ES2902928T3 - Penetrómetro estático para evaluar la naturaleza licuable de un suelo y proceso asociado - Google Patents
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Abstract
Penetrómetro (100) para evaluar la naturaleza licuable de un suelo, que comprende: - Al menos una varilla central (1) terminada en un primer extremo por una punta de medición (11); - Al menos un tubo hueco (2) que rodea la varilla central (1), esta última puede deslizarse dentro del tubo hueco (2); El penetrómetro (100) caracterizado porque comprende un gato eléctrico (6) que comprende un cuerpo exterior (61) integral con el tubo hueco (2) y un cuerpo móvil (62), dicho cuerpo móvil (62) está configurado: - para transmitir un desplazamiento a un segundo extremo (12) de la varilla central (1) que conduce a una depresión controlada de la punta de medición (11) en el suelo, y medir una fuerza aplicada para efectuar dicho desplazamiento, - y aplicar al segundo extremo (12) de la varilla central (1) una vibración, a una frecuencia determinada.
Description
DESCRIPCIÓN
Penetrómetro estático para evaluar la naturaleza licuable de un suelo y proceso asociado
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo de la geotecnia y la geología. Se relaciona con un dispositivo para medir la resistencia a la penetración del suelo, comúnmente llamado penetrómetro, y un método de medición asociado. Se refiere, en particular, a un penetrómetro estático para realizar ensayos de evaluación de la naturaleza licuable de un suelo.
Antecedentes tecnológicos de la invención
Los nuevos estándares sismorresistentes llevan a sistematizar, durante los estudios geotécnicos en zonas sísmicas, la caracterización de suelos en cuanto al riesgo de licuación. La licuación de un suelo durante un movimiento sísmico se refiere a la disminución de la rigidez de dicho suelo y/o a la disminución de su resistencia al cizallamiento, debido al aumento de la presión del agua intersticial. Es probable que estas modificaciones de las características del suelo produzcan deformaciones permanentes importantes (asentamientos, deslizamientos), o incluso una cancelación virtual de las tensiones efectivas (fenómeno de gran deformación, propagación).
Identificar este riesgo de licuación permite, por tanto, anticipar soluciones para la construcción de cimentaciones que aseguren la estabilidad de las estructuras durante los seísmos.
Se recuerda que la compacidad de los suelos generalmente se mide, ya sea en modo estático o en modo dinámico, mediante un dispositivo de medición llamado penetrómetro. Los documentos FR2584186A1 y WO00/17622A1 presentan ejemplos de dispositivos que permiten medir las características mecánicas de los suelos.
Un penetrómetro comprende convencionalmente varillas conectadas de extremo a extremo para formar una cadena de varillas en cuyo extremo se fija una punta de medición, destinada a hundirse en el suelo a profundidades que pueden alcanzar varias decenas de metros.
En modo estático, la sarta de perforación es empujada por gatos, lo que provoca la depresión progresiva de la punta de medición; esta última mide la resistencia de la punta y posiblemente la fricción lateral en un manguito cilíndrico ubicado por encima de la punta. Estas medidas se registran de forma continua o discontinua a intervalos regulares. La medición estática de la resistencia a la penetración del suelo es sin duda la más precisa porque se realiza directamente en la punta de medición, en el fondo de la perforación.
Actualmente, la naturaleza potencialmente licuable de un suelo se evalúa mediante correlaciones experimentales entre las mediciones in situ y los esfuerzos de cizallamiento cíclicos críticos (que se sabe que han causado licuación durante seísmos pasados). Las mediciones in situ se suelen llevar a cabo a partir de pruebas de penetración estándar (SPT) o pruebas de penetración de cono (CPT), en particular sondeos piezoónicos (CPTU). Las medidas brutas resultantes de estas pruebas se utilizan luego para determinar variables estandarizadas que permitan la evaluación de la resistencia estandarizada del suelo; esta resistencia estandarizada se compara luego con la tensión estandarizada del sitio. También se pueden tomar muestras de suelo para determinar las curvas granulométricas en el laboratorio.
El desafío es proponer métodos para identificar suelos licuables, por un lado relativamente directos, evitando correlaciones empíricas, y por otro lado relativamente simples, evitando en particular la complejidad de realizar pruebas de piezconos o cargas cíclicas en el laboratorio.
Objeto de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar una solución alternativa a las soluciones del estado de la técnica, en particular un penetrómetro estático, sencillo de usar y que permita una evaluación más directa de la naturaleza licuable de un suelo.
