Estudio experimental, en un equipo de cilindro hueco, de la licuefacción por carga cíclica de un relleno del puerto de Barcelona

Abstract

La licuefacción de suelos arenosos poco densos es un fenómeno de indudable importancia en la Ingeniería Geotécnica. Cuando en el 2007 se produjo la rotura del muelle del Prat en el puerto de Barcelona, tras una campaña extensa se llegó a conclusión que la rotura fue debida a la licuefacción del relleno hidráulico presente. Ello necesitó la ejecución de varios ensayos in-situ y de laboratorio. Entre los ensayos de laboratorio se encuentran los cortes simples, tanto estáticos como cíclicos, y ensayos triaxiales con consolidación anisótropa. La motivación de este trabajo de fin de Máster es evaluar la capacidad de reproducir ensayos de corte cíclico en el equipo de cilindro hueco (HCA) disponible en el laboratorio. Este equipo es una herramienta valiosa para el estudio del suelo bajo condiciones de esfuerzo generalizado incluyendo una tensión de corte y un control independiente de las magnitudes de las tres tensiones principales. El método de análisis de las medidas evalúa los esfuerzos y desplazamientos a partir de las condiciones impuestas con el objetivo de conocer las propiedades deformacionales y resistentes del suelo en distintas condiciones tensionales. El cálculo de los esfuerzos y deformaciones axiales, radiales y circunferenciales junto a los demás parámetros obtenido en esta tesina da una clara idea del comportamiento del material ensayado en el HCA. Se han realizados tres tipos de ensayos no drenados: a) Compresión vertical estática con confinamiento total constante con una velocidad de compresión de 0.5mm/min. b) Rotura de corte simple estático con una rampa de giro de 0.2°/min. c) Rotura de corte cíclico imponiendo ciclos de carga y descarga de tensiones de corte con una frecuencia de 0.1 Hz. Estos últimos ensayos permiten conocer el número de ciclos necesarios para licuar las muestras ensayadas bajo diferentes estados de solicitación (diagrama de interacción). Los resultados obtenidos han evidenciado que el equipo de cilindro hueco puede ser una herramienta válida para estudiar la licuefacción de suelos en condiciones semejantes a las del corte simple cíclico. Por otra parte, los valores de los parámetros del suelo que se han obtenido son compatibles con los que se encontraron en campañas de ensayos de laboratorio previas, realizadas en el NGI.