Estimación de los parámetros de resistencia al corte en suelos granulares gruesos

Abstract

El objetivo de este trabajo es definir las metodologías más apropiadas para obtener los parámetros geomecánicos de un suelo granular grueso, mediante el uso de muestras equivalentes de menor tamaño de partículas. Los métodos analizados corresponden al de curvas homotéticas o paralelas y el método de corte del sobre-tamaño. Actualmente IDIEM cuenta con un equipo triaxial a gran escala que permite caracterizar las propiedades de resistencia al corte de suelos gruesos, que posean un tamaño máximo de partículas de hasta 17 cm. La metodología aquí analizada es aplicable tanto a proyectos menores donde el uso de este equipo no resulta económicamente justificable como a situaciones donde el tamaño de partículas es aún mayor. Se utilizaron los métodos de corte y curvas granulométricas paralelas para evaluar la resistencia al corte de muestras extraídas del lecho fluvial del Río Maipo. Además, para un material utilizado en la construcción de un embalse de tierra se utilizó el método de curvas paralelas, ya que se disponía de los resultados del triaxial a gran escala. El estudio se basa en una serie de ensayos triaxiales tipo CID, efectuados en las diferentes muestras equivalentes, en un rango de presiones de confinamiento entre 0.5 a 4.0 kg/cm2 e igual densidad relativa. Los parámetros ángulo de fricción y módulo de deformación resultan similares entre muestras homotéticas. Cuando por distintos efectos no es posible satisfacer la condición de homotecia, el ángulo de fricción y el módulo de deformación E50 resultan diferentes para cada muestra. Por otro lado, el método de corte proporciona parámetros de resistencia al corte similares al de las muestras originales. No obstante, los ángulos de fricción máximos de la muestra cortada son menores al de las muestras originales y su módulo de deformación inicial es mayor al de éstas. Una manera de verificar que la homotecia captura el comportamiento mecánico es a través del análisis de las densidades máximas y mínimas. Cuando éstas no son significativamente afectadas por tamaño de partículas la homotecia resultará efectiva. Por otra parte, el porcentaje de finos al realizar el escalamiento no debe superar al 10% y las partículas deben ser sanas, para que la rotura de éstas no sea un factor preponderante en la resistencia. De acuerdo a datos experimentales de este trabajo, el método de corte resulta aplicable solo cuando el porcentaje de sobre-tamaño del material original es menor al 20%.