Breve descripción de la invención
La presente invención se refiere a un penetrómetro para evaluar la naturaleza licuable de un suelo, que comprende:
• Al menos una varilla central terminada en un primer extremo por una punta de medición;
• Al menos un tubo hueco que rodea la varilla central, esta última está adaptada para deslizarse dentro del tubo hueco;
El penetrómetro comprende además un gato eléctrico que comprende un cuerpo externo integral con el tubo hueco y un cuerpo móvil, dicho cuerpo móvil está:
• configurado para transmitir un desplazamiento a un segundo extremo de la varilla central que conduce a una depresión controlada de la punta de medición en el suelo, y para medir una fuerza aplicada para efectuar dicho desplazamiento,
• y configurado para aplicar una vibración al segundo extremo de la varilla central, a una frecuencia determinada.
Según otras características ventajosas y no limitativas de la invención, tomadas solas o en cualquier combinación técnicamente factible:
• la frecuencia determinada está entre 1 y 5 Hertz;
• el gato eléctrico es controlado electrónicamente de modo que el accionamiento y la velocidad del cuerpo móvil para efectuar un desplazamiento, la fuerza aplicada y la aplicación o detención de la vibración se puedan realizar según secuencias programadas o controladas entre sí;
• el penetrómetro comprende una celda integral con el tubo hueco, destinada a transmitir una fuerza de soporte, aplicada por medios de soporte, de manera que el tubo hueco y la varilla central penetren en el suelo hasta una profundidad determinada.
La invención también se refiere a un método para la evaluación de la naturaleza licuable de un suelo, que puede usar el penetrómetro como se indicó anteriormente. Dicho método comprende las siguientes etapas:
a) penetrar en el suelo el par formado por el tubo hueco y la varilla central para llevar la punta de medición a una profundidad determinada, dicha punta de medición está apoyada contra el tubo hueco;
c) accionar el cuerpo móvil para que realice un primer desplazamiento, lo que induce una primera depresión controlada de la punta de medición en el suelo, y medir la fuerza aplicada para efectuar dicho primer desplazamiento;
d) aplicar una vibración a una frecuencia determinada al segundo extremo de la varilla central a través del cuerpo móvil y simultáneamente accionar el cuerpo móvil para que realice un segundo desplazamiento, lo que induce una segunda depresión controlada de la punta de medición en el suelo; y medir la fuerza aplicada para efectuar dicho segundo desplazamiento;
e) detener la vibración;
f) accionar el cuerpo móvil para que realice un tercer desplazamiento, lo que induce una tercera depresión controlada de la punta de medición en el suelo y medir la fuerza aplicada para efectuar dicho tercer desplazamiento.
Según otras características ventajosas y no limitativas de la invención, tomadas solas o en cualquier combinación técnicamente factible:
• el método comprende, antes de la etapa c), la siguiente etapa: b) accionar el cuerpo móvil para ponerlo en contacto con el segundo extremo de la varilla central;
• la etapa c) también comprende medir la fuerza de reacción transmitida por el segundo extremo al cuerpo móvil, cuando está parado, después de la primera depresión;
• la etapa f) también comprende medir la fuerza de reacción transmitida por el segundo extremo al cuerpo móvil, cuando está parado, después de la tercera depresión;
• en la etapa d), la velocidad del segundo desplazamiento se ajusta para mantener la fuerza aplicada medida sustancialmente constante;
• en la etapa d), la velocidad del segundo desplazamiento se ajusta de modo que la fuerza aplicada medida se mantenga sustancialmente igual o más cercana a la fuerza aplicada medida en la etapa c);
• la velocidad de movimiento del cuerpo en movimiento puede alcanzar los 16 cm/s;
• el desplazamiento máximo entre una posición retraída y una posición desplegada del cuerpo móvil es de 75 mm;
• el primer desplazamiento del cuerpo móvil es de 10 mm, el segundo desplazamiento es de 30 mm y el tercer desplazamiento es de 10 mm.
Breve descripción de los dibujos
Otras características y ventajas de la invención surgirán de la descripción detallada que seguirá con referencia a las figuras adjuntas en las que:
• La Figura 1 muestra una curva de prueba con doble medición de la resistencia a la penetración del suelo;
• La Figura 2 muestra un penetrómetro según la invención;
• La Figura 3 presenta un método de acuerdo con la invención;
• La Figura 4 muestra la evolución de la fuerza aplicada para realizar depresiones controladas, en función del tiempo.
