El documento presenta información sobre la estabilidad de taludes de suelos granulares. Explica que la resistencia de estos suelos se basa en características como el tamaño, peso y forma de las partículas. Describe métodos de investigación geotécnica como calicatas, perforaciones e ensayos de campo y laboratorio. Resalta que la densidad y distribución granulométrica afectan la resistencia al corte y otros parámetros de suelos arenosos y gravas.

1. SESSION I:
ESTABILIDAD DE TALUDES DE
SUELOS GRANULARES
INVESTIGACIONES DE SITIO
Y ENSAYOS DE LABORATORIO

2. SUELOS GRANULARES
Bloques - Boleos - Gravas - Arenas
Suelos estables mecánicamente
Utilizados para terraplenes y estabilización de
suelos.
Resistencia basado en características físicas:
• Tamaño y peso específico
• Angularidad y Rugosidad
• Granulometría
• Densidad
• Resistencia y estabilidad del mineral
• Porcentaje plasticidad y humedad de los finos

3. COMPORTAMIENTO DRENADO
σn τ N.F.
uo = cte.
s
Permeabilidad k > 10-3 cm/seg

4. CAMBIO VOLUMETRICO Y
COMPORTAMIENTO DRENADO
τ Arena:
Suelta ⇒ Comprime
Densa ⇒ Dilata
El agua drena libremente, la
presión de poros no se altera (se
mantiene constante, uo)
s = c + tanφ (σn-uo)

5. Gravas:
Partículas
de diámetro
nominal
entre
4.75 mm
(Nº4) y 75
mm (3”)
COMPORTAMIENTO DRENADO
ADMITE %FINOS MAXIMO DE 30%

6. Arena
gruesa:
Partículas de
diámetro
nominal
entre
4.75(Nº4) y
2.00mm(Nº1
0)
COMPORTAMIENTO DRENADO
ADMITE %FINOS MAXIMO DE 35%

7. Arena
media:
Partículas
de diámetro
nominal
entre
2.00mm(Nº
10) y
0.425mm
(Nº40)
COMPORTAMIENTO DRENADO
ADMITE %FINOS MAXIMO DE 40%

8. Arena
fina:
Partículas
de
diámetro
nominal
entre
0.425mm
(Nº40) y
0.075 mm
(Nº200)
COMPORTAMIENTO DRENADO
ADMITE %FINOS MAXIMO DE 45%

9. GRAVAS CON MATRIZ
PRESENTA COHESION

10. GRAVAS LIMPIAS NO TIENE COHESION

11. GRAVAS
Gravas pobremente gradada con cantos y boleos.
Depósitos geológicamente consolidados.
Resistencia : alta
Cohesión : menor a 0.4 kg/cm2
Fricción, φ’ : alta 36º a 40º
Peso unitario : alto, 2.2 ton/m2
Compresibilidad : muy baja
Capacidad de soporte : 2.5 a 8 kg/cm2
Módulo elástico : 800 y 1500 kg/cm2
Suelos excelentes como cimentación.
Cimentación compuesta por zapatas aisladas.
Estructuras pueden transmitir presiones altas.

12. COMPORTAMIENTO DE SUELOS GRAVOSOS
SUELO RESISTENCIA DEFORMABILIDAD PERMEABILIDAD
GW EXCELENTE DESPRECIABLE MUY PERMEABLE
GP BUENA MUY BAJA MUY PERMEABLE
GM BUENA A BAJA SEMI A IMPERMEABLE
REGULAR
GC REGULAR A BAJA A REGULAR IMPERMEABLE
BAJA

13. Investigaciones Geotécnicas
• Clasificación de suelos
• Calicatas y Perforaciones
• Ensayos “In Situ” de Densidad Natural
• Ensayos “In Situ” de Corte Directo (Cohesión y
Angulo de fricción)
• Evaluación indirecta utilizando correlaciones a
través de Ensayos de Penetración Dinámica o
Quase-estática
• Ensayos geofísicos de refracción sísmica,
georadar, “self potential”, resistividad eléctrica

14. Calicatas

15. Muestras
inalteradas

16. DENSIDAD “IN SITU” DE SUELOS CON
PARTICULAS > 3 pulg. - ASTM D 4914-89
• Excavar un pozo de 60 a 80 cm. de lado.
• Usar un marco metálico para proteger los bordes.
• El volumen del pozo se determina con arena
calibrada.
• La arena utilizada deberá ser uniforme entre las
Mallas No. 4 y 10.
• El material excavado deberá ser pesado y
determinarse el contenido de humedad.

