Este informe presenta los resultados de un laboratorio de suelos básico. Se describen dos métodos de exploración de suelos: el ensayo de penetración dinámica de cono para exploración directa y la prospección geofísica por reflexión sísmica para exploración indirecta. También se incluye una descripción visual de un tipo de suelo arenoso. El objetivo es desarrollar habilidades para la identificación y clasificación de suelos que serán importantes para el diseño de obras civiles.

1. LABORATORIO DE SUELOS BASICA
INFORME #1
IDENTIFICACION VISUAL DE SUELOS
Y EXPLORACION DE SUELOS
DAVID ARTURO CORTES BEJARANO
Presentado a:
ING. LADY RODRIGUEZ CUERVO
Escuela Colombiana De Ingeniería Julio Garavito
MSUB+ - 401
Bogotá, Cundinamarca
2016-2

2. ÍNDICE
1. INTRODUCCIÓN
2. OBJETIVOS
3. DESCRIPCION DE SUELO
4. MÉTODO DE EXPLORACIÓN DIRECTO DEL SUBSUELO: Ensayo de
penetración dinámica de cono (DCPT)
5. MÉTODO DE EXPLORACIÓN INDIRECTO DEL SUBSUELO: Prospección
geofísica por reflexión sísmica
6. CONCLUSIONES
7. BIBLIOGRAFÍA

3. 1.) INTRODUCCIÓN
Los ensayos de laboratorio de suelos son la herramienta del ingeniero civil para la
caracterización de los suelos, permitiéndole realizar diseños y recomendaciones
constructivas para obras civiles seguras, económicas y estéticas.
Con estos laboratorios se quiere complementar de forma práctica el curso teórico
de mecánica de suelos básica desarrollando habilidades y destrezas en el estudiante
respecto a la identificación visual y manual de los suelos.
2.) OBJETIVOS
 Desarrollar habilidades visuales, técnicas y experimentales en el reconocimiento de
los diferentes tipos de suelos presentes, tomando como referencia el subsuelo
Bogotano.
 Desarrollar un conocimiento neto de las principales características y
particularidades de los suelos y los diferentes estratos presentados en el subsuelo
Bogotano.
 Identificar y hacer un acercamiento a la clasificación de suelos dada por la USCS ;
haciendo un acercamiento a las diferentes características de los suelos en esta
clasificación ( color ,humedad, tamaño de muestra etc.).
 Identificar , investigar y conocer el método indirecto en la exploración de
Suelos (Prospección geofísica por reflexión sísmica) para obtener los
conocimientos necesarios que proyecten e inicien un acercamiento al aprendizaje
del uso de este método.
 Identificar , investigar y conocer el método directo en la exploración de
Suelos (Ensayo de penetración dinámica de cono (DCPT)) para obtener los
conocimientos necesarios que proyecten e inicien un acercamiento al aprendizaje
del uso de este método.

4. 3.) DESCRIPCION DE SUELO
A R E N A D E R I O

5. ARENA DE RIO – Agregado fino, Arena granular, árido rodado.
1. Color: marrón claro, amarillo o negro.
2. Condición de humedad. La cantidad de agua superficial retenida por la partícula, su
influencia está en la mayor o menor cantidad de agua necesaria en la mezcla se expresa de
la siguiente forma:
3. Compacidad: Arenas de granos gruesos, medianos y finos de poca compacidad debido
al acuñamiento de sus granos.
4. Consistencia. El módulo de finura (FM) del agregado grueso o del agregado fino se
obtiene, conforme a la norma ASTM C 125, sumando los porcentajes acumulados en peso
de los agregados retenidos en una serie especificada de mallas y dividiendo la suma entre
100.
5. Angulosidad: Sus granos, según el tramo del rio, pueden ser de aristas vivas y
redondeadas, o totalmente redondeadas.
6. Forma. Agregado de forma redondeada y curva por su trayecto sedimentario en el cauce
del rio.
7. Porcentaje aproximado de gravas, arenas, limos o arcillas determinado
visualmente: Grava o árido grueso: fracción mayor de 5 mm Arena o árido fino: fracción
menor de 5 Arena gruesa: 2-5 mm Arena fina: 0.08-2 mm Polvo o fino de la arena: < 0.08
mm.
Su porcentaje depende del lugar de extracción y sitio del cauce del rio; en el curso superior
del rio se presentan limpias es decir consistente en finura, las de los cursos inferiores del rio
sueñen tener ausencia de fracción gruesa de sus granos y un mayor porcentaje de arcilla y
limos.
8. Plasticidad: Dan morteros de escasa plasticidad
9. Estructura: Cuarzosa , copntienen también sicilicio
10. Evidencia de contaminación. sales y restos orgánicos.
11. Olor: olor a humedad
12. Observaciones adicionales detectadas visualmente (si aplica).
La arena debe ser limpia porque cualquier material extraño afecta la resistencia del
agregado para concreto. La arena de rio sucia se conoce al frotarla entre las manos, ya que
deja residuos de barro o tierra.

