Ensayos in situ (Directos) · 2020. 6. 12. · Ensayos in situ (Directos) • Son ensayos que se...

Universidad del Cauca – Facultad de Ingeniería Civil – Mec. Suelos I (Geotecnología) – Prof. Lucio Gerardo Cruz Velasco

Ensayos in situ (Directos)

• Son ensayos que se realizan en el sitio, y que califican el suelo de una forma directa, el más destacado es:– Ensayo de penetración estandar (SPT):Este ensayo fue originalmente creado para encontrar el grado de compacidad de las arenas, y con correlaciones encontrar la capacidad mecánica de la misma. A traves de los años se ha estendido a otro tipos de suelos.

Ensayo in situ (M. Directo)


Ensayo de penetración estandar (INV-111)

• El ensayo básicamente consiste en contar el numero de golpes que se requiere para hincar en el terreno un muestrador o tubo partido 30 cm (1pie=12 pulg), con un martillo de 63.5 kg (140 libras) con una altura de caida de 0.76m (30 pulg)


Procedimiento


Rechazo:

-Mas de 50 golpes son requeridos en 15cm

-Mas de 100 golpes son obtenidos en los 30 cm

- 10 golpes o mas no producen avance.


• Lo que obtengo del ensayo es N, que es el numero de golpes que obtuve para hincar el tubo en el suelo, este valor mediante correaciones me ayudara a encontrar varios parametros del suelo.

• Con N tambien encontramos lo que son los parametros de resistencia mecánica del suelo, cu y φ.

No de golpes Densidad Relativa

0 - 4 Muy suelta4 - 10 Suelta10 - 30 Mediana30 - 50 Densa

>50 Muy Densa

No de golpes Consistencia< 2 Muy blanda2 - 4 blanda4 - 8 Media

8 - 15 Firme15 - 30 Muy firme> 30 Dura

Suelos no cohesivos

Suelos cohesivos


• Algunos autores (Braja M. Das), plantean para suelos cohesivos:

donde K varia de 3.5KN/m2-6.5KN/m2

• Adicionalmente a esto se han planteado correciones al valor de N obtenido en campo, para obtener un valor de Ncorregido, de acuerdo a la sensitividad de suelos cohesivos, y en general por:

- Presión de sobrecarga- Relación de energías de martillo- Longitud de barras de perforación- Existencia o no de revestimiento en la perforación- Diametro de la perforación- El estado de humedad del suelo

KNCu =


>40019-22Difícil de rayar con la uña del pulgar Duro>32

200-40019-22Se identifica con la uña del pulgar Muy Rigido16-32

100-20019-22Se identifica fácilmente con el pulgar Rigido8-16

50-10017-20Se requiere un esfuerzo moderado para penetrar varios cm con el pulgar

Media4-8

25-5016-19Penetra fácilmente el pulgar varios cmBlanda2-4

<2516-19Penetrable fácilmente varios centímetros con el puño Muy blanda<2

qu ( KPA)

Psat( Kn/m3)

IDENTIFICACION EN EL CAMPOCONSISTENCIAN

> 500.85 – 1.00Muy denso

30 –500.65 – 0.85Denso (compacto)

10 – 300.35 – 0.65Medianamente duro

4 – 100.15 – 0.35Suelto

< 4< 0.15Muy suelto

N (SPT)DENSIDAD RELATIVA (Dr)COMPACIDAD

Más correlaciones


333127

0.800.901.00

1.491.411.35

3520< 4

755025

DensaMedianamente densa

suelta

ML

353229

0.620.740.80

1.651.551.49

4525< 8

755025


suelta

SM

363329

0.520.600.65

1.761.671.59

5030

< 10

755025


suelta

SP

373430

0.430.490.57

1.891.791.70

6535

< 15

755025


suelta

SW

383532

0.330.390.47

2.041.921.83

7050

< 20

755025


suelta

GP

403632

0.220.280.36

2.212.081.97

9055

< 28

755025


suelta

GW

Angulo friccioninterna

Indice de poros (e)Densidad secaN(1)Dr (%)compacidadmaterial

(Hunt, 1984)


