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Foto 17. Microscopio de barrido (SEM) JSM-5910 LV

6.2.4. Caracterización mecánica

En el caso de los ensayos de caracterización mecánica las muestras utilizadas deben ser inalteradas. Los parámetros obtenidos a través de estos ensayos permiten estimar el comportamiento mecánico ante la aplicación de cargas del suelo estudiado.

6.2.4.1 Ensayo de corte directo

Permite calcular los parámetros geomecánicos de resistencia al corte del suelo. Este ensayo se realizó bajo la Norma NTC 1917-2000 en el laboratorio de suelos de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín y en el laboratorio de suelos de la Universidad Eafit.

6.2.4.2 Determinación de las curvas características

El comportamiento mecánico de los suelos no saturados se encuentra afectado por la succión (o capacidad de un suelo de retener agua capilar), por lo cual es importante la determinación de la curva característica para modelar sus procesos. (Valencia, 2005)

Los ensayos se realizan de acuerdo a la norma ASTM D5298-92, tomando cuerpos de prueba siguiendo la metodología descrita por Marinho (1995) tal como se describe en capítulo 4.6.3.1

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Fueron utilizados pastillas de suelo (cuerpo de prueba) de aproximadamente 5 cm de diámetro y 2 cm de espesor, con distintas humedades, sobre los cuales se colocaron tres papeles de filtro. (Ver Figura 24)

Figura 24. Ubicación de los papeles de filtro sobre los cuerpos de prueba.

El conjunto es envuelto en papel plástico tipo PVC y se dejan en una caja de icopor durante 15 días. Después de este tiempo es determinada la humedad del papel filtro del medio y el papel de encima, este último para verificación de medidas, al papel filtro en contacto con la muestra no se le toma su humedad debido a que se encuentra contaminado con suelo. Al valor de humedad del papel filtro le corresponde un valor de succión que es la misma que el cuerpo de prueba tiene.

Foto 18. Etapas de pesado y secado de los papeles f iltro en el laboratorio de carbones de la Universidad Nacional de Colombia sede Medellín

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7. ANÁLISIS DE RESULTADOS

En este capítulo se muestra el análisis de los resultados de los ensayos de caracterización física, química, mineralógica y mecánica de los suelos de los dos perfiles estudiados. Algunos aspectos complementarios a los resultados se consignan en el Anexo 1 de este trabajo. Con el fin de garantizar que los ensayos de laboratorio tengan la precisión requerida en las normas y proporcionar consecuentemente resultados confiables, se presentan en el Anexo 2 los certificados de calibración de algunos de los equipos usados para la realización de los ensayos.

7.1. MUESTRA DEL KM 41+500 (MARINILLA)

A continuación se presentan los resultados de la caracterización física de las muestras del suelo procedente del perfil del km 41+500 del Municipio de Marinilla.

7.1.1. Caracterización Física

En la Tabla 14 se presenta un resumen de algunos índices físicos obtenidos de los ensayos de caracterización, se observa que el suelo tiene una plasticidad muy baja (casi nula). El índice de actividad arroja que es un suelo inactivo, al presentar un valor menor a 0.75. Se evidenció abundante presencia de micas en el lavado sobre la malla No. 200, lo que se verificará en análisis posteriores. Los suelos con alto contenido de minerales micáceos presentan baja o nula plasticidad a pesar de poseer una fracción fina considerable, de acuerdo con las experiencias de laboratorio.

Tabla 14. Resultados ensayos de laboratorio muestra Marinilla km 41+500

Parámetro Unidad Valor obtenido Gs: Gravedad específica de los sólidos - 2,8 γnat: Peso unitario húmedo de los suelos kN/m3 13,3 e: Relación de vacíos - 1,4 n: Porosidad (%) 58 wn: Humedad natural (%) 19 Sr: Grado de saturación (%) 37 LL: Límite líquido (%) 38 LP: Límite plástico (%) 36 IP: Índice de plasticidad (%) 2 Ia: Índice de actividad (%) 0.015

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7.1.2. Granulometría por tamizado mecánico, sedimen tación y granulometría laser

A la muestra analizada se le realizó ensayos de granulometría combinada, los ensayos se efectuaron sistemáticamente con agua y luego con un agente defloculante (solución de hexametafósfato) con el fin de identificar agregación de los granos, producto de minerales cementados. La Tabla 15 muestra la distribución por tamaños y la Figura 25 las curvas granulométricas para cada ensayo.

Tabla 15. Resultados de los ensayos de granulometrí a

Parámetro Valor % de material que pasa la malla No.4 100,0 % de material que pasa la malla No.10 97,0 % de material que pasa la malla No.40 57,4 % de limo con defloculante1 43,0 % de limo sin defloculante1 36,0 % de arcilla con defloculante2 27,4 % de arcilla sin defloculante2 21,5

1 Se consideró un tamaño de partícula entre 0.002 mm y 0.06 mm 2 Se consideró un tamaño de partícula inferior a 0.002 mm

Figura 25. Granulometría de la Muestra del km 41+50 0

La fracción fina mostró proporciones mayores al usar defloculante que sin usar defloculante, esta diferencia indica que existe agregación de las partículas finas.