Ensayo Triaxial Ciclico Para Suelos Granulares Y Finos Granulares 564718

ENSAYO TRIAXIAL CICLICO PARA SUELOS GRUESO GRANULARES Y FINO GRANULARES

YAZMIN SORELY CEBALLOS JIMENEZ JOSE JOAQUIN LARA RUIZ FIDEL CASTRO HINESTROZA

PROFESOR JULIAN VIDAL VALENCIA INGENIERO CIVIL ESPECIALISTA EN MECÁNICA DE ROCAS Y CIMENTACIONES

UNIVERSIDAD EAFIT FACULTAD DE INGENIERIAS ESPECIALIZACION EN DISEÑO VIAL E INGENIERIA DE PAVIMENTOS MEDELLIN 2011

TABLA DE CONTENIDO 1. 2.

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................... 4 ALCANCES Y OBJETIVOS............................................................................................................................... 5 2.1 OBJETIVOS ............................................................................................................................................... 5 2.1.1 Objetivo General .................................................................................................................................... 5 2.1.2 Objetivos Específicos ............................................................................................................................. 5 3. GENERALIDADES............................................................................................................................................. 6 3.1 Ensayo Triaxial Cíclico. ............................................................................................................................. 6 3.2 Esfuerzos en una masa de suelo vial ........................................................................................................... 7 3.3 Deformaciones recuperables y permanentes ............................................................................................... 9 3.4 Módulo resiliente ...................................................................................................................................... 10 3.5 Coeficiente de variación de Pearson ......................................................................................................... 11 4. DATOS DEL ENSAYO ..................................................................................................................................... 12 4.1 Arenilla ..................................................................................................................................................... 12 4.2 Subbase granular ...................................................................................................................................... 13 4.3 Base granular ............................................................................................................................................ 13 4.4 Suelo fino granular 1 ................................................................................................................................ 14 4.5 Suelo fino granular 2 ................................................................................................................................ 14 5. CALCULOS Y GRAFICAS. ............................................................................................................................. 15 5.1 Arenilla ..................................................................................................................................................... 15 5.1.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara ......................................... 15 5.1.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. ............................................................................................... 16 5.1.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. ................................................................................... 17 5.1.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones .............................................................................. 17 5.1.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador .................................................. 18 5.1.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente ............................................................................. 19 5.1.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total .................................................................................... 19 5.2 Subbase granular ...................................................................................................................................... 20 5.2.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara ......................................... 21 5.2.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. ............................................................................................... 21 5.2.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. ................................................................................... 22 5.2.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones .............................................................................. 22 5.2.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador .................................................. 23 5.2.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente ............................................................................. 23 5.2.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total .................................................................................... 24 5.3 Base granular ............................................................................................................................................ 25 5.3.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara ......................................... 25 5.3.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. ............................................................................................... 26 5.3.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. ................................................................................... 26 5.3.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones .............................................................................. 27 5.3.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador .................................................. 28 5.3.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente ............................................................................. 28 5.3.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total .................................................................................... 29 5.4 Suelo fino granular 1 ................................................................................................................................ 30 5.4.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara ......................................... 30 5.4.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. ............................................................................................... 31 5.4.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. ................................................................................... 32 5.4.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones .............................................................................. 33 5.4.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador .................................................. 33 5.4.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente ............................................................................. 34 5.4.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total .................................................................................... 34 5.5 Suelo fino granular 2 ................................................................................................................................ 35 1

5.5.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara ......................................... 35 5.5.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. ............................................................................................... 36 5.5.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento.................................................................................... 36 5.6 CONCLUSIONES .................................................................................................................................... 37

INDICE DE TABLAS Tabla 1. Valores de aceptación de datos en base al coeficiente de variación ..................................... 11 Tabla 2. Datos del ensayo triaxial cíclico material arenilla ....................................................................... 12 Tabla 3. Datos del ensayo triaxial cíclico para subbase granular ........................................................... 13 Tabla 4. Datos del ensayo triaxial cíclico para base granular ................................................................. 13 Tabla 5. Datos del ensayo triaxial cíclico para material fino (1) .............................................................. 14 Tabla 6. Datos del ensayo triaxial cíclico para material fino (2) .............................................................. 14 Tabla 7. Cálculos y resultados del ensayo para la Arenilla...................................................................... 15 Tabla 8. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para subbase granular .............................. 20 Tabla 9. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para base granular .................................... 25 Tabla 10. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para suelo fino granular (1) .................... 30 Tabla 11. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para suelo fino granular (2) .................... 35

INDICE DE GRAFICAS Grafica 1 Regla de Shewhart........................................................................................................................ 11 Grafica 2. Módulo resiliente vs esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Arenilla) ... 16 Grafica 3. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Arenilla).................................................................... 16 Grafica 4. Modulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Arenilla)....................................................... 17 Grafica 5. Modulo resiliente y primer invariante de tensiones (Arenilla) ................................................ 18 Grafica 6. Modulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador (Arenilla) .................. 18 Grafica 7. Módulo resiliente y deformación recuperable (Arenilla) ......................................................... 19 Grafica 8. Módulo resiliente y deformación unitaria total (Arenilla)......................................................... 20 Grafica 9. Módulo resiliente y esfuerzo desviador aplicado (Subbase) ................................................. 21 Grafica 10. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Log-Log) (Subbase) ............................................. 21 Grafica 11. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Subbase). ................................................. 22 Grafica 12. Módulo resiliente y primer invariante de tensiones (Subbase) ........................................... 22 Grafica 13. Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y esfuerzo desviador (Subbase) ........................................................................................................................................................................... 23 Grafica 14. Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente (Subbase) ........................................... 24 Grafica 15. Módulo resiliente y deformación unitaria total (Subbase) .................................................... 24 Grafica 16. Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Base) ....... 25 Grafica 17. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Log-Log) (Base) ................................................... 26 Grafica 18. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Base)......................................................... 27 Grafica 19. Módulo resiliente y primer invariante de tensión (Base) ...................................................... 27 Grafica 20. Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador (Base) .................... 28 Grafica 21. Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente (Base) .................................................. 29 Grafica 22 Módulo resiliente y Deformación unitaria total (Base) ........................................................... 29

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Grafica 23. Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Suelo fino granular 1) ....................................................................................................................................................... 31 Grafica 24. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Log-Log) (Suelo Fino Granular 1) ..................... 31 Grafica 25. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Suelo Fino Granular 1) ........................... 32 Grafica 26. Módulo resiliente y primer invariante de tensiones (Suelo Fino Granular 1) .................... 33 Grafica 27. Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador (Suelo Fino Granular 1) ...................................................................................................................................................... 33 Grafica 28. Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente (Suelo Fino Granular 1) .................... 34 Grafica 29. Módulo resiliente y deformación unitaria total (Suelo Fino Granular 1) ............................. 34 Grafica 30. Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Suelo Fino Granular 2) ...................................................................................................................................................... 35 Grafica 31. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Suelo Fino Granular 2) ........................................ 36 Grafica 32. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Suelo Fino Granular 2) ........................... 36

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1.

INTRODUCCIÓN

La caracterización mecánica de los materiales viales, es una necesidad básica de las nuevas tendencias de diseños de estructuras de pavimento denomina racional o mecanicistas. El conocer la respuesta estructural de los materiales viales y su estado de cargas, es fundamental en el sentido que determina con mayor exactitud los espesores de las distintas capas de materiales estructurales a utilizar así como sus calidades y cualidades, y no precisamente basados en experiencias externas o correlaciones sobre suelos de otras latitudes, los cuales tiene comportamientos distintos, debido principalmente a las condiciones climáticas a que son sometidas las regiones de la zona ecuatorial, con respecto a las condiciones de las zonas con periodos estacionales definidos. Las técnicas de ensayos dinámicos de materiales viales, modelan o simulan mejor las condiciones de respuesta estructural, que con ensayos monotónico tipo CBR o dinámicos con equipos de corte tipo PDC. Las técnicas para determinar esas características dinámicas de los materiales son establecidas, más frecuentemente, con ensayos cíclicos triaxial. Este documento corresponde al trabajo académico de análisis de cinco muestras de suelos o materiales granulares utilizados comúnmente en Antioquia, ensayadas en el equipo triaxial de la Universidad EAFIT.