CorrecionesAunque se denomina "estándar", el ensayo tiene muchas variantes y fuentes de diferencia, en especial la energía que llega al toma-muestras, entre las cuales sobresalen (Bowles, 1988):

1. Equipos producidos por diferentes fabricantes2. Diferentes configuraciones del martillo de hinca, de las cuales tres son las más comunes

a) El antiguo de pesa con varilla de guía internab) El martillo anular ("donut") c) El de seguridad

3. La forma de control de la altura de caída: a) Si es manual, cómo se controla la caida b) Si es con la manila en la polea del equipo depende de: el diámetro y condición de la

manila, el diámetro y condición de la polea, del número de vueltas de la manila en la polea y de la altura

c) Si hay o no revestimiento interno en el toma-muestras, el cual normalmente no se usa.

4. La cercanía del revestimiento externo al sitio de ensayo, el cual debe estar alejado.5. La longitud de la varilla desde el sitio de golpe y el toma-muestras.6. El diámetro de la perforación7. La presión de confinamiento efectiva al toma-muestras, la cual depende del esfuerzo

vertical efectivo en el sitio del ensayo.


Correciones

• Para casi todas estas variantes hay factores de corrección a la energía teórica de referencia (Er) y el valor de N de campo debe corregirse de la siguiente forma (Bowles,1988):

Ncorregido = N x CN x η1 x η2 x η3 x η4

donde:Ncorregido = valor de N corregidoN = valor de N de campoCN = factor de corrección por confinamiento efectivoη1 = factor por energía del martillo (0.45 ≤ h1 ≤ 1)η2 = factor por longitud de la varilla (0.75 ≤ h2 ≤ 1)η3 = factor por revestimiento interno de tomamuestras (0.8 ≤ h3 ≤ 1)η4 = factor por diámetro de la perforación ( > 1 para D> 5'", = 1.15 para D=8")


CorrecionesCN, Ajuste por la presión efectiva calculada (p´0) [kPa]

η1, factor que corrige la energía entregada y la energía teórica de de 475J

5.0

0'76.95

=

pCN

Aspecto η1Martillo de seguridad 0.60

Según Bowles 0.70Cuando es martillo tipo donut 0.45


Correcionesη2, factor por longitud de las barras de perforación, se basa en que N es

muy alto antes de 10 metros de perforación

η3, factor por caracteristicas de revestimiento o no en la perforación

η4, factor por el diametro de la perforación

Condición η3Sin revestimiento 1.00Con rev. Arena densa, arcilla 0.80Con rev. Arena suelta 0.90

Longitud barras perforación (m) η2

> 10m 1.006 - 10 0.954 - 6 0.850 - 4 0.75

Diametro de la perforación (mm) η4

60 - 120 1150 1.05200 1.15


Ensayos in situ (Indirectos)

• Son ensayos que se realizan en el sitio, califican la propiedad del suelo de una forma indirecta, los más destacado son:- Ensayo de veleta- Penetración de cono estática- Penetración de cono dinámica- Prueba del presurimetro- Prueba del dilatometro- Métodos Geofisicos

Ensayo in situ (M. Indirecto)


Prueba de la veleta (INV E-170)

• Objetivo:Determinar en campo los parametros de resistencia del suelo al corte en condiciones no drenadas. (cu cohesion no drenada)

• Equipo:- Veleta para ensayo de corte “in situ”

• Muestra:in situ.


- Procedimiento:Se inca la veleta a la profundidad deseadaPara hacer esto se realiza un sondeo el cual se profundiza hasta aproximadamente un metro menos a la profundidad a la que se desea realizar el ensayo, se limpia el pozo y se introduce la veleta empujandola con cuidado hasta la profundidad deseada.Se aplica el torque o la torsión en el extremo superior del vástago hasta que el cilindro del suelo formado en el perímetro de la veleta de corte, se recomienda utilizar una velocidad de corte de 80-90 grados por minuto.El momento máximo que se aplica antes de la falla es igual al momento resistente generado a lo largo de la superficie cilindrica que pasa por los extremos de las aspas de la veleta y a lo largo de los planos horizontales que corresponden a la parte superior e inferior de ellas.


