Exploracion geotecnica

1. ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA ING. LUIS A. GUTIERREZ ARANDA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Facultad de Ingeniería Escuela de Minas

2. 1 CONTENIDO INTRODUCCIÓN GENERAL METODOLOGÍA DE UN ESTUDIO GEOTÉCNICO EXPLORACIÓN DIRECTA DE CAMPO EXPLORACIÓN INDIRECTA A TRAVÉS DE PROSPECCIÓN SÍSMICA ENSAYOS DE LABORATORIO CONCLUSIONES 2 3 4 5 6

3. METODOLOGÍA DE UN ESTUDIO GEOTÉCNICO - Reconocimiento geológico y de sitio: interpretación del origen y formación de suelos, evaluación geológica, interpretación de posibles condiciones del subsuelo. - Planificación de la exploración y muestreo: permite ubicar y cuantificar el número de sondajes y optimizar el muestreo. - Recopilación de información: hidrología, geología, sismicidad, topografía, etc.

4. - Ejecución de ensayos de laboratorio : para la determinación de los parámetros de los materiales. - Ejecución de la exploración y muestreo : ejecución de sondajes y obtención de muestras disturbadas e inalteradas. - Interpretación de la investigación geotécnica: evaluación de los datos de campo y laboratorio. - Análisis y diseño geotécnico METODOLOGÍA DE UN ESTUDIO GEOTÉCNICO

6. EXPLORACIÓN DE CAMPO CON CALICATAS Y POSTEADORA

7. - Excavación manual con pico y lampa - Excavación con equipo mecánico EXPLORACIÓN DIRECTA CON CALICATAS Desventaja: - Profundidad limitada - Paredes inestables ante la presencia de agua Ventaja: - Extracción de muestras disturbadas e inalteradas - Visualización directa de la estratigrafia

10. - Posteadora manual - Posteadora mecánica EXPLORACIÓN DIRECTA CON POSTEADORA Equipo: Tubería, una T y en su parte inferior una mecha Ventaja: - Auscultación rápida del terreno Desventaja: - No se extraen muestras inalteradas - Imposible de realizar en arenas limpias secas o saturadas

11. 10 cm Extensión POSTEADOR O 3" - 8" Post hole Digger O 2" - 3 1/2" O 2" - 3 1/2" O 2" - 5 1/2"

14. EXPLORACIÓN DE CAMPO CON ENSAYOS DE PENETRACIÓN ESTÁNDAR - (SPT)

15. A) GENERALIDADES Procedimiento ampliamente utilizado para determinar características de resistencia y compresibilidad de suelos. B) PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL ENSAYO Ejecución de la perforación - con barrenos (posteadora) - a rotación - por lavado “wash boring” Ejecución del muestreo Se realiza con un muestreador de Caña Partida

16. PERFORACIÓN POR LAVADO “WASH BORING” Trípode de tubos  2 1/2” Manguera Mango para rotación parcial de la barra Terreno Natural Soga  ” Depósito de agua de lavado Barra de perforación Cincel Motor con caja reductora Forro Bomba Polea para la soga Elevador CINCEL RECTO BARRA CON UNION CINCEL DE CRUZ SOSTENEDOR DE BARRAS ELEVADOR

29. MÉTODOS DE EXPLORACIÓN GEOFÍSICA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería de Minas

30. EXPLORACIÓN GEOFÍSICA GRAVIMÉTRICO MAGNETOMÉTRICO SISMOLÓGICO ELÉCTRICO GEOTÉRMICO RADIOACTIVO DIRECTA REFLEJADA V1 V2 i r REFRACTADA ic ic REFLEXIÓN SÍSMICA REFRACCIÓN SÍSMICA

31. Métodos Geofísicos Sísmicos Ensayos de Reflexión y Refracción Sísmica Ensayos downhole, uphole y crosshole Ensayos de vibración superficial (ondas Rayleigh) Ensayo con el Cono Sísmico Ensayo con la Sonda de Suspensión Medición de Microtrepidaciones

32. MÉTODO DE REFRACCIÓN SÍSMICA

34. Ensayo de refracción sísmica

35. Unidad de Adquisición y Procesamiento de Datos (Ensamblado final)

36. Geófono vertical y cable conductor de señales para realizar ensayos de refracción sísmica y ensayos en pozo abierto de poca profundidad

37. FUNDAMENTO TEÓRICO

38. Posiciones del Frente de Ondas en un Medio de Dos Estratos a tiempos t 1 , t 2 ,... Disparo Frente de Ondas t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 X c

40. Refracción de Trayectoria de los Rayos a Través de una Frontera entre Dos Medios Elásticos  Estrato 1 Velocidad = V 1 Velocidad = V 2 Estrato 2 Angulo Crítico de Incidencia r  Fuente 90° i sen i V1 sen r V2 =

42. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

43. ENSAYO DE REFRACCIÓN SISMICA PLANEACIÓN OPERACIÓN Y OBSERVACIÓN DE CAMPO PREPARACION DE LOS DATOS INTERPRETACION DE RESULTADOS

46. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

47. Caso Simple de Dos Estratos con Límites Planos y Paralelos Curva Tiempo - Distancia Correspondiente

48. APLICACIONES

49. Determinación de la superficie de deslizamiento

51. 01 02 03 07 04 06 05 roca poco alterada roca fracturada o muy alterada material aluvional

53. VALORES PROMEDIOS DE V p SEGÚN LA NORMA ASTM-D5777 Descripción pie/s m/s Velocidad V p Suelo intemperizado Grava o arena seca Arena saturada Arcilla saturada Agua Agua de mar Arenisca Esquisto, arcilla esquistosa Tiza Caliza Granito Roca metamórfica 800 a 2000 1500 a 3000 4000 a 6000 3000 a 9000 4700 a 5500 4800 a 5000 6000 a 13000 9000 a 14000 6000 a 13000 7000 a 20000 15000 a 19000 10000 a 23000 240 a 610 460 a 915 1220 a 1830 910 a 2750 1430 a 1665 1460 a 1525 1830 a 3960 2750 a 4270 1830 a 3960 2134 a 6100 4575 a 5800 3050 a 7000

54. ENSAYO DOWN HOLE

55. Esquema del Ensayo Down Hole CILINDRO DE GAS REGULADOR AMPLIFICADOR MONITOR MONITOR DE DATOS CARGA TABLA ONDAS S TRANSDUCTOR DE 3 COMPONENTES TUBO DE CAUCHO ONDAS P POZO ESTACA MARTILLO

56. Registros de Ondas P Tiempo (Seg.) (Ondas P) 0. 00 0. 02 0. 04 0. 06 0. 08 0. 10 0. 12 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15 17 18 19 20 20.3 20.8 Profundidad (m)

57. Registros de Ondas S Tiempo (Seg.) 0. 00 0. 04 0. 08 0. 12 0. 16 0. 20 0. 2 4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15 17 18 19 20 20.3 20.8 Profundidad (m) (Ondas S)

58. Determinación de Propiedades Dinámicas de los Materiales. Donde:  = densidad volumétrica.  = relación de Poisson. G d = módulo de corte. E d = módulo de Young.  V p 0.25  (V p /V s ) 2 - 2 2 ((V p /V s ) 2 - 1) E d = 2 (1 +  )G G d =  V s 2 

59. Ejemplo de Prospección de velocidades por el método Downhole