Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
Implementación de la metodología MCT mediante la construcción y adecuación de equipos de laboratorio para la caracterización de suelos tropicales colombianos
Implementation of the MCT methodology through the construction and adaptation of laboratory equipment for the characterization of colombian tropical soils
Registro en:
instname:Universidad Militar Nueva Granada
reponame:Repositorio Institucional Universidad Militar Nueva Granada
Autor
García Salcedo, Omar Eduardo
Institución
Resumen
Las metodologías tradicionales para identificar, caracterizar y clasificar suelos como la HRB, USCS y AASHTO (AASHTO, 1993) (INVIAS, 2013) (ASTM, 1985); funcionan muy bien para suelos que no han sido sometidos a procesos extremos de lluvia y altas temperaturas (De Carvalho, de Rezende, Da F. Cardoso, de F. L. Lucena, & Guimarã, 2015). Cuando se tienen este tipo de condiciones, la meteorización produce en los suelos una serie de características postdepositación que influye en el comportamiento mecánico y que no pueden ser reproducidas adecuadamente por metodologías clásicas. Estos suelos tienen propiedades heredades de la roca madre conocidas como lateríticas y/o saprolíticas, las cuales en nuestro medio son atribuidas a suelos residuales. En Colombia, existen diversas zonas que presentan suelos tropicales. Coinciden con zonas de escasa conectividad terrestre, pero que en el mediano plazo deben ser aunadas al sistema de infraestructura vial del país, si se quiere aumentar la inversión en el país en estas regiones y obtener rédito de recursos minerales, hidrológicos, turismo, ecología y otras áreas de interés para la nación que existe en esas regiones. Por supuesto, el estudio de los suelos de subrasante en estos lugares debe ser realizado con metodologías acordes a la formación pedogenética de estos materiales. Para el proyecto actual se apropia de la metodología MCT (Nogami & Villibor, 1995), exitosa en otros países como Brasil, de alta presencia de suelos tropicales, con el fin de analizar unas muestras de este tipo de material obtenido de la zona, para implementar esta técnica, se requiere la construcción de varios equipos simples, que permitirán estudiar de manera adecuadas este tipo de capas de subrasante. De igual manera, las muestras serán analizadas por metodologías tradicionales, con el fin de contrastar los resultados obtenidos. Resumen 1
Abstract 2
Capítulo 1 Introducción 4
1.1. Planteamiento del Problema 5
1.2. Justificación del proyecto 6
Capítulo 2 Objetivos 7
2.1. Objetivo General 7
2.2. Objetivos específicos 7
Capítulo 3 Antecedentes 8
Capítulo 4 Marco Teórico 14
4.1. Suelos lateríticos 16
4.2. Suelos saprolíticos 17
4.3. Clasificación MCT 18
4.3.1. Ensayo de Compactación Mini-CBR 22
4.3.2. Ensayo de Expansión 27
4.3.3. Ensayo de Contracción 29
4.3.4. Ensayo de Infiltrabilidad 30
4.3.5. Ensayo de Permeabilidad 31
4.3.6. Ensayo de Pérdida de Masa Por inmersión en Agua 32
4.3.7. Ensayo de Compactación (Mini-Proctor y Mini-MCV) 35
4.3.7.1. Ensayo Mini-MCV 36
4.3.7.2. Ensayo Mini-Proctor 38
Capítulo 5 Metodología y Materiales 39
5.1. Muestras de suelo 41
5.2. Caracterización del Suelo – Metodología Tradicional 42
5.2.1. Granulometría 42
5.2.2. Gravedad Específica 44
5.2.3. Límites de Consistencia – Límites de Atterberg 45
5.2.3.1. Límite liquido (LL) y Límite Plástico (LP) 45
5.2.4. Proctor Estándar y Proctor modificado 48
5.2.4.1. Proctor Estándar I.N.V. E - 141 - 13 48
5.2.4.2. Proctor Modificado I.N.V. E - 142 - 13 50
5.2.5. Ensayo CBR I.N.V. E – 148 – 13 52
5.3. Metodología Miniatura Compactado Tropical (MCT) 55
5.3.1. Ensayo MINI-MCV y Pérdida de Masa por inmersión en Agua 55
5.3.1.1. Diseño, Construcción y Aplicación del Equipo para ensayo MINI-MCV y Pérdida de Masa por inmersión en Agua. 56
5.3.2. Ensayo Mini-PROCTOR 62
5.3.2.1. Diseño, Construcción y Aplicación del Ensayo Mini- Proctor 63
5.3.3. Ensayo Mini-CBR y Expansión 65
5.3.3.1. Adaptación y Aplicación del ensayo Mini-CBR y Expansión 66
Capítulo 6 Análisis y Resultados 69
6.1. Metodología Tradicional 69
6.1.1. Ensayos de Caracterización y clasificación de suelos 69