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2.

ALCANCES Y OBJETIVOS

Se trata de analizar los resultados de cinco muestras de materiales granulares gruesos tipo arenilla, subbase y base y de suelos granulares finos, a fin de establecer relaciones sobre las distintas variables del ensayo, esto dentro del marco de la materia Mecánica de Materiales para Pavimentos de la Especialización en Vías y Pavimentos de la Universidad EAFIT. 2.1 OBJETIVOS 2.1.1 Objetivo General Analizar los resultados de los ensayos en equipo triaxial cíclico de cinco muestras de suelos para uso vial. 2.1.2 Objetivos Específicos 

Identificar con claridad los distintos parámetros del resultado del ensayo triaxial cíclico sobre muestras de suelo viales.



Calcular las deformaciones unitarias y el módulo resiliente de los suelos ensayados.



Determina la validez o aceptación de los ensayos en base a parámetros estadísticos como la desviación estándar o el coeficiente de variación de Pearson.



Graficar e interpretar las distintas variables de los resultados del ensayo.



Dar conclusiones sobre los resultados obtenidos e interpretación práctica.

5

3.

GENERALIDADES

3.1 Ensayo Triaxial Cíclico. El ensayo con equipo triaxial cíclico, consiste en la aplicación de cargas de confinamiento y axial a una muestra de suelo, en forma cíclica tratando de simular la frecuencia y magnitud de las cargas que en la vida de servicio podría estar sometida una muestra de material vial. El equipo, normalmente, está dotado de instrumentación eléctrica determinar la deformación, carga y presión de confinamiento1. Se muestra en la fotografía el equipo utilizado. Fotografía 1 Equipo triaxial cíclico Universidad Eafit

Fuente: Comportamiento Resiliente de Suelos Finos Granulares

El patrón de esfuerzos inducidos a una estructura de pavimento como resultado del tránsito de vehículos es muy complejo. Un elemento de pavimento está sujeto a pulsos de carga que involucran componentes de esfuerzos normales y cortantes. Los esfuerzos son transitorios y cambian con el tiempo conforme la carga avanza. El esfuerzo cortante cambia de sentido conforme la carga pasa, provocando así una rotación de los ejes de esfuerzos principales. 1

Comportamiento Resiliente de Suelos Finos granulares – Julián Vidal Valencia y Rodrigo Iván Valencia Mora – 2005. 6

En laboratorio se realizan pruebas triaxiales simulando o tratando de reproducir las condiciones más desfavorables de cargas. Durante las pruebas debe aplicarse una presión de confinamiento que varíe con el esfuerzo desviador; sin embargo, es difícil simular en laboratorio este cambio, por lo que la presión de confinamiento se mantiene constante y el esfuerzo desviador es el que se aplica en forma repetida2. 3.2 Esfuerzos en una masa de suelo vial Las de los vehículos al pavimento se transmiten a través de las ruedas, teniendo gran influencia la presión de o, la configuración de las llantas, la velocidad de los vehículos y la carga en si sobre las llantas. La figura 1 representa el estado general de esfuerzos de un elemento de suelo baja la acción de carga móvil, como sucede en los elementos viales; se observa la presencia de esfuerzos verticales, esfuerzos horizontales y de corte. La figura 2 muestra el cambio en el estado de los esfuerzos de la masa de suelo, con el avance de la carga, se resalta que los esfuerzos cortantes cambian de dirección dependiendo si están antes o después de la carga y que bajo la carga los esfuerzos cortantes son nulos, por lo que se presenta el estado de esfuerzo más crítico y el simulado con el ensayo triaxial. La grafica 3, nuestra gráficamente esta situación.

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Mecánica de Materiales para Pavimentos – Paul Garnica Angua y otros – Publicación Técnica Sanfandila 2002 7

Figura 1 Estados de esfuerzos de un elemento de suelo con una carga móvil

Fuente: Soil Mechanics in pavement – Brown 1996

Figura 2 Estado de esfuerzo de elementos de suelos en distintas coordenadas de la carga móvil

Fuente: Soil Mechanics in pavement – Brown 1996

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Figura 3 Representación gráfica de condiciones de esfuerzos bajo una carga vehicular móvil

Fuente: Soil Mechanics in pavement – Brown 1996

3.3 Deformaciones recuperables y permanentes Bajo el efecto de las cargas vehiculares o cargas cíclicas se producen deformaciones en la masa de suelo, algunas son elásticas o recuperables (resilientes) y otras son permanentes o no plásticas. Figura 4 Deformación plástica y recuperable de un suelo baja carga cíclica

Fuente: Ensayo de módulo resiliente – Felicita M. Limaymanta M.

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3.4 Módulo resiliente La resiliencia de un material se define como la propiedad que tiene un suelo para absorber energía cuando se deforma elásticamente y devolverla cuando se descarga. Cuando un vehículo circula por el pavimento, los neumáticos trasmiten cargas que son absorbidas por la estructura, entonces un elemento diferencial del suelo estará sometido a esfuerzos, que a su vez inducen un estado de deformaciones. Estos esfuerzos y deformaciones están en función de las características propias de los materiales que conforman el pavimento y donde las cargas impuestas tienen carácter dinámico con cortos tiempos de aplicación, de modo que la deformación inducida, se recupera al cesar la carga aplicada. Bajo carga móvil la deformación permanente se va acumulando y para ciclos intermedios la deformación permanente para cada ciclo disminuye, hasta que prácticamente desaparece en los ciclos finales. La muestra llega así a un estado tal en que toda la deformación es recuperable, en ese momento se tiene un comportamiento resiliente. Esto implica que los materiales no presentan un comportamiento elástico y por ello se introduce el término de MÓDULO RESILIENTE, que corresponde a un módulo que relaciona las solicitaciones de cargas aplicadas con las deformaciones recuperables. El módulo resiliente, no es una propiedad constante del material, sino que depende de muchos factores. Los principales son: número de aplicaciones del esfuerzo, tixotropía, magnitud del esfuerzo desviador, método de compactación y condiciones de compactación.

Dónde: Mr: Modulo resiliente

σd: Esfuerzo desviador εr: Deformación unitaria en el eje del esfuerzo desviador

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3.5 Coeficiente de variación de Pearson Es una medida de dispersión útil para comparar dispersiones a escalas distintas pues es una medida invariante ante cambios de escala. Sirve para comparar variables que están a distintas escalas pero que están correlacionadas estadísticamente y sustantivamente con un factor en común. Tabla 1. Valores de aceptación de datos en base al coeficiente de variación

Otra regla rigurosa para aceptar o rechazar un grupo de ensayos de laboratorio es la propuesta por Shewhart y que se esquematiza a continuación. En todo caso el buen juicio del analista es básico para aceptar o rechazar un dato grupo de datos. Grafica 1 Regla de Shewhart

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4.

