Formación de grandes volúmenes de arena mediante pluviación

Claudia M. González, Miguel P. Romo

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Laboratory Testing

ABSTRACT: This paper presents an experimental investigation focused on design of a new pluviation device to form large specimens (48000 cm3) to be tested in laboratory. For the design of this equipment, the technique of pluviation to form conventional specimens in laboratory was evaluated, by sand dispersion tests and measurement of volumetric weights of a specific sample. Finally, it is commented about the design and the validity of this new device of pluviation, this equipment is characterized by its ability to reproduce homogeneous sand deposits.

RESUMEN: Este documento presenta una investigación experimental enfocada al diseño de un nuevo equipo de pluviación para la formación en laboratorio de grandes volúmenes de arena (48000 cm3). Para el diseño de este equipo, se evaluó la técnica de pluviación empleada para la formación de especímenes convencionales en laboratorio, mediante pruebas de dispersión de arena y de medición de pesos volumétricos de una muestra específica. Finalmente, se comenta sobre el diseño y la validación del nuevo equipo de pluviación, el cual se caracteriza por su capacidad de reproducir depósitos de arena homogéneos. 1 INTRODUCCIÓN A la fecha han sido desarrolladas diversas investigaciones experimentales que conllevan la formación de especímenes de arena con dimensiones que superan las muestras manejadas habitualmente en un laboratorio de Mecánica de Suelos (e.g. Walker y Whitaker, 1967; Pyke, 1973; Bathurst y Zarnani, 2008). Uno de los métodos útiles para la formación de este tipo frente a los métodos vibratorios y de pisonamiento. Lo Presti et al. (1992) indican que la técnica de pluviación brinda una mayor densidad seca, no causa rotura en las partículas, existe un efecto menor de segregación y una mejor reproducibilidad; por su parte, Rad y Tumay (1985) reporta que esta técnica además de proveer especímenes relativamente homogéneos asemeja la formación natural del depósito de suelo por sedimentación; adicionalmente, Ishihara y Okada (1978) señalan que especímenes formados por depositación bajo la acción de la gravedad adquieren una inherente microestructura anisotrópica. Entre los equipos para pluviar arena se distinguen las mallas o elementos difusores (Cresswell et al. 1999), las rejillas (Lee y Coffing, 2000) y las tolvas móviles (De Alba, 1975). Usualmente el uso de mallas y de rejillas ha sido reportado para la elaboración de especímenes con volúmenes habituales (aproximadamente entre 80 cm3 y 2000 cm3), mientras que el empleo de tolvas móviles ha sido reportado para generar volúmenes considerables de suelo (superiores a los 2000 cm3, e.g. 2.8x106 cm3). Este documento presenta un nuevo equipo de pluviación, que combina la técnica de pluviación con mallas y con rejilla, para la formación de depósitos de arena de 48000 cm3. 2 TÉCNICAS DE PLUVIACIÓN El proceso de pluviación se basa en generar una lluvia constante y uniforme de arena en un área específica. En laboratorio, esto se puede lograr mediante el empleo de mallas, rejillas o tolvas. 2.1 Pluviación con mallas Se basa en generar lluvia de arena, haciendo que ésta pase a través de una retícula metálica. El diseño de la malla o retícula consiste en definir la abertura de la misma en función del diámetro máximo de las partículas de arena a pluviar. La malla seleccionada debe permitir el abastecimiento continuo de arena sin presentar taponamiento. 2.2 Pluviación con rejilla Consiste en producir una lluvia de arena, donde el material pasa a través de una placa con un cierto patrón de orificios. El diseño de la rejilla depende del diámetro máximo de las partículas a pluviar y la selección de un patrón de perforación (triangular o cuadrado). 2.3 Pluviación con tolva En este caso, el material a pluviar se abastece con la ayuda de una tolva móvil, la cual puede desplazarse vertical y horizontalmente de manera constante, de tal forma que permite conformar un relleno mediante capas. La descripción de esta técnica es sólo con fines informativos, ya que esta investigación sólo consideró los procesos de pluviación con mallas y con rejilla.

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