6. 4.) MÉTODO DE EXPLORACIÓN DIRECTO DEL SUBSUELO: Ensayo de
penetración dinámica de cono (DCPT)
El penetrómetro dinámico de cono (DCP) es una herramienta muy utilizada en la actualidad
para realizar auscultaciones in situ, especialmente en el ámbito de la geotecnia.
Se han desarrollado diferentes correlaciones entre los resultados del DCP y parámetros
característicos del suelo, como el Valor Soporte Relativo (CBR), el Módulo Resiliente y la
Resistencia a la Compresión no Confinada (Angelone et al, 1994; Bessone y Delprato,
2000).
El Cono Dinámico de Penetración, DCP, se ha constituido en un instrumento de uso
práctico y económico para la evaluación de terraplenes conformados y paquetes
estructurales existentes. En él se desarrolla una metodología para realizar ensayos en
laboratorio, utilizando diferentes tipos de suelos representativos para la conformación de
terraplenes. Las variables del estudio son los valores de CBR, DCP, contenido de humedad
y peso específico seco; estos dos últimos de gran influencia durante el desarrollo de pruebas
DCP.
El DCP fue desarrollado en 1956 por Scala; estudios realizados en campo por Livneh y
Ishali (1987) y Kleyn (1975) han sido básicos para la evaluación de pavimentos.
Posteriormente se ha difundido su uso en Inglaterra, Australia, Canadá, Nueva Zelanda y
Estados Unidos.
En este método el instrumento es utilizado esencialmente para evaluar la resistencia de
suelos tanto no disturbados como compactados y estimar un valor de CBR en campo. El
DCP presenta ventajas como su simplicidad y economía de uso. Implícitamente, el DCP
estima la capacidad estructural de las diferentes capas que conforman a un pavimento,
detecta simultáneamente el grado de heterogeneidad que puede encontrarse en una sección
y la uniformidad de compactación del material, de una manera rápida, continua y bastante
precisa.
Recientemente la ASTM publicó una metodología estándar para el uso y aplicación del
DCP en pavimentos, con la designación: D-6951-03. Este ensayo utiliza un DCP basado en
el dimensionamiento de Sowers, con un martinete de 8 kg el cual tiene una caída libre de
575 mm y un cono intercambiable en la punta con un ángulo de 60º y un diámetro de 20
mm.
En Sudáfrica, el DCP fue utilizado como una herramienta útil en la medición de la
capacidad estructural del pavimento (Yoder, 1975). En base a ello, se logró desarrollar un
método de diseño y refuerzo de pavimentos basado en esta metodología de auscultación
(Angelone et al, 1994).