DATOS DEL ENSAYO

En las siguientes tablas se presenta los datos de los resultados de los ensayos triaxial cíclico en cinco muestras. 4.1 Arenilla Tabla 2. Datos del ensayo triaxial cíclico material arenilla A Chamber Press. Õ3 kPa 138 138 138 138 138 138 104 104 104 104 104 104 69 69 69 69 69 35 35 35 35 35 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9

B Nominal Õd kPa 6.9 14 35 69 104 138 69.9 14 35 69 104 138 6.9 14 35 69 104 6.9 14 35 69 104 6.9 14 35 52 69

C Mean Deviator Load N 60.58 124.91 329.59 730.29 1060.15 1404.08 726.29 125.09 327.91 722.87 1044.13 1396.18 59.69 122.68 327.24 717.9 1042.05 56.7 118.68 317.54 714.26 963.87 50.26 100.28 300.96 490.84 658.33

D Standard Deviation of Load N 0.97 0.27 0.53 1.1 0.75 1.85 2.03 0.96 1.11 1.25 1.56 1.87 0.43 1.81 4.9 3.05 9.99 3.37 4.55 3.06 15.41 12.11 1.93 1.96 4.06 11.99 6.98

Altura del espécimen: Diámetro del espécimen:

E Applied Deviator Stress kPa 7.356 15.167 40.021 88.675 128.729 170.492 88.19 15.189 39.817 87.775 126.784 169.532 7.248 14.897 39.735 87.171 126.532 6.885 14.411 38.557 86.73 117.038 6.103 12.177 36.545 59.601 79.938

F Mean Recov Df LVDT #1 mm 0.003137 0.011274 0.040404 0.096891 0.132889 0.175801 0.120482 0.014532 0.051316 0.12025 0.160529 0.204684 0.005378 0.018127 0.066885 0.15439 0.200434 0.008626 0.027287 0.098729 0.207519 0.257566 0.018294 0.054971 0.170569 0.251221 0.34214

G Mean Recov Df LVDT #2 mm 0.00397 0.01332 0.042295 0.10021 0.138101 0.184189 0.124546 0.016294 0.053364 0.12439 0.167603 0.215605 0.006465 0.020288 0.070098 0.160791 0.210449 0.009961 0.030161 0.104834 0.219023 0.27269 0.020698 0.060684 0.181675 0.265215 0.363833

H Mean Recov. Def. mm 0.003529 0.012297 0.041337 0.098551 0.135495 0.179995 0.122514 0.015413 0.05234 0.12232 0.164066 0.210145 0.005921 0.019208 0.068491 0.157591 0.205442 0.009281 0.028724 0.101782 0.213271 0.265128 0.019483 0.057828 0.176122 0.258218 0.352987

203.2 mm 102.4 mm

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I Std. Dev. of Recov. Def. mm 0.000056 0.000076 0.000011 0.000145 0.000074 0.000252 0.000777 0.000098 0.000169 0.000253 0.000165 0.000257 0.000114 0.000431 0.000834 0.000435 0.001198 0.000177 0.001147 0.000867 0.002744 0.002527 0.001034 0.001999 0.001825 0.004401 0.001731

J Mean of Resilient Strain mm/mm

K Mean of Mr

L Std Dev of Mr

kPa

kPa 3560 1279 347 335 82 225 877 417 249 150 100 144 3353 1575 399 244 470 6553 442 631 758 323 1120 807 191 451 389

M Ú (Õd+3Õ3) kPa 421.356 429.167 454.021 502.675 542.729 584.492 400.19 327.189 351.817 399.775 438.784 481.532 214.248 221.897 246.735 294.171 333.532 111.885 119.411 143.557 191.73 222.038 26.803 32.877 57.245 80.301 100.638

N Actual Stress kPa 0.7 1.6 3.9 7.7 11.6 15.3 7.7 1.5 3.9 7.7 11.6 15.4 0.8 1.5 4.1 7.9 11.1 1.2 1.4 3.7 7.3 11.1 0.8 1.4 3.8 5.7 7.6

O Permanent Def. mm 0.000641 0.000639 0.000643 0.000655 0.000703 0.000828 0.000764 0.000754 0.000757 0.000764 0.000787 0.000855 0.000751 0.000744 0.000744 0.000755 0.000789 0.000636 0.000637 0.000651 0.000725 0.000895 0.000569 0.000586 0.000779 0.001231 0.002593

4.2 Subbase granular Tabla 3. Datos del ensayo triaxial cíclico para subbase granular A Chamber Press. Õ3 kPa 138 138 138 138 138 138 104 104 104 104 104 104 69 69 69 69 69 35 35 35 35 35 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9

B Nominal Õd kPa 6.9 14 35 69 104 138 69.9 14 35 69 104 138 6.9 14 35 69 104 6.9 14 35 69 104 6.9 14 35 52 69

C Mean Deviator Load N 57.83 119.17 319.76 679.5 1014.25 1396.67 673.37 118.38 314.82 663.6 982.88 1381.32 57.95 117.52 312.62 652.65 962.37 58.47 116.67 312.07 660.49 951.48 58.01 113.65 309.27 480.9 664.43

D Standard Deviation of Load N 0.78 0.77 1.37 1.25 0.84 1.12 1.3 0.57 0.52 0.66 1.69 2.18 0.23 0.66 0.79 2.3 1.43 0.84 0.76 0.16 1.89 1.06 0.69 0.42 0.62 0.86 2.24

E Applied Deviator Stress kPa 7.334 15.113 40.551 86.172 128.624 177.12 85.394 15.012 39.924 84.156 124.645 175.174 7.349 14.904 39.646 82.767 122.044 7.415 14.795 39.576 83.761 120.663 7.357 14.412 39.22 60.985 84.26

Altura del espécimen: Diámetro del espécimen:

F Mean Recov Df LVDT #1 mm 0.001717 0.005297 0.026038 0.067288 0.098341 0.136318 0.079358 0.006053 0.029794 0.078562 0.115537 0.155493 0.001833 0.00717 0.036391 0.0953 0.137361 0.002407 0.010166 0.050893 0.125482 0.167447 0.004648 0.018908 0.08035 0.127139 0.165906

G Mean Recov Df LVDT #2 mm 0.001436 0.005049 0.026567 0.066729 0.097881 0.140469 0.080879 0.005947 0.03124 0.080161 0.116929 0.162231 0.001645 0.00728 0.038511 0.098071 0.140742 0.002422 0.010581 0.054336 0.131152 0.174023 0.004995 0.020122 0.086689 0.135679 0.175908

H Mean Recov. Def. mm 0.001552 0.005161 0.026303 0.067008 0.098111 0.138394 0.080118 0.006 0.030505 0.079362 0.116233 0.158862 0.001727 0.007213 0.037438 0.096661 0.139051 0.00239 0.010374 0.052614 0.128305 0.170723 0.004809 0.019515 0.08352 0.131409 0.170907

I Std. Dev. of Recov. Def. mm 0.000042 0.000047 0.00007 0.000167 0.000137 0.00015 0.000197 0.000043 0.000093 0.000114 0.000081 0.000143 0.000018 0.000038 0.000103 0.000283 0.000195 0.000024 0.000052 0.000136 0.000332 0.000115 0.000072 0.000104 0.000095 0.000115 0.000291

J Mean of Resilient Strain mm/mm

K Mean of Mr

L Std Dev of Mr

kPa

kPa 18739 8967 1010 403 176 91 313 1264 610 382 330 202 7185 1728 476 316 40 4025 1465 374 56 93 1277 634 102 94 252

M Ú (Õd+3Õ3) kPa

N Actual Stress kPa 0.8 1.6 3.9 7.8 11.7 15.4 7.9 1.6 3.9 7.7 11.7 15.5 0.7 1.7 4 7.8 11.6 0.7 1.7 3.9 7.8 11.7 0.8 1.7 3.9 5.9 7.8

O Permanent Def.