Descripción detallada de la invención
El solicitante ha desarrollado un método para la identificación previa de suelos licuables (cf. H. Hosseini-Sadrabadi y otros, "Identification des sols liquéfiables par pénétrométre statique : principe et modélisation numérique », Journées Nationales de Géotechnique et de Géologie de l'Ingénieur, Nancy 2016) utilizando un penetrómetro estático. Este método se basa en pruebas de penetración estática con doble medición: una medición de la resistencia de la punta a 2cm/s
una velocidad de depresión constante de 2 cm/s (constatada Q c - modo estático) y una medición de la resistencia
de la punta cuando está parada (constatada Q<P''Grada
).
Estas dobles mediciones, en modo estático y cuando está parado, a una determinada profundidad, pueden permitir identificar suelos potencialmente licuables en los que la diferencia (constatada AQc ) entre la resistencia del suelo en modo estático y la resistencia del suelo en reposo parece característica de la evolución de las presiones intersticiales en el suelo:
Mientras más alta es esta desviación AQc, mayor es el riesgo de licuación del suelo en caso de seísmo. En particular, el solicitante incide en una probabilidad de licuación muy alta cuando esta diferencia supera el 40 % de la resistencia del suelo medida en modo estático.
Como se ilustra en la Figura 1, es posible, por tanto, durante una prueba con doble medición (en modo estático y en reposo) de la resistencia a la penetración del suelo, detectar capas de suelo (zona A), a una (o unas) profundidad(es) determinada(s), para las que la desviación AQc es mayor que un valor crítico, en particular el 40 %. Este tipo de prueba puede constituir un diagnóstico previo interesante de la naturaleza licuable de un suelo.
La presente invención se refiere a un penetrómetro 100 para la evaluación por medición directa de la naturaleza licuable de un suelo. Sobre la base de un diagnóstico previo mencionado anteriormente, el penetrómetro 100 según la invención permitirá realizar pruebas, directamente a la profundidad dada de la zona A (volviendo al ejemplo ilustrado en la Figura 1), para evaluar más directamente el carácter licuable de las capas de suelo afectadas y evaluar los riesgos asociados.
El penetrómetro 100 (Figura 2) comprende al menos una varilla central 1 terminada en un primer extremo por una punta de medición 11. También comprende al menos un tubo hueco 2 que rodea la varilla central 1. Los diámetros respectivos del tubo hueco 2 y de la varilla central 1 están adaptados para que este último pueda deslizarse libremente dentro del tubo hueco 2.
El par formado por la varilla central 1 y el tubo hueco 2 está destinado a penetrar en el suelo, la punta 11 en la cabeza. Como es bien sabido, para alcanzar una profundidad dada, las varillas 1 y los tubos 2 adicionales se pueden conectar de un extremo a otro, para formar un tren de pares de varillas/tubos, que pueden penetrar en el suelo durante varias decenas de metros.
El penetrómetro 100 comprende además un gato eléctrico 6 que comprende un cuerpo externo 61 integral con el tubo hueco 2 y un cuerpo móvil 62 capaz de entrar en contacto con la varilla central 1.
Ventajosamente, el cuerpo móvil 62 es capaz de realizar un desplazamiento máximo de 75 mm entre una posición retraída (cuerpo móvil 62 retraído) y una posición desplegada (cuerpo móvil 62 extendido al máximo).
El cuerpo móvil 62 está configurado para transmitir un desplazamiento a un segundo extremo 12 de la varilla central 1, cuyo desplazamiento conducirá a una depresión controlada de la punta de medición 11 en el suelo. Como se describirá con más detalle en el método según la invención, las depresiones controladas se realizarán sucesivamente desde la profundidad dada Pa , en la zona sospechosa A (Figura 1). Para ello, la potencia del motor del gato eléctrico se elige preferiblemente de modo que el cuerpo móvil 62 sea capaz de aplicar una presión entre 10 y 40 bares: este rango de presiones permite abordar las limitaciones características (10-30 bares) medidas en una punta en capas de suelo con riesgo de licuación. El motor del gato eléctrico 6 también se elige de modo que la velocidad de desplazamiento del cuerpo móvil 62 pueda variar entre unos pocos mm/s y alrededor de 16 cm/s, de modo que la detección de la pérdida efectiva de sustentación del suelo (caso de un suelo licuable) no se ve afectada por los límites técnicos del dispositivo (como se detallará más adelante en el método).
