Estimación del ángulo de fricción en arenas no plásticas de Paita para rellenos controlados con propiedades índice y corte directo

Abstract

El ángulo de fricción drenado (ϕ′) es un parámetro geotécnico fundamental para la evaluación de materiales granulares con potencial uso en rellenos controlados. En este estudio se desarrolló y evaluó una correlación local para estimar ϕ′ en arenas naturales de Paita Baja, Piura, remoldeadas en laboratorio, a partir de propiedades índice y condiciones iniciales de preparación. Se obtuvieron 25 muestras alteradas mediante cinco calicatas de hasta 1.50 m de profundidad. La caracterización incluyó granulometría, contenido de humedad, y clasificación SUCS, así como ensayos de corte directo en condición consolidada-drenada bajo esfuerzos normales de 0.5, 1.0 y 2.0 kg/cm², equivalentes a 49.03, 98.07 y 196.13 kPa. Las muestras se clasificaron principalmente como SM, con presencia de SP-SM, SP y SW-SM. El análisis estadístico comprendió estadística descriptiva, prueba de Shapiro–Wilk, correlación de Spearman, regresión lineal múltiple con eliminación hacia atrás y validación cruzada leave-oneout (LOOCV). Los resultados mostraron que el porcentaje de finos presentó una relación negativa significativa con ϕ′, mientras que el coeficiente de curvatura (Cc) mostró una relación positiva significativa. El modelo final quedó conformado por porcentaje de finos, Cc y densidad seca inicial de remoldeo, con R² = 0.846, R² ajustado = 0.824 y R² de validación = 0.764. Se concluye que la ecuación propuesta constituye una herramienta local y preliminar para estimar ϕ′ en arenas remoldeadas de Paita Baja, válida únicamente dentro del rango experimental evaluado y sin reemplazar la caracterización geotécnica específica requerida para diseño.