Ensayo de Corte con Veleta

Parámetro Resistencia al Corte no Drenado de un Suelo con el Ensayo de Veleta

La prueba de corte con veleta permite determinar las características del suelo en el sitio. La veleta es un instrumento de laboratorio que permite determinar la resistencia del suelo, el ensayo es aplicado en campo. Los datos obtenidos del ensayo veleta permiten definir pautas para la construcción de cimientos y otros requerimientos geotécnicos. A diferencia de otras pruebas, no se necesita tomar muestras de suelo ni usar equipos adicionales de laboratorio para analizar el suelo.

Extremo inferior de la Veleta

El ensayo de corte con veleta es ideal para suelos compuestos de arcillas saturadas y limos saturados, donde obtener una muestra puede resultar dificultoso. Para suelos fisurados no resulta confiable. 

Básicamente después de hincar la veleta en el suelo, se hace girar aplicando un par de torsiones en el extremo libre de la varilla, a una profundidad apenas por encima de donde se desea probar el suelo. Se gira la veleta entre 6 y 12 grados por minuto para determinar el coeficiente de resistencia al corte sin perturbación.

El parámetro o coeficiente de resistencia al corte no drenado se obtiene igualando el valor del momento de torsión con el momento de la fuerza cortante, por lo que se tendrá la expresión:

Donde:

cu = Parámetro de resistencia al corte no drenada.

T = Momento torsor de la veleta.

h  = Altura de las aspas de la veleta.

D = Diámetro de la circunferencia que genera la veleta al girar.

Ensamblado de la veleta en campo (U.S. Navy, 1982)

 

Videos: Ensayo de la Veleta

 

ASTM D2573-08 Ensayo Veleta de Corte In Situ en Suelo Cohesivo

Alcance del Ensayo Veleta de Corte

1.1 Este método cubre el ensayo de la veleta in situ en suelos arcillosos y limosos saturados para la determinación de la resistencia al corte sin drenaje. El conocimiento de la naturaleza del suelo en el que se realizará cada prueba de paleta es necesario para evaluar la aplicabilidad e interpretación de la prueba. La prueba no es aplicable para suelos arenosos que pueden permitir el drenaje durante la prueba.

1.2 El método cubre los ensayos en suelos y los ensayos en pozos de perforación desde la superficie del suelo; no aborda los ensayos marinos donde se pueden requerir requisitos de prueba especiales o variaciones en el equipo. Se remite al usuario a la norma ASTM STP 1014 para obtener información adicional sobre las ensayos de corte de Veleta en el lugar.

1.3 Este método se usa a menudo junto con la perforación rotatoria fluida (D 5783) o barrenas de vástago hueco (D 6151). Algunos aparatos tienen la paleta retraída en una zapata protectora para el avance y las pruebas incrementales. Muestreo, como con tubos de pared delgada (D 1587) a menudo se combina con pruebas de paletas. Las exploraciones geotécnicas del subsuelo se informan de acuerdo con la práctica (D 5434).

1.4 La resistencia al corte sin drenaje y la sensibilidad de los suelos cohesivos también se pueden medir en Compresión no confinada D 2166y prueba de paleta de laboratorio (D 4648).

1.5 Los valores indicados en unidades SI deben considerarse como estándar. Las unidades inglesas (imperiales) se dan entre paréntesis.

Significado y Uso del Ensayo Veleta de Corte

Este método de prueba proporciona una indicación de la resistencia al corte sin drenaje in situ de suelos saturados de grano fino (arcillas y limos) u otros geomateriales saturados de grano fino, como relaves mineros y lodo orgánico. La prueba es aplicable a suelos con resistencias no drenadas de menos de 200 kPa [2 tsf]. Los suelos muy sensibles se pueden remodelar durante la inserción de paletas.

El método de ensayo de veleta se usa ampliamente en una variedad de exploraciones geotécnicas para evaluar la resistencia a la carga rápida para el análisis de tensión total de arcillas y limos saturados de grano fino. Dado que los valores de resistencia al corte de la paleta son casi siempre más altos que las fuerzas de campo para los análisis, a menudo se verifican o comparan con otros métodos para medir la resistencia al corte sin drenaje. Las pruebas de penetrómetro de cono (método de prueba D5778 ) y las pruebas de compresión triaxial no consolidada y sin drenaje ( D2850 ) se realizan con mayor frecuencia para la comparación directa con los datos de resistencia al corte de la paleta. Compresión ilimitada ( D2166/D2166M) También se pueden realizar pruebas, pero adolece de muchos posibles errores debido a perturbaciones, especialmente en arcillas fisuradas, y solo debe realizarse con experiencia. Para obtener más información sobre cómo se utilizan estas pruebas para la exploración de terrenos blandos.

NOTA 2:  La calidad del resultado producido por esta norma depende de la competencia del personal que lo realiza y de la idoneidad del equipo y las instalaciones utilizadas. Las agencias que cumplen con los criterios de la Práctica D3740 generalmente se consideran capaces de realizar pruebas competentes y objetivas. Se advierte a los usuarios de este estándar que el cumplimiento de la Práctica D3740 no garantiza en sí mismo resultados confiables. Los resultados confiables dependen de muchos factores; La práctica estándar D3740 proporciona un medio para evaluar algunos de esos factores.

Procedimiento para realizar la medición de la resistencia al corte del suelo, la metodología indicada corresponde al ensayo de Veleta de Corte Manual

  1. a) Chequear previamente que el suelo donde se realizarán los ensayos sea cohesivo.
  2. b) Identificar y registrar el número de serie del instrumento.
  3. c) Chequear que el aparato está limpio y seco, además que el puntero del marcador de deformación esté libre de movimiento.
  4. d) Revisar que las partes de la Veleta Manual se encuentren en buen estado, es decir, que no presenten ningún deterioro que impida su utilización.
  5. e) Introducir la veleta de forma perpendicular al suelo e incrustar la punta de la veleta al menos dos veces el largo de ella, 70 a 80 mm aproximadamente.
  6. f) Asegure que el marcador se encuentre en cero al inicio del procedimiento.
  7. g) Rotar el instrumento de manera uniforme y lenta, aproximadamente una revolución por minuto (1 R.P.M). No sobrepasar el valor máximo del dial para evitar dañar el instrumento.
  8. h) Registrar la máxima deflexión que indica el dial luego de la falla del suelo.
  9. i) Utilizar la calibración propia del instrumento para determinar la resistencia al suelo en kilopascales (kPa).

Una vez realizado un ensayo, para poder volver a ensayar, se debe limpiar completamente la veleta, no debe quedar adherida ninguna porción de suelo ni menos agua.

Fuente:

  • American Society for Testing and Materials ASTM, Standard Test Method for Field Vane Shear. Test in Cohesive Soil. Norma D 2573