ENSAYO PRESIOMÉTRICO (III): CURVA Y PARÁMETROS

El ensayo presiométrico —o PMT, por sus siglas en inglés Pressuremeter Test— es una de las técnicas in situ más versátiles para caracterizar la respuesta de suelos y rocas. El Eurocódigo 7 (EN 1997-2) lo define como una prueba destinada a medir la deformación radial de un macizo mediante la expansión controlada de una sonda cilíndrica presurizada. A continuación se revisa la curva presiométrica, los parámetros que se obtienen de ella y los aspectos importantes para garantizar la calidad del ensayo


Curva presiométrica corregida

Tras aplicar las correcciones por cambio de volumen o por desplazamiento radial, los valores de presión (σ) y deformación radial (ε) se representan en ejes cartesianos. La curva presiométrica corregida es la base para determinar los parámetros de resistencia y deformación del terreno.

Una curva típica presenta forma de “S” y se divide en cuatro tramos (figura idealizada):

TramoDescripciónSignificado geotécnico
OA – Expansión inicialSe infla la membrana hasta hacer contacto con las paredes del sondeo.Ajuste de holguras y asiento inicial del equipo.
AB – Zona reblandecidaSe deforma el talud cilíndrico creado por la perforación.Comportamiento de la capa alterada durante la perforación.
BC – Fase elásticaRespuesta casi lineal: pendiente ≈ módulo elástico in situ.Cálculo del módulo presiométrico Ep (≈ Módulo de Young).
CD – Fase plástica y fluenciaSe supera el rango elástico; el terreno entra en plasticidad.Obtención de la presión de fluencia Pf y extrapolación de la presión límite Pl.

Mediciones fundamentales en el ensayo:

Cada inserción de la sonda proporciona cuatro lecturas independientes:

  1. Presión inicial (P₀)
    Corresponde a la tensión horizontal total σ del macizo (utilizada para estimar K₀).
  2. Región elástica (BC)
    Su pendiente se interpreta como módulo presiométrico corregido (Epmt), un módulo de deformación tangente para pequeños incrementos de carga.
  3. Región plástica
    • Arcillas y limos (drenaje impedido): se deduce la resistencia al corte no drenada Cu.
    • Arenas (drenaje permitido): se determina el ángulo de rozamiento efectivo ϕ′ mediante correlaciones empíricas (Ménard, Fahey & Randolph, etc.).
  4. Presión límite (Pl)
    Presión teórica a la que el volumen de la sonda se duplica. Se emplea, junto con Ep, en fórmulas de capacidad portante y asientos

¿Qué aspecto tiene un parte de un ensayo presiométrico?

Cortesía de Javi Sanz, TPF Ingeniería

Hay una parte de toma de datos:

Las curvas en bruto y corregida:

y los resultados:


¿Qué parámetros se pueden obtener de este ensayo?

Derivados de la curva tenemos los siguientes:

Módulo presiométrico: Em o Ep, función de la pendiente en BC.

Presión de fluencia: Pf, intersección de la prolongación elástica con la curva real.

Presión límite: Pl, extrapolada por la tangente plástica.

A partir de modelos teóricos (Ménard, Gibson & Anderson, Houlsby, etc.) y ajustes empíricos, se pueden evaluar:

ParámetroSímboloAplicación principal
Módulo de corteG = Ep/2(1 + ν)Dinámica del suelo, deformaciones laterales.
Resistencia no drenadaCuEstabilidad de taludes en arcillas.
Ángulo de rozamiento internoϕ′Diseño de cimentaciones en arenas.
Ángulo de dilatanciaψCálculo de asentamientos post-pico.
Tensión horizontal efectivaσ′ₕ₀Relajación de presiones y empujes.
Coeficiente de empuje en reposoK₀Cálculo de pantallas y tablestacas.
Coeficiente de consolidación horizontal¹ChDiseño de precargas y drenes.

¹ Medible únicamente con presiómetros equipados con transductores de volumen y control de drenaje.

En la literatura tenemos orientación sobre los valores típicos de Em y Pl en diferentes suelos y rocas ( Cuidado con las correlaciones que las carga el diablo):

Guía de Micropilotes del Ministerio de Fomento (2005)
De SALGADO  y RIVERA CONSTANTINO

Factores críticos para la calidad del ensayo

Devincenzi & Pérez (Jornada Técnica sobre el Ensayo Presiométrico, Barcelona 2009) subrayan que la fiabilidad de los resultados depende de:

  1. Selección del tipo de presiómetro (auto-perforante vs. de pozo, monocelda vs. tricelda).
  2. Calidad del sondeo: perforación estable, diámetro correcto, mínima perturbación.
  3. Control de las condiciones del ensayo: velocidad de inflado, pasos de presión, registro continuo y correcciones de temperatura y rigidez del aparato.
  4. Definición clara de objetivos: parámetros deseados y nivel de seguridad requerido en el proyecto.

Una práctica habitual es realizar al menos tres ensayos representativos por estrato y complementar los resultados con otros métodos in situ (CPTu, SPT) o ensayos de laboratorio para calibrar correlaciones locales

El ensayo presiométrico, correctamente ejecutado e interpretado, aporta un conjunto de parámetros de resistencia y deformabilidad in situ que son difíciles de obtener por otros medios. Su combinación con correlaciones locales y controles de calidad rigurosos refuerza la confiabilidad de los modelos geotécnicos y permite optimizar el diseño de cimentaciones, contenciones y obras subterráneas.

Si queréis ampliar información, os recomiendo estos dos vídeos:

Usos, abusos y correlaciones del presiómetro para la evaluación de parámetros en los diseños  https://www.youtube.com/watch?v=4GFebgn7YVo

PARAMETROS GEOTECNICOS CON EL ENSAYO DE PRESURIMETRO https://www.youtube.com/watch?v=d-9BzbjqwDg&list=PLgJYEld8Zbmo_pe6uG1igU3T5R7L64XLL&index=6

y esta dos páginas webs:

17.5 Ensayo presiométrico – dilatométrico Estudios Geotécnicos.info

Soil Pressuremeter Test de In Situ Soil Testing SL

Referencias:

Ménard Lecture : “The pressuremeter test: Expanding its use”. Briaud J.-L. Proceedings of the 18 th  International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013

Jornada Técnica sobre el Ensayo Presiométrico en el Proyecto Geotécnico”. Barcelona 2009. Ed. Alonso Pérez de Ágreda, Eduardo y  Arroyo Álvarez de Toledo, Marcos. Aula Paymacotas

Subsurface Investigations, (Geotechnical Site Characterization) 2001 , FHWA NHI course No. 132031

Guide to the Selection of  Geotechnical Pressuremeter Testing, AGS 2024

Determinación de las propiedades de compresibilidad de la arcilla de la Ciudad de México mediante pruebas de laboratorio (consolidación unidimensional) y campo  (presiómetro y piezocono)”, David Eduardo SALGADO  y Rigoberto RIVERA CONSTANTINO, XVI Pan-American Conference on Soil Mechanics and  Geotechnical Engineering (XVI PCSMGE) , Cancun 2019

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