Amortiguamiento en suelos compactados

Abstract

Los ensayos de laboratorio son muy importantes en la ingeniería geotécnica ya que en ellos se pueden conocer el comportamiento del suelo a pequeña escala. Y desde ese punto de vista, poder saber aquellos parámetros que definen al suelo. Es por eso que, en este trabajo final de master, se estudia el efecto del grado de saturación en el factor de amortiguamiento de los suelos compactados. Para lograr esto, se hicieron pruebas de laboratorio en probetas con dos densidades secas impuestas, utilizando el método de compactación estática, en la arcilla limosa del llano de Barcelona. Así mismo, se obtuvieron diferentes grados de saturación por medio de diferentes humedades impuestas también. Las pruebas de laboratorio radicaron en someter las probetas a una tensión de confinamiento, y ensayarlas en el aparato de columna resonante. Así, se pudieron conocer los parámetros dinámicos del suelo a pequeñas deformaciones. Las probetas que se ensayaron en laboratorio fueron manufacturadas con las densidades secas de 1.65 Mg/m3 y 1.75 Mg/m3 , y fueron sometidas a una tensión de confinamiento de 200 kPa. Estas muestras tenían un grado de saturación que iba desde el 20% hasta el 100% aproximadamente, utilizando humedades en el material en un rango del 5% al 24%. Se hizo un análisis de los resultados obtenidos, y estos demostraron que la rigidez del suelo aumenta a medida que aumenta la densidad seca, por lo contrario, el factor de amortiguamiento decrece con el aumento de la densidad seca. También se demostró que el módulo de corte disminuye a medida que aumenta el grado de saturación del suelo y, por otro lado, el factor de amortiguamiento aumenta con el aumento del grado de saturación. Se comprobó, al menos para las muestras con densidad seca de 1.75 Mg/m3 , que el módulo del cambio en la tensión de confinamiento en función de la deformación disminuye ante el aumento del grado de saturación del suelo. Para finalizar, y como era de esperarse, el módulo edométrico disminuyó al aumentar la saturación del material, siguiendo una tendencia exponencial, al menos entre el 20% y el 80% de la saturación. Se corroboró también que, para un mismo nivel de saturación, el módulo edométrico es mayor para las muestras con una densidad seca mayor.

Laboratory tests are very important in geotechnical engineering, because in them it can be known the soil behavior at small scale. And from that point of view, it can be learned those parameters that define the soil. That’s why, in this thesis, the effect of saturation degree in damping ratio of compacted soil is studied. To archive this, laboratory tests were performed in soil samples with two imposed dry densities, using the static compaction method in Barcelona’s silty clay. Meanwhile, different saturation degrees were obtained by different water content imposed as well. Laboratory tests consist on submit soil samples in a confinement stress, and test them in the resonant column. Thus, it can be known the dynamic soil parameters for small deformations. Soil samples were tested in laboratory by manufacturing them with dry densities of 1.65 Mg/m3 and 1.75 Mg/m3 , and they were submitted to confinement stress of 200 kPa. These samples had saturation degree ranging from 20% to 100% approximately, using a material water content in range of 5% to 24%. An analysis of the obtained results was made, and showed that soil stiffness increases with increasing dry density, on the other hand, the damping ratio decreases with increasing dry density. It was also shown that the shear modulus decreases with increasing the saturation degree on soil, in consequence the damping ratio increases with increasing the saturation degree. It was found, at least for the soil samples with dry density of 1.75 Mg/m3 , that the confinement stress in function of deformation modulus decreases with the increasing saturation degree. Finally, as was expected, the oedometer modulus decreased with increasing material saturation, following an exponential trend, at least between 20% and 80% of saturation. It was also confirmed that, for the same level of saturation, the oedometer modulus is higher for samples with higher dry density.