N Actual Stress kPa 0.8 1.6 3.9 7.7 11.5 15.5 1.6 4 7.7 11.6 15.5 0.8 1.6 3.9 7.8 11.6 0.9 1.6 4 7.7 11.6 0.8 1.5 4 5.9 7.8

O Permanent Def.

mm 0.00113 0.001131 0.001135 0.001145 0.001178 0.001279 0.001234 0.001228 0.00123 0.001235 0.001248 0.001285 0.001219 0.001218 0.00122 0.001228 0.001246 0.001158 0.001155 0.001156 0.001176 0.001225 0.001071 0.00107 0.001091 0.001125 0.001188

203.2 mm 100.2 mm

4.3 Base granular Tabla 4. Datos del ensayo triaxial cíclico para base granular A Chamber Press. å3 kPa 138 138 138 138 138 138 104 104 104 104 104 69 69 69 69 69 35 35 35 35 35 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9

B Nominal åd kPa 6.9 14 35 69 104 138 14 35 69 104 138 6.9 14 35 69 104 6.9 14 35 69 104 6.9 14 35 52 69

C Mean Deviator Load N 60.88 124.42 323.94 685.18 1042.33 1418 124.18 323.09 681.58 1023.53 1423.25 59.57 123.96 325.65 685.61 1010.28 57.98 122.04 323.55 685.79 992.65 57.34 118.07 320.8 499.97 685.94

D Standard Deviation of Load N 1.27 1.01 1.57 0.65 1.91 0.88 0.27 0.81 0.79 1 0.78 0.65 1.1 1.04 0.81 2.13 0.93 0.39 0.75 0.86 1.99 0.87 1.12 0.53 0.89 0.92

E Applied Deviator Stress kPa 7.451 15.227 39.644 83.852 127.56 173.535 15.197 39.54 83.412 125.259 174.177 7.29 15.171 39.853 83.905 123.639 7.096 14.935 39.596 83.927 121.48 7.018 14.45 39.26 61.186 83.946

Altura del espécimen: Diámetro del espécimen:

F Mean Recov Df LVDT #1 mm 0.001974 0.00718 0.027564 0.066291 0.100924 0.142285 0.008606 0.032529 0.079977 0.120683 0.164401 0.00286 0.010594 0.041341 0.102762 0.146399 0.004361 0.015096 0.060007 0.135669 0.179356 0.006727 0.022629 0.087525 0.13589 0.173626

G Mean Recov Df LVDT #2 mm 0.003018 0.009687 0.03499 0.085078 0.125352 0.16856 0.011221 0.040405 0.09979 0.146274 0.192358 0.003911 0.013364 0.050122 0.124473 0.173691 0.005635 0.018174 0.069971 0.159907 0.208623 0.008262 0.026372 0.099111 0.154858 0.200371

H Mean Recov. Def. mm 0.002471 0.008434 0.031277 0.075685 0.113138 0.155422 0.009913 0.036467 0.089884 0.133479 0.17838 0.003386 0.011979 0.045731 0.113605 0.160045 0.004961 0.016623 0.064989 0.147788 0.193989 0.007482 0.024501 0.093318 0.145374 0.186998

205.0 mm 102.0 mm 13

I Std. Dev. of Recov. Def. mm 0.000109 0.000118 0.00004 0.000092 0.000103 0.000059 0.000057 0.000095 0.000071 0.000154 0.000084 0.000075 0.000074 0.000136 0.000148 0.000136 0.000121 0.000082 0.00014 0.000109 0.000153 0.000098 0.000236 0.000214 0.000145 0.000076

J Mean of Resilient Strain mm/mm

K Mean of Mr

L Std Dev of Mr

kPa

kPa 18995 4915 1111 166 220 89 2239 213 333 81 44 7436 2153 585 117 226 5333 702 80 73 232 2946 358 336 86 100

M é (åd+3å3) kPa 421.451 429.227 453.644 497.852 541.56 587.535 327.197 351.54 395.412 437.259 486.177 214.29 222.171 246.853 290.905 330.639 112.096 119.935 144.596 188.927 226.48 27.718 35.15 59.96 81.886 104.646

mm 0.000973 0.000974 0.000977 0.000989 0.001031 0.00113 0.001071 0.001073 0.001077 0.001092 0.001128 0.001045 0.001045 0.001047 0.001057 0.001079 0.000958 0.00096 0.000968 0.001 0.001059 0.000904 0.000905 0.000928 0.000964 0.00103

4.4 Suelo fino granular 1 Tabla 5. Datos del ensayo triaxial cíclico para material fino (1) A Chamber Press. σ3 (kPa)

B

C

D

E

F

G

Nominal Mean Standard Applied Mean Recov σd Deviator Load Deviation of Load Deviator Stress Df LVDT #1 (kPa) (N) (N) (kPa) (mm)

H

I

J

K

L

M

Mean Recov Mean Recov Std. Dev. of Mean of Mean of Std Dev of θ(σd + 3σ3) Df LVDT #2 Def Recov. Def. Resilient Strain Mr Mr (kPa) (mm) (mm) (mm) (mm/mm) (kPa) (kPa)

N Permanent Def. (mm)

41.4

12.4

15.32

0.97

8.396

0.001794

0.001556

0.001630

0.000065

23639

0.000057

41.4

24.8

27.16

0.51

14.885

0.004289

0.003854

0.004072

0.000054

5769

0.000062

41.4

37.3

32.01

1.37

17.545

0.006129

0.005745

0.005926

0.000209

4724

0.000076

41.4

49.7

35.86

0.52

19.652

0.007841

0.007567

0.007693

0.000131

1336

0.000085

41.4

62.1

41.08

0.88

22.512

0.011398

0.011316

0.011346

0.000114

3965

0.000092

27.6

12.4

8.42

0.70

4.616

0.000861

0.000636

0.000714

0.000062

64564

0.000088

27.6

24.8

18.83

0.39

10.319

0.002060

0.001620

0.001817

0.000040

19086

0.000089

27.6

37.3

27.74

1.88

15.203

0.003790

0.003328

0.003536

0.000162

15352

0.000089

27.6

49.7

34.27

0.44

18.782

0.007022

0.006596

0.006798

0.000196

10242

0.000090

27.6

62.1

40.80

0.38

22.361

0.011742

0.011737

0.011716

0.000279

5739

0.000096

13.8

12.4

8.85

1.21

4.850

0.000929

0.000664

0.000774

0.000128

70201

0.000095

13.8

24.8

19.23

0.91

10.537

0.002101

0.001776

0.001927

0.000026

21038

0.000095

13.8

37.3

29.57

0.61

16.207

0.004976

0.004477

0.004715

0.000084

9887

0.000095

Altura del espécimen:

100.0 mm

4.5 Suelo fino granular 2 Tabla 6. Datos del ensayo triaxial cíclico para material fino (2) A Chamber Press. Õ3 kPa 41.4 41.4 41.4 41.4 41.4 27.6 27.6 27.6 27.6 27.6 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8

B Nominal Õd kPa 12.4 24.8 37.3 49.7 62.1 12.4 24.8 37.3 49.7 62.1 12.4 24.8 37.3 49.7 62.1

C Mean Deviator Load N 27.16 46.11 77.24 101.75 120.88 19.65 50.66 76.23 100.43 117.68 26.25 53.74 79.96 99.52 123.29

D Standard Deviation of Load N 0.8 1.25 1.06 1.01 0.77 1.79 0.9 1.55 3.55 1.4 1.5 6.39 3.95 4.67 2.21

Altura del espécimen: Diámetro del espécimen:

E Applied Deviator Stress kPa 14.462 24.553 41.128 54.176 64.365 10.465 26.974 40.592 53.477 62.658 13.975 28.616 42.574 52.99 65.648

F Mean Recov Df LVDT #1 mm 0.000183 0.000302 0.000467 0.000645 0.002151 0.000188 0.000275 0.000572 0.000581 0.004349 0.000188 0.000293 0.00043 0.000632 0.000801

G Mean Recov Df LVDT #2 mm 0.002495 0.002888 0.00157 0.002376 0.004504 0.000444 0.001044 0.001744 0.002161 0.00699 0.000645 0.0013 0.001996 0.002637 0.003365

H Mean Recov. Def. mm 0.00127 0.001515 0.000893 0.001488 0.003305 0.00027 0.000625 0.001032 0.001314 0.005647 0.000359 0.000785 0.00119 0.001634 0.002048

99.9 mm 48.9 mm

14

I Std. Dev. of Recov. Def. mm 0.000747 0.000994 0.000516 0.000741 0.000834 0.000072 0.000084 0.000245 0.000031 0.000269 0.000058 0.000054 0.000074 0.000138 0.000094

J Mean of Resilient Strain mm/mm

K Mean of Mr

L Std Dev of Mr

kPa

kPa 892628 2737059 4066118 4871520 509196 726463 672666 855262 232385 42196 527502 174801 181237 164163 117701

M Ú (Õd+3Õ3) kPa

N Actual Stress kPa 19.8 20.2 20.1 20.5 20.3 20 20.5 19.8 19.9 20.3 19.7 20 20.9 19 21.2

O Permanent Def. mm 0.000063 0.000061 0.000078 0.000094 0.00011 0.000097 0.000099 0.000101 0.0001 0.000059 0.000053 0.000054 0.000057 0.000065 0.000087

5.