Calculos prueba veleta

• La resistencia al corte del suelo no drenado, o la cohecion no drenada (cu) se obtiene de la siguiente expresión:

M: momento máximo o torque aplicado al mometo de la falla.K: (cm3/seg), constante del aparato y viene dada en función de las dimensiones y de la forma de la veleta.

KMcu =


Constante K

=

=

2.

32..

4.2

2....

2 dcdM

dchdM

uRB

uRL

π

π

RBRLmáx MMM +=

+

=

62.. 2 dhd

Mc máxu

π


Correción de la resistencia obtenida

)()( veletacdiseñoc uu λ=

• Como los vaores de cu difieren de los obtenidos de los resultados de ensayos realizados en laboratorio, se hace una correción para utilizarlo en diseño:


Curva propuesta por Bjerrum (1972)


Tarea – Exposición - Ensayo de penetración de cono

- Penetración de cono estática- Penetración de cono dinámica



Prueba del presurimetro


• El presurimetro es un equipo que permite conocer la resistencia de los suelos a la deformación en el sitio.

• Desarrollada por Menard(1956, Francia).

• Adoptada por la ASTM con la designación 4719.


El equipo, está compuesto por las siguientes partes:

• La sonda que se introduce en la perforación está compuesta por tres celdas. Solamente lacelda central sirve para tomar medidas, las otras dos celdas están destinadas a crear uncampo de esfuerzos en deformaciones planas en toda la altura de la celda de medición.


897674

706058

534544

MAXIMO (mm)

NOMINAL (mm)

DIAMETRO DEL BARRENO

DIAMETRO DE LA

MUESTRA (mm)Dimensiones para los diámetros de la Dimensiones para los diámetros de la

muestra y del barreno recomendado por la muestra y del barreno recomendado por la ASTM, La sonda mas usada tiene un ASTM, La sonda mas usada tiene un diámetro de 58 mm y una longitud de 420 diámetro de 58 mm y una longitud de 420 mm y la celda central tiene un volumen de mm y la celda central tiene un volumen de 535 cm535 cm³³


• El controlador de presión y volumen. Consta de tres manómetros que indican la presión a la salida del tanque de gas, en la tubería que llega a la celda de medición y en las celdas secundarias; y una bureta que mide el volumen de agua inyectado a la celda de medición.

• La tubería de conexión que permite la circulación de los fluidos entre el panel de control y la sonda.

• El tanque de gas comprimido. Provee la presión al sistema.


Para realizar el ensayo se deben seguir los siguientes pasos:

-Realización de la perforación.- Ensamblaje del presurímetrode Menard.- Verificación de la presencia de burbujas de aire en el interior del sistema, así como degoteras. - Realización de las calibraciones por resistencia de membrana y por compresibilidad delsistema.

El ensayo:


El ensayo consiste en introducir la sonda en el interior de una perforación realizada previamente , con el fin de poder tomar datos de variación de volumen o deformaciones volumétricas, y de las presiones aplicadas necesarias para lograr dicha deformación. Una vez se introduce la sonda, se aumenta la presión en incrementos constantes y se toman los datos de volumen inyectado.


Curvas típicas


Obtención de párametros mécanicos del suelo

)/)(2/)(()(1(2 vpvvVoEp fo ∆∆+++= µ

El módulo del presurimetro Ep, del suelo se determina usando la teoría de la expansión de un cilindro infinitamente grueso.

µ= Relación de poissonVo = Volumen inicial de la celda de mediciónv₀ = pequeño cambio de volumen, para recargar el suelo a su estado original.Vf = volumen final


CorrelacionesKULHAWY y MAINE (1990) propusieron

Pc : 0.45 P1

Donde Pc : es la presión de pre- consolidación

BAGUELIN y otros propusieron la correlación:

Cu : (P1 – P0) / Np

Donde Cu : resistencia al cortante no drenada de una arcilla

Np: 1+ ln(Ep/ 3Cu)

Los valores típicos de Np varían entre 5 – 12 con un valor promedio de aproximadamente 8.5

Otros autores correlacionaron Ep con el número de golpes obtenido de una prueba de penetración estándar para arenas y arcillas

Arcilla: Ep: 1930*N^0.63

Arena: Ep: 908*N^0.66


Prueba del dilatometro (Marchetti)



Ensayo Dilatomètrico de Marchetti (DMT)

• Consiste en introducir en el terreno la cuchilla del DMT mediante empuje Hidráulico o Dinámico, parando a intervalos de profundidad de 150 mm.

