Calibración del ensayo CPTu para el depósito lacustre de Bogotá

Abstract

Mediante el uso del ensayo de penetración con cono y medición de presión de poros (CPTu), es posible el cálculo de múltiples geoparámetros útiles para la caracterización del suelo y el diseño geotécnico, la mayoría de los parámetros geotécnicos que pueden obtenerse del ensayo provienen de correlaciones empíricas que requieren calibración con otras técnicas de exploración del subsuelo y ensayos de laboratorio. El trabajo plasmado en este documento presenta la caracterización geotécnica del depósito lacustre de Bogotá y los resultados de la calibración de los principales parámetros de interés geotécnico obtenidos del piezocono, que ostentan un alto grado de incertidumbre. Se realizó la calibración de las ecuaciones existentes o la generación de nuevos modelos que permitan la definición de parámetros de clasificación del suelo como el peso unitario total y parámetros asociados a la resistencia del material del depósito, su historia de esfuerzos y rigidez, como la resistencia al corte no drenado, la relación de sobre consolidación (RSC) y la velocidad de onda de corte. Los resultados se obtuvieron mediante análisis estadísticos y matemáticos a partir de la recopilación de información de campañas exploratorias localizadas en la zona de estudio, para un total de 140 perforaciones mecánicas, 87 piezoconos con longitudes de hasta 50 m y los ensayos de campo y laboratorio asociados. Los modelos matemáticos obtenidos en la investigación ofrecen mejores resultados con respecto a las ecuaciones actuales más comunes. Para la resistencia al corte no drenado se presenta una zonificación del Nkt que depende de la profundidad y la ubicación en el depósito. Para parámetros como la RSC y la velocidad de onda de corte se encontraron valores del coeficiente de determinación (R2) iguales a 0.61 y 0.95, respectivamente. En cuanto al peso unitario total y el ángulo de fricción interna del suelo, los resultados se ajustan a la tendencia general de los ensayos de laboratorio de referencia, con valores medios de 13 kN/m3 y 21°, respectivamente. (Texto tomado de la fuente)

It is possible to calculate multiple parameters useful for soil characterization and geotechnical design using the Piezocone Penetration Test (CPTu). Most of the geotechnical parameters that can be estimated from the CPTu data are obtained using empirical correlations that require calibration and verification with other subsoil exploration techniques and laboratory tests. This document presents a geotechnical characterization of the Bogotá lacustrine deposit and the results of the calibration of the main parameters of geotechnical interest, which has a high degree of uncertainty. Calibration of existing equations or generation of new models was performed in order to define the soil classification parameters such as unit weight, and parameters associated with the deposit resistance, stress history and stiffness, such as undrained shear strength, overconsolidation ratio (OCR) and shear wave velocity. Results were obtained through statistical and mathematical analysis. Data of soil exploration campaigns distributed throughout the study area that included 140 mechanical perforations and 87 CPTu to depths of up to 50 m was compiled for the calibration. Mathematic models obtained during the research, provide better results regarding the current equations. For the undrained shear strength, a Nkt zonification is presented, which depends on the depth and location of the deposit. Parameters such as the OCR and the shear wave velocity show values of the coefficient of determination (R2) of 0.61 and 0.95, respectively. In terms of the unit weight and the intern friction angle, the results follow a general trend concerning to the laboratory test, with mean values of 13 kN/m3 and 21° respectively. (Texto tomado de la fuente)