1. Parámetros de resistencia de los suelos (2024_02_29 12_48_08 UTC).pdf

EXPOSITOR
Jony C. Gutiérrez Abanto
Instituto Latinoamericano de Tecnología y Construcción
CURSO TALLER:
Mecánica de Suelos con fines de Cimentación
Parámetros de resistencia de los suelos mediante ensayos de campo
y laboratorio

Desarrollo de la Sesión
• Compresión no confinada
• Corte directo
• Compresión triaxial
• Ensayos de campo
• Capacidad Portante

C = cohesión del suelo
 = esfuerzo normal
 = Angulo de fricción interna
LA RESISTENCIAAL ESUERZO CORTANTE DE LOS SUELOS SE
DETERMINA UTILIZANDO LATEORIA DE MORH . COULUMB.
 = c + tang ()
t = resistencia al esfuerzo cortante de los suelos

COMPRESIÓN NO CONFINADA
ASTM D2166

NORMAASTM D2166
ENSAYOS ESPECIALES
COMPRESION SIMPLE O NO CONFINADO

SE TALLA LA MUESTRA
DE UN BLOQUE
INALTERDADO O SE
REMOLDEA, SE MIDE Y
PESA.

2<H/D<3
MUESTRADE SUELO FINO
CON LAFINALIDAD DE
DETERMINAR SU COHESIÓN
Y MODULO DE ELASTICIDAD
CUYA RELACION ALTURA
ENTRE DIAMETRO DEBE
ESTAR ENTRE 2 y 3

HUMEDAD
ANILLO DE CARGA PARA
MEDIR LA FUERZA Y DIAL DE
DEFORMACIÓN PARA MEDIR
EL DESPLAZAMIENTO
VERTICAL
SE DETERMINA LA
DENSIDAD DEL SUELO Y
SU CONTENIDO DE

SE APLICA FUERZAAXIAL PARA GENERAL DEFORMACION
VERTICAL HASTA QUE EL SUELO FISURE Y ROMPA

• SE DETERMINAN DE LAS DEFORMACIONES
VERTICALES (mm)
• SE DETERMINAN LAS DEFORMACIONES
VERTICLAES UNITARIAS (%)
• SE CALCULALAFUERZAAPLICADAF (Kg)
• SE DETERMINALOS ESFUERZOS APLICADOS
CONSIDERANO LAFUERZAAPLICADAY EL
AREACORREGIDA
• SE GRAFICACURVA ESFUERZO (Kg/cm2) vs
DEFORMACION UNITARIAEN %

CORTE DIRECTO
ASTM D3080 (Retirado)

CURVA ESFUERZO –
DEFORMACION DEL
CORTE DIRECTO
CURVA DEFORMACIN
VERTICAL DE LA
MUESTRA

PARAMETROS DE RESISTENCIA MAXIMOS
ENVOLVENTE DE RESISTENCIA MAXIMA

PARAMETROS DE RESISTENCIA RESIDUAL

COMPRESIÓN TRIAXIAL
ASTM D2850 / D4767 / D7181

ENSAYO DE COMPRESION TRIAXIAL
• TRIAXIAL CONSOLIDADO DRENADO CD
• TRIAXIAL NO CONSOLIDADO NO DRENADO UU
• TRIAXIAL CONSOLIDADO NO DRENADO CU

EQUIPO DE COMPRESION TRIAXIL URP

MUESTRA INALTERADA DONDE SE TALLA
LOS TESTIGOS DE FORMA CILINDRICA

UNA CON UNA DIFERENTE PRESION
O DE
LATERAL
TAMBIEN
PRESION
LLAMADA
CAMARA,
PRESION
CAMARATRIAXIAL
PANELDE CONTROL
MUESTRAS PARA ENSAYOS, TESTIGOS
DE FORMA CILINDRICA SE ENSAYAN DE
MANERA GENERAL 03 MUESTRAS CADA
CONFINANTE