Paleta Dilatométrica


Esquema del ensayo DMT

Hinca del dispositivo

Unidad de control

EQUIPO


Calibrado de las membranas• Las lecturas de presión de campo A (presión para

levantar la menbrana) y B (presión a la que la membrana se expande 1.1mm (0.4”)) deben ser corregidas por los efectos de la rigidez propia de la membrana para determinar las presiones p0 y p1:

)(05.0)(05.10 mm ZBBZAAp −∆−−−∆+=mZBBp −∆+=1

∆A: Presión respecto al vacío requerida para mantener la membrana en contacto con su asiento.

∆B: Presión de aire requerida dentro de la membrana para desviarla hacia fuera a una expansión central de 1.1.mm

Zm: Desviación de la presión manométrica desde cero, cuando esta ventilada, a la presión atmosferica.


PARAMETROS DMT

• ID : Material Index, relacionado con el tipo de suelo.

• KD : Horizontal Stress Index, relacionado con la razón de Sobreconsolidación del suelo (OCR).

• ED : Dilatometer Modulus, determinado a partir de la Teoría de la Elasticidad.


ID : Indice del Material o Tipo de Suelo

• ID = (P1–Po)/(Po-Uo) = ∆P / (Po-Uo)

El ID puede clasificar a un suelo arcilloso como limoso o viceversa. Una mezcla de arcillas y arenas podría ser clasificada como un limo.


•De acuerdo a Marchetti (1980), el tipo de suelo se identifica como:

Arcilla 0.1 < ID < 0.6

Limo 0.6 < ID < 1.8

Arena 1.8 < ID < (10)


KD : Horizontal Stress Index

• KD = (Po-Uo)/σ’vo , donde σ’vo es la tensión efectiva vertical. El valor de KD en arcillas NC es:

KD,NC = 2 oscilando entre 1.8 y 2.3


ED : Modulo DMT

• Se obtiene a partir de la Teoría de la Elasticidad:

ED = 34.7∆P


Ábaco para determinar el tipo de suelo y peso específico relativo (Marchetti y Crapps, 1981)

Parámetros obtenidos del Dilatometro


GRADO DE SOBRECONSOLIDACIÓN

(OCR)

•Para arcillas N.C:

•Para arcillas S.C: no se ha observado una única relación entre KD y OCR.

Cuando KD=2, OCR=1.0 → figura para ID<1.2


Correspondencia de KD=2 para OCR


•Para arenas:

MDMT es el módulo confinado determinado a partir de ED

qc es determinado por el CPT

Valores de según Marchetti (2001)para:

arenas/limos NC: entre 5- 10arenas/limos SC: entre 12-24


COEFICIENTE DE EMPUJE

EN REPOSO (Ko)Marchetti propuso:

en 1980, una relación para arcillas NC:


En 1985, dos relaciones para arenas:

La ISSMGE recomienda para :

0.005 para depósitos arenosos antiguos

0.002 para depósitos arenosos recientes


PARÁMETROS RESISTENTES

Cohesión no drenada Cu (arcillas)Marchetti (1980):


Ángulo de fricción (arenas):1ER. MÉTODO:Schemertmann,1982-1983: basado en resultados de ensayos en cámara de calibración (CC) y relaciona Ko, KD y Φ.

Se determina Ko (si es arcilla NC o arena)

Se utiliza el siguiente ábaco para estimar Φa partir de Ko y qc


Ábaco compilado por Marchetti en 1985


2DO. MÉTODO:

(Marchetti,1997): ecuación conservadora y solo debe aplicarse si no se dispone de otra información más precisa.


PARÁMETROS DE

DEFORMACIÓN (M)

El factor de correlación RM se calcula:

RM oscila entre 1 y 3


Ejemplos de resultados en arcillas sobreconsolidadas


Ejemplos de resultados en sedimentos deltaicos del rió Llobregat


Resumen de formulaciones de interpretación del ensayo DMT (Marchetti, 2001)


Aplicaciones de interés• Detección de superficies de rotura en

taludes de arcillas NC.

