Este documento resume 5 ensayos geotécnicos realizados para obtener parámetros de resistencia y deformación de los suelos. Los ensayos incluyen la compresión simple, el ensayo edométrico, el corte directo, el ensayo triaxial y otro corte directo consolidado no drenado. Cada ensayo mide propiedades diferentes y provee información para calcular la carga admisible, el asentamiento y los parámetros de resistencia al corte de los suelos.

1. MEMORIA ENSAYOS DE GEOTECNIA – JAIME GS
En las prácticas de cursos anteriores nos hemos centrado más en ensayos de tipo “cualitativos”
(ensayos de clasificación de suelos).
En este curso, en la asignatura de Geotecnia se han realizado 5 prácticas, basándonos en
ensayos “cuantitativos”, con los cuales podremos realizar cálculos, y nos centramos en
obtener datos principalmente de la Resistencia y la Deformación.
Los parámetros de la Resistencia son la cohesión y el rozamiento. Y los parámetros de la
deformación serían principalmente el Módulo de Young, y el coeficiente de Poisson, aunque
también existe el módulo de rigidez por distorsión angular, que se utiliza para conocer la
expansividad.
Con estos parámetros podemos obtener el asiento existente, el cual siempre se produce en
cualquier tipo de suelo, y lo máximo admisible sería unos 2-3 cms.
Para acaba esta breve introducción, hay que señalar que en Geotecnia se debe tener siempre
prudencia, realizar muchos ensayos y, muy importante, tener en cuenta el coeficiente de
seguridad.
1-ENSAYO COMPRESION SIMPLE
2-ENSAYO EDOMETRICO
3-ENSAYO CORTE DIRECTO (C.D.)
4-ENSAYO TRIAXIAL
5-ENSAYO CORTE DIRECTO (C.U.)

2. 1-ENSAYO COMPRESION SIMPLE
Este ensayo obtiene la resistencia al corte en suelos y determinar los parámetros de cohesión
y rozamiento. En realidad para hallar estos parámetros sería mejor con el ensayo de corte
directo o con el triaxial.
Se puede considerar el ensayo más intuitivo y más simple para valorar la resistencia de un
material, y consiste en someter a la muestra, sin confinar, a un esfuerzo axil llevado hasta la
rotura. Por lo general, este sistema se utiliza en gran variedad de materiales en el ámbito de la
ingeniería, y en especial para aquellos en los que se supone una situación de servicio a
compresión.
En nuestro caso la finalidad es conocer la “carga admisible”.
Se utiliza una prensa de compresión uniaxial con una resolución de medida y registro
adecuados, y consiste de forma resumida en las siguientes operaciones:
- Obtención de una muestra representativa del terreno correspondiente a una muestra
inalterada tomada bien en sondeo, o bien por medios manuales en una cata.
- Tallado cuidadoso de una probeta.
- Rotura a compresión uniaxial, por lo general a velocidad (deformación axil) constante, y se
toman lecturas de la relación entre la deformación y el valor de la carga aplicada.
2-ENSAYO EDOMETRICO
Su finalidad es determinar la velocidad y tiempo de asentamiento que experimentará una
muestra de suelos blandos saturados al someterla a una serie de incrementos de presión o
carga. Es más complicado averiguar el tiempo de asiento, incluso pueden cometerse graves
errores, por lo que es más que recomendable realizar el ensayo in situ(ensayo de penetración
estándar)
Hay que reseñar que existen 3 tipos de asientos: asiento instantáneo, asiento de
consolidación primaria y el asiento de consolidación secundaria (por envejecimiento).
El fenómeno de consolidación, se origina debido a que si un suelo parcial o totalmente
saturado se carga, en un comienzo el agua existente en los poros absorberá parte de dicha
carga puesto que esta es incompresible, pero con el transcurso del tiempo, escurrirá y el suelo
irá absorbiendo esa carga paulatinamente.

3. Para realizar el ensayo se coloca una muestra
tallada, de 50 mm de diámetro, entre dos piedras
porosas. Se coloca en el edómetro y se inunda de
agua. A continuación se le aplican los “escalones de
carga”, por cada escalón unas 24 horas, aunque en
clase no lo hayamos hecho así por no disponer de
tanto tiempo. Realizamos 8 escalones de carga y 3
de descarga.
Obtenemos una curva edométrica por cada escalón, y con el
último escalón de carga averiguamos el índice de poros final.
Para realizar los cálculos se intenta coger una pendiente
representativa de la final. En el eje vertical (índice de poros) y
eje horizontal (tensiones).
3-ENSAYO CORTE DIRECTO
Es la forma más antigua de prueba de corte sobre un suelo, utilizada primeramente por
Coulomb en 1776. Sirve para determinar los parámetros resistentes de cohesión y el ángulo
de rozamiento interno de una muestra de suelo sometida a esfuerzo cortante. Se registra la
magnitud de las fuerzas tangenciales en función del desplazamiento y generalmente también
la variación de espesor de la muestra.
Este ensayo normalmente se realiza para muestras de suelos con partículas de pequeño
tamaño como arenas, limos y arcillas. No obstante, se puede utilizar para muestras de suelos
con partículas de mayor tamaño.
Para su realización, introducimos en el equipo de corte directo una muestra de suelo
restringida lateralmente por las paredes de una caja. Esta muestra se corta por un plano
horizontal mientras se encuentra sometida a una presión normal a dicho plano. En suelos
secos la duración de la prueba de corte directo es semejante a la de la prueba triaxial.
En nuestro caso ensayamos dos cajas con plano prefijado; y el tipo de ensayo CD
(consolidado y drenado) y obtenemos los parámetros resistentes: cohesión y rozamiento.
Comprobamos que se trata de un limo arcilloso, y que no tenía cohesión.