El cuerpo móvil 62 también está configurado para medir la fuerza aplicada para efectuar dicho desplazamiento. La fuerza aplicada es representativa de la resistencia a la penetración del suelo al nivel de la punta de medición 11. Por tanto, el gato eléctrico 6 comprende un sensor de fuerza o tensión (no mostrado) para medir esta fuerza.
Finalmente, el cuerpo móvil 62 es capaz de aplicar una vibración al segundo extremo 12 de la varilla central 1, a una frecuencia determinada.
La frecuencia determinada se encuentra ventajosamente entre 1 y 5 Hertz. Este rango de frecuencia es característico de los seísmos, según el conocimiento sismológico actual; se verá más adelante en la descripción del método según la invención, que la vibración en este rango de frecuencia permite modificar las propiedades del suelo y evaluar la evolución de su sustentación en caso de seísmo.
Ventajosamente, el gato eléctrico 6 se controla electrónicamente: el accionamiento y la velocidad del cuerpo móvil 62 para efectuar un desplazamiento, la fuerza aplicada durante la depresión, la medición de la fuerza de reacción de la varilla 1 y la vibración del cuerpo móvil 62 por lo tanto, se pueden realizar de acuerdo con secuencias programadas o se pueden controlar entre sí.
El penetrómetro 100 según la invención comprende ventajosamente una celda en contacto (o integral con) el tubo hueco 2. La celda (no mostrada) podría ser integral, por ejemplo, con el tubo hueco 2 por medio de una mordaza de sujeción 3. La celda está destinada a transmitir una fuerza de soporte, aplicada por medios de soporte, de manera que provoque una depresión en modo estático en el suelo del par formado por el tubo hueco 2 y la varilla central 1 hasta la (o las) profundidad(es) dada(s) a investigar.
Los medios de soporte pueden consistir en particular en un gato hidráulico. La parte móvil del gato hidráulico fijada a la celda le aplica la fuerza de soporte necesaria para la penetración continua del partubo/varilla. La parte fija del gato hidráulico debe fijarse directa o indirectamente a un bloque de reacción. Los medios de soporte pueden comprender una unidad hidráulica autopropulsada, para accionar el gato hidráulico.
Ventajosamente, los medios de soporte están sujetos por un bastidor. El bastidor está provisto de al menos un elemento de enlace mecánico destinado a conectarse a un bloque de reacción. Este elemento de unión mecánico podría consistir, por ejemplo, en una pinza hidráulica o mecánica, o también en un tornillo de banco del mismo tipo. El hecho de que el bastidor esté equipado con un elemento de conexión mecánico de este tipo lo hace conectable a cualquier tipo de bloque de reacción.
La presente invención también se refiere a un método para la evaluación de la naturaleza licuable de un suelo. Se describirá en el caso del uso del penetrómetro 100 descrito anteriormente. Sin embargo, cabe señalar que un penetrómetro de diseño diferente, pero capaz de realizar las funciones características del penetrómetro 100 según la invención, podría muy bien utilizarse para llevar a cabo las etapas del método siguiente.
El método para evaluar la naturaleza licuable de un suelo comprende diferentes etapas (Figura 3).
La etapa a) consiste en penetrar en el suelo el par formado por el tubo hueco 2 y la varilla central 1 para llevar la punta de medición 11 a una profundidad determinada de investigación (por ejemplo Pa con referencia a la Figura 1). Durante esta etapa, la punta de medición 11 está preferiblemente apoyada contra el tubo hueco 2 y el cuerpo móvil 62 del gato eléctrico está en la posición retraída (Figura 3 - a)). Ventajosamente, en esta posición, el cuerpo móvil 62 no está en contacto con el segundo extremo 12 de la varilla central 1. Los medios de soporte, por medio de la celda, permiten realizar esta penetración a la profundidad dada.
Después de que la punta de medición 11 haya alcanzado la profundidad P dadaA , se lleva a cabo la etapa b); ésta consiste en accionar el cuerpo móvil 62 para ponerlo en contacto con el segundo extremo 12 de la varilla central 1. Esta etapa b) es opcional y en particular no sería útil si el cuerpo móvil 62, en la posición retraída, ya está en contacto con el segundo extremo 12.