• Control de asentamientoMétodo DMT-KD para detectar superficies de rotura en taludes arcillosos OC


Ensayos DMT antes y después de un tratamiento devibrocompactación, Van Impe et al., 1994

Razón α = MDMT/qc antes y después de una compactación dinámica en un relleno arenoso suelto (Jendeby,1992)


• Control de compactación de terraplenes

Existe bastante experiencia en el uso del DMT para evaluar la idoneidad de compactación de subbases de terraplenes.

Ejemplo de perfil de aceptación MDMT para control de subbases. Marchetti, 1994


Metodos Geofisicos

• Son métodos principalmente no intrusivos, buscan determinar a una escala mayor la estratigrafia del suelo y algunas de sus caracteristicas, entre ellos se encuentran:- Geoelectricicad (sondeo electrico vertical)- Georadar- Refracción y reflexión sísmica- Gravimetría

Métodos Geofisicos


Geoelectricicad (sondeo electrico vertical)

Métodos Geofisicos


RESISTIVIDAD ELECTRICA• La resistividad eléctrica ρ de un material describe la

dificultad que encuentra la corriente a su paso por él. De igual manera se puede definir la conductividad σ como la facilidad que encuentra la corriente eléctrica al atravesar el material. La resistencia eléctrica que presenta un conductor homogéneo viene determinada por la resistividad del material que lo constituye y la geometría del conductor. Para un conductor rectilíneo y homogéneo de sección s y longitud l la resistencia eléctrica es:

La unidad de resistividad en el Sistema Internacional es el ohm por metro (Ω×m).


VALORES DE RESISTIVIDAD


En la Figura se ilustra la disposición de electrodos En la Figura se ilustra la disposición de electrodos en el método Dipoloen el método Dipolo--Dipolo, que consiste en Dipolo, que consiste en mantener fija la separación entre electrodos pero mantener fija la separación entre electrodos pero moviendo todo el conjunto sobre el área de interés moviendo todo el conjunto sobre el área de interés para detectar los cambios laterales de resistividad para detectar los cambios laterales de resistividad que puedan existir en un espesor determinado de que puedan existir en un espesor determinado de terrenoterreno

Las diferencias entre los distintos métodos de Las diferencias entre los distintos métodos de resistividad vienen dadas por la distinta resistividad vienen dadas por la distinta disposición geométrica, entre un método y otro, disposición geométrica, entre un método y otro, de los electrodos.de los electrodos.

METODO DIPOLO DIPOLOMETODO DIPOLO DIPOLO


Resistivímetro con selector de electrodos, una de las bobinas multicable y la alimentación externa mediante batería


REALIZACIÓN DE UNA TOMOGRAFÍA ELÉCTRICA DE MUY ALTA RESOLUCIÓN CON 0.5 M DE

SEPARACIÓN ENTRE ELECTRODOS


Perfil obtenido con SEV


IMAGEN DE RESISTIVIDAD VERDADERA (INVERSIÓN CON 5 ITERACIONES),

Y CORRECCIÓN TOPOGRÁFICA


Georadar

Métodos Geofisicos

GPR (GroundPenetrating Radar)


EL GEORADAREs un sistema basado en la emisión y recepción de ondas electromagnéticas en el suelo y capaz de producir una imagen de los elementos que hay bajo el mismo, así como la posibilidad de deducir el tipo de material que tenemos bajo nuestros pies. Se trata de una técnica de aplicación en estudios geofísicos, geológicos, ingenieriles.


CARACTERISTICAS

• Es un metodo NO destructivo

• Investigaciones poco profundas para una alta resolución y alta precisión

• De fácil manejo y aplicación

• NO contacto físico directo


Componentes


ANTENAS

• La profundidad depende del tipo de ANTENAS

• Actúan como un transductor electromagnético.

• Captan la energía reflejada y

transformada en pulsos eléctricos.