VELOCIDAD DE ENSAYO 1.56
mm/min

ENVOLVENTE DE MOHR - COULOMB
ENSAYO DE COMPRESION TRIAXIAL

ENSAYOS EN CAMPO

Dentro de los ensayos de Campo mas importantes y
utilizados tenemos:
❖ El ensayo de Penetración Estándar - SPT
❖ El ensayo de Penetración Dinámica Ligera - DPL
❖ El ensayo de Cono Dinámico tipo Peck

• De manera general se va dar una
• Cuyos ensayos de campo nos van permitir
determinar la resistencia del suelo con la
profundidad mediante el número de golpes
N que ofrece el suelo a ser penetrado.
explicación del procedimiento, ventajas y
usos de cada uno de estos ensayos de
campo.

SONDEOS A PERCUSION
CON EQUIPO SPT
ENSAYO DE PENETRACION ESTANDAR
NTP 339.133 (ASTM D 1586)

ENSAYO SPT
• Es un ensayo de campo que mide la resistencia del suelo
con la profundidad y obtiene la muestra del suelo cuya
resistencia a sido medida.
• Ensayo que se rige bajo la norma ASTM D – 1586
• Ensayo que mide la resistencia del suelo a cada 1m de
profundidad.
• Se penetra a golpes tuberías de Acero de diámetro AX o
AW, que lleva un muestreador de caña partida en su parte
inicial.

• El ensayo consiste en contar el numero de golpes para
penetrar la tubería tres (3) tramos de 15cm cada una,
utilizando un martillo de 140 Lb. de peso que cae de una
altura de 30” = 76.2 cm.
• La resistencia del suelo corresponde al valor de la suma de
los golpes registrados en los dos últimos 15cm.
N15 = x
N30 = y
N45 = z
N = ( y + z ) golpes/pie

• La muestra recuperada en la caña partida en cada punto de
evaluación se ensaya en el laboratorio para determinar su
clasificación S.U.C.S.
• Esta prueba se puede realizar hasta 30m de profundidad.
• La muestra recuperada en la caña partida es alterada.
• Cuando hay suelo con gravas no se puede realizar por el
rebote a la penetración.

Cn = (10/´v ) ´v =v – u (Ton/m2)
• Con todos los valores de resistencia de campo N obtenidos, a
lo largo del ensayo y su clasificación de las muestras
recuperadas se construye el perfil estratigráfico.
• Los valores N de campo, deben ser corregidos a un valor de
N de diseño conocido como N70.
N70 = Cn*N*n1*n2*n3*n4
N de campo de la prueba SPT
n1 : factor de corrección por energía
n2 : factor de corrección por profundidad del ensayo
n3 : factor de corrección por tipo de suelo y estado de densidad
n4 : factor de corrección por diámetro del sondaje

• Con los valores N70 se calculan los valores de N60 para la
evaluación del potencial de licuefacción.
• Para los casos que se desee determinar los parámetros de
resistencia  y C , se usan la fig. 8.17 y la tabla 8.3
respectivamente, considerando el valor de N70
• Para determinar la capacidad portante se utiliza también el
valor de N70

• Finalmente se hace el gráfico de la variación de la
resistencia del suelo con la profundidad de campo N y
corregida N70.

USO DE LA POSTEADORA MANUAL PARA
ALCANZAR EL PRIMER PUNTO DE EVALUACION

Altura de caída de 76cm,
tuberías AW con cassing NQ
Tubo AX o AW
Diámetro 1 5/8”
41.2 mm
Revestimiento NQ , HQ

muestra recuperada.
Tubería con el muestreador
de caña partida con la

CAÑA PARTIDA CON LA
MUESTRA RECUPERADA
EN LA PROFUNDIDAD
ENSAYADA.

996281683
ENSAYO SPT PARA RECUPERAR MUESTRAS ALTERADAS
ADEMAS QUE MIDE LA RESISTENCIA DEL SUELO

Caña partida
con la muestra
recuperada en
arenas

arcillas
Caña partida
con la muestra
recuperada en

PRUEBA E INSTRUMENTACION DURANTE TRABAJOS DE
PERFORACION DIAMANTINA
SE APROVECHA LOS TRABAJOS DE PERFORACION PARA REALIZAR
ENSAYOS SPT A DETERMINADAS PROFUNDIDADES, PARA MEDIR LA
RESISTENCIA DEL SUELO CON LA PROFUNDIDAD.

