ISO 17892 Investigación y ensayos geotécnicos - Ensayos de laboratorio de suelos

La norma “ISO 17892 Investigación y ensayo geotécnicos - Ensayos de laboratorio de suelos ”, publicada por la Organización Internacional de Normalización (ISO) , consta de las siguientes subsecciones publicadas bajo el mismo título:

• La norma ISO 17892-1 Parte 1: Determinación del contenido de agua describe un método para determinar el contenido de agua en suelos. Esta norma es aplicable a la determinación en laboratorio del contenido de agua (humedad) de una muestra de suelo mediante secado en horno en el contexto de investigaciones geotécnicas. El contenido de agua es esencial como guía para la clasificación de suelos naturales y como criterio de control en suelos recompactados, y se mide en muestras utilizadas en la mayoría de los ensayos de campo y laboratorio. El método de secado en horno es el procedimiento definitivo utilizado en la práctica habitual de laboratorio. El procedimiento práctico para determinar el contenido de agua en un suelo consiste en determinar la pérdida de masa durante el secado de la muestra hasta una masa constante en un horno de secado controlado a una temperatura específica. Se asume que la pérdida de masa se debe al agua libre y se refiere a la masa seca restante de las partículas sólidas. Esta norma cumple con los requisitos para la determinación del contenido de agua en suelos para investigaciones y ensayos geotécnicos, de acuerdo con las normas EN 1997-1 y EN 1997-2.
• La norma “ISO 17892-2 Parte 2: Determinación de la densidad aparente” describe tres métodos para determinar la densidad aparente de los suelos:
  • Método de medición lineal: Este método es adecuado para determinar la densidad aparente de una muestra de suelo de forma regular, incluidas las muestras preparadas para otros ensayos. Las muestras utilizadas son prismas rectangulares o cilindros de sección transversal circular.
  • Método de inmersión en líquido: Este método consiste en determinar la densidad aparente de una muestra de suelo natural o compactado midiendo su masa en el aire y su masa aparente suspendida en un líquido. Este método puede emplearse cuando se dispone de piezas de material de tamaño adecuado.
  • Método de desplazamiento de líquido: Este método consiste en determinar la densidad aparente de una muestra de suelo midiendo su masa en el aire y la masa del líquido desplazado por inmersión. Este método puede emplearse cuando se dispone de piezas de material de tamaño adecuado.

Esta norma es aplicable a la determinación en laboratorio de la densidad aparente del suelo dentro del ámbito de las investigaciones geotécnicas.

Si se utiliza el método de inmersión en líquido o el método de desplazamiento de líquido y existe la posibilidad de penetración de líquido en la muestra (p. ej., agua), esta debe cubrirse antes del ensayo para evitar dicha penetración. La densidad aparente del suelo es útil para determinar la tensión de sobrecarga in situ en función de la profundidad. De ser necesario, la densidad seca de una muestra puede calcularse a partir de la densidad aparente y el contenido de agua, si se conocen.

Esta norma cumple los requisitos para determinar la densidad aparente de suelos para investigaciones y ensayos geotécnicos de acuerdo con las normas EN 1997-1 y EN 1997-2.