Entonces, la etapa c) consiste en accionar el cuerpo móvil 62 para que realice un primer desplazamiento D1, lo que induce a una primera depresión controlada de la punta de medición 11 en el suelo. El primer desplazamiento D1 se realiza preferiblemente a velocidad constante. Según una realización ventajosa, el primer desplazamiento D1 (correspondiente a la amplitud de la primera depresión) es de 10 mm, realizado por ejemplo a una velocidad de 2 cm/s.
La etapa c) también prevé la medición de la fuerza aplicada para efectuar dicho primer desplazamiento D1. Esta medida de la fuerza aplicada, representativa de la resistencia del suelo, permite verificar que la resistencia de la punta ^ 2 c m js
medida a la profundidad dada Pa es sustancialmente idéntica a la medida durante el diagnóstico previo a esta misma profundidad. Preferiblemente, después de la primera penetración, la medición de la fuerza de reacción transmitida por el segundo extremo 12 al cuerpo móvil 62, cuando está parado (representativa de la resistencia de la
punta en reposo ) también se proporciona en la etapa c).
f*.2 cm/s nev Los valores Ve y Q¿>« ada
" extractos de las mediciones en la etapa c) se espera que sean sustancialmente idénticos a los medidos durante el diagnóstico previo: constituyen el punto de partida de la prueba para evaluar la naturaleza licuable de la capa de suelo investigada (zona A).
La siguiente etapa d) consiste en aplicar una vibración a una frecuencia determinada al segundo extremo 12 de la varilla central 1 mediante el cuerpo móvil 62 y accionar simultáneamente el cuerpo móvil 62 para que realice un segundo desplazamiento D2, lo que induce una segunda depresión controlada de la punta de medición 11 en el suelo (Figura 3 - d)).
Como se indicó anteriormente, la frecuencia determinada se encuentra entre 1 y 5 Hertz, frecuencias características de los seísmos. El objetivo aquí es aplicar restricciones locales que puedan modificar las propiedades de la capa de suelo, como podría hacerlo un seísmo. Paralelamente a esta tensión, el cuerpo móvil 62 realiza un segundo desplazamiento D2 que provoca una segunda pentración de la punta de medición 11 en la capa de suelo sometida a tensión vibratoria.
Según una realización ventajosa, el segundo desplazamiento D2 (correspondiente a la amplitud de la segunda pentración) es de 30 mm.
La etapa d) también prevé la medición de la fuerza aplicada para realizar el segundo desplazamiento D2: los valores medidos de la fuerza aplicada reflejan la evolución de la resistencia de la punta Qc durante esta segunda depresión controlada.
Según una forma de realización ventajosa, la velocidad del segundo desplazamiento D2 se ajusta para mantener la fuerza aplicada sustancialmente constante. Por tanto, el segundo desplazamiento D2 se realiza ventajosamente con una carga constante (fuerza aplicada). En particular, se apunta a una fuerza aplicada sustancialmente igual al valor s^2cm¡s
de la fuerza aplicada representativa de la resistencia de la punta medida en la etapa c). La velocidad del segundo desplazamiento D2 se aumenta o disminuye automáticamente en función de la fuerza medida durante la etapa d), con el objetivo de mantener esta última sustancialmente constante.
La velocidad a la que el segundo desplazamiento D2 se lleva a cabo, reflejando el tiempo necesario para realizar la segunda depresión, a fuerza constante, da un indicio importante de la naturaleza repentina de la pérdida de resistencia de la capa de suelo bajo tensión vibratoria.
Pueden surgir varios escenarios, dependiendo de las propiedades de la capa de suelo analizada. Las propiedades de resistencia de la capa de suelo pueden cambiar muy lentamente bajo la tensión vibratoria: el segundo desplazamiento D2 se realiza entonces a baja velocidad, ajustándose este último para mantener sustancialmente constante la fuerza aplicada para efectuar dicho segundo desplazamiento D2. En tal caso, parece que la capa de suelo no cambia repentinamente con una tensión vibratoria.
Según otro caso, la capa de suelo puede perder muy rápidamente su resistencia bajo la tensión vibratoria: el segundo desplazamiento D2 se realiza luego a alta velocidad, ajustándose esta última para mantener la fuerza lo más constante posible para realizar dicho segundo desplazamiento D2. Como se indicó anteriormente, el motor del gato eléctrico 6 se elige de manera que la velocidad de movimiento del cuerpo móvil 62 pueda alcanzar aproximadamente 16 cm/s, para poder seguir una pérdida repentina de sustentación de la capa de suelo en estudio.