7. Se estableció la
existencia de
una correlación
significativa
entre el valor de
CBR y el
número DCP
mediante un
análisis
regresional.
Se determinó
una expresión
que relaciona el
valor de soporte
CBR obtenido
en laboratorio y
el número DCP. Se ha demostrado a través de los estudios, la gran sensibilidad que este
instrumento presenta y la confiabilidad de sus resultados. Haciendo del DCP, un
instrumento ideal para evaluar el grado de compactación y la homogeneidad del material en
estudio; localizando con gran facilidad puntos débiles en el paquete estructural y por ende
la justificación a posibles fallas de un pavimento o un mal relleno compactado en zanjas,
terraplenes, etc. Se distinguió la influencia de ciertas características inherentes al estudio,
como el contenido de humedad y el peso específico seco, determinándose expresiones para
predecir el contenido de humedad óptimo y el peso específico máximo de un suelo. Los
resultados se presentaron en forma de ecuaciones, tablas y gráficos de fácil aplicación. El
trabajo presentado no pretende reemplazar el estudio tradicional en campo o los ensayos
CBR. No obstante, es una contribución que afirma la consideración del DCP como un
ensayo complementario para verificar las condiciones reales de un suelo. Por ello, durante
la obtención del CBR de diseño para una sub-rasante natural, valor primordial en el que
recae la determinación de espesores de un pavimento flexible, la utilización del instrumento
DCP puede servir de guía en la interpretación de curvas de CBR
Finalmente se ratifica la gran variabilidad que presenta el ensayo de CBR y la dificultad en
el momento de interpretar sus resultados. Estas patologías desembocan en una serie de
dudas, hasta llegar a cuestionarse acerca del grado de confiabilidad de este tipo de ensayo,
cuyo valor recae directamente en el dimensionamiento de espesores en pavimentos.

8. 5. MÉTODO DE EXPLORACIÓN INDIRECTO DEL SUBSUELO:
Prospección geofísica por reflexión sísmica
Los métodos sísmicos se basan
en la detección del frente de
ondas elásticas producidas por
una fuente artificial (martillo,
explosivo, etc.), propagadas a
través del subsuelo que se
investiga y detectadas en
superficie mediante sensores
(geófonos). Obteniéndose una
imagen del terreno en base a las
propiedades elásticas de los
materiales.
Estas técnicas se aplican a
investigaciones de alta resolución
que permiten obtener:
morfologías del subsuelo, estado de compactación y fracturación de los materiales,
medición de parámetros para la ingeniería y geotecnia, etc.
Dentro de los métodos sísmicos de la geofísica aplicada se encuentran los de refracción y
reflexión sísmica. En estos métodos se mide el tiempo de propagación de las ondas
elásticas, transcurrido entre un sitio donde se generan ondas sísmicas y la llegada de éstas a
diferentes puntos de observación. Para esto se disponen una serie de sensores en línea recta
a distancias conocidas, formando lo que se conoce como tendido sísmico o línea de
refracción - o reflexión - sísmica. A una distancia conocida del extremo del tendido, en el
punto de disparo, se generan ondas sísmicas, - con la ayuda de un martillo o por la
detonación de explosivos -, las cuales inducen vibraciones en el terreno que son detectadas
por cada uno de los sensores en el tendido. El equipo básico consiste de los sensores; la
unidad de adquisición, en donde se almacenan los movimientos del terreno detectados por
cada sensor; los cables de conexión entre los sensores y la unidad de adquisición; el cable
del trigger, que se encarga de marcar el momento de inicio de registro en la unidad de
adquisición.

9. La aplicación más común de la refracción sísmica en la ingeniería civil es para la
determinación de la profundidad a basamento en los proyectos de construcción de represas
y grandes hidroeléctricas, y para la determinación de las condiciones (meteorización,
fracturación) y competencia de la roca en donde se asentarán las estructuras, así como por
donde se realizarán los túneles. También es muy útil para detección de fallas geológicas. En
el caso de contextos urbanos la refracción resulta útil para la determinación de la
profundidad a basamento y el perfil de velocidades de onda P y S; y para la extrapolación
lateral de perforaciones puntuales de suelos.
Perfil sísmico de refracción, los colores más fríos corresponden a mayores velocidades de
propagación de ondas elásticas.
En el método sísmico se provocan perturbación dinámicas artificiales (martillo, explosivo,
etc.) en o cerca de la superficie del terreno. Estas perturbaciones originan ondas elásticas,
longitudinales y transversales que se registran en pequeños detectores o geófonos. La
medición de los intervalos de tiempo que transcurren desde que se genera el impulso hasta
su recepción en los geófonos u otros sensores colocados a diferentes distancias y que a su
vez lo envíen al oscilógrafo o aparato registrador, permite construir una gráfica de tiempo-
distancia conocida como dromocrónica que permite determinar la velocidad de propagación
de las ondas de terreno.
Mediante estas velocidades también es posible obtener propiedades de interés geotécnico
como son: morfologías del subsuelo, estado de compactación y fracturación de los
materiales, porosidad, constantes elásticas de los materiales y grado de saturación. Las
principales aplicaciones de este método son:
1. Determinación de los espesores y estratigrafía en el subsuelo.
2. Determinación de la profundidad del basamento, espesores de aluvión.
3. Auxiliar en la identificación de estructuras.