• La norma ISO 17892-3 Parte 3: Determinación de la densidad de partículas describe métodos para determinar la densidad de partículas de suelos. Esta norma es aplicable a la determinación en laboratorio de la densidad de partículas de suelo para investigaciones geotécnicas y describe dos métodos: el método del picnómetro de desplazamiento de líquido y el método del picnómetro de desplazamiento de gas. El método del picnómetro de líquido descrito en esta norma es aplicable a tipos de suelo con tamaños de partícula inferiores a aproximadamente 4 mm o a suelos triturados para cumplir este requisito. Se utilizan picnómetros de mayor tamaño para materiales más gruesos. El tamaño de partícula de los suelos adecuados para las pruebas con picnómetro de gas está limitado por las dimensiones del recipiente de muestra del picnómetro de gas utilizado. Esta norma cumple con los requisitos para la determinación de la densidad de partículas de suelos para investigaciones y pruebas geotécnicas, de acuerdo con las normas EN 1997-1 y EN 1997-2. La presencia de sales disueltas en el agua intersticial puede afectar los resultados de estas pruebas. Existen técnicas para compensar las sales disueltas, pero quedan fuera del alcance de esta norma.
• La norma ISO 17892-4 Parte 4: Determinación de la distribución del tamaño de partícula describe un método para determinar la distribución del tamaño de partícula de los suelos. Esta norma es aplicable a la determinación en laboratorio de la distribución del tamaño de partícula de una muestra de suelo para análisis geotécnicos mediante tamizado, sedimentación o una combinación de ambos. La distribución del tamaño de partícula es una de las propiedades físicas más importantes del suelo. La clasificación del suelo se basa principalmente en la distribución del tamaño de partícula. Muchas propiedades geotécnicas y geohidrológicas del suelo están relacionadas con la distribución del tamaño de partícula. La distribución del tamaño de partícula proporciona una descripción del suelo basada en la división de los tamaños de partícula en clases discretas. El tamaño de cada clase puede determinarse mediante tamizado o sedimentación. Los suelos gruesos suelen analizarse mediante tamizado, pero los suelos finos y mixtos a menudo se analizan mediante una combinación de tamizado y sedimentación, dependiendo de la composición del suelo. El método de tamizado descrito es aplicable a todos los suelos no cementados con tamaños de partícula inferiores a 125 mm. Se describen dos métodos de sedimentación: el método del hidrómetro y el método de la pipeta. Esta norma cumple los requisitos para las pruebas de distribución del tamaño de partículas de acuerdo con EN 1997-2.
• La norma "ISO 17892-5 Parte 5: Ensayo de edómetro de carga incremental" describe métodos para determinar la compresibilidad de suelos mediante carga incremental en un edómetro. Esta norma es aplicable a la determinación en laboratorio de las propiedades de compresión y deformación del suelo en el contexto de investigaciones geotécnicas. El ensayo de edómetro se realiza en una probeta cilíndrica confinada lateralmente por un anillo rígido. La probeta se somete a incrementos discretos de carga o descarga axial vertical y se deja descargar axialmente desde las superficies superior e inferior. Los ensayos pueden realizarse en probetas intactas, remodeladas, recompactadas o reconstituidas. Las trayectorias de tensiones y las condiciones de drenaje en cimentaciones suelen ser tridimensionales, y pueden producirse variaciones en los valores calculados tanto de magnitud como de relación de asentamiento. El pequeño tamaño de la probeta a menudo no representa adecuadamente las características de textura presentes en los suelos naturales. Los análisis de ensayos de consolidación suelen basarse en el supuesto de que el suelo está saturado. En suelos no saturados, algunos de los parámetros derivados pueden no ser adecuados. Esta norma cumple los requisitos para determinar las propiedades de compresibilidad de los suelos dentro del edómetro para la investigación y prueba geotécnica de acuerdo con las normas EN 1997-1 y EN 1997-2.
• La norma ISO 17892-6 Parte 6: Ensayo de caída de cono describe un método para evaluar el índice de resistencia no drenada de muestras de suelos de grano fino, tanto intactas como reformadas, mediante el método de caída de cono. Esta norma es aplicable a la estimación en laboratorio de la resistencia al corte no drenada de una probeta de suelo en investigaciones geotécnicas. En el ensayo de caída de cono, se deja caer un cono con su punta hacia una muestra de suelo y se mide su penetración en el suelo. Los valores de penetración se utilizan para estimar la resistencia al corte no drenada.