Los riesgos en caso de seísmo en los dos casos mencionados son claramente diferentes: las precauciones y especificaciones sobre las cimentaciones de las estructuras construidas se pueden adaptar a cada caso.
Cuando se completa la segunda depresión controlada (segundo desplazamiento D2 realizado), la siguiente etapa e) consiste en detener la vibración.
La etapa f) prevé entonces accionar el cuerpo móvil 62 para que realice un tercer desplazamiento D3, que induce una tercera depresión controlada de la punta de medición 11 en el suelo (Figura 3-f)). La etapa f) también prevé la medición de la fuerza aplicada para realizar este tercer desplazamiento D3. El tercer desplazamiento D3 se realiza preferiblemente a velocidad constante.
Según una realización ventajosa, el tercer desplazamiento D3 (correspondiente a la amplitud de la tercera depresión) es de 10 mm, realizado por ejemplo a una velocidad de 2 cm/s.
Durante la etapa f), en ausencia de tensión vibratoria, la capa de suelo puede ver evolucionar su resistencia de diferentes formas, dependiendo de las características de dicha capa.
Según un primer comportamiento, una capa que haya perdido rápidamente su resistencia bajo la tensión vibratoria puede, en ausencia de esta última, recuperar su resistencia inicial.
■ »2
cm¡s
es un comportamiento del suelo licuable (por ejemplo la curva (a) en la Figura 4).
Según un segundo comportamiento, una capa que ha perdido rápidamente su resistencia bajo la tensión vibratoria puede, en ausencia de esta última, volver durante la tercera depresión controlada a una resistencia Qc menor que su ~ 2cm fs
resistencia inicial : esto puede reflejar un fenómeno del tipo de gran deformación (por ejemplo, curva (b) en la Figura 4), habiéndose modificado irreversiblemente las propiedades de resistencia de la capa de suelo por la vibración.
Finalmente, de acuerdo con un tercer comportamiento, una capa que haya perdido rápidamente su resistencia bajo tensión vibratoria puede, en ausencia de esta última, volver durante la tercera depresión controlada a una resistencia <-.2 cm/s
Qc mayor que su fuerza inicial Vc : esto puede reflejar un fenómeno de densificación (por ejemplo, curva (c) en la Figura 4), la resistencia de la capa de suelo ha sido reforzada por la vibración.
Ventajosamente, después de la tercera depresión, la medición de la fuerza de reacción transmitida por el segundo extremo 12 al cuerpo móvil 62, cuando está parado, después de la tercera depresión, también se proporciona en la etapa f).
Las etapas a) a f) pueden repetirse para otras profundidades determinadas de investigación, para analizar sucesivas capas de suelo incluidas en una zona sospechosa A de mayor o menor espesor.
El método y el penetrómetro 100 según la invención permiten así evaluar la naturaleza licuable de la capa de suelo analizada, a partir de la velocidad de realización del segundo desplazamiento D2. La disminución más o menos repentina de la resistencia del suelo bajo tensión vibratoria es un criterio clave de la naturaleza licuable.
Además, la invención también aporta información importante sobre las propiedades de sustentación de la capa de suelo analizada, tras una tensión vibratoria, lo que permite anticipar posibles cambios irreversibles en la resistencia del suelo.
A partir de lo anterior, el conocimiento del comportamiento efectivo del terreno tras la vibración permite orientar a los constructores en su diseño de estructuras, y a las empresas en sus metodologías de realización. A modo de ejemplo, la densificación del suelo permitirá considerar métodos alternativos para mejorar el suelo antes de la construcción de estructuras.
Por el contrario, una pérdida de sustentación podría conducir a la creación de cimentaciones seguras con un conocimiento objetivo de los riesgos.
Claims (13)
1. Penetrómetro (100) para evaluar la naturaleza licuable de un suelo, que comprende:
• Al menos una varilla central (1) terminada en un primer extremo por una punta de medición (11);
• Al menos un tubo hueco (2) que rodea la varilla central (1), esta última puede deslizarse dentro del tubo hueco (2);
El penetrómetro (100) caracterizado porque comprende un gato eléctrico (6) que comprende un cuerpo exterior (61) integral con el tubo hueco (2) y un cuerpo móvil (62), dicho cuerpo móvil (62) está configurado:
• para transmitir un desplazamiento a un segundo extremo (12) de la varilla central (1) que conduce a una depresión controlada de la punta de medición (11) en el suelo, y medir una fuerza aplicada para efectuar dicho desplazamiento,
• y aplicar al segundo extremo (12) de la varilla central (1) una vibración, a una frecuencia determinada.