17. DENSIDAD
NATURAL IN
SITU ASTM D
4914
POZO DE
PRUEBA Y LA
ARENA

18. DEPOSITOS DE ARENAS
Suelos compresibles y de baja capacidad de soporte.
Sujeto a fenómenos de colapso y licuación.
Resistencia : baja
Cohesión : nula
Fricción, φ’ : 30º a 35º
Peso unitario : 1.6 a 1.8 ton/m2
Compresibilidad : alta
Capacidad de soporte : 1.0 a 2.5 kg/cm2
Módulo elástico : 50 a 150 kg/cm2
Suelos malos como cimentación.
Cimentación compuesta por zapatas conectadas.
Estructuras deben transmitir bajas presiones.

19. Investigaciones Geotécnicas
en Suelos Arenosos
•Caracterización Física: Granulometría, Indices de
Consistencia, Humedad Natural, Gravedad Específica.
•Calicatas no recomendable.
•Ensayos “In Situ” de Penetración Dinámica.
•Perforación por lavado “wash boring”

20. Polea para
el mecate
Rope pulley
Tripode de madera o
de tubos
Mecate de 1"
1" Rope
Wooden or Pipe
Tripode ENSAYO DE
Alzador
Lifler
Mango para rotación Driving
Guide
PENETRACION
parcial de la barra Martillo
Handle for rotation
of rods
Hammer Guia de
hinca
ESTÁNDAR ASTM D-
Manguera Cabeza de
Engine
Motor Hose
Bomba
hinca
Drive
1586
Pump head
Peso de Martillo: 63.5 kg.
MALACATE
Winch
DEPOSITO DE
AGUA DE LAVADO
Wash Water Tank
PERFORACIÓN EN
Forro (ver tabla)
Casing TIERRA
Altura de caída: 76cm
Barra de
Soil Boring
Perforar
Drill Rod Nspt: número de golpes
Cincel
Bit
para penetrar 30cm de un
AVANCE DE LA
PERFORACION
total de 45 cm.
Advance of the
ALZADOR Bore hole
Lifler Cuchara
MARTILLO Spoon
Hammer
MUESTREO
Sampling CUCHARA
Ø 2" - 4 1/2"
Spoon
BARRA CON SOSTENEDOR CINCEL RECTO CINCEL DE CRUZ
UNION DE BARRAS Straight Bit Cross Bit
(ver tabla) Rod Holder

22. Relaciones Empíricas de φ, Dr, y Peso Unitario de los
Suelos Granulares Normalmente Consolidados basados
en Ensayos SPT para Profundidades menores de 6m.
Descripcion Muy Suelto Suelto Medio
Densidad Relativa, Dr 0 0.15 0.35 0.65
SPT N70
Fino 0.075-0.425 mm 1-2 3-6 7-15
Medio 0.425-2.000 mm 2-3 4-7 8-20
Grueso 2.000-4.750 mm 3-6 5-9 10-25
φ:
Fino 26-28 28-30 30-34
Medio 27-28 30-32 32-36
Grueso 28-30 30-34 33-40
γd (gr/cm )
3
1.2-1.4 1.4-1.6 1.6-1.8

23. FACTORES EN LA RESISTENCIA CORTANTE DE
SUELOS GRANULARES
I. Compacidad. Del estado Suelto al Denso puede
haber una ∆φ de 12o
II. Tamaño y Forma de Granos
III. Distribución Granulométrica
IV. Mineralogía de las partículas
Tipo de Suelo Suelto Denso
Limo 27-30º 30-34º
Arena limosa 27-33º 30-35º
Arena uniforme 28º 34º
Arena bien gradada 33º 45º
Grava arenosa 35º 50º
Terzaghi y Peck, 1967

24. VALORES DE MODULOS ELASTICOS, E
SUELO Nspt E (kg/cm2)
Arena Suelta 4-10 menor de 50
Arena Semicompacta 10-30 50 - 150
Arena Densa > 30 mayor de 150
Los valores de E se reducen a 60% cuando están saturados.