ADQUISICIÓN DE DATOS

MONOESTATICO BIESTATICO


METODOS

• PUNTUAL


METODOS

• PERFILES


METODOS

• PUNTO MEDIO COMUN


PROCESAMIENTO DE DATOS Y RESULTADOS


TABLA DE CORRELACIONES


APLICACIONES

• Obtención de cortes estratigráficos • Determinación de espesores en firmes • Localización de cavidades bajo superficies

rígidas • Localización de tuberías de servicios y

cables enterrados en medios urbanos • Prospección de yacimientos arqueológicos y

zonificación de áreas contaminadas


Refracción y reflexión sísmicaOriginalmente fueron desarrollados como unos métodos efectivos para la prospección del petróleo y otros depósitos de minerales.

Después de la segunda guerra mundial se empezaron a utilizar para estudiar terrenos montañosos (rocosos) para la construcción de represas y túneles.En la década 1970, se empezaron a aplicar estos métodos para el estudio de suelos blandos, en el campo de la ingeniería, en áreas aluviales y depósitos sedimentarios.

Actualmente estos métodos son empleados para investigar además de los recursos minerales, la estructura geológica superficial de los suelos y tienen aplicaciones específicas en el campo de la ingeniería civil.

Métodos Geofisicos


FuncionamientoMedición de el tiempo de propagación de ondas, transcurrido entre

un sitio donde se generan ondas sísmicas y la llegada de éstas a diferentes puntos de observación. Para ello se dispone una seriede sensores en línea recta a distancias conocidas, formando lo que se conoce como tendido sísmico(línea de refracción o de 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 con una 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 (geófonos); la unidad de adquisición, en donde se almacenan los movimientos del terreno detectados por cada sensor; y los cables de conexión entre los sensores, ademas del elemento que genera el disparo.


GEOFONOSEl geófono es la unidad en contactodirecto con la superficie terrestre,que convierte el movimiento de la tierra generado por un tiro por ej.en señales eléctricas. Casi todos losgeófonos empleados para laprospección sísmica a partir de lasuperficie terrestre firme son deeste tipo electromagnético. Lasseñales se introducen en un sistemainstrumental, que entrega lapresentación de la informacióngeológica del subsuelo comoproducto final.Usualmente esta presentación esuna sección por el subsuelo a lolargo de un perfil, que se basa enlos datos detectados y corregidos.


REFRACCIONLa refracción sísmica está basada en la observación de los

tiempos de llegada de los primeros movimientos del terreno en diversos sitios, generados por una fuente de energía específica en un sitio determinado. Losmovimientos posteriores son descartados.

Los registros de cada sensor tienen información de los movimientos del terreno en función del tiempo y son conocidos como sismogramas. Estos son analizados en larefracción sísmica para obtener el tiempo de llegada de las primeras ondas a cada sensor desde el punto de disparo, y en la reflexión para obtener información de las ondas que son reflejadas en las diferentes interfaces de suelo.


METODO ABCLa profundidad vertical con respecto aldisparo C se calcula del modo siguiente:hc = 1/2 × (tCA + tCB - tAB) × [ (v1 ×v2)/(v22 - v12)]1/2 donde hc = profundidad al lechorocoso desde el disparo C medidoverticalmente con respecto a lainterfase situada entre el recubrimientoy el lecho rocoso.tCA, tCB, tAB = tiempos de viaje desuperficie a superficie de un disparo al otro.v1 = velocidad del recubrimiento.v2 = velocidad correspondiente al lecho

rocoso.


CURVA TIEMPO-DISTANCIAPara tener información masdetallada del subsuelo aanalizar, se realizan tendidosde refracción conjugados,llamados tendido directo,reverso e intermedio. En elprimero el punto de disparose ubica en un extremo deltendido a una distanciaconocida, mientras que en elsegundo el punto de disparose ubica al otro extremo deltendido.


REFLEXION

El análisis está basado en la energía de lasvibraciones después de iniciado el movimiento delsuelo. Específicamente se concentra en losmovimientos del terreno inducidos por la reflexiónde las ondas, en las diferentes interfaces de capas,que han sido generadas en un sitio específico.En la reflexión se extrae información del subsuelo

estudiando la amplitud y forma de los movimientosdel terreno.


