Las pruebas in situ se refieren a métodos de prueba que se llevan a cabo directamente en el suelo, roca o suelo en un sitio en particular. Estas pruebas se realizan para recopilar información sobre las propiedades geotécnicas del sitio, como las características de resistencia, rigidez, permeabilidad y deformación. Las pruebas in situ son un componente importante de la investigación del sitio, ya que permiten a los ingenieros y geólogos evaluar las condiciones del subsuelo y la idoneidad del sitio para varios tipos de proyectos de construcción.
Los métodos de prueba in situ generalmente se dividen en dos categorías amplias: (1) pruebas de penetración, que involucran clavar una herramienta o instrumento en el suelo y medir la resistencia o tasa de penetración, y (2) pruebas de no penetración, que involucran medir varias propiedades físicas del terreno o del suelo sin penetrarlo. Algunos de los métodos de prueba in situ más utilizados incluyen la prueba de penetración estándar (SPT), la prueba de penetración de cono (CPT), la prueba del presiómetro y la prueba del dilatómetro. Cada una de estas pruebas tiene sus propias ventajas y limitaciones, y la elección del método de prueba dependerá de los objetivos específicos de la investigación y las propiedades del sitio que se investiga.
Contenido
Importancia en la investigación del sitio
Las pruebas in situ son una parte importante de la investigación del sitio, ya que ayudan a obtener una mejor comprensión de las características y el comportamiento del suelo y la roca en las condiciones reales del sitio. Los resultados obtenidos de las pruebas in situ se utilizan para evaluar las propiedades geotécnicas del suelo y la roca, que a su vez se utilizan para el diseño y la construcción de diversos proyectos de ingeniería civil, como edificios, carreteras, puentes, represas y túneles.
Las pruebas in situ también pueden proporcionar información sobre la presencia de peligros naturales como deslizamientos de tierra, licuefacción y hundimiento. Al comprender las propiedades geotécnicas del sitio, los ingenieros pueden diseñar cimientos, movimientos de tierra y otras estructuras geotécnicas apropiadas para minimizar el riesgo de falla y garantizar la seguridad y estabilidad de las estructuras durante su vida útil de diseño.
Tipos de pruebas in situ
Hay varios tipos de pruebas in situ que se utilizan en la investigación de sitios geotécnicos. Algunas de las pruebas in situ comúnmente utilizadas son:
- Prueba de penetración estándar (SPT): esta prueba consiste en clavar un muestreador de cuchara dividida en el suelo con un peso y una altura de caída estándar. El número de golpes necesarios para conducir el muestreador sobre una distancia determinada se registra y se utiliza para determinar la resistencia del suelo.
- Prueba de penetración de cono (CPT): esta prueba implica empujar un penetrómetro en forma de cono en el suelo a una velocidad constante de penetración. La resistencia del suelo a la penetración se mide y se utiliza para determinar las propiedades del suelo.
- Prueba de presiómetro: esta prueba consiste en insertar una sonda cilíndrica en un pozo y luego expandirla usando presión de agua. La presión requerida para expandir la sonda se mide y se utiliza para determinar la rigidez y resistencia del suelo.
- Prueba de corte de paleta: esta prueba consiste en insertar una paleta en el suelo y luego girarla para medir el par requerido para causar la falla. La prueba se utiliza para determinar la resistencia al corte de arcillas blandas a rígidas.
- Prueba de carga de placa: esta prueba consiste en colocar una placa de acero en la superficie del suelo y aplicar una carga. El asentamiento de la placa bajo carga se mide y se utiliza para determinar la capacidad de carga del suelo.
- Prueba Cross-Hole: esta prueba consiste en perforar dos o más pozos y colocar sensores sísmicos en ellos. Se genera una onda acústica en un pozo y se mide el tiempo que tarda en viajar a los otros pozos. La prueba se utiliza para determinar la velocidad de la onda de corte y la rigidez del suelo entre los pozos.
- Prueba de fondo de pozo: esta prueba consiste en insertar una sonda en un pozo y medir las propiedades del suelo a diferentes profundidades. La prueba se utiliza para determinar el suelo. estratigrafía y propiedades de rigidez a diferentes profundidades.