6.1.2. Ensayos de Proctor, CBR y Expansión 71
6.2. Metodología Miniatura Compactada Tropical –MCT 72
6.2.1. Ensayos Mini-MCV y Pérdida de Masa por Inmersión 72
6.2.1.1. Curvas de deformación o curvas de Mini-MCV 72
6.2.1.2. Coeficiente d´ - curvas de densidad máxima seca vs contenido de Humedad 73
6.2.1.3. Pérdida de masa por inmersión en Agua – Pi 74
6.2.2. Ensayo Mini-CBR en inmersión y con sobrecarga y Mini-Proctor. 76
6.2.3. Expansión 83
Capítulo 7 Conclusiones 84
7. Bibliografía 88 The traditional methodologies to identify, characterize and classify soils such as the HRB, USCS and AASHTO (AASHTO, 1993) (INVIAS, 2013) (ASTM, 1985); these methodologies work very well for soils that have not been subjected to extreme processes of rain and high temperatures (de Carvalho, de Rezende, Da F. Cardoso, de FL Lucena, & Guimarã, 2015). When these types of conditions are present, weathering produces in soils a series of postdeposition characteristics that influence the mechanical behavior and cannot be adequately reproduced by classical methodologies. These soils have properties inherited from the parent rock known as lateritic and/or saprolitic, which in our environment are attributed to residual soils. In Colombia, there are several areas that have tropical soils. They coincide with areas of scarce terrestrial connectivity, but which in the medium term must be added to the country's road infrastructure, if the country wants to increase investment in these regions and obtain revenue from mineral, hydrological, tourism, ecological and environmental resources. other areas of interest to the nation that exist in those regions. Of course, the study of subgrade soils in these places must be carried out with methodologies consistent with the pedogenetic formation of these materials. For the current project, the MCT methodology (Nogami & Villibor, 1995), successful in other countries such as Brazil, with a high presence of tropical soils, is appropriated in order to analyze some samples of this type of material obtained from the area, to implement this technique, the construction of several simple equipment is required, which will allow the adequate study of this type of subgrade layers. Similarly, the samples will be analyzed by traditional methodologies, in order to compare the results obtained. Maestría As metodologias tradicionais para identificar, caracterizar e classificar solos como HRB, USCS e AASHTO (AASHTO, 1993) (INVIAS, 2013) (ASTM, 1985); funcionam muito bem para solos que não foram submetidos a processos extremos de chuva e altas temperaturas (De Carvalho, de Rezende, Da F. Cardoso, de F. L. Lucena, & Guimarã, 2015). Quando existem esses tipos de condições, o intemperismo produz uma série de características pós-deposição nos solos que influenciam o comportamento mecânico e não podem ser reproduzidas adequadamente por metodologias clássicas. Esses solos herdaram propriedades da rocha-mãe conhecidas como lateríticas e/ou saprolíticas, que em nosso meio são atribuídas a solos residuais. Na Colômbia, existem várias áreas que possuem solos tropicais. Coincidem com áreas com pouca conectividade terrestre, mas que a médio prazo devem ser agregadas ao sistema de infraestruturas rodoviárias do país, caso se pretenda aumentar o investimento do país nestas regiões e obter receitas minerais, hidrológicas, turísticas, ecológicas e outras áreas de interesse da nação existentes nessas regiões. Evidentemente, o estudo dos solos de subleito nesses locais deve ser realizado com metodologias de acordo com a formação pedogenética desses materiais. Para o presente projeto, é apropriada a metodologia MCT (Nogami & Villibor, 1995), bem-sucedida em outros países como o Brasil, com alta presença de solos tropicais, a fim de analisar algumas amostras desse tipo de material obtidas na área, Para a implementação desta técnica é necessária a construção de vários equipamentos simples, que permitirão estudar adequadamente este tipo de camadas de subleito. Da mesma forma, as amostras serão analisadas por metodologias tradicionais, a fim de contrastar os resultados obtidos.