El ensayo de cono de caída produce un esfuerzo cortante complejo en la muestra de ensayo y no es representativo ni de la compresión triaxial vertical ni del ensayo de esfuerzo cortante horizontal. Sin embargo, este ensayo de índice puede correlacionarse con algunas estimaciones de la resistencia al esfuerzo cortante no drenado determinadas por otros métodos de ensayo de laboratorio. Debido a que el ensayo se realiza en una muestra de laboratorio pequeña, los resultados pueden no coincidir con los ensayos de laboratorio realizados en muestras más grandes. Además, la muestra de ensayo puede no representar completamente el suelo en su estado natural en el campo; por ejemplo, la muestra de ensayo puede no tener grietas in situ espaciadas mayormente que el tamaño de la muestra. Por lo tanto, el ensayo puede considerarse una estimación de la resistencia al esfuerzo cortante no drenado en lugar de una medición verdadera. La relación entre la resistencia al esfuerzo cortante reconstituida y la resistencia al esfuerzo cortante intacta puede utilizarse para estimar la susceptibilidad de una muestra de suelo. La medición de la resistencia al esfuerzo cortante a lo largo del tiempo puede utilizarse para evaluar la recuperación de la resistencia tixotrópica de una muestra de suelo reconstituido. Este documento cumple los requisitos para las pruebas de índice de resistencia de suelos para investigación y pruebas geotécnicas de acuerdo con EN 1997-1 y EN 1997-2.

• La norma ISO 17892-7 Parte 7: Ensayos de Compresión Libre describe un método para este tipo de ensayos. Esta norma se aplica a la determinación de la resistencia a la compresión libre de una muestra de suelo homogéneo que no ha sido alterado, recompactado, remodelado o reconstituido bajo carga de compresión en el contexto de investigaciones geotécnicas. Este método de ensayo es útil para estimar la resistencia al corte no drenado del suelo. Cabe destacar que el drenaje no se ve impedido durante este ensayo. Por lo tanto, el valor estimado de la resistencia al corte no drenado solo es válido para suelos de baja permeabilidad que presentan un drenaje insuficiente durante el ensayo. Esta norma cumple con los requisitos para ensayos de presión libre para investigaciones y ensayos geotécnicos, de acuerdo con las normas EN 1997-1 y EN 1997-2.
• La norma ISO 17892-8 Parte 8: Ensayos de compresión triaxial no consolidados ni drenados describe un método para ensayos de compresión triaxial no consolidados ni drenados. Esta norma es aplicable a la determinación en laboratorio de la resistencia al corte triaxial no drenado bajo carga de compresión en el contexto de investigaciones geotécnicas. Una muestra cilíndrica, que puede incluir suelo intacto, recompactado, remodelado o reconstituido, se somete a tensión isótropa en condiciones no drenadas y posteriormente se corta en condiciones no drenadas. El ensayo permite determinar la resistencia al corte y las relaciones tensión-deformación en términos de tensiones totales. Los procedimientos no estándar, como los ensayos en los que se mide la presión de poro o los ensayos con drenaje de filtro, no están cubiertos por esta norma. Esta norma cumple con los requisitos para ensayos de compresión triaxial no consolidados ni drenados para investigaciones y ensayos geotécnicos de acuerdo con las normas EN 1997-1 y EN 1997-2.
• La norma "ISO 17892-9 Parte 9: Ensayos de compresión triaxial consolidada en suelos saturados de agua" describe un método para ensayos de compresión triaxial consolidada en suelos saturados de agua. Esta norma es aplicable a la determinación en laboratorio de la resistencia al corte triaxial bajo carga de compresión en el contexto de investigaciones geotécnicas. Una muestra cilíndrica, que puede consistir en suelo intacto, recompactado, remodelado o reconstituido, se somete a una tensión isotrópica o anisotrópica en condiciones drenadas y posteriormente se corta en condiciones drenadas o no drenadas. El ensayo permite determinar la resistencia al corte, las relaciones tensión-deformación y las trayectorias de tensión efectiva. Todas las tensiones y deformaciones se expresan como valores numéricos positivos en compresión.

Esta norma establece un ensayo para una sola muestra. Se requiere un mínimo de tres conjuntos de ensayos relacionados para determinar los parámetros de resistencia al corte a partir de estos ensayos. Los procedimientos para evaluar los resultados se incluyen en el apéndice de la norma (Anexo B) y, cuando es necesario, los parámetros de resistencia al corte se incluyen en el informe.

Los siguientes procedimientos especiales no están totalmente cubiertos en este procedimiento:

• Pruebas con puntas lubricadas
• Pruebas de múltiples etapas
• Pruebas de consolidación con tensión lateral cero
• Pruebas con medición local de tensión o medición local de presión de poro
• Pruebas sin membranas de goma
• Pruebas de extensión
• Pruebas de corte con cambios de presión celular

Sin embargo, estos ensayos específicos pueden referirse a los procedimientos generales descritos en esta norma. Esta norma especifica los requisitos para ensayos de compresión triaxial consolidados para investigación y ensayos geotécnicos, de acuerdo con las normas EN 1997-1 y EN 1997-2.

