Mejoramiento de ángulo de fricción interna en arenas arcillosas mediante la adición de geotextil tejido (T2400)

Abstract

El presente trabajo de grado tuvo el objetivo de analizar el comportamiento mecánico de una arena arcillosa al adicionarle fibra de geotextil tejido T 2400, esto debido a que los suelos con alto porcentaje de finos, presentan un comportamiento bajo a la resistencia al corte. Para llevar a cabo este trabajo, se inició con la consecución del material y su posterior caracterización, para lo cual se realizaron los siguientes ensayos: granulometría por mallas, límite líquido y límite plástico para su clasificación, luego se realizó el ensayo de límite de contracción para ver su cambio volumétrico y por último el ensayo de proctor modificado, para calcular su humedad óptima y densidad seca máxima. Posterior a esto, se siguió con la determinación de los parámetros de resistencia al corte (ángulo de fricción y cohesión) por medio del ensayo de corte directo. Para mejorar el comportamiento de la resistencia al corte, se adicionó fibras de geotextil tejido T 2400 en longitudes de 1cm, 2cm y 3 cm y en proporciones de 0.25%, 0.5% y 0.75% en peso de la muestra. Se trabajó sobre muestras alteradas, mezcladas con las fibras de geotextil respectivas, con la humedad óptima y compactada por medio del equipo de proctor modificado. Posterior a esto se realizaron los ensayos de corte directo para calcular el ángulo de fricción y la cohesión después de la adición de las fibras. Se compararon los parámetros de resistencia al corte entre el suelo natural y el suelo reforzado, para determinar la longitud y proporción óptima, que fue la que logró el mayor mejoramiento del ángulo de fricción interna del suelo estudiado. Para el presente trabajo, dicha longitud y proporción óptima fue la de 2 cm y 0.5%.

The main goal of this graduation research project was to analyze the mechanical behavior of clayey sand under the effects of woven geotextile fiber T-2400. Essentially because soil with a high percentage of fines grained materials shows low shear strength. In order to start developing this project was necessary to extract some of the material for its later categorization. The following experiments were made: particle size distribution test, liquid limit and plastic limit tests for its classification; then, a shrinkage limit test to check the volumetric change; and finally, a Modified Proctor test for calculating its optimum moisture and máximum dry density. Subsequently, a direct shear test was done so as to determine shear strength parameters (friction angle and cohesion). With the purpose of upgrading the performance concerning shear strength, Geotextile fibers T-2400 were added in sizes of 1cm, 2cm and 3cm with proportions of 0.25%, 0.5% y 0.75% in the sample. The procedure was done over modified samples mixed up with specific geotextile fibers, with the optimum moisture and compressed with modified Proctor equipment. Later in the process, direct shear tests were conducted in order to calculate the friction angle and the cohesion after adding the fibers. Finally, factors of shear strength between the natural soil and the upgraded soil were compared in an attempt to determine if real improvements had been achieved. In fact, optimal proportion and size were the two conditions in which the soil’s internal friction angle acquired the largest advance. The consequent optimal size and proportions were 2cm and 0.5% respectively.