10. 6.) CONCLUSIONES
 Es importante recalcar la significancia e importancia que tiene este laboratorio para
nosotros los futuros ingenieros civiles, puesto que en este laboratorio se conocen los
principales suelos a los cuales nos vamos a enfrentar por así decirlo; puesto que las
decisiones de construcción en infraestructura dependen principalmente del estudio
de suelos previo que se obtenga.
 Todos los tipos de suelos poseen unas características significativas que
representaran la calidad de los materiales utilizados en las principales obras civiles ,
para mi fue demasiado importante este reconocimiento , pues me hizo entender que
la dureza , la plasticidad , la forma entre otras características determinaran los
procesos en la obra.
 Se hace un acercamiento a la clasificación de suelos dada por la USCS ;
cnonociendo los diferentes tipos de tamiz y sus medidas.
 Con el DCP es posible determinar en forma confiable la densidad seca de un suelo
compactado. Su potencial aplicación seria aplicarlo como complemento de otro
equipo tradicional, en donde se haga una calibración previa y luego se continúe con
el DCP para controlar en forma rápida la homogeneidad de la zona en estudio.
 Con los sistemas de ubicación geográfica tenemos muchísimas ventajas ante las
generaciones anteriores ; en pro de nuestro trabajo el uso de nuevas tecnologías se
ha vuelto de todos los días y como futuros ingenieros debemos tener el
conocimiento suficiente en estas herramientas.

11. 7.) BIBLIOGRAFÍA
• AMERICAN STANDARD TESTING MATERIALS ASTMD-6951,Standard Test
Method for Use of the Dynamic Cone Penetrometer in Shallow Pavement Applications, D-
6951, 2003, 7p.
• Angelone, S.; Tosticarelli, J.; Martínez, F, 1994, “Aplicación del Penetrómetro Dinámico
de Cono en Obras Viales y Controles de Compactación”, Centro de Transferencia de
Tecnología Nº3 I.P.C., Instituto de Estudios de Transporte, Laboratorio Vial I.M.A.E.,
F.C.E.I.y A. Universidad Nacional de Rosario.
• http://www.utp.edu.co/~publio17/laboratorio/ensayo_arena.htm
• GABR, M. A. et al. (2001). A Potential Model for Compaction Evaluation of Piedmont
Soils Using Dynamic Cone Penetrometer. Geotechnical Testing Journal, Vol. 24, No. 3,
September, p. 308–313.
• Laboratorio De Ensayo De Materiales – FIC – UNI Tecnología del concreto para
Residentes, Supervisores y Proyectistas
Los terremotos y el interior de la tierra, capítulo 8, Geología Física, Strahler, Primera
edición
RICO . DEL CASTILLO- LIMUSA NORIEGA EDITORIAL . Ingeniería de suelos
en las vías terrestres: carreteras ,ferrocarriles . Volumen 1
PROPIEDADES DE AGREGADOS OBTENIDOS POR COMBINACIÓN DE ARENA
DE RIO CON AGREGADOS FINOS RECICLADOS PROPERTIES OF AGGREGATES
OBTAINED BY COMBINING RIVER SAND WITH RECYCLED FINE AGGREGATES
M.E. Sosa1 , C.J. Zega2 , A.A. Di Maio3 1.- CIC-LEMIT 2.- Investigador Asistente
CONICET-LEMIT. 3.- Investigador Independiente CONICET-LEMIT.
hormigones@lemit.gov.ar