ensayo SPT

1. Ensayo SPT
(84.07) Mecánica de Suelos y Geología
Alejo O. Sfriso: asfriso@fi.uba.ar

2. Ensayo
SPT
Índice
• SPT: Standard Penetration Test
• CPT: Cone Penetration Test
• PLT: Plate Load Test
• PMT: Pressuremeter Test
• VST: Vane Shear Test
• DMT: Dilatometer Test
• Métodos geosísmicos
SPT CPT
PMT DMT
VST
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3. Ensayo
SPT
Intro a los ensayos in-situ
(FHWA)
3

4. Ensayo
SPT
Ensayo SPT
El ensayo de penetración standard (SPT) es un ensayo de
campo
Se mide la resistencia a la penetración del terreno mediante
la hinca dinámica de un sacamuestras que tiene una forma
normalizada
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5. Ensayo
SPT
Ensayo SPT
El sacamuestras se hinca 45 cm en el fondo de una
perforación mediante golpes de una maza
de 63.5 kg que cae desde 76 cm de altura
Aunque se recupera una muestra, este no es el objetivo
principal del ensayo
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6. Ensayo
SPT
Resultado del ensayo SPT
6

7. Ensayo
SPT
Resultado del ensayo SPT
Hay dos resultados posibles
• NSPT: Un número entero adimensional igual a la cantidad
de golpes necesarios para que el sacamuestras penetre
en el terreno los últimos 30 cm
• Rechazo: más de 50 golpes para 15 cm, más de 100
golpes o 10 golpes sin ningún avance: Se informa como
NN/pp, donde pp es la penetración total en centímetros
para NN golpes
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8. Ensayo
SPT
Normas ASTM D 1586 y D 6066
8

9. Ensayo
SPT
D1586 es una norma que no establece un equipo y
procedimiento único de ensayo sino que permite diferentes
diseños
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10. Ensayo
SPT
D6066 es una norma más moderna que permite obtener un
resultado más repetitivo
• Introduce los conceptos de corrección del resultado del
ensayo por diferentes factores
• Está orientada a la evaluación del potencial de
licuefacción de suelos de grano grueso incoherentes
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11. Ensayo
SPT
El objeto del SPT no es la toma de
muestras
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12. Ensayo
SPT
Correcciones a la medición de campo
N es el número medido en el campo (golpes necesarios para
que el sacamuetras entre los últimos 30 cm de un total de 45
cm)
El resultado se corrige por
• Energía aplicada
• Profundidad
• Otras causas menores: napa de agua, diámetro de
perforación, peso de barras, etc.
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13. Ensayo
SPT
Corrección por energía aplicada:
N a N60
La energía potencial nominal (W x H) es 475 J
La energía realmente aplicada ER
varía entre el 30% y el 100% de
ese valor en función del equipo
y la técnica de ensayo
Se normaliza N para una
eficiencia del 60%
=
60% 475J
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14. Ensayo
SPT
Corrección por nivel de tensiones:
N60 a (N1)60
Para un suelo uniforme, la resistencia a la penetración varía
con la presión efectiva p0 del suelo (profundidad)
El N1 significa 1 atm
(EPRI 1990)
=
60% 475J
=
100kPa
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15. Ensayo
SPT
Corrección por otros factores de ensayo
15

16. Ensayo
SPT
Corrección por otros factores de ensayo
=
60% 475J
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17. Ensayo
SPT
SPT y correlaciones de parámetros
El SPT es un ensayo que tiene muchas correlaciones
Es importante saber cómo se calculó N en cada caso
• Algunos informan el número de campo sin correcciones: N
• Otros efectúan todas las correcciones excepto la de nivel de
tensiones: N60
• Otros efectúan todas las correcciones: (N1)60
Las correlaciones publicadas en diferentes épocas usan
diferentes definiciones de SPT
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18. Ensayo
SPT
Arenas: estimación de
18