CALCULOS Y GRAFICAS.

5.1 Arenilla La tabla 7, muestra los cálculos más relevantes en base a los datos obtenidos del ensayo. Tabla 7. Cálculos y resultados del ensayo para la Arenilla A Chamber Press. Õ3 kPa 138 138 138 138 104 104 104 104 104 69 69 69 69 35 35 35 35 35 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9

B Applied Deviator Stress kPa 40.021 88.675 128.729 170.492 15.189 39.817 87.775 126.784 169.532 14.897 39.735 87.171 126.532 6.885 14.411 38.557 86.73 117.038 6.103 12.177 36.545 59.601 79.938

C Mean Recov. Def. mm 0.041337 0.098551 0.135495 0.179995 0.015413 0.05234 0.12232 0.164066 0.210145 0.019208 0.068491 0.157591 0.205442 0.009281 0.028724 0.101782 0.213271 0.265128 0.019483 0.057828 0.176122 0.258218 0.352987

D Std. Dev. of Recov. Def. mm 0.000011 0.000145 0.000074 0.000252 0.000098 0.000169 0.000253 0.000165 0.000257 0.000431 0.000834 0.000435 0.001198 0.000177 0.001147 0.000867 0.002744 0.002527 0.001034 0.001999 0.001825 0.004401 0.001731

E F Mean of Mean Resilient of Mr Strain Modulo mm/mm Resiliente (kPa) 0.00020343 196730.9481 0.000484995 182836.9068 0.000666806 193053.1223 0.000885802 192471.8709 7.58514E-05 200246.8565 0.000257579 154581.8571 0.000601969 145813.2767 0.000807411 157025.2752 0.001034178 163929.2032 9.45276E-05 157594.2524 0.000337062 117886.3208 0.000775546 112399.4847 0.001011033 125151.1492 4.56742E-05 150741.5149 0.000141358 101946.637 0.000500896 76976.10972 0.001049562 82634.46976 0.001304764 89700.52805 9.58809E-05 63651.88113 0.000284587 42788.37933 0.000866742 42163.63657 0.001270758 46901.93248 0.001737141 46016.99666

G Std Dev of Mr kPa 347 335 82 225 417 249 150 100 144 1575 399 244 470 6553 442 631 758 323 1120 807 191 451 389

H Ú (Õd+3Õ3) kPa 454.021 502.675 542.729 584.492 327.189 351.817 399.775 438.784 481.532 221.897 246.735 294.171 333.532 111.885 119.411 143.557 191.73 222.038 26.803 32.877 57.245 80.301 100.638

I Actual Stress kPa 3.9 7.7 11.6 15.3 1.5 3.9 7.7 11.6 15.4 1.5 4.1 7.9 11.1 1.2 1.4 3.7 7.3 11.1 0.8 1.4 3.8 5.7 7.6

J Permanent

K Permanent

L Total

Def. mm 0.000643 0.000655 0.000703 0.000828 0.000754 0.000757 0.000764 0.000787 0.000855 0.000744 0.000744 0.000755 0.000789 0.000636 0.000637 0.000651 0.000725 0.000895 0.000569 0.000586 0.000779 0.001231 0.002593

Def. Unit. mm/mm 3.16437E-06 3.22343E-06 3.45965E-06 4.0748E-06 3.71063E-06 3.72539E-06 3.75984E-06 3.87303E-06 4.20768E-06 3.66142E-06 3.66142E-06 3.71555E-06 3.88287E-06 3.12992E-06 3.13484E-06 3.20374E-06 3.56791E-06 4.40453E-06 2.8002E-06 2.88386E-06 3.83366E-06 6.05807E-06 1.27608E-05

Def. Unit. mm/mm 0.00020659 0.00048822 0.00067027 0.00088988 7.9562E-05 0.0002613 0.00060573 0.00081128 0.00103839 9.8189E-05 0.00034072 0.00077926 0.00101492 4.8804E-05 0.00014449 0.0005041 0.00105313 0.00130917 9.8681E-05 0.00028747 0.00087058 0.00127682 0.0017499

M

N Coeficeinte

s3/sd 3.4482 1.5562 1.0720 0.8094 6.8471 2.6119 1.1848 0.8203 0.6135 4.6318 1.7365 0.7915 0.5453 5.0835 2.4287 0.9077 0.4036 0.2990 1.1306 0.5666 0.1888 0.1158 0.0863

de variacion 0.18 0.18 0.04 0.12 0.21 0.16 0.10 0.06 0.09 1.00 0.34 0.22 0.38 4.35 0.43 0.82 0.92 0.36 1.76 1.89 0.45 0.96 0.85

En el aspecto estadístico los datos presentan valores de coeficiente de variación adecuados, con lo cual se puede establecer como confiables y aceptables para el análisis. En base a los datos y resultados obtenidos se hace el análisis de algunas variables que intervienen en el proceso. 5.1.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara Se observa una tendencia de mejor respuesta estructural o mayor módulo resiliente para el mismo esfuerzo desviador en donde la presión de confinamiento es mayor, con lo cual se evidencia la importancia del confinamiento en este tipo de material. Para igual presión de cámara se observa que el módulo resiliente para bajos valores del esfuerzo desviador muestra una disminución abrupta del módulo resiliente, manteniéndose casi constante el valor del módulo en un rango amplio de incremento del esfuerzo desviador, para aumentar levemente para valores altos de este esfuerzo.

15

Grafica 2. Módulo resiliente vs esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Arenilla)

5.1.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. Se observa que en este tipo de suelos el esfuerzo desviador tiene una influencia no determinante en el valor del módulo resiliente, situación que reafirma el análisis de la gráfica anterior, en donde para una misma presión de cámara se podría obtener valores casi iguales del módulo resiliente en un amplio rango de incremento del esfuerzo desviador. Grafica 3. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Arenilla)

16

5.1.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. En este tipo de suelos el esfuerzo de confinamiento presenta alta correlación con el módulo resiliente, se puede observar una agrupación de los datos con una tendencia definida.

Grafica 4. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Arenilla)

En base a estos datos, se podría suponer una adecuada predicción del módulo resiliente en base a datos obtenidos de la presión de confinamiento; del estado de esfuerzo del suelo se puede deducir, entonces, que a mayor confinamiento del material, la respuesta estructural del mismo mejora en forma significativa. 5.1.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones Algunos autores consideran que solo el esfuerzo confinamiento no debe ser considerado para correlacionar el módulo resiliente de los suelos granulares, por lo tanto se postula en primer invariante de tensiones para establecer el valor del módulo. En la figura 5 se muestra la tendencia más aceptable en función de tipo potencial; se observa un menor valor de coeficiente de correlación que al utilizar el esfuerzo de confinamiento.

17

Grafica 5. Modulo resiliente y primer invariante de tensiones (Arenilla)

5.1.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador Se observa una relación aceptable en la tendencia del comportamiento del módulo resiliente y la relación entre el esfuerzo de confinamiento y el esfuerzo desviador, aun cuando inferior a la establecida con el primer invariante de tensiones y el esfuerzo de confinamiento. Grafica 6. Modulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador (Arenilla)

18

5.1.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente Las deformaciones unitarias resiliente no muestran tendencia que permitan determinar su correlación con el módulo resiliente en este tipo de suelos. Grafica 7. Módulo resiliente y deformación recuperable (Arenilla)

En este tipo de material se evidencia una correlación errática entre los dos parámetros, de donde no se podría deducir ningún tipo de relación que permita predecir el comportamiento de las deformaciones unitarias totales en base a la respuesta estructural del material. 5.1.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total Las deformaciones unitarias total no muestran tendencia que permitan determinar su correlación con el módulo resiliente.