PROFUNDIDAD
(
cm
)
PROFUNDIDAD
(
cm
)
SPT - 01
MSc. M.A.H.A.
0 10 20 80 90 100
NUMERO DE GOLPES - 45cm
30 40 50 60 70
600.0
0.0
100.0
200.0
300.0
400.0
500.0
SPT - 02
0 40
NUMERO DE GOLPES - 45cm
10 20 30
600.0
0.0
100.0
200.0
300.0
400.0
500.0
M.Sc. ING. MARCO ANTONIO HERNANDEZ AGUILAR

CON LOS VALORES OBTENIDOS DEL SPT que
son llamados N de campo se obtienen los N
corregido de diseño.
•SPT N70 = Cn*N*n1*n2*n3*n4
Que serán los utilizados para el calculo del
parámetro de resistencia c y 
Además convirtiendo a N60 se puede hacer la
evaluación del potencial de licuefacción.

PROFUNDIDAD
(
cm
)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
420.0
440.0
140.0
160.0
180.0
200.0
220.0
240.0
260.0
280.0
300.0
320.0
340.0
360.0
380.0
400.0
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
120.0
N (campo)
N'70 (Corregido)
PROYECTO : SOBRE ELEVACIÓN DE LA PRESA DE RELAVES-EXPANSIÓN-COBRIZA
SOLICITA : DOE RUN PERU - DIVISIÓN COBRIZA
REALIZADO : GEOMASTER SAC
FECHA : JULIO DEL 2005
ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS PARA LA SOBRE ELEVACIÓN DE LA PRESA
DE RELAVES-ZONA NORTE
SPT - 05
NUMERO DE GOLPES

ENSAYO DPL
DIN 4094 NTP 339-159
• Las pruebas de Penetración Dinámica fueron aprobadas por el
Comité Técnico de Pruebas de Penetración de Suelos de la
Sociedad Internacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería de
Cimentaciones, de acuerdo con la Sociedad Sueca de
Geotecnia y el Instituto Sueco de Geotecnia (1989).
• Las auscultaciones dinámicas son ensayos que requieren
investigación adicional de suelos para su interpretación y no
sustituyen al Ensayo de Penetración Estándar.

• No se recomienda ejecutarse ensayos DPL en el fondo de
calicatas, debido a la pérdida de confinamiento.
• Para determinar las condiciones de cimentación sobre la base
de auscultaciones dinámicas, debe conocerse previamente la
estratigrafía del terreno obtenida mediante la ejecución de
calicatas, trincheras o perforaciones.
• La profundidad de investigación, para obtener resultados
confiables es de 8 m aproximadamente.

ALTURADE CAIDADE 50 cm
W = 10 Kg.
H=50cm
MARTILLO DE 10 Kg DE PESO

Longitud varilla 1.0m
Puntas cónicas 10cm2
1<H/D<2
W=10 kg
Gata extractora
Diámetro 22mm

Se cuenta el número de golpes por cada
10cm de penetración. N10
El rango estándar del numerod e golpes de 3 a 50
Extractor de tuberías
Regla para medida de
longitud de penetración.