2. Penetrómetro (100) según la reivindicación anterior, en el que la frecuencia determinada se encuentra entre 1 y 5 Hertz.
3. Penetrómetro (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el gato eléctrico (6) se controla electrónicamente de modo que el accionamiento y la velocidad del cuerpo móvil (62) para efectuar un desplazamiento, la fuerza aplicada y la aplicación o detención de la vibración se pueden realizar en secuencias programadas o controladas entre sí.
4. Penetrómetro (100) según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende una celda interal con el tubo hueco (2), destinada a transmitir una fuerza de soporte, aplicada por medios de soporte, para provocar una depresión en el suelo del tubo hueco (2) y la varilla central (1) a una profundidad determinada.
5. Método para evaluar la naturaleza licuable de un suelo mediante el penetrómetro (100) según una de las reivindicaciones anteriores, y que comprende las siguientes etapas:
a) clavar el par formado por el tubo hueco (2) y la varilla central (1) en el suelo para llevar la punta de medición (11) a una profundidad determinada, dicha punta de medición (11) está apoyada contra el hueco del tubo ( 2);
c) accionar el cuerpo móvil (62) para que realice un primer desplazamiento, lo que induce una primera depresión controlada de la punta de medición (11) en el suelo,
el método está caracterizado porque la etapa c) prevé medir la fuerza aplicada para efectuar dicho primer desplazamiento, y porquecomprende además las siguientes etapas:
d) aplicar una vibración a una frecuencia determinada, al segundo extremo (12) de la varilla central (1) a través del cuerpo móvil (62) y simultáneamente accionar el cuerpo móvil (62) para que realice un segundo desplazamiento, lo que induce una segunda depresión controlada de la punta de medición (11) en el suelo; y medir la fuerza aplicada para efectuar dicho segundo desplazamiento;
e) detener la vibración;
f) accionar el cuerpo móvil (62) para que realice un tercer desplazamiento, lo que induce una tercera depresión controlada de la punta de medición en el suelo y midiendo la fuerza aplicada para efectuar dicho tercer desplazamiento.
6. Método para evaluar la naturaleza licuable de un suelo según la reivindicación anterior que comprende, antes de la etapa c), la etapa b) siguiente:
b) accionar el cuerpo móvil (62) para ponerlo en contacto con el segundo extremo (12) de la varilla central (1).
7. Método para evaluar la naturaleza licuable de un suelo según una de las dos reivindicaciones anteriores, en el que la etapa c) comprende también medir la fuerza de reacción transmitida por el segundo extremo (12) al cuerpo móvil (62), cuando está parado, después de la primera depresión.
8. Método para evaluar la naturaleza licuable de un suelo según una de las tres reivindicaciones anteriores, en el que la etapa f) también comprende medir la fuerza de reacción transmitida por el segundo extremo (12) al cuerpo móvil (62), cuando está parado, después de la tercera depresión.
9. Método para evaluar la naturaleza licuable de un suelo según una de las cuatro reivindicaciones anteriores, en el que, en la etapa d), la velocidad del segundo desplazamiento se ajusta para mantener la fuerza aplicada medida sustancialmente constante.
10. Método para evaluar la naturaleza licuable de un suelo según una de las cinco reivindicaciones anteriores, en el que, en la etapa d), se ajusta la velocidad del segundo desplazamiento de manera que la fuerza aplicada medida se mantenga sustancialmente igual o más cercana a la fuerza aplicada medida en la etapa c).
11. Método para evaluar la naturaleza licuable de un suelo según una de las seis reivindicaciones anteriores, en el que la velocidad de movimiento del cuerpo móvil (62) es de hasta 16 cm/s.
12. Método para evaluar la naturaleza licuable de un suelo según una de las siete reivindicaciones anteriores, en el que el desplazamiento máximo entre una posición retraída y una posición desplegada del cuerpo móvil (62) es de 75 mm.
13. Método para evaluar la naturaleza licuable de un suelo según una de las ocho reivindicaciones anteriores, en el que el primer desplazamiento del cuerpo móvil (62) es de 10 mm, el segundo desplazamiento es de 30 mm y el tercer desplazamiento es de 10 mm.
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