Variabilidad espacial un suelo arcilloso del sector Sabana Centro para la confiabilidad de asentamientos por consolidación primaria: caso de estudio Campus Nueva Granada

Spatial Variability of a Soil Clayed from the Sabana Centro Sector for the Reliability of Primary Consolidation Settlements: Study Case Campus Nueva Granada

El objetivo de este artículo es presentar un estudio de confiabilidad de los parámetros de consolidación de un suelo arcilloso de la Sabana de Bogotá. La metodología de trabajo comprendió la extracción de muestras de arcillas inalteradas y la ejecución de un plan experimental de laboratorio que incluyó treinta ensayos edométricos. Además, se estimaron las distribuciones de probabilidad de los parámetros de consolidación del suelo de la Sabana de Bogotá. Los resultados permitieron obtener la variabilidad de las propiedades de compresibilidad de dichos materiales. Por otra parte, se realizaron simulaciones de Monte Carlo para estimar las curvas de confiabilidad de asentamientos. Se encontró que la magnitud de los asentamientos en los suelos arcillosos de la Sabana de Bogotá se ven afectados por la variabilidad espacial de las propiedades de compresibilidad de este tipo de suelo.

1 INTRODUCCIÓN

Los suelos son materiales naturales producto de procesos geológicos, ambientales, físicos y químicos. Por lo tanto, la variabilidad en las propiedades del suelo se atribuyen a dichos procesos y conducen a incertidumbres en los diseños de ingeniería [1]. La incertidumbre atribuida a la variabilidad de los perfiles de suelo puede tener influencia en el desempeño de estructuras geo- técnicas como taludes, muros de contención, terraplenes y cimentaciones tanto superficiales como profundas [2]. Asimismo, la variabilidad espacial y geométrica de las propiedades mecánicas del suelo puede inducir asentamientos diferenciales en el suelo.

Debido a lo anterior es necesario implementar metodologías de análisis probabilísticos que incluyan la incertidumbre de las propiedades del suelo en los diseños geotécnicos. Diversos trabajos que involucran la variabilidad de las propiedades del suelo en el análisis de estabilidad de estructuras geotécnicas se han realizado en los últimos años. Fenton y Griffiths [3] estimaron los asentamientos diferenciales de dos cimentaciones superficiales adyacentes. Su trabajo consideró la variabilidad del módulo de elasticidad de un estrato de arcilla por medio de simulaciones de Monte Carlo en un modelo de elementos finitos. Más adelante, Fenton y Griffiths [4] utilizaron una metodología similar a la anterior y calcularon los asentamientos de un par de cimentaciones superficiales en un modelo de elementos finitos tridimensional. Houy et al. [5] evaluaron la interacción suelo estructura de una viga hiperestática mediante modelos físicos en centrífuga geotécnica y la influencia de la variabilidad espacial del suelo en sus desplazamientos mediante simulaciones de Monte Carlo. Al-Bittar y Soubra [6] realizaron un modelo en FLAC3D para estimar los desplazamientos verticales y laterales de cimentaciones superficiales sometidas a cargas inclinadas. Además, dicho modelo incorpora simulaciones de Monte Carlo para generar campos aleatorios en los que se modifica el módulo de elasticidad del suelo de soporte.