Este documento describe el ensayo de molinete o Vane Test, un ensayo in situ utilizado para determinar la resistencia al corte sin drenar y la sensitividad en suelos cohesivos saturados. Consiste en insertar un molinete con cuatro palas rectangulares de acero en el suelo y medir el par de torsión requerido para romper el terreno. Los resultados del ensayo se usan para calcular la resistencia al corte no drenada y evaluar la aptitud de los suelos para cimentaciones y vías de transporte.

1. INGENIERIA DE SUELOS APLICADA A CIMENTACIONES Y VIAS DE TRANSPORTE
El ensayo scisométrico o de molinete (Vane Test o Field Vane Test, FVT) es
un ensayo in situ utilizado para la determinacion de la resistencia al corte
sin drenar Su y la sensitividad St en suelos cohesivos saturados.
Consiste en la hinca en el terreno de un molinete (Vane Test) constituido por
cuatro palas rectangulares de lamina delgada de acero, ortogonales entre si
y solidarias a un varillaje y medir el par de torsión T al girar el dispositivo
hasta la rotura del terreno. La altura (H) de las paletas es dos veces su
diametro (D)
Los Vane Test normalmente utilizados son trapezoidales de dimensiones 130
x 65 mm. En este caso la constante de vane (K) es de un 1 KPa/Nm y el rango
de resistencia usuales a medir es 0 - 100 KPa
El equipo dispone de un niple especial de unión entre el molinete y las
varillas, de forma que se pueda medir el rozamiento del niple y las varillas
El par torsor es aplicado por un motor eléctrico que permite regular la
velocidad del ensayo. Mediante un captor y convertidores A/D el ensayo es
monotorizado en tiempo real en un pc.
La ejecución del ensayo Vane Test está recogida en la norma ASTM D-2573.
ENSAYO DE
MOLINETE
INGENIERIA DE SUELOS
APLICADA A
CIMENTACIONES Y VIAS
DE TRANSPORTE

2. INGENIERIA DE SUELOS APLICADA A CIMENTACIONES Y VIAS DE TRANSPORTE
Como el cizallamiento es relativamente rápido, el agua no tiene tiempo a ser
evacuada y se trata entonces de un ensayo no consolidado y no drenado
(Unconsolidated-undrained).
El par de torsión T aplicado está equilibrado por el momento de las
reacciones de cizallamiento del suelo sobre la superficie circunscrita al
molinete. Se hace de crecer T hasta lograr la ruptura del suelo (valor pico),
que se manifiesta por una disminución brusca de la fuerza aplicada. A
continuación sucede una estabilización del momento, inferior al valor
máximo pero no nulo (valor residual).
El ensayo de molinete o «vane test», realizado en el fondo de sondeos o
mediante hinca directa hasta el nivel de ensayo, está especialmente indicado
para investigar la resistencia al corte sin drenaje de suelos arcillosos blandos.
Para la interpretación del ensayo se admite que la tensión de cizallamiento
máxima (pico), igual a la cohesión no drenada, está uniformemente
repartida sobre la superficie circunscrita al molinete. Cálculos teóricos
muestran que esta hipótesis no es estrictamente así. En el caso de un
molinete rectangular, por ejemplo, el suelo sobre la superficie cilíndrica
entrará en plasticidad, mientras que sobre los discos extremos estará aún en
elasticidad (Casan, 1982). En la práctica, no obstante, las desviaciones
debidas a la hipótesis simplificadora resultan despreciables, menos del 4%.
La distribución de tensiones de corte de un molinete rectangular puede
observarse en la figura siguiente:

3. INGENIERIA DE SUELOS APLICADA A CIMENTACIONES Y VIAS DE TRANSPORTE
Para calcular la resistencia al corte no drenada su, se utiliza el máximo
momento torsor T corregido para deducir los rozamientos parásitos:
𝑆 𝑢 =
𝑇
𝑘
Siendo :
T=torcion maxima aplicada
K= constant dependiente de la geometria de la paleta
Para paletas rectangulares
𝑆 𝑢 =
3
28
𝑇
𝜋(
𝐷
2)3
Donde:
H= altura
D= diametro
Para paletas trapezoidales se tiene:
𝑆 𝑢 =
𝑇
2𝜋
3 (
𝐷
2)3 [1 +
1
sin ∝ +
3𝐻
(
𝐷
2)
]
APLICACIONES
 Resistencia al corte sin drenar de arcillas saturadas.
 Sensitividad de arcillas.
 Columna de resistencia del suelo.

4. INGENIERIA DE SUELOS APLICADA A CIMENTACIONES Y VIAS DE TRANSPORTE