19

Grafica 8. Módulo resiliente y deformación unitaria total (Arenilla)

5.2 Subbase granular Tabla 8. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para subbase granular A

B

C

D

E

F

G

Chamber

Applied

Mean

Std. Dev.

Mean of

Mean

Std Dev

H

Press. Õ3 kPa 138 138 138 138 138 138 104 104 104 104 104 69 69 69 69 69 35 35 35 35 35 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9

Deviator Stress kPa 7.334 15.113 40.551 86.172 128.624 177.12 15.012 39.924 84.156 124.645 175.174 7.349 14.904 39.646 82.767 122.044 7.415 14.795 39.576 83.761 120.663 7.357 14.412 39.22 60.985 84.26

Recov. Def. mm 0.001552 0.005161 0.026303 0.067008 0.098111 0.138394 0.006 0.030505 0.079362 0.116233 0.158862 0.001727 0.007213 0.037438 0.096661 0.139051 0.00239 0.010374 0.052614 0.128305 0.170723 0.004809 0.019515 0.08352 0.131409 0.170907

of Recov. Def. mm 0.000042 0.000047 0.00007 0.000167 0.000137 0.00015 0.000043 0.000093 0.000114 0.000081 0.000143 0.000018 0.000038 0.000103 0.000283 0.000195 0.000024 0.000052 0.000136 0.000332 0.000115 0.000072 0.000104 0.000095 0.000115 0.000291

Resilient Strain mm/mm 7.64E-06 2.54E-05 1.29E-04 3.30E-04 4.83E-04 6.81E-04 2.95E-05 1.50E-04 3.91E-04 5.72E-04 7.82E-04 8.50E-06 3.55E-05 1.84E-04 4.76E-04 6.84E-04 1.18E-05 5.11E-05 2.59E-04 6.31E-04 8.40E-04 2.37E-05 9.60E-05 4.11E-04 6.47E-04 8.41E-04

of Mr

of Mr

kPa 960224.742 595032.281 313270.851 261314.327 266396.192 260060.292 508406.4 265941.872 215474.65 217905.965 224064.64 864688.361 419865.909 215184.23 173992.142 178347.087 630430.126 289796.029 152846.071 132654.497 143616.98 310863.464 150064.996 95420.3065 94302.1559 100180.987

kPa 18739 8967 1010 403 176 91 1264 610 382 330 202 7185 1728 476 316 40 4025 1465 374 56 93 1277 634 102 94 252

Ú (Õd+3Õ3) kPa 421.334 429.113 454.551 500.172 542.624 591.12 327.012 351.924 396.156 436.645 487.174 214.349 221.904 246.646 289.767 329.044 112.415 119.795 144.576 188.761 225.663 28.057 35.112 59.92 81.685 104.96

I

J

K

L

Actual

Permanent

Permanent

Total

Stress kPa 0.8 1.6 3.9 7.8 11.7 15.4 1.6 3.9 7.7 11.7 15.5 0.7 1.7 4 7.8 11.6 0.7 1.7 3.9 7.8 11.7 0.8 1.7 3.9 5.9 7.8

Def.

Def Unit mm/mm

Def Unit mm/mm

5.56E-06 5.57E-06 5.59E-06 5.63E-06 5.80E-06 6.29E-06 6.04E-06 6.05E-06 6.08E-06 6.14E-06 6.32E-06 6.00E-06 5.99E-06 6.00E-06 6.04E-06 6.13E-06 5.70E-06 5.68E-06 5.69E-06 5.79E-06 6.03E-06 5.27E-06 5.27E-06 5.37E-06 5.54E-06 5.85E-06

1.320E-05 3.096E-05 1.350E-04 3.354E-04 4.886E-04 6.874E-04 3.557E-05 1.562E-04 3.966E-04 5.782E-04 7.881E-04 1.450E-05 4.149E-05 1.902E-04 4.817E-04 6.904E-04 1.746E-05 5.674E-05 2.646E-04 6.372E-04 8.462E-04 2.894E-05 1.013E-04 4.164E-04 6.522E-04 8.469E-04

mm 0.00113 0.001131 0.001135 0.001145 0.001178 0.001279 0.001228 0.00123 0.001235 0.001248 0.001285 0.001219 0.001218 0.00122 0.001228 0.001246 0.001158 0.001155 0.001156 0.001176 0.001225 0.001071 0.00107 0.001091 0.001125 0.001188

M

N Coeficiente

σ3/σd

variacion

18.8165 9.1312 3.4031 1.6014 1.0729 0.7791 6.9278 2.6049 1.2358 0.8344 0.5937 9.3890 4.6296 1.7404 0.8337 0.5654 4.7202 2.3657 0.8844 0.4179 0.2901 0.9379 0.4788 0.1759 0.1131 0.08188939

1.95 1.51 0.32 0.15 0.07 0.03 0.25 0.23 0.18 0.15 0.09 0.83 0.41 0.22 0.18 0.02 0.64 0.51 0.24 0.04 0.06 0.41 0.42 0.11 0.10 0.25

Los datos muestran un adecuado un valor adecuado del coeficiente de variancia, con lo cual se podrá concluir que la información fue correctamente tomada y los datos son confiables para efecto de análisis.

20

5.2.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara Grafica 9. Módulo resiliente y esfuerzo desviador aplicado (Subbase)

La tendencia de los valores del ensayo son típicas de los suelos granulares gruesos, en donde la presión de confinamiento lateral tiene una amplia influencia y se observa el “aplanamiento” de la curva en un rango amplio de incrementos en el esfuerzo desviador, con valor casi constante del módulo resiliente. 5.2.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. La tendencia del módulo, en este tipo de material, es disminución del módulo resiliente al aumentar el valor del esfuerzo desviador. Grafica 10. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Log-Log) (Subbase)

21

5.2.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. En este material se observa, una tendencia errática del módulo resiliente con respecto al esfuerzo de confinamiento. Grafica 11. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Subbase).

5.2.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones Igual que con el esfuerzo de confinamiento, se debería esperar una mejor correlación del módulo resiliente y la suma de los esfuerzos aplicados. En el manejo estadístico de la información, se puede observar que al eliminar tres puntos, que presentan alta dispersión con respecto a los demás, se podría mejorar la predicción del módulo resiliente, con respecto a estos parámetros. Grafica 12. Módulo resiliente y primer invariante de tensiones (Subbase)

22

5.2.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador En este caso particular se muestra un adecuado comportamiento de la curva que relaciona el módulo resiliente de la muestra, con respecto a la relación del esfuerzo de confinamiento y el esfuerzo desviador. Esta situación muestra la clara relación del módulo con los dos esfuerzos aplicado y algunos autores proponen establecer ley constitutiva en base a la relación de los esfuerzos. Grafica 13. Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y esfuerzo desviador (Subbase)

5.2.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente Bajas deformaciones unitarias, corresponden a altos valores del módulo resiliente, mostrando la curva una tendencia a mantener las deformaciones unitarias, más o menos constantes, o con baja disminución de valor, para bajos valor del módulo resiliente, tal vez esto se pueda explicar con base a la influencia de la presión de confinamiento con respecto al valor del módulo, en donde este último es mayor al aumentar la presión de confinamiento, lo cual determina, también, menores valores de las deformaciones.

23

Grafica 14. Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente (Subbase)

5.2.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total El comportamiento de las deformaciones totales, recuperables y permanentes, es semejante al de las deformaciones unitarias resilientes. Grafica 15. Módulo resiliente y deformación unitaria total (Subbase)

24

5.3 Base granular Tabla 9. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para base granular A

B

C

D

E

F

G

Chamber

Applied

Mean

Std. Dev.

Mean of

Mean

Std Dev

Press.