MÉTODO DE LA TANGENTE


La onda directa se propaga a partir dela fuente de ondas sísmicas en el mediosuperior con la velocidad uniforme v1. La onda reflejada se engendra por lareflexión de la onda directa incidenteen la interfase entre medio 1 y medio2y se propaga con la velocidad v1. Una porción de la onda incidente en lainterfase entre medio 1 y medio 2 pasapor la interfase y se refracta. La ondarefractada se propaga en el segundomedio con la velocidad v2. A través de los datos entregados por las reflexiones sísmicas se puede construir el horizonte de reflexión que corresponde a un cambio de materiales.


TIPOS DE ONDAS• ONDAS P U ONDAS LONGITUDINALES U ONDAS

DE COMPRESIÓNLas partículas de una onda p, longitudinal o de compresión oscilan en la dirección de propagación de la onda. Las ondas p son parecidas a las ondas sonoras ordinarias. Las ondas p son más rápidas que las ondas s o es decir, después un temblor en un observatorio primeramente llegan las ondas p, secundariamente las ondas s.

• ONDAS S U ONDAS TRANSVERSALES U ONDAS DE CIZALLALas partículas de una onda s, transversal o de cizalla oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación.


21503500Areniscas

13502400Calizas

32006400Basalto

30005200Granito

VELOCIDAD DE LA ONDA SECUNDARIA

(VS) EN M/SEG.

VELOCIDAD DE LA ONDA PRIMARIA (VP)

EN M/ SEG.

MEDIO


Gravimetría

Métodos Geofisicos

• La gravimetría es un método muy importante en la búsqueda de depósitos minerales. Este método aprovecha las diferencias de la gravedad en distintos sectores.

• Grandes cuerpos mineralizados pueden aumentar la gravitación en una región determinada porque rocas de mayor densidad aumentan la aceleración


HISTORIA

• El método gravimétrico fue aplicado inicialmente en la prospección petrolífera en los Estados Unidos y en el golfo de México con el objetivo de localizar domos de sales, que potencialmente albergan petróleo.

• A finales del siglo 19 el húngaro Roland vonEÖTVÖS desarrolló la balanza de torsión.


• En 1915 y 1916 se emplearon la balanza de torsión de EÖTVÖS en el levantamiento de la estructura de un campo petrolífero ubicado en Egbell en la Checoslovaquia antigua.

• En 1917 SCHWEIDAR levantó un domo de sal por medio de una balanza de torsión y la estructura deducida y predicha a partir de esos estudios fue confirmada luego por sondeos.


METODOS MAGNETICOS Y GRAVIMETRICOS

El objetivo principal de la gravimetría es medir anomalías en el campo gravitatorio de la Tierra causadas por cambios de densidad entre distintos materiales.

Los datos de campo deben ser corregidos respecto a puntos de referencia de conocida gravedad. La correcciones serán respecto al tiempo, altura topográfica, posición geográfica, mareas y cercanía a grandes masas de roca.


GRAVIMETRIA• DEFINICION:

La gravimetría es un método analítico Cuantitativo, es decir que determina la cantidad de sustancia, midiendo el peso de la misma (por acción de la gravedad).

Estudiando principalmente la atracción entre los cuerpos, especialmente la relacionada con la Tierra, Geofísica, Geodesia y Geodinámica. También la medida del peso de un cuerpo, un campo gravitacional o densidad Terrestre, Marina, Aérea Satélite Planetas.


UNIDADESLa Unidad del Sistema Internacional para la

aceleración de la gravedad es m/s2.Tradicionalmente "g" ha sido medida en GAL (en honor a Galileo Galilei) y miliGAL, siendo su equivalente: gal = 1 cm s-2.

La palabra gal se deriva de Galileo pero no es una abreviatura y su notación es una g pequeña.


• PRINCIPIO: Se basa en la ley gravitatoria de Newton.La fuerza total, que actúa en el cuerpo, es igual al producto de su masa m y de la aceleración de gravedad g.

Por consiguiente la atracción gravitatoria en cualquier lugar de la superficie terrestre tiene numéricamente el mismo valor como la fuerza gravitatoria ejercida a una masa unitaria en el mismo lugar.