Prueba de penetración estándar (SPT)
La prueba de penetración estándar (SPT) es una prueba in situ ampliamente utilizada para determinar las propiedades geotécnicas del suelo en un sitio. La prueba consiste en clavar un muestreador estándar en el suelo usando un martillo con un peso y una distancia de caída estándar. El número de golpes necesarios para conducir el muestreador una distancia estándar dentro del suelo se registra como el "valor N" de SPT. El SPT se utiliza para estimar la resistencia al corte, la densidad y otras propiedades del suelo.
La prueba SPT se realiza perforando un pozo en el suelo, por lo general usando una barrena de vástago hueco, e insertando un tubo de muestreo en el pozo. Luego se introduce un muestreador de cuchara partida en el suelo en el fondo del pozo utilizando un martillo estándar de 63.5 kg de peso y cayendo a través de una distancia estándar de 75 cm. No se cuenta el número de golpes necesarios para impulsar el muestreador los primeros 15 cm de penetración, y el número de golpes necesarios para los próximos tres incrementos de 15 cm se registra como el valor SPT N.
El SPT es una prueba relativamente rápida y económica, lo que lo convierte en una opción popular para las investigaciones del sitio. Sin embargo, los resultados de la prueba pueden verse afectados por factores como el tipo de suelo, el tamaño de la muestra y la energía del martillo, que deben tenerse en cuenta al interpretar los resultados.
Prueba de penetración de cono (CPT)
La prueba de penetración de cono (CPT) es un método de prueba in situ ampliamente utilizado en ingeniería geotécnica. Se trata de empujar un penetrómetro de cono en el suelo a una velocidad constante de penetración y medir la resistencia a la penetración y la presión del agua intersticial a diferentes profundidades. El penetrómetro de cono generalmente consta de una punta de cono de acero, una serie de segmentos de manguito de fricción y un transductor de presión de agua intersticial. A medida que el penetrómetro cónico se introduce en el suelo, la resistencia a la penetración y las mediciones de la presión del agua intersticial se registran continuamente, proporcionando un perfil de las propiedades del suelo o la roca con profundidad.
El CPT se usa a menudo para obtener información sobre el tipo de suelo, la resistencia y la compresibilidad, así como las condiciones del agua subterránea. Los resultados de la prueba se pueden usar para estimar la capacidad de carga del suelo, el asentamiento de la fundación, el potencial de licuefacción y el suelo. estabilidad de taludes. El CPT se considera un método confiable y rentable para la investigación del sitio, particularmente para proyectos grandes y complejos.
Prueba del presostato
La prueba del presimetro es una prueba in situ que se utiliza para medir las caractersticas de tensin-deformacin in situ de los suelos y rocas. En esta prueba, se inserta una sonda cilíndrica en el suelo y luego se expande aplicando presión en el interior de la sonda. La presión aumenta gradualmente mientras se controla el volumen de la sonda. Los datos de presión-volumen resultantes se utilizan para determinar el módulo de deformación y los parámetros de resistencia al corte del suelo o roca que se está probando. La prueba del presiómetro se usa a menudo en suelos blandos donde las pruebas de penetración estándar o las pruebas de penetración de cono pueden no ser adecuadas. También se usa comúnmente en el diseño de ingeniería geotécnica para cimientos y estructuras de contención.
Prueba de corte de paleta
La prueba de corte de veleta es una prueba geotécnica in situ que se utiliza para determinar la resistencia al corte sin drenaje de suelos cohesivos blandos a rígidos. La prueba implica empujar una veleta de cuatro palas verticalmente en el suelo, girarla a una velocidad constante de corte y medir el par necesario para mantener la rotación. La medición del par se usa para determinar la resistencia máxima al corte, que se usa para calcular la resistencia al corte sin drenaje del suelo.