Deviator

Recov.

of Recov.

Resilient

of Mr

of Mr

σ3

Stress

Def.

Def.

Strain

kPa 138 138 138 138 138 104 104 104 104 104 69 69 69 69 69 35 35 35 35 35 6.9 6.9 6.9 6.9 6.9

kPa 15.227 39.644 83.852 127.56 173.535 15.197 39.54 83.412 125.259 174.177 7.29 15.171 39.853 83.905 123.639 7.096 14.935 39.596 83.927 121.48 7.018 14.45 39.26 61.186 83.946

mm 0.008434 0.031277 0.075685 0.113138 0.155422 0.009913 0.036467 0.089884 0.133479 0.17838 0.003386 0.011979 0.045731 0.113605 0.160045 0.004961 0.016623 0.064989 0.147788 0.193989 0.007482 0.024501 0.093318 0.145374 0.186998

mm 0.000118 0.00004 0.000092 0.000103 0.000059 0.000057 0.000095 0.000071 0.000154 0.000084 0.000075 0.000074 0.000136 0.000148 0.000136 0.000121 0.000082 0.00014 0.000109 0.000153 0.000098 0.000236 0.000214 0.000145 0.000076

mm/mm 4.114E-05 1.526E-04 3.692E-04 5.519E-04 7.582E-04 4.836E-05 1.779E-04 4.385E-04 6.511E-04 8.701E-04 1.652E-05 5.843E-05 2.231E-04 5.542E-04 7.807E-04 2.420E-05 8.109E-05 3.170E-04 7.209E-04 9.463E-04 3.650E-05 1.195E-04 4.552E-04 7.091E-04 9.122E-04

kPa 370113.2322 259840.1381 227121.094 231131.892 228890.8584 314272.6722 222274.9335 190239.1972 192375.5422 200169.778 441361.4885 259625.5948 178650.4778 151406.4082 158367.9278 293223.1405 184183.0596 124900.8294 116416.996 128375.3203 192286.8217 120903.2284 86245.95469 86281.7973 92027.34789

H

kPa 4915 1111 166 220 89 2239 213 333 81 44 7436 2153 585 117 226 5333 702 80 73 232 2946 358 336 86 100

I

J

K

L

Actual

Permanent

Permanent

Total

Def.

Def Unit

Def Unit

σ3/σd

Variacion

4.589E-05 1.573E-04 3.740E-04 5.569E-04 7.637E-04 5.358E-05 1.831E-04 4.437E-04 6.564E-04 8.756E-04 1.652E-05 5.843E-05 2.231E-04 5.542E-04 7.807E-04 2.887E-05 8.577E-05 3.217E-04 7.258E-04 9.515E-04 4.091E-05 1.239E-04 4.597E-04 7.138E-04 9.172E-04

9.0628 3.4810 1.6458 1.0818 0.7952 6.8435 2.6302 1.2468 0.8303 0.5971 9.4650 4.5482 1.7314 0.8224 0.5581 4.9324 2.3435 0.8839 0.4170 0.2881 0.9832 0.4775 0.1758 0.1128 0.0822

1.33 0.43 0.07 0.10 0.04 0.71 0.10 0.18 0.04 0.02 1.68 0.83 0.33 0.08 0.14 1.82 0.38 0.06 0.06 0.18 1.53 0.30 0.39 0.10 0.11

θ



(σd+3σ3)

Stress

kPa 429.227 453.644 497.852 541.56 587.535 327.197 351.54 395.412 437.259 486.177 214.29 222.171 246.853 290.905 330.639 112.096 119.935 144.596 188.927 226.48 27.718 35.15 59.96 81.886 104.646

kPa 1.6 3.9 7.7 11.5 15.5 1.6 4 7.7 11.6 15.5 0.8 1.6 3.9 7.8 11.6 0.9 1.6 4 7.7 11.6 0.8 1.5 4 5.9 7.8

M

N Coeficiente

mm/mm mm 0.000974 0.000977 0.000989 0.001031 0.00113 0.001071 0.001073 0.001077 0.001092 0.001128 0.001045 0.001045 0.001047 0.001057 0.001079 0.000958 0.00096 0.000968 0.001 0.001059 0.000904 0.000905 0.000928 0.000964 0.00103

4.75E-06 4.77E-06 4.82E-06 5.03E-06 5.51E-06 5.22E-06 5.23E-06 5.25E-06 5.33E-06 5.50E-06 5.10E-06 5.10E-06 5.11E-06 5.16E-06 5.26E-06 4.67E-06 4.68E-06 4.72E-06 4.88E-06 5.17E-06 4.41E-06 4.41E-06 4.53E-06 4.70E-06 5.02E-06

Del coeficiente de variación se deduce que los datos fueron obtenidos adecuadamente y son válidos para análisis. 5.3.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara Las curvas de módulo resiliente y esfuerzo desviador, muestran el comportamiento típico de los suelos granulares, en donde para medianos y altos valores del esfuerzo desviador el modulo se mantiene casi constante, disminuyendo, inusualmente, en forma abrupta. Grafica 16. Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Base)

25

5.3.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. Se muestra una disminución leve del módulo resiliente al aumentar el esfuerzo desviador, a partir de un valor de 40 Kpa Grafica 17. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Log-Log) (Base)

. 5.3.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. El comportamiento típico de los suelos granulares es el aumento del valor del módulo resiliente con el aumento de la presión de confinamiento. Aquí se muestra esta tendencia. Se podría obtener mejor correlación entre estos dos parámetros haciendo un análisis estadístico más detallado.

26

Grafica 18. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Base)

5.3.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones Al igual que con la presión de confinamiento, al mejorar la información de manera estadística, se podría apreciar, como muestra la tendencia, un aumento del módulo resiliente al aumentar el valor del invariante de tensiones. Grafica 19. Módulo resiliente y primer invariante de tensión (Base)

27

5.3.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador Al aumentar la relación entre el esfuerzo de confinamiento y el esfuerzo desviador (al ser mayor el esfuerzo de confinamiento, con respecto al esfuerzo desviador) se observa un incremento en el módulo resiliente, mostrando, en esta curva, la marcada influencia del esfuerzo de confinamiento en el comportamiento estructural de este tipo de suelos. Grafica 20. Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador (Base)

5.3.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente Al igual que con la subbase (suelo granular grueso) a mayor valor del módulo resiliente menor valor de la deformación resiliente, tendiendo a disminuir en forma significativa, cuando el módulo de la muestra es bajo.

28

Grafica 21. Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente (Base)

5.3.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total El comportamiento de las deformaciones totales es semejante al obtenido con las deformaciones recuperables. Grafica 22 Módulo resiliente y Deformación unitaria total (Base)

29

5.4 Suelo fino granular 1 Tabla 10. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para suelo fino granular (1) A

B

C

Chamber Applied Mean Recov Press. σ3 Deviator Stress Def (kPa) (mm) (kPa)

D

E

Std. Dev. of Mean of Recov. Def. Resilient Strain (mm) (mm/mm)

F

G

H

I

Mean of Mr (kPa)

Std Dev of Mr (kPa)

θ(σd + 3σ3) (kPa)

Permanent Def. (mm)

J

K

L

M

Permanent Def. Unit. Total Def Unit (mm/mm)

