Ensayos aplicables a la mecánica de suelos

1. INTRODUCCIÓN
Existen una serie de parámetros referentes al terreno que son indispensables en cualquier construcción u obra de ingeniería civil. Muchos de estos parámetros se obtienen a partir de ensayos realizados en el laboratorio. El objetivo de este documento es nombrar algunos de los ensayos más frecuentes y explicar de forma general que metodología seguimos y cual es el fin de cada uno.2. CUARTEO DE LAS MUESTRAS
Para poder realizar los diferentes ensayos, la primera tarea que hacemos al recibir una muestra es cuartearla, es decir, dividirla en diferentes partes igualmente representativas. Para que los ensayos sean válidos, las diferentes proporciones de muestra que tomaremos para ensayar han de tener los mismos rangos y proporciones granulométricas. Es importante realizar uncuarteo correcto ya que sino el comportamiento de los materiales seria diferente en uno y otro ensayo y los resultados no serian coherentes. Para poder realizar el cuarteo, antes, hemos de preparar la muestra: si está húmeda la hemos de poner a secar en bandejas debajo de lámparas de infrarrojos, por otro lado, si la muestra es un suelo que viene en forma de sondeo lo hemos de disgregar con unamaza que deberá ser de madera para no romper los cantos que pueda tener esta. Una vez preparada para cuartear, lo que hacemos es pasar la muestra diversas veces por una cuarteadora que nos separa o divide la muestra en dos partes igualmente representativas. El número de partes que hacemos de cada muestra es función de los ensayos que debamos realizar. Cada ensayo requiere una cantidad concreta demuestra, por ejemplo:
- Ensayo Proctor:.....................28 kg (hacemos 4 sacos de 7 kg cada uno).
- Ensayo CBR: .......................19 kg (hacemos un único saco de 19 kg).
- Granulometría y límites:.....3 kg (entre 1,5 y 2 kg para la granulometría y el resto para límites).
Generalmente la muestra sobrante se guarda para tener muestra disponible en caso de necesidad (repetir un ensayoetc.). Después tomamos la muestra parafinada y la pesamos con una balanza hidrostática lo que nos dará el volumen total de la muestra. Para conocer la densidad aparente dividimos el peso calculado al inicio por su volumen.


3. ENSAYO CBR (UNE 103502-95)
El ensayo de C.B.R. mide la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas.
Se aplicapara evaluación de la calidad relativa de suelos de subrasante, algunos materiales de subbases y bases granulares, que contengan solamente una pequeña cantidad de material que pasa por el tamiz de 50 mm, y que es retenido en el tamiz de 20 mm. Se recomienda que la fracción no exceda del 20%.
Este ensayo puede realizarse tanto en laboratorio como en terreno, aunque este último no es muypracticado.

3.1. Marco teórico
El número CBR se obtiene como la relación de la carga unitaria en Kg/cm2 necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración del pistón (con un área de 19.4 centímetros cuadrados) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrón requerida para obtener la misma profundidad de penetración enuna muestra estándar de material triturada, en ecuación, esto se expresa:

Los valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuación son:
Penetración Carga unitaria patrón
mm Pulgada Mpa Kg/cm2 psi
2,54 0,1 6,90 70,00 1000
5,08 0,2 10,30 105,00 1500
7,62 0,3 13,10 133,00 1900
10,16 0,4 15,80 162,00 2300
12,7 0,5 17,90 183,00 2600

El número CBR usualmente se basa en larelación de carga para una penetración de 2.54 mm (0,1”), sin embargo, si el valor del CBR para una penetración de 5.08 mm (0,2”) es mayor, dicho valor debe aceptarse como valor final de CBR.
Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de humedad óptimo para el suelo específico, determinado utilizando el ensayo de compactación estándar. A continuación, se debe...