PROF.
(m)
CLASIFICACIÓN
DESCRIPCIÓNDELMATERIAL
SUCS AASHTO
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
MaterialdeRellenocompuestopormaterial
orgánico,desmonte,ladrillosybasura.
SP
N A-2-4
Arenamalgradadaquepresentaunatonalidadbeige
oscuro.Seobservalapresenciadepequeñasgravillas
decarassubangulosasylaarenaesfina.
Seencuentraenestadosemidenso.
Nopresentalímitesdeconsistencia.
Humedadnatural=2.96%.
Porcentajedefinos=3.47%
SP-SM A-2-4
Arenamalgradadaconmezcladefinoslimosos,
Estamezcladoconpequeñasgravillas,laarena
esfinayseencuentraenestadosemidenso.
Tieneunatonalidadbeigeoscuro.
Porcentajedefinos=5.15%.
Elmaterialcontinuauniformeapartirdeestaprofundidad.
PROFUNDIDAD
(
cm
)
0 10 20 30 40 50 60 70
360.0
100.0
120.0
140.0
160.0
180.0
200.0
220.0
240.0
260.0
280.0
300.0
320.0
340.0
PERFIL ESTRATIGRÁFICO
CALICATA N° 01
DPL - 01
NUMERO DE GOLPES

PROF.
(m)
CLASIFICACIÓN
DESCRIPCIÓNDELMATERIAL
SUCS AASHTO
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
MaterialdeRellenocompuestopormaterial
orgánico,desmonte,ladrillosybasura.
SP A-2-4 Arenamalgradadaconmezcladepequeñasgravillas,que
presentaunatonalidadbeigeoscuro.Lasgravassonde
carassubangulosasylaarenaesfina.Seencuentraen
estadosemidenso.Nopresentalímitesdeconsistencia.
SP-SM A-2-4
Humedadnatural=2.13%.Porcentajedefinos=3.42%
Arenamalgradadaconmezcladefinoslimosos,
Estamezcladoconpequeñasgravillas,laarena
esfinayseencuentraenestadosemidenso.
Tieneunatonalidadbeige.
Tieneunadensidadnaturaliguala1.709gr/cc.
Elmaterialcontinuauniformeapartirdeestaprofundidad.
PROFUNDIDAD
(
cm
)
MSc. M.A.H.A.
0 10 20 30 40 50 60 70
DPL - 02
NUMERO DE GOLPES
460.0
140.0
160.0
180.0
200.0
220.0
240.0
260.0
280.0
300.0
320.0
340.0
360.0
380.0
400.0
420.0
440.0
PERFIL ESTRATIGRÁFICO
CALICATA N° 02

CON LOS VALORES OBTENIDOS DEL DPL y
SPT que son llamados N de campo se obtienen los N
de diseño.
•DPL N promedio = N70 diseño SPT
Que serán los utilizados para el calculo del
parámetro de resistencia c y 

PENETRACIÓN A NIVEL DEL
TERRENO
PENETRACIÓN CULMINADA LA
CALICATA CON N.F.

PROFUNDIDAD
(
cm
)
0 5 10 15 20 25 30
280.0
440.0
SPL - 03
RECHAZO
260.0
GRAFICO DE RESISTENCIA
DEL SUELO CON LA
PROFUNDIDAD
300.0
320.0
340.0
360.0
380.0
400.0
420.0
NUMERO DE GOLPES

PROFUNDIDAD
(
cm
)
0 5 10 15 20 25 30
NUMERO DE GOLPES
260.0
440.0
GRAFICO DE RESISTENCIA
DEL SUELO CON LA
SPL - 01
PROFUNDIDAD
280.0
300.0
320.0
340.0
360.0
380.0
400.0
420.0

