Instrumentación en túneles

Universidad Nacional Autónoma de México

Monografía
Seminario de investigación
Alumnos
 Castañón Leyva Ernesto
 Castro Nieto José Ángel
 Ponce Navarrete Raziel Saúl

22 de Abril de2014

Universidad Nacional Autónoma de México

Seminario de investigación II

Objetivos
El principal objetivo de este trabajo es establecer los fundamentos de lo que es la presión
de poro, con laexposición de los distintos aparatos para medirlos y la importancia de su
medición en distintas obras.

Introducción
La medición de la presión de poro en la instrumentación de las estructuras geotécnicas es
de fundamental importancia para el monitoreo del correcto comportamiento de estas,
antes durante y después de la construcción.
Dentro del cuerpo de este trabajo se exponen al principio losfundamentos de la mecánica
de suelos y las hipótesis simplificadoras para el desarrollo de las teorías de la
consolidación y la presión de poro en la mecánica de suelos. Asimismo se avanza en la
exposición de los diferentes tipos de piezómetros, exponiendo sus ventajas y limitaciones.
Después se expone un modelo simplificado para la correcta interpretación de la presión
de poro, esto deforma didáctica con el análisis de diferentes casos.
Al final se expone la importancia de la presión de poro dentro de tres, muy comunes,
obras en la geotecnia (taludes, terraplenes, túneles), donde se plantean plantillas para la
colocación de los piezómetros en éstas.

22 de Abril de 2014

Posgrado de Ingeniería

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Seminario de investigación II

Elsuelo como un modelo simplificado.
La interpretación de la operación de la instrumentación necesita del entendimiento de los
conceptos básicos de los suelos.
En campo, cuando el esfuerzo sobre un estrato de arcilla saturada se incrementa –por ejemplo,
por la construcción de una cimentación-, la presión del agua de poro en la arcilla se incrementará.
Debido a que la permeabilidad de lasarcillas es muy pequeña, se requerirá algún tiempo para que
el exceso de presión del agua de poro se disipe y el incremento del esfuerzo se transfiera a la
estructura del suelo. De acuerdo con la figura siguiente, si
es una sobrecarga en la superficie
del terreno sobre un área muy grande, el incremento del esfuerzo total para cualquier
profundidad del estrato de arcilla será igual a . (Braja M.Das, 2006).
Sin embargo, cuando t=0 (por ejemplo, inmediatamente después de aplicar el esfuerzo), el exceso
de precisión de agua de poro a cualquier profundidad
será igual que , o
(Para el tiempo t= 0)

Figura 1. Principio de la consolidación.

Por lo tanto el, el incremento del esfuerzo efectivo en el tiempo t=0 será:

Entonces el incremento del esfuerzo efectivo en el estrato de arcillaes

Este incremento gradual del esfuerzo efectivo en el estrato de arcilla ocasionara asentamientos
durante cierto tiempo y se conoce como consolidación.
Con base a pruebas de laboratorio se traza una gráfica que muestre la variación de la relación de
vacíos e la final de la consolidación contra el esfuerzo vertical efectivo correspondiente (grafica

22 de Abril de 2014

Posgrado deIngeniería

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Seminario de investigación II

semilogaritmica: e sobre la escala aritmética y log sobre la escala log). La naturaleza de la
variación de e contra log para un espécimen de arcilla se muestra en la figura 2. Después que se
alcanza la presión de consolidación deseada, el espécimen puede descargarse gradualmente, lo
que resultara en suexpansión. La figura también muestra la variación de la relación de vacíos
durante el periodo de descarga.
De la curva e-log mostrada en la figura 2, se pueden determinar tres parámetros necesarios para
calcular el asentamiento en el campo.
1. La presión o preconsolidación es la máxima presión de sobrecarga efectiva a la que la
muestra de suelo estuvo sometida en el pasado. Se determina usando un...