 2008) Un ejemplo simple ayudará… J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Aplicación y limitaciones del ensayo SPT J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] 0.5 % 84.0 % 9998 Ton Velloso & Lopes (2011) J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] 16/10/2017 15.5 % 8395 Ton 50 Ton 1553 Ton 16/10/2017 Factor de seguridad mínimo para zapatas Factor de Seguridad Exploración del suelo Completa Limitada A Puentes ferroviarios, almacenes, muros de retención hidráulica, silos. Cargas máximas de diseño próximas a ocurrir a menudo con consecuencias de falla desastrosas. 3.0 4.0 B Edificios públicos e industriales, puentes carreteros. Cargas máximas de diseño pueden ocurrir ocasionalmente con consecuencias de falla serias. 2.5 3.5 C Edificios de oficinas y apartamentos. 2.0 3.0 Cargas máximas de diseño improbables de ocurrir. J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Categoría Estructuras típicas Características J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Coduto(1994) J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] www.grainfeedseed.com 16/10/2017 16/10/2017 J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Elevador de Grano Transcona (1913) Blatz and Skaftfeld (2003) 195’ = 59.4 m Área = 1395 m2 J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] 77’ = 23.5 m 16/10/2017 J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Elevador de Grano Transcona (1913) Blatz and Skaftfeld (2003) Peso de la estructura = 20.000 ton Peso del grano = 26.000 ton J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Peso total = 46.000 ton 16/10/2017 J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Elevador de Grano Transcona (1913) Blatz and Skaftfeld (2003) J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Elevador de Grano Transcona (1913) Blatz and Skaftfeld (2003) 16/10/2017 Peso de la estructura = 20.000 ton Peso del grano = 26.000 ton Peso total = 46.000 ton J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Carga Bruta= 46000 ton / 1395 m2 = 323.5 kPa J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] ULS – Falla por resistencia al esfuerzo cortante Blatz and Skaftfeld (2003) qu N c cu D f qu 5.14 cu D f J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] 16/10/2017 Whitlow ( 1994); Das (1999) Peso de la estructura = 20.000 ton Peso del grano = 26.000 ton Peso total = 46.000 ton J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Carga Bruta= 46000 ton / 1395 m2 = 323.5 kPa Peso unitario 18.85 kN/m3 Df = 3.66 m J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] 16/10/2017 16/10/2017 qu 5.14 49.9 18.85 3.66 𝑐 = 60.5 𝑘𝑃𝑎 𝑐 = 49.9 𝑘𝑃𝑎 qu 325 kPa 𝑐 = 34.9 𝑘𝑃𝑎 𝐹𝑆 = 𝑅𝑜𝑐𝑎 𝑚𝑎𝑑𝑟𝑒 𝑅𝑜𝑐𝑎 𝑚𝑎𝑑𝑟𝑒 𝑞 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 Carga bruta= 323.5 kPa 𝐹𝑆 = 325 =1 324 J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] qu N c cu D f Nivel original del terreno OCR = 7.0 OCR = 3.0 OCR = 1.1 J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Nivel freático 16/10/2017 Nivel original del terreno J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Nivel freático Nivel original del terreno J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Nivel freático J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] 16/10/2017 16/10/2017 𝐹𝑆 = 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 ú𝑙𝑡𝑖𝑚𝑎 𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 Blatz and Skaftfeld (2003) J.C. Rojas Vidovic, PhD – [email protected] Transcona Grain Elevator, 1913