4. 4-ENSAYO TRIAXIAL
El ensayo triaxial es tal vez el más representativo de las condiciones reales en las que se
produce la rotura en el terreno, ya que reproduce la situación original de la muestra que se
ensaya, considerando una presión lateral de confinamiento y una presión axil que
corresponda, por ejemplo, a la carga ejercida por una cimentación. En esencia responde a una
descripción similar a la presentada para el dispositivo utilizado en el ensayo de compresión
simple, al cual se ha implementado una celda en la cual se inserta la muestra. Es un módelo
más exacto que el de corte directo.
Con esta finalidad, se obtiene una muestra remoldeada. Se talla
la muestra con ayuda de una sierra de alambre, y se monta en el
pedestal, a razón de 12 golpes por cada 3 capas con el proctor.
Se enrasa la muestra, en un ensayo real mediríamos la altura,
diámetro y peso, antes y después del ensayo. Se coloca la
muestra entre dos piedras porosas para que dé la altura de la
máquina, aunque no haya drenaje. A continuación se le enfunda
en una camisa dúctil e impermeable que aísla el suelo del fluido
confinante con el cual se rellena la célula (agua) cuya presión se
controla. La carga axil se aplica a través de un vástago que se
introduce en la célula a través de un dispositivo que evite la
fricción y las fugas del líquido que rellena la cámara. Para que
este bien sellado las juntas son de nylon.
El ensayo se inicia, según se requiera o no, después de consolidar la muestra sometida a la
presión de confinamiento escogida (σ3), incrementando a continuación la carga axil a
velocidad (recorrido) constante, y determinando simultáneamente el valor de la carga (σ1) a
intervalos adecuados, registrando además el valor de la presión intersticial y la variación de
volumen de la probeta. Los equipos actuales permiten el registro automatizado de los datos
mediante unidades de adquisición digital. Al igual que en el ensayo de corte directo, los
parámetros de resistencia al corte (cohesión y ángulo de rozamiento interno) se obtienen
mediante la interpretación de la gráfica que relaciona para diferentes presiones de
confinamiento (σ3) el valor del esfuerzo desviador en rotura (σ1 – σ3). La práctica habitual
consiste en el ensayo de cuanto menos tres probetas por muestra (6`5 - 7´5 - 9 Kg), en clase
solo hacemos una, representando en el campo de tensión normal respecto a tensión
tangencial el círculo de Mohr de cada rotura, y determinando la recta característica del suelo
como tangente a los círculos obtenidos.
En nuestro caso le metemos 6`5 kg de presión +1kg por minuto, y damos por finalizado el
ensayo cuando se produce hasta un 15 % de deformación en la sobrecarga horizontal, ya que
con esta deformación se puede considerar como rota. Al ser un ensayo U.U. (sin drenaje) el
radio de los círculos sería es el mismo.

5. 5-ENSAYO CORTE DIRECTO (C.U.)
Esta última práctica trata de hallar el rozamiento y la cohesión de un suelo mediante el
ensayo de corte directo del tipo C.U. (consolidado no drenado).
Normalmente realizaríamos dicha práctica con la triaxial, pero al estar averiada lo realizamos
en la máquina de Corte Directo. El ensayo de esta manera es más laborioso y lo tenemos que
realizar en dos partes:
1ªParte: drenado / Consolidación.
2ªParte: no drenado / Rotura.
Este ensayo es muy representativo del estado real de los suelos, ya que estos se tratan de
suelos de transición (mezcla de suelos), que son sedimentarios y ya han tenido un proceso de
consolidación con el tiempo.
Se hacen 3 probetas, en nuestro caso haremos 2. Se trata de muestras remoldeadas, con 12
golpes por cada capa, en un total de tres capas, y se coloca entre piedras porosas. Se deberían
medir y pesar antes y después del ensayo, pero no lo hacemos. A continuación se introduciría
en la caja y ésta se coloca en la máquina de Corte Directo, y se le añade el agua directamente.
Realizamos el mismo ensayo con cada una de las dos probetas, a diferencia de que a una se le
produce una carga vertical de 1Kg y a la otra de 3Kg. Se realiza con drenaje, se produce
primeramente la consolidación por corte directo. Ésta se puede observar en la gráfica
(def/tiempo) cuando se convierte en horizontal, que es cuando llega a su máxima
deformación. Al final se puede observar que se deforman lo mismo, pero como hemos
apuntado antes uno a 1Kg y otro a 3Kg.
En la 2ªparte para que no drene, lo hacemos con una velocidad superior: 1mm/seg. Se trata
de un corte directo circular hasta la rotura de la muestra. En este caso la gráfica (fuerza/def)
nos indica cuando se produce la rotura en el momento en que la gr´fica se vuelve
completamente horizontal. Hay que tener en cuenta que se pueden producir “picos” en la
gráfica, que no hay que tenerlos en cuenta.

6. Obtendríamos tres curvas,
cada una de ellas con
mayor resistencia gracias
a la precarga.
Dándonos como resultado tres círculos, consecutivamente con mayor radio
debido a su mayor resistencia, gracias a ellos podemos obtener el
rozamiento y la cohesión del terreno.
Correspondiéndose en nuestro caso σ3-1 a la primera probeta ( 0,79 ), y σ3-
3 la última probeta (2,28).