Visualización del mecanismo de ruptura del penetrómetro mini T-bar

Marcos Orozco Calderón, Pierre Foray, Alain Puech

In the proceedings of: 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: In Situ Testing

ABSTRACT: : This paper presents the mechanism of failure in a deep-sea soil during penetration of a mini T-bar. Experimental studies were conducted to display the mechanism using the digital image correlation. The shape of the failure mechanism is determined from the displacement vectors calculated by the method of digital image correlation. The paper includes the experimental difficulties encountered, as well as the techniques developed to change the surface texture of saturated clay soils. 1 INTRODUCCION Una campaña de reconocimiento en aguas profundas incluye el estudio, innovación y la adaptación de diferentes técnicas de exploración. Sobre todo que el fondo marino en aguas profundas se encuentra a más de 1000 m de tirante de agua (Equihua-Anguiano 2010). Dentro de las nuevas técnicas de recuperación de suelo, primeros 40-50 cm del fondo marino, y la determinación de la resistencia no drenada se encuentran la box-corer y el penetrómetro mini T-bar. La exploración con un penetrómetro T-bar es similar al de un penetrómetro de tipo CPT, la diferencia es la sonda: una barra horizontal para el T-bar y una punta cónica para el CPT. La utilización del penetrómetro mini T-bar para la obtención de la resistencia no drenada de suelos blandos de aguas profundas es cada vez más frecuente, un trabajo que muestra su aplicación es Orozco-Calderón et al. (2008a). La utilización in situ y en laboratorio es relativamente fácil a realizar. La combinación del penetrómetro mini T-bar con la box-corer, utilizada para la recuperación de suelo no alterado del fondo marino en aguas profundas, permite obtener con mayor detalle la resistencia de la parte superficial del fondo marino; además de realizar ensayos cíclicos para obtener la evolución de la sensibilidad. Lo anterior toma mayor importancia para un buen diseño de la estabilidad del ducto ante las acciones de corrientes, o bien para dar suficientes elementos que permitan un buen diseño ante posible pandeo horizontal, vertical (o acoplados) de los ductos. Existen también elementos estructurales que se instalan en el fondo del mar, como por ejemplo terminaciones de los ductos (PLET´s), que son grandes placas de acero que se instalan en la superficie del fondo marino. Para el diseño de la cimentación de este tipo de estructuras se requiere conocer la resistencia no drenada del suelo superficial. Aunque la interpretación teórica de los resultados del penetrómetro T-bar es simple, en la práctica y sobre todo a poca profundidad de su penetración, el mecanismo de falla teórico no se presenta. Con la aplicación de la correlación de imágenes (DIC) se estudió el mecanismo de falla en la vecindad de un penetrómetro mini T-bar. Un procedimiento para la realización de ensayos de mini T-bar a poca profundidad de penetración lo presenta Puech et al. (2010). 2 ASPECTOS PRACTICOS PARA LA UTILIZACIÓN DEL PENETROMETRO T-BAR El interés de estudiar los penetrómetros de tipo flujo de deformación (full-flow), se debe a que en las especificaciones actuales para los trabajos de reconocimiento de los suelos offshore se indica su utilización. Actualmente se utiliza un penetrómetro mini T-bar de aproximadamente 10 mm de diámetro y 65 mm de longitud, Figura 1. Para la recuperación de suelos superficiales de aguas profundas la box-corer representa una buena opción, puesto que permite recuperar un bloque de suelo de 60 cm × 60 cm × 60 cm. Una vez que el bloque de suelo se encuentra en cubierta del barco de exploración, se instala al sistema del penetrómetro mini T-bar para

RESUMEN: : Se presenta el mecanismo de falla en un suelo de aguas profundas durante la penetración de un mini T-bar. Se realizaron ensayos experimentales de visualización a fin aplicar el método de correlación de imágenes. La forma del mecanismo de falla se determinó a partir de los vectores de desplazamiento calculados con el método de correlación de imágenes numéricas. Se presentan las dificultades experimentales encontradas, así como las técnicas desarrolladas para poner a punto el cambio de textura de superficies de suelos arcillosos saturados.

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