• La norma ISO 17892-10 Parte 10: Ensayos de corte directo describe dos métodos de ensayo de laboratorio para determinar la resistencia al corte efectiva de suelos en condiciones consolidadas y drenadas mediante un dispositivo de corte tipo caja o anillo. Esta norma es aplicable a la determinación en laboratorio de los parámetros de resistencia al corte efectiva para suelos sometidos a corte directo en el contexto de investigaciones geotécnicas. Los ensayos de esta norma se aplican a suelos no perturbados, remodelados, recompactados o reconstituidos. El procedimiento describe los requisitos para determinar la resistencia al corte de una muestra sometida a una única tensión vertical (normal).

Normalmente, se preparan tres o más muestras similares de suelo para su cizallamiento bajo tres o más presiones verticales diferentes, lo que permite determinar los parámetros de resistencia al cizallamiento de acuerdo con el Anexo B. Los procedimientos específicos para la preparación y el ensayo de muestras, como los ensayos con carga progresiva y precizallamiento, o las interfaces entre suelos y otros materiales, no se abordan en los procedimientos de esta norma. Esta norma cumple los requisitos para la determinación de la resistencia al cizallamiento drenado de suelos sometidos a cizallamiento directo para la investigación y el ensayo geotécnico de acuerdo con las normas EN 1997-1 y EN 1997-2.

• La norma "ISO 17892-11 Parte 11: Ensayos de permeabilidad" describe métodos para la determinación en laboratorio de las propiedades de flujo de agua en el suelo. Esta norma es aplicable a la determinación en laboratorio de los coeficientes de permeabilidad del suelo en el ámbito de las investigaciones geotécnicas. Esta norma cumple con los requisitos para la determinación en laboratorio de los coeficientes de permeabilidad del suelo para investigaciones y ensayos geotécnicos, de acuerdo con las normas EN 1997-1 y EN 1997-2.
• ISO 17892-12 Parte 12: Determinación de límites líquidos y plásticos describe métodos para determinar los límites líquidos y plásticos de un suelo. Estos incluyen dos límites de Atterberg para suelos. El límite líquido es el contenido de agua en el cual un suelo pasa de un estado líquido a uno plástico. Esta norma describe la determinación del límite líquido de una muestra de suelo natural o una muestra de suelo de la cual se ha eliminado material mayor a aproximadamente 0,4 mm. Esta norma describe dos métodos: el método del cono descendente y el método de Casagrande. El método del cono descendente en esta norma no debe confundirse con el método descrito en ISO 17892-6. El límite plástico de un suelo es el contenido de agua en el cual el suelo deja de ser plástico al secarse más. La determinación del límite plástico normalmente se realiza junto con la determinación del límite líquido. Se reconoce que los resultados de las pruebas están sujetos al juicio del operador y que ocurrirá cierta variabilidad en los resultados.
• La norma "ISO 17892-13 Parte 13: Ensayo de hinchamiento de suelos, suelos duros y rocas blandas - Procedimiento de ciclo de muestra única" describe métodos para determinar las propiedades de hinchamiento de rocas blandas o suelos duros en una celda edométrica, es decir, la deformación lateral limitada bajo carga axial. Esta norma es aplicable a la determinación en laboratorio de la presión y la tensión de hinchamiento en el contexto de investigaciones geotécnicas. Los resultados de los ensayos de hinchamiento se utilizan para el diseño de soportes y revestimientos de roca y suelo para excavaciones y túneles en roca hinchada, con el fin de prevenir fallos imprevistos importantes debido al hinchamiento. El ensayo de hinchamiento se realiza en una probeta cilíndrica intacta. La probeta se carga primero hasta el estado de tensión in situ en estado seco, se descarga y se vuelve a cargar hasta la tensión de diseño prevista. La probeta se sumerge bajo tensión constante y luego se descarga.

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