PROF.
(m)
CLASIFICACION
DESCRIPCIONDELMATERIAL
SUCS AASHTO
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
MATERIALORGANICODECOLORMARRONOSCUROANEGRO
ML A-6
Limoinorgánicoconmezcladearenafinayarcillas,decolorbeigeclaro.
Enestadosemicompactoyhúmedo,conraíces.Tienelassiguientes
características:Humedadnatural=34.62%,Porcentajedefinos=60.45%,
L.L.=38.20%,L.P.=25.41%.PesoVolumétrico=1.71gr/cm3
MH A-7
Arenalimosaconmezcladepequeñasgravillas
enpocoporcentaje,conunatonalidadamarillenta
yrojiza.Seencuentraenestadosemicompactoy
húmedo.Laarenaesfinaamedia.Tienelas
siguientescaracterísticas:
LímiteLíquido=52.40%,LímitePlástico=30.25%,
Porcentajedefinos=50.08%,
HumedadNatural=41.59%
PesoVolumétrico=1.60gr/cm3
CL A-7
Arenaarcillosaconmezcladepequeñas
gravillas,conunatonalidadanaranjada,
enestadosemicompactoyconalto
contenidodehumedad.Ademássetiene
lapresenciaderocameteorizadaenestado
dedesintegración,asícomodefragmentos
derocaypiedrasplanascompactas.
Tienelassiguientescaracterísticas:
HumedadNatural=38.17%,
LímiteLíquido=41.20%,
LímitePlástico=23.45%.
SalesSolublesTotales=600ppm
DelEnsayodeCorteDirectosetienelos
siguientesparámetrosderesistencia:
fricción=24.70ºycohesión=0.32Kg/cm2.
PROFUNDIDAD
(
cm
)
MSc. M.A.H.A.
0 5 10 15 20 25
ENSAYO DE PENETRACION DINAMICA LIGERA
DPL - 01
NUMERO DE GOLPES
PERFIL ESTRATIGRAFICO DE LA CALICATA N° 01
CONSTRUCCION DE RESERVORIO
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
120.0
140.0
160.0
180.0
200.0
220.0
240.0
260.0
LIMA, SETIEMBRE DEL 2004

PROF.
(m)
CLASIFICACION
DESCRIPCIONDELMATERIAL
SUCS AASHTO
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
2.6
2.8
3.0
MATERIALORGANICODECOLORMARRONOSCUROANEGRO
CL A-7
Arcilladebajaplasticidad,decolorbeigeoscuro,seencuentra
enestadosemicompactoyconaltocontenidodehumedad,
ademásseapreciaraicesentodoelespesordelestrato.
SuHumedadNaturalesiguala32.63%,
TieneunPorcentajedefinosde58.53%.
LímiteLíquido=43.30%,LímitePlástico=22.06%.
ML A-7
Materiallimosodecolorbeigeclaroyconuna
tonalidadamarillenta,queseencuentraenestado
semicompactoconaltocontenidodehumedad,
yconpresenciaderaíces.
PesoVolumétricoiguala1.58gr/cm3.
CL A-6
Arcilladebajaplasticidad,presentauna
tonalidadrojiza,conpresenciaderaíces
yaltocontenidodehumedad,Seencontró
materialrocosoenestadodemeteorización
ydesintegración.
PesoVolumétrico=1.80gr/cm3,
SalesSolublesTotales=1100ppm
PROFUNDIDAD
(
cm
)
MSc. M.A.H.A.
0 5 10 15 20 25
ENSAYO DE PENETRACION DINAMICA LIGERA
DPL - 02
NUMERO DE GOLPES
400.0
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
120.0
140.0
160.0
180.0
200.0
220.0
240.0
260.0
280.0
300.0
320.0
340.0
360.0
380.0
PERFIL ESTRATIGRAFICO DE LA CALICATA N° 02
CONSTRUCCION DE RESERVORIO

PRUEBADEAUSCULTACIÓN DINÁMICA
CON EL CONO TIPO PECK
• Este ensayo se utiliza el mismo equipo del ensayo SPT,
con la diferencia que ya no lleva un muestreador de caña
partida, y se coloca una punta conica.
• Esta punta cónica en algunos de los casos se pierde al
culminar el ensayo ya no se recupera.
• La punta cónica de 6,35 cm (2.5 pulgadas) de diámetro y
60º de ángulo en la punta. La hinca se registra de forma
continua, donde se registrara el numero de golpes por
cada 0,15 m de penetración.
• Los resultados se tomarán cada 0,30 m, donde Cn es la
suma de golpes por cada 0,30 m de penetración.

base de auscultaciones dinámicas, debe conocerse
• Cono Dinámico Tipo Peck, Se utiliza para auscultaciones
dinámicas que requieren investigación adicional de suelos
para su interpretación y no sustituyen al Ensayo de
Penetración Estándar.
• No se recomienda ejecutar ensayos Tipo Peck en el fondo
de calicatas, debido a la pérdida de confinamiento.
• Para determinar las condiciones de cimentación sobre la
previamente la estratigrafía del terreno obtenida mediante
la ejecución de calicatas, trincheras o perforaciones.

