Estimación del parámetro de resistencia al corte, ángulo de fricción en suelos granulares mediante ensayos de escala reducida

Abstract

El parámetro de resistencia al corte, ángulo de fricción es una determinante en el cálculo de la capacidad de carga última de un suelo, y por ello debe ser obtenido de una forma adecuada. Determinar el ángulo de fricción de los suelos granulares es en general una difícil tarea dentro de la caracterización geotécnica de estos tipos de materiales, puesto que la presencia de partículas de gran tamaño no permiten el uso de los equipos convencionales, lo cual ha implicado el desarrollo de una metodología alternativa que permita estimar el ángulo de fricción y su relación con la densidad relativa en un rango de relaciones de vacíos, a partir de ensayos de escala reducida. La metodología en si consiste en realizar el escalamiento de la curva granulométrica original a tamaños máximos de 38.1mm, 19.1mm y 4.76mm, y a la vez se ha fijado el tamaño mínimo (0.075mm); el resultado de este escalamiento son tres nuevas granulometrías, con diferentes coeficientes de uniformidad para con ello determinar las relaciones de vacíos máximos y mínimos escalados y el correspondiente al material original de esta manera obtener su densidad relativa y el ángulo de fricción. Adicionalmente a ello a través de ensayos de laboratorio y campo se ha determinado la gravedad específica y la densidad de campo del material original para determinar la relación de vacíos natural. Los valores del ángulo de fricción de los doce puntos de exploración obtenidos mediante los ensayos de escala reducida para los suelos granulares con presencia de gravas inmersas en una matriz arenosa (GW, GP y GW-GM) que pertenecen al Distrito de Santa Lucia se encuentran entre los parámetros de 35.42° a 38.16° con densidades relativas de 24.01% a 43.60%; para validar estos resultados obtenidos, se ha realizado un análisis estadístico con respecto a la densidad relativa obtenida mediante los ensayos de densidades máximas y mínimas, obteniéndose un estadístico de prueba de 0.024 la cual se encuentra dentro de -2.074 a 2.074, afirmándose que no existe diferencia significativa entre las muestras relacionadas y finalmente se determina la validez y confiabilidad de la metodología propuesta.