La prueba de corte con veleta es particularmente útil en la evaluación de la resistencia de arcillas y limos, y se usa a menudo para estimar la resistencia al corte sin drenaje de los suelos para el diseño de cimientos superficiales, muros de contención y terraplenes. La prueba es rápida, económica y se puede realizar en pozos o pozos de prueba sin necesidad de excavar el suelo.
Prueba de carga de placa
La prueba de carga de placa (PLT) es una prueba in situ que se utiliza para determinar la capacidad de carga máxima del suelo y el asentamiento probable de una estructura en ese suelo. La prueba implica colocar una placa de acero en la superficie del suelo y cargarla con un gato hidráulico hasta que la placa comience a hundirse en el suelo. La cantidad de asentamiento y la presión aplicada a la placa se miden en diferentes etapas de carga para establecer una curva de asentamiento de carga.
A partir de la curva carga-asentamiento, se puede estimar la capacidad portante última del suelo, junto con el módulo de deformación y otras propiedades del suelo. Esta información es útil para diseñar cimientos poco profundos para estructuras, como edificios y puentes, y para evaluar la estabilidad de terraplenes y taludes.
PLT se suele utilizar junto con otros técnicas de investigación del sitio, como la perforación y el muestreo de pozos y estudios geofísicos, para proporcionar una comprensión integral de las condiciones del suelo y las rocas en un sitio.
Prueba de agujeros cruzados
La prueba de pozo cruzado es una técnica geofísica in situ que se utiliza para determinar las propiedades sísmicas del suelo o los materiales rocosos entre dos o más pozos. El método consiste en generar una onda sísmica en un pozo usando una fuente de energía como un martillo o un explosivo y registrar la respuesta a la onda en un pozo cercano usando un geófono o un acelerómetro. Al analizar el tiempo de llegada, la amplitud y el contenido de frecuencia de la onda en el receptor, los geofísicos pueden determinar las propiedades del material entre los pozos, como la velocidad sísmica, el módulo de corte y la relación de Poisson. Las pruebas de agujeros cruzados se usan comúnmente para investigaciones geotécnicas y geofísicas del subsuelo, como en el diseño de cimientos, evaluación de riesgos sísmicos y caracterización de aguas subterráneas.
Prueba de fondo de pozo
Abdelrahman, Kamal y AL Otaibi, Naif e Ibrahim, ElKhedr. (2021). Evaluación del hundimiento de la tierra como una amenaza ambiental que enfrenta la ciudad de Dammam, este de Arabia Saudita, basada en parámetros geotécnicos del suelo utilizando un enfoque sísmico de fondo de pozo. Revista de la Universidad King Saud - Ciencia. 33. 101233. 10.1016/j.jksus.2020.101233.
La prueba de fondo de pozo es un tipo de prueba in situ que implica la medición de parámetros geotécnicos en un pozo. Este tipo de prueba se usa comúnmente en la exploración de minerales, pero también se puede usar en ingeniería geotécnica e investigaciones ambientales.
Hay varios tipos de pruebas de fondo de pozo, que incluyen:
- Pruebas sísmicas de fondo de pozo: Implica medir la velocidad y la atenuación de ondas sísmicas en las capas de roca que rodean un pozo. Esta información se puede utilizar para inferir las propiedades elásticas de la roca, lo que puede ser importante en aplicaciones de ingeniería geotécnica.
- Registro de fondo de pozo: implica bajar una herramienta de registro por un pozo para medir varias propiedades de la roca, como la densidad, la porosidad y la conductividad eléctrica. Esta información se puede utilizar para caracterizar la geología y la hidrología del subsuelo y puede ser importante en la exploración minera, la ingeniería geotécnica y las investigaciones ambientales.
- Prueba de permeabilidad del pozo: esto implica inyectar o bombear agua en un pozo y medir la respuesta de la presión. Esta información se puede utilizar para estimar la permeabilidad de la roca circundante, lo que puede ser importante en aplicaciones de ingeniería hidrogeológica y geotécnica.
En general, las pruebas de fondo de pozo pueden proporcionar información valiosa sobre la geología y las propiedades del subsuelo, lo que puede ser importante en una amplia gama de aplicaciones.