• De los estudios realizados en el Perú, por diversos especialistas se
ha llegado a una correlación entre el valor Cn del CPT y el valor N
del SPT.
• N = 1.0 Cn para suelos finos arcillas y limos
• N = 0.5 Cn para suelos granulares arenas y arenas con gravas
• Donde :
• N = Número de golpes por 30cm, de penetración en el ensayo SPT.
• Cn =Número de golpes por 30cm de penetración mediante
auscultación con cono Peck.
• El uso del Cono Peck se recomienda hasta 8m, de profundidad, en
ningún caso debe pasar los 10m.

rofundidadGolpes Cn
0.80
0.95
1
1
3
4
8
15
27
28
25
30
45
52
52
58
1.10
1.25
1.40
1.55
1.70
1.85
2.00
2.15
2.30
2.45
2.60
2.75
2.90
3.05
3.20
3.35
3.50
3.65
3.80
3.95
4.10
4.25
4.40
4.55
4.70
4.85
5.00
5.15
5.30
5.45
5.60
5.75
5.90
6.05
6.20
6.35
2
2
2
2
2
3
5
5
7
8
10
12
15
19
16
12
15
13
12
13
14
16
13
18
27
26
25
27
26
25
27
26
30
28
26
27
58
56
51
62
80
6.50
6.65
6.80
6.95
7.10
7.25
7.40
7.55
7.70
7.85
8.00
8.15
8.30
8.45
31
30
27
29
25
23
28
29
30
32
35
38
42
50
CONO
TANQUE 08

CAPACIDAD PORTANTE DE LOS SUELOS
En el presente capitulo se mostrará la manera de
análisis para la determinación de la capacidad
portante de los suelos con fines de cimentación:
•Teoría de Terzaghi (1984).
•Aportes de Vesic (1973).

CAPACIDAD PORTANTE

Tipos de Falla por Cortante
a) Falla por Corte General: Caracterizada
por la presencia de una superficie de
deslizamiento continua dentro del terreno,
el cual se inicia en el borde de la
cimentación hacia la superficie del terreno.
Vesic,1963

b) Falla por Punzonamiento: Caracterizada
por un movimiento vertical de la
cimentación mediante la compresión del
suelo inmediatamente debajo de ella. La
rotura del suelo se presenta alrededor de la
cimentación.
Vesic,1963

c) Falla por Corte Local: Representa la
transición entre las dos fallas anteriores.
Vesic,1963

2BN + SqqNq
1
2
qult = SCcNC + S
Donde:
◆
◆
◆
c
B
q
:
:
:
Cohesión .
Base de la Cimentación.
Esfuerzo Vertical geostatico.
◆
◆
Sc,Sγ,Sq :
Nc,Nγ,Nq :
Factores de Forma.
Factores de Carga.
Calculo de la Capacidad Portante
Formulación de Terzaghi:

c'= 2 c
➢ Reducción de los Parámetros de Resistencia:
3 '=arctan(2/3tan)
➢ Factores de Forma (Vesic, 1973).

Factores de Capacidad
de Carga
(Vesic, 1973).
Dependen del Ángulo
de Fricción Reducido.
Para suelos con ø ≠ 0

Formulaciones para el Calculo de los Factores de
Capacidad de Carga:

qadm
qult
F.S
=
Donde:
◆
◆
◆
qadm
qult
F.S
:
:
:
Capacidad de Carga Admisible.
Capacidad Portante.
Factor de Seguridad (2.5 a 3).
Calculo de la Capacidad de CargaAdmisible
Formulación:

EXPOSITOR
Jony C. Gutiérrez Abanto
GRACIAS POR SU ATENCIÓN …
¿Preguntas?
www.iltec.edu.pe
informes@iltec.edu.pe

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