25. CORRELACIONES EMPIRICAS DEL S.P.T.
ARENAS E = 5N+ 75 ( * )
E = 70 N1/2
ARENAS SATURADAS E = 2.5N + 37.5
ARENAS GRAVOSAS E = 6N + 36 N<15
E = 6N + 56 N>15
ARENAS ARCILLOSAS E = 3.2N + 33
LIMOS, LIMO ARENOSO E = 3N + 18
LIMO ARCILLOSO
ARCILLAS Y LIMOS E = (100 A 500) Su Ip > 30
ARCILLA LIMOSA O E = (500 A 1500) Su Ip < 30
ARENOSA
( * ) E en kg/cm2
BOWLES, 1997

26. ENSAYO DPL NORMA DIN 4094
Peso de Martillo:
10 kg.
Altura de caída:
50 cm
Cono de 2.2 cm
de diámetro
Ndpl: número de
golpes para
penetrar 10 cm.
Nspt = Ndpl

27. Posteadora
Manual tipo
Iwan Auger
Diámetro del
Sondaje: 3 pulg.
Profundidad
de Sondaje: 6
m.

28. Ejecución de la
prueba DPL

29. CORRELACIONES EMPIRICAS DEL D.P.L.
ARENAS SECAS ( * ) E = 75 + 2.5N ( ** )
E = 50 + 1.7N
ARENAS HUMEDECIDAS E = 55 + 1.7N
E = 25 + 0.85N
( * ) arenas de El Silencio, Punta Hermosa
( ** ) N No. de Golpes/ 10 cm. de penetración, E en Kg/cm2
ORDOÑEZ y JURADO, 2000

30. Capucha Metálica
de Seguridad
N.T.
Sello Impermeable
de Bolitas de
1.0 m Bentonita
PIEZOMETRO
ABIERTO TIPO Funda opcional
D=4-6”
CASAGRANDE N.F.
Arena Limpia Tubo Abierto de
ligeramente PVC D=11/2 -2”
apisonada
Punta Piezométrica:
Tubo Poroso de Cerámica o
Ranurado de PVC con
Tapones en los extremos
D=2-3” L=0.50-1.0 m.

31. ENSAYO DE CORTE DIRECTO
N
T
Plano de Falla
N Constante
T Aplicado Incrementalmente

32. Corte
directo
en arcilla
(parámetros
Drenados)

33. VENTAJAS DEL ENSAYOS DE CORTE DIRECTO
I. Medición directa del σn y τ en el plano de falla
II. Los parámetros c y φ se defines en función de
los esfuerzos medidos
III. σn se mantiene constante durante la prueba
IV. Ensayo fácil y de corta duración
V. Posibilidad de medir las variaciones
volumétricas
VI. Es posible evaluar la resistencia residual

34. DESVENTAJAS DEL ENSAYOS DE CORTE DIRECTO
I. Distribución de esfuerzos no uniforme en el plano de
falla
II. No es posible controlar el drenaje. Ensayo “drenado”
III. No es posible evaluar la resistencia “no drenada” en
suelos de baja permeabilidad como limo arcillosos.
IV. No es posible medir la presión de poros
V. Existe rotación de esfuerzos en arenas densas o
cementadas arrojando valores superiores de
resistencia.

35. Ensayo triaxial CD

36. Ensayo triaxial CD

37. REFRACCION
SISMICA

38. oscilloscope
ASTM D 5777
Note: Vp1 < Vp2
Determine depth t1
to rock layer, zR t2
Geophones
Source t3
t4
x1
x2
Soil: Vp1
zR x3
x4
Rock: Vp2

39. Horizontal Soil Layer over Rock
0.020
xc Vp2 − Vp1
zc =
Travel Time (seconds)
0.015 2 Vp2 + Vp1
1
Vp2 = 4880 m/s
0.010
xc = 15.0 m
0.005
1 Depth to Rock:
Vp1 = 1350 m/s zc = 5.65 m
0.000
0 10 20 30 40 50
Distance From Source (meters)