La prueba del presurímetro se realiza in situ conducida en un barreno y fue originalmente desarrollada por Menard (1956) para medir la resistencia y de formabilidad de un suelo. Fue adoptada por la ASTM con la Designación de Prueba 4719, que consiste esencialmente en una muestra con tres celdas, de las cuales la superior y la inferior son celdas de guarda y la intermedia es la celda de medición, como muestra esquemáticamente la figura 2.36a. La prueba se conduce a través de un agujero perforado de antemano, el cual debe tener un diámetro de entre 1.O3y 1.2 veces el diámetro nominal de la muestra. La probeta más usada tiene un diámetro de 58 mm y una longitud de 420 mm. Las celdas de la muestra se expanden por medio de un líquido o un gas. Las celdas de guarda son expandidas para reducir el efecto de la condición de extremo sobre la celda de medición, que tiene un volumen (1’) de 535 ct A continuación se dan las dimensiones para los diámetros de la muestra y del barreno recomendadas por la ASTM:
FIGURA 2.36 (a) Presurímetro; (b) gráfica de presión wrsus volumen total de la cavidad
Para efectuar una prueba, se mide el volumen 110 de la celda de medición y la muestra se inserta en el barreno. Se aplica presión en incrementos y la expansión volumétrica de la celda se mide. Se continúa hasta que el suelo falla o hasta que la presión limite del dispositivo se alcanza. Se considera que el suelo falla cuando el volumen tota de la cavidad expandida (V) es aproximadamente dos veces el volumen de la cavidad original. Después de terminada la prueba, la muestra se desinfla y se desplaza para ser probada a otra profundidad.
Los resultados de la prueba del presurímetro se expresan en una forma gráfica de presión versus volumen, como muestra la figura 236b. En ésta, la Zona 1 representa la porción de recaiga durante la cual el suelo alrededor del barreno es presionado a su estado inicial (es decir al que tenía antes de la perforación). La presión p0 representa el esfuerzo total horizontal in situ. La Zona II representa una zona seudoelástica en la cual el volumen de la celda versus la presión de la misma es prácticamente lineal. La presiónp1 representa la presión de fluencia o de flujo plástico. La zona pf es la zona plástica. La presión, Pi, representa la presión límite.
El módulo del presurímetro, Ep, del suelo se determina usando la teoría de la expansión de un cilindro infinitamente grueso. Se tiene entonces
La presión límite, p1, se obtiene generalmente por extrapolación y no por medición directa.
Para vencer la dificultad de preparar el barreno al tamaño apropiado se han desarrollado presurímetros autobarrenantes (SBPMT). Los detalles relativos a éstos se encuentran en el trabajo de Baguelin y otros (1978).
Vanos investigadores desarrollaron correlaciones entre varios parámetros del suelo y los resultados obtenidos en las pruebas con presurímetros. Kulhawy y Mayne (1990) propusieron
donde pc = presión de preconsolidación
Con base en la teoría de la expansión de cavidades, Baguelin y otros (1978) propusieron la relación
donde cu = resistencia cortante no drenada de una arcilla
Los valores típicos de N varían entre 5y 12, con un valor promedio de aproximadamente 8.5. Ohya y otros (1982) (véase también Kulhawy y Mayne, 1990) correlacionaron Ep con los números de penetración (NF) estándar de campo para arenas y arcillas por medio de las expresiones:
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