Prueba de cono de caída

La prueba del cono de caída , también llamada prueba del penetrómetro de cono o prueba del cono de Vasiljev , es un método alternativo al método de Casagrande para medir el límite líquido de una muestra de suelo propuesto en 1942 por el investigador ruso Piotr Vasiljev ( en ruso : Пё́тр Васи́льев ) y mencionado por primera vez en la norma rusa GOST 5184 de 1949. A menudo se prefiere al método de Casagrande porque es más repetible y menos variable con diferentes operadores. ^[1] Otras ventajas de la prueba del cono de caída incluyen la alternativa de estimar la resistencia al corte no drenado de un suelo basado en el factor de cono de caída K. [ ^2]

En la prueba de cono de caída, se coloca un cono de acero inoxidable de un peso y un ángulo de punta estandarizados de modo que su punta apenas toque una muestra de suelo. El cono se suelta durante un período de tiempo determinado, normalmente 5 s, para que pueda penetrar en el suelo. Existen varios estándares en todo el mundo. Las principales diferencias están relacionadas con el ángulo de la punta del cono y la masa del cono. El límite líquido se define como el contenido de agua del suelo que permite que el cono penetre una profundidad determinada durante ese período de tiempo. La profundidad de penetración a la que se mide el límite líquido depende del estándar y del método adoptado. Por ejemplo, uno de los estándares más reconocidos es el BS 1377. El estándar británico define el límite líquido como el contenido de agua de un suelo en el que un cono de 80 g y 30º penetra 20 mm. Debido a que es difícil obtener una prueba con una penetración exacta de 20 mm, el procedimiento se realiza varias veces para un rango de contenidos de agua y los resultados se interpolan . ^{[3] [4]} Además, la resistencia al corte no drenado para cada uno de esos contenidos de agua medidos se puede calcular como lo propone Hansbo: ^[2]

${\displaystyle c_{u}={\frac {KQ}{h^{2}}}}$

dónde,

c _u = Resistencia al corte no drenado ;

K = Factor de cono de caída;

Q = Peso del cono;

h = Profundidad de penetración.

El factor de cono de caída puede variar entre 0,5 y 1,33. Se puede estimar según lo propuesto por Llano-Serna y Contreras: ^[5]

${\displaystyle K=0.37+0.1\ln {\omega }}$

dónde,

${\displaystyle \omega }$= Velocidad de rotación equivalente al medir la resistencia al corte no drenado utilizando la prueba de mini paletas de corte .

En la siguiente tabla se muestra un resumen de las diferentes normas existentes:

Referencias

1. Houlsby, GT (1 de junio de 1982). "Análisis teórico del ensayo del cono de caída" (pdf) . Géotechnique . 32 (2): 111–118. doi :10.1680/geot.1982.32.2.111. ISSN  0016-8505.
2. Hansbo, S (1957). "Un nuevo enfoque para la determinación de la resistencia al corte de la arcilla mediante el ensayo de cono de caída". R. Swed. Geotech. Inst . 14 : 7–47.
3. Powrie, W., Spon Press, 2004, Mecánica de suelos - 2.ª ed. ISBN 0-415-31156-X 
4. BS 1377-2:1990, Métodos de ensayo de suelos para fines de ingeniería civil. Ensayos de clasificación. Ingeniería civil > Movimiento de tierras. Excavaciones. Construcción de cimientos. Trabajos subterráneos. British Standards Institution. 1990.
5. Llano-Serna, Marcelo A.; Contreras, Luis F. (15 de marzo de 2019). "El efecto de la rugosidad superficial y la velocidad de corte durante la calibración del cono de caída". Geotécnica . 70 (4): 332–342. doi :10.1680/jgeot.18.P.222. ISSN  0016-8505. S2CID  134061032.