19. Ensayo
SPT
Arenas: estimación de
En estos gráficos hay que usar N60, no (N1)60
(EPRI 1990)
19

20. Ensayo
SPT
Arenas: estimación de : ensayos de
calibración
(EPRI 1990)
20

21. Ensayo
SPT
Arenas: estimación de max
• Procedimiento 1
– Se estima max a partir del resultado de SPT
• Procedimiento 2
– Se estima a partir del resultado de SPT
– Se estima max a partir de y de la observación de la
muestra
• Procedimiento 3 (recomendado)
– Se estima a partir del resultado de SPT
– Se observa la muestra y se estima
– Se aplica la ecuación de Bolton: max[ , ]
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22. Ensayo
SPT
Arenas: estimación de max
Procedimiento 1
(EPRI 1990)
= atan
12 + 20
.
22

23. Ensayo
SPT
Arenas: estimación de max
Procedimiento 2
(EPRI 1990)
23

24. Ensayo
SPT
Arenas: estimación de max
Procedimiento 3
(Bolton 1986)
− = 3º − ln
100
− 3º
24

25. Ensayo
SPT
Arenas: estimación de max
Procedimiento 3
36°
25

26. Ensayo
SPT
Arcillas: Estimación de
(EPRI 1990)
= 7 kPa
26
La correlación – ( 1)60 es débil

27. Ensayo
SPT
Arcillas: Estimación de
0.75
3.0
1.5
La correlación
– ( 1)60 es débil
(EPRI 1990)
=
0.64
0.33
0.16
.
27

28. Ensayo
SPT
Arcillas: – ( 1)60 complementado con
medición de humedad
En arcillas remoldeadas, la resistencia al corte no drenada
sur es función de la humedad
La muestra de arcilla
obtenida con el SPT
mantiene la humedad
(EPRI 1990)
= 1.7 exp −4.6
=
−
−
28

29. Ensayo
SPT
Arcillas: – ( 1)60 complementado con
medición de humedad
En arcillas inalteradas, su es también función de la historia
de tensiones del material
El cociente su/sur se
denomina sensibilidad
de una arcilla
(EPRI 1990)
= 0.11 + 0.0037
= 0.23 + 0.04
0.01 < < 0.0117
29

30. Ensayo
SPT
Arcillas: – ( 1)60 complementado con
medición de humedad
Por un lado se mide (N1)60
y se calcula
Por otro lado
• Se mide sur y ω
• Con el gráfico se estima S
• Se calcula
Se comparan ambos resultados
(EPRI 1990)
= 0.33 .
=
30

31. Ensayo
SPT
Arcillas: Estimación de y OCR
con SPT
(EPRI 1990)
= 0.40 OCR = 0.50
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32. Ensayo
SPT
N
DR = relative density
gT = unit weight
LI = liquefaction index
f' = friction angle
c' = cohesion intercept
eo = void ratio
qa = bearing capacity
p' = preconsolidation
Vs = shear wave
E' = Young's modulus
 = dilatancy angle
qb = pile end bearing
fs = pile skin friction
SAND
cu = undrained strength
gT = unit weight
IR = rigidity index
f' = friction angle
OCR = overconsolidation
K0 = lateral stress state
eo = void ratio
Vs = shear wave
E' = Young's modulus
Cc = compression index
qb = pile end bearing
fs = pile skin friction
k = permeability
qa = bearing stress
CLAY
Mayne: Is One Number Enough???
(Mayne 2001)
32

33. Bibliografía
Básica
• Kulhawy & Mayne. Manual on estimating soil properties
for foundation design. EPRI (fuente de figuras)
Complementaria
• FHWA (2001). Manual on subsurface investigations. NHI-
01-031.
• FHWA (2006). Soils and Foundations I y II. NHI-06-088
• USACE (2001). Geotechnical Investigations. EM 1110-1-
1804
Ensayo
SPT
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