σ3/σd

Coeficiente Variacion

41.4

8.396

0.001630

0.000065

0.0000163

515092.0245

23639

132.596

0.000057

5.700E-07

1.687E-05

0.2028

4.59

41.4

14.885

0.004072

0.000054

0.00004072

365545.1866

5769

139.085

0.000062

6.200E-07

4.134E-05

0.3595

1.58

41.4

17.545

0.005926

0.000209

0.00005926

296068.1741

4724

141.745

0.000076

7.600E-07

6.002E-05

0.4238

1.60

41.4

19.652

0.007693

0.000131

0.00007693

255453.0092

1336

143.852

0.000085

8.500E-07

7.778E-05

0.4747

0.52

41.4

22.512

0.011346

0.000114

0.00011346

198413.5378

3965

146.712

0.000092

9.200E-07

1.144E-04

0.5438

2.00

27.6

4.616

0.000714

0.000062

0.00000714

646498.5994

64564

87.416

0.000088

8.800E-07

8.020E-06

0.1672

9.99

27.6

10.319

0.001817

0.000040

0.00001817

567914.1442

19086

93.119

0.000089

8.900E-07

1.906E-05

0.3739

3.36

27.6

15.203

0.003536

0.000162

0.00003536

429949.095

15352

98.003

0.000089

8.900E-07

3.625E-05

0.5508

3.57

27.6

18.782

0.006798

0.000196

0.00006798

276287.1433

10242

101.582

0.000090

9.000E-07

6.888E-05

0.6805

3.71

27.6

22.361

0.011716

0.000279

0.00011716

190858.6548

5739

105.161

0.000096

9.600E-07

1.181E-04

0.8102

3.01

13.8

4.850

0.000774

0.000128

0.00000774

626614.9871

70201

46.25

0.000095

9.500E-07

8.690E-06

0.3514

11.20

13.8

10.537

0.001927

0.000026

0.00001927

546808.5106

21038

51.937

0.000095

9.500E-07

2.022E-05

0.7636

3.85

13.8

16.207

0.004715

0.000084

0.00004715

343732.7678

9887

57.607

0.000095

9.500E-07

4.810E-05

1.1744

2.88

Los valores muestran baja dispersión aceptable con dos valores altos del coeficiente de variación. 5.4.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara Se observa una disminución abrupta del valor del módulo resiliente con el incremento del valor del esfuerzo vertical, típico comportamiento de los suelos finos deformables.

30

Grafica 23. Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Suelo fino granular 1)

5.4.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. La tendencia general es disminución de la capacidad de estructural al aumentar el esfuerzo desviador. Grafica 24. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Log-Log) (Suelo Fino Granular 1)

31

5.4.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. El esfuerzo de confinamiento no tiene una clara influencia en el comportamiento resiliente del suelo. Grafica 25. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Suelo Fino Granular 1)

32

5.4.4 Módulo resiliente y primer invariante de tensiones A diferencia de los suelos granulares la suma de los esfuerzos principales no tiene influencia clara con el módulo de resiliencia. Grafica 26. Módulo resiliente y primer invariante de tensiones (Suelo Fino Granular 1)

5.4.5 Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador Se muestra que al ser mayor el esfuerzo de confinamiento con respecto al esfuerzo desviador, hay un importante incremento en la capacidad estructural de los suelos finos. Grafica 27. Módulo resiliente y relación esfuerzo de confinamiento y desviador (Suelo Fino Granular 1)

33

5.4.6 Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente Las deformaciones resilientes son mayores en suelos con menor valor de módulo resiliente, pero a diferencia que en los suelos granulares, la curva de correlación no cae abruptamente. Grafica 28. Módulo resiliente y deformación unitaria resiliente (Suelo Fino Granular 1)

5.4.7 Módulo resiliente y deformación unitaria total Comportamiento semejante al de las deformaciones resilientes. Grafica 29. Módulo resiliente y deformación unitaria total (Suelo Fino Granular 1)

. 34

5.5 Suelo fino granular 2 Tabla 11. Cálculos y Resultados del ensayo triaxial cíclico para suelo fino granular (2) A Chamber Press.

B Applied Deviator

C Mean Recov.

D Std. Dev. of Recov.

E Mean of Resilient

σ3

Stress

Def.

Def.

Strain

kPa 41.4 27.6 27.6 27.6 13.8 13.8 13.8 13.8 13.8

kPa 64.365 26.974 53.477 62.658 13.975 28.616 42.574 52.99 65.648

mm 0.003305 0.000625 0.001314 0.005647 0.000359 0.000785 0.00119 0.001634 0.002048

mm 0.000834 0.000084 0.000031 0.000269 0.000058 0.000054 0.000074 0.000138 0.000094

mm/mm 3.308E-05 6.256E-06 1.315E-05 5.653E-05 3.594E-06 7.858E-06 1.191E-05 1.636E-05 2.050E-05

F Mean of Mr

G Std Dev of Mr

kPa 1945556.278 4311524.16 4065717.123 1108470.728 3888864.903 3641704.968 3574069.412 3239719.094 3202263.281

kPa 509196 672666 232385 42196 527502 174801 181237 164163 117701

H

θ

I Permanent Def.

J Coeficiente Variacion

mm 0.00011 0.000099 0.0001 0.000059 0.000053 0.000054 0.000057 0.000065 0.000087

26.17 15.60 5.72 3.81 13.56 4.80 5.07 5.07 3.68

(σd + 3σ3) kPa 188.565 109.774 136.277 145.458 55.375 70.016 83.974 94.39 107.048

Los valores del coeficiente de variación son altos y de acuerdo a la técnica de análisis estadístico los datos, en un alto porcentaje, no son aptos para obtener conclusiones validas o aceptadas con respecto al comportamiento del material.

5.5.1 Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara Se muestra un comportamiento errático y poco típico de los suelos finos, situación predecible por la variación de los resultados. Grafica 30. Módulo resiliente y esfuerzo desviador para distintas presiones de cámara (Suelo Fino Granular 2)

35

5.5.2 Módulo resiliente y esfuerzo desviador. Se muestra un comportamiento errático y poco típico de los suelos finos, situación predecible por la variación de los resultados. Grafica 31. Módulo resiliente y esfuerzo desviador (Suelo Fino Granular 2)

5.5.3 Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento. Se muestra un comportamiento errático y poco típico de los suelos finos, situación predecible por la variación de los resultados. Grafica 32. Módulo resiliente y esfuerzo de confinamiento (Suelo Fino Granular 2)

36

5.6 CONCLUSIONES El conocimiento del comportamiento resiliente de los suelos viales, es básico e importante, en el sentido que, con base a sus características granulométricas, en estos casos, se podría deducir algún tipo de comportamiento, teniendo en cuenta, además del nivel de esfuerzo inducido al suelo. Algunas de las conclusiones del análisis de la información, se muestra a continuación y ellas son consistentes con la obtenida en la literatura técnica correspondiente. 1. La calidad de la información, en el aspecto estadístico, debe ser considerado para el análisis de los resultados y la depuración de los datos, pudiendo con ellos mejorar las conclusiones sobre el comportamiento de los materiales. 2. Los suelos grueso granulares muestran una clara tendencia a mejorar su comportamiento estructural, al disponer de mejores condiciones de confinamiento. 3. En los suelos finos al aumentar el esfuerzo vertical disminuye, en forma significativa, la capacidad estructural de los mismos. 4. De las relaciones esfuerzos de confinamiento/esfuerzo desviador, se deduce que al ser mayor el esfuerzo de confinamiento que el esfuerzo vertical, se incrementa sustancialmente el módulo resiliente, este comportamiento es semejante en suelos finos y suelos gruesos. 5. En suelos finos y gruesos las deformaciones totales y resilientes son mayores para bajos valores del módulo resiliente. Por lo tanto para obtener menores valores de deformaciones se debe disponer de suelos competentes y en caso de las subrasante tratar de que los esfuerzos que lleguen a ese nivel, sea los más bajos posibles, o mejorar sus condiciones de soporte. 6. En los suelos fino granulares se nota una clara dependencia que presenta el módulo resiliente del esfuerzo desviador aplicado y la poca influencia del esfuerzo de confinamiento en el mismo módulo. Es así, que se observa, cómo los valores del módulo resiliente decrece rápidamente con el incremento del esfuerzo desviador. 7. Para los suelos grueso granulares el valor del módulo resiliente depende principalmente de la presión de confinamiento y mantiene una relación de proporcionalidad directa con la suma de esfuerzos principales, lo cual genera un incremento notable en el módulo. En comparación con la presión de confinamiento, la influencia del esfuerzo desviador sobre el módulo es menor.

37