Estudio experimental de la aplicación del cemento con el propósito de mejorar el comportamiento geotécnico de suelos volcánicos del distrito de Omate-Moquegua

Abstract

El propósito de esta investigación es mejorar los parámetros geotécnicos del suelo volcánico granular con la adición de cemento Portland tipo I. Primero, se realiza el ensayo de Granulometría y se clasifico mediante SUCS como una arena con grava pobremente gradada y según AASHTO como A-1-b. Por otro lado, se realizó el ensayo de Proctor y se obtuvo una Densidad Seca Máxima de 1.21 kg/cm2 con un Contenido de Humedad Optimo de 17.8%. Además, los resultados del ensayo de Corte Directo indico un ángulo de fricción 33.5°, una cohesión de 0.0 kg/cm2. El segundo paso fue realizar el ensayo de Proctor a muestras con adiciones de 3%, 5%, 7% y 9% de cemento, los resultados óptimos fueron al 5% de adición. El tercer paso, se realizó el ensayo de Corte Directo las mezclas de 3%, 5% y 7% a 7 y 14 días de curado, los resultados indicaron un incremento de 14.6% a 79.1% en el ángulo de fricción en comparación del suelo natural y un incremento de 25.8% a 161.5 % en la resistencia al corte. También, se muestra el comportamiento de la deformación volumétrica, presentando una mayor contracción cuando se aplica un esfuerzo normal de 1 kg/cm2 y una mayor expansión cuando se aplica un esfuerzo normal de 4 kg/cm2. Finalmente, los parámetros del ensayo de Proctor indican a la mezcla con 5% la más óptima y los parámetros del ensayo de Corte Directo indican mejores resultados a mayor contenido de cemento y mayores días de curado.

The purpose of this research is to improve the geotechnical parameters of the granular volcanic soil with the addition of Portland cement type I. First, the Granulometry test is carried out and classified by SUCS as a poorly graded sand with gravel and according to AASHTO as A-1-b. On the other hand, the Proctor test was carried out and a Maximum Dry Density of 1.21 kg/cm2 was obtained with an Optimal Moisture Content of 17.8%. In addition, the results of the Direct Shear test indicated a 33.5° friction angle, a cohesion of 0.0 kg/cm2. The second step was the Proctor test on samples with additions of 3%, 5%, 7% and 9% of cement, the optimal results were at a 5% addition. The third step, the Direct Shear test was carried out, the mixtures of 3%, 5% and 7% at 7 and 14 days of curing, the results indicated an increase of 14.6% to 79.1% in the friction angle compared to the soil natural and an increase from 25.8% to 161.5% in cut resistance. Also, the behavior of the volumetric deformation is shown, presenting a greater contraction when a normal stress of 1 kg/cm2 is applied and a greater expansion when a normal stress of 4 kg/cm2 is applied. Finally, the parameters of the Proctor test indicate the most optimal mixture with 5% and the parameters of the Direct Shear test indicate better results at higher cement content and longer curing days.