• La aceleración de la gravedad g se debe a la aceleración gravitatoria, que la tierra ejerce en cada cuerpo, menos la fuerza centrífuga causada por la rotación de la tierra y dirigida en dirección perpendicular al eje de rotación de la tierra y hacia fuera.


APLICACIONESLas aplicaciones de la Gravimetría son entre otras las siguientes:

• Geodésicas.• Geofísicas.• Geodinámicas• Metrológicas• Minería• Geotecnia• Medioambiente


GEODESICAS

• En estas podemos englobar la determinación de las altitudes geopotenciales, que representan la forma real de la Tierra y la definición de la forma real de las superficies de nivel, en particular el geoide y la curvatura del campo de la gravedad.


GEOFISICAS

• Incluyen el estudio de la distribución y composición de las masas en superficie (variaciones de densidad lateral y en profundidad) y en el interior de la Tierra (resto de corteza y manto) a partir del estudio de anomalías de la gravedad con respecto a un patrón normal en el terreno y su interpretación geofísica. Se puede deducir también una interpretación de procesos tectónicos, investigación de terremotos (Sismología y Vulcanología), así como de la isostasia terrestre


MINERIA

Localización de yacimientos de mineralesmetálicos

Localización de yacimientos de minerales no metálicos.


GEOTECNIA

Modelización del substrato rocoso.Detección de cavidades.

MEDIOAMBIENTE

Caracterización de vertederos.


METODO GRAVIMETRICO

En los métodos gravimétricos se mide la aceleración del campo gravitacional en diversos puntos de la zona a explorar.

Valores de dicha aceleración ligeramente más altos que el normal de la zona indicarán la presencia de masas duras de rocas; lo contrario será índice de la presencia de masas ligeras o cavernas y oquedades.


PROCEDIMIENTO:

• Escoger un área de trabajo, preferentemente una zona mineralizada .

• Trazar un perfil de una longitud del orden de 500 m y señalar estaciones a cada 20 m.


EQUIPO A EMPLEAR:

• Magnetómetro de presesión nuclear• Gravímetro• Posicionador GPS• Brújula de campo• Cinta métrica de 50 m• Estacas y pintura• Vehículo para transporte de equipo y personal.


EL GRAVÍMETRO Todo dispositivo que sirva para medida de la gravedad o variaciones del campo gravitacional de la Tierra, útil en prospección para minerales y petróleo.

El gravímetro se constituye de un peso suspendido de un resorte. Por variaciones en la aceleración gravitatoria de un lugar al otro el resorte principal se mueve y puede ser vuelto a su posición de referencia por medio de un movimiento compensatorio de un resorte auxiliar o de regulación manejable por un tornillo micrométrico.


Los colores azules representan zonas de menor gravedaddesvelando la forma y la localización de la cavidad.


RESULTADOS:

• Perfiles de anomalías de Bourger y de variaciones del campo magnético.

• Perfiles de geología del subsuelo deducidos de la interpretación geofísica


TIPOS DE GRAVIMETROS

• Gravímetro Mott- Smith• Gravímetro Humble• Gravímetro Thyssen• Gravímetro La Coste – Romberg• Gravímetro Hartley• Gravímetro Gulf


ANOMALÍA GRAVIMÉTRICA

Una anomalía de gravedad se define como la variación de los valores medidos de la gravedad con respecto a la gravedad normal después de haber aplicado las correcciones necesarias.

La anomalía de aire libre resulta de las correcciones de la influencia de las mareas, de la derive del instrumento de medición, de la latitud y de la altura.


ALGNOS VALORES DE LA GRAVEDAD NORMAL A DISTINTAS LATITUDES

0983217,7279983221,390

0,406982868,902982873,475

0,704981916,9488981923,960

0,812980619,498980629,445

0,704979324,0193979337,830

0,406978377,803978394,015

0978031,8456978049,00

Aceleración de gravedad en mgal/km según

GASSMANN & WEBER (1960)

Gravedad normal en mgalsegún fórmula de 1967

Gravedad normal g0 en mgal según fórmula de 1930

Latitud geográfica b en º


ENSAYOS DE RESISTENCIA EN EL CAMPO

Ensayos in situ (Directos) · 2020. 6. 12. · Ensayos in situ (Directos) • Son ensayos que se...

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