Correlaciones geotécnicas (2) y ensayos “in situ”: el SPT y la densidad relativa

Tema 8: Correlaciones de los parámetros del suelo a partir de los resultados de ensayos “in situ”

8.2.      Correlaciones a partir del ensayo de penetración estándar SPT.

8.2.1. Introducción.

En la sección de estes blog dedicada a los ensayos “in situ” se describirá con detalle la naturaleza y procedimiento de ejecución del ensayo de penetración estándar, comunmente denominado SPT (por sus siglas inglesas “standart penetration test”.)

En la siguiente figura se representan de forma esquemática las relaciones que se pueden establecer entre los valores obtenidos en los ensayos de penetración estándar (SPT) y los parámetros geotécnicos característicos del terreno:

correlaciones a partir de Nspt

Donde:

Dr: densidad relativa para suelos granulares

Φ: ángulo de rozamiento interno efectivo para suelos granulares

E: módulo de deformación para suelos granulares

cu: resistencia al corte no drenada para suelos cohesivos

qu: resistencia a la compresión simple para suelos cohesivos

qh: tensión de hundimiento para cimentaciones sobre suelos granulares

qa: tensión admisible para cimentaciones sobre suelos granulares

s: asiento para cimentaciones sobre suelos granulares

Dado que el SPT es el ensayo “in situ” más utilizado y con mayor historia en la determinación de los parámetros geotécnicos, existe una cantidad ingente de relaciones empíricas entre dicho ensayo y cualquier parámetro del suelo, muchas de las cuales tienen un valor exclusivamente local. Debe realizarse siempre un examen crítico ante una correlación que parta de este ensayo y de cuya aplicación no se tenga experiencia previa, especialmente cuando se aplica a suelos coherentes.

 8.2.2. Densidad relativa en suelos granulares v.s. NSPT

Terzaghi y Peck (1948) establecieron la primera de entre las más populares relaciones entre el resultado del ensayo de penetración estándar y la densidad relativa, a partir de la cual postularon lo que hoy es ya un clásico sistema de clasificación de las arenas en función de su compacidad:

Densidad Relativa a partir de Nspt, Terzaghi y PeckRelación entre el valor del ensayo de penetración estándar (N) y la densidad relativa, indicando la calificación del suelo en función de su compacidad (extraído de Devicenzi y Frank, 2004)

Gibbs y Holtz postularon en 1957 que el valor de NSPT no dependía solo de la densidad relativa de la arena, sino también de la presión de confinamiento. En la siguiente figura se presenta una didáctica construcción gráfica de Coffman (1960) en la que se presenta el ábaco de Gibbs y Holtz comparado con el trabajo de Terzaghi y Peck.

Gibbs & Holz, relación entre Nspt y densidad relativaÁbaco de Gibbs y Holtz (1957), comparado con el trabajo de  Terzaghi y Peck (1948). Tomado de Cestari (1990), según la elaboración de Coffman (1960).

Para la aplicación de este ábaco debe tenerse en cuenta la compresibilidad de una arena. Un aumento en el contenido de mica o carbonato (ligado a la presencia de granos de comportamiento frágil, como bioclastos), comporta habitualmente una mayor compresibilidad de la arena. Por lo tanto, al aplicar el ábaco de Gibbs y Holtz en estos casos, debe tenerse presente que (Cestari, 1990):

–      Para valores de DR < 70% los valores obtenidos del ábaco resultan superiores a los reales.

–      Para valores bajos de tensión efectiva vertical (< 5 kPa), la DR (%) que se obtiene, resulta demasiado alta.

–      No resulta apropiado para golpeos N < 10.

Meyerhof (1957) ajustó el anterior ábaco mediante la expresión:

DR = [ N / (  23 σ’  + 16 ) ] 1/2

Esta expresión es válida únicamente para arenas normalmente consolidadas, presentando valores sobreestimados para arenas sobreconsolidadas.

Otro de los trabajos muy conocidos sobre este tema es el de Bazaraa (1967), cuya expresión (citada en Giuliani y Nicoll, 1982) es:

DR / 100 = 0.2236 [  N / ( a + b σ’ )  ]1/2

(la tensión vertical efectiva σ’ está expresada en T/m2)

Siendo:

σ’

a

b

<15 t/m2

1

0’2

>15 t/m2

3’25

0’05

Skempton (1986), resumiendo la información disponible hasta ese momento, comprueba que las correlaciones originales de Terzaghi y Peck son perfectamente válidas si se utilizan los valores normalizados N60. Según este autor esta relación puede expresarse como:

N60 / DR =  a + b  σ’

donde la tensión efectiva vertical está expresada en Kp/cm2. Esta expresión es análoga a las de Meyerhof y Bazaraa. Los parámetros “a” y “b” pueden ser considerados constantes en el entorno (Cestari, 1990):

85% > DR > 35%

2’5 > σ’ > 0’5 Kp/cm2

Por último, cabe comentar las expresiones propuestas en el ISOPT-1 (citadas en Ruiter, 1988):

DR = 25 N0.44 (100  σ’) -0.13

ln DR = ( 0.478 ln N ) – (0.262 ln  σ’ ) -0.13 + 2.84

estando expresada la tensión efectiva en t/m2.

-> ir al índice

Esta entrada fue publicada en ensayos "in situ" y etiquetada , , , , . Guarda el enlace permanente.

2 Respuestas a Correlaciones geotécnicas (2) y ensayos “in situ”: el SPT y la densidad relativa

  1. Marcelo Bustos dijo:

    muy bueno

  2. edgar langebeck lozano dijo:

    bueno

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.

Puedes usar las siguientes etiquetas y atributos HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>