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Evaluación del potencial de licuación por medio del ensayo triaxi

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
2016 
Evaluación del potencial de licuación por medio del ensayo Evaluación del potencial de licuación por medio del ensayo 
triaxial cíclico de un suelo en la sabana de Bogotá triaxial cíclico de un suelo en la sabana de Bogotá 
David Andrés Castañeda León 
Universidad de La Salle, Bogotá 
Jesica Juleiny Romero Díaz 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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Castañeda León, D. A., & Romero Díaz, J. J. (2016). Evaluación del potencial de licuación por medio del 
ensayo triaxial cíclico de un suelo en la sabana de Bogotá. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/
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EVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE LICUACIÓN POR MEDIO DEL ENSAYO 
TRIAXIAL CÍCLICO DE UN SUELO EN LA SABANA DE BOGOTÁ 
 
 
 
 
 
 
 
DAVID ANDRÉS CASTAÑEDA LEÓN 
JESICA JULEINY ROMERO DÍAZ 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2016 
 
 
Evaluación del Potencial de Licuación Por Medio del Ensayo Triaxial Cíclico de un Suelo en la 
Sabana de Bogotá 
 
 
 
 
Trabajo de Grado Presentado Como Requisito Para Optar al Título de Ingeniero Civil 
 
 
 
 
Director: 
FERNANDO ALBERTO NIETO CASTAÑEDA 
INGENIERO CIVIL 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2016
 
 
Agradecimientos 
 
Los autores David Andrés Castañeda León y Jesica Juleiny Romero Díaz expresan su 
agradecimiento a: 
 
El ingeniero civil, magister en Ingeniería Geotécnica Fernando Alberto Nieto Castañeda 
director del trabajo de investigación; debido a que nos acogió, apoyó y guio con sus ideas, que 
fueron un aporte invaluable para el desarrollo de esta tesis de grado y nuestra formación como 
investigadores. 
 
Así mismo agradecemos a los laboratoristas del área de suelos, que con su ayuda pudimos 
realizar los ensayos requeridos para nuestro trabajo. 
 
También agradecemos a todos los docentes que nos guiaron en nuestro proceso educativo a lo 
largo de la carrera; y quienes aportaron en nuestro proceso de formación como ingenieros 
integrales. 
 
 
Dedicatoria 
 
Dedico este trabajo de grado a mis papas Carmen Rosa León y Víctor David Castañeda que 
con su apoyo incondicional a lo largo de todos mis estudios, llevaron a que pudiera conseguir 
este gran logro, que es tan solo un paso más en mi vida; y que siempre les estaré agradecido por 
haberme hecho la persona que soy en este momento y siempre haber creído en mí. 
 
También dedico esta tesis a mis segundos padres, mis abuelos Carmen de León y Luis 
Francisco León, ya que sin su apoyo no habría logrado este paso en mi vida. 
 
Y como olvidar a mi hermano Oscar Castañeda, que con sus locuras me ayudo a no dejar mis 
sueños atrás. 
 
Igualmente a mi novia Carolina Arcila, que a lo largo de la carrera se volvió mi gran soporte a 
nivel emocional y académico; y que sin su gran apoyo no hubiera logrado muchas de las cosas 
que llevo hasta ahora y me dio el mejor regalo del mundo que es mi hija Verónica Castañeda, 
quien de ahora en adelante será mi motor en la vida y mi razón de todo lo que hare. 
 
Y finalmente a mi compañera y amiga de tesis Jesica Romero, ya que me acogió para que 
pudiéramos realizar este sueño juntos. 
David Andrés Castañeda León 
 
 
Dedicatoria 
 
Dedico este gran logro a Dios primeramente, quien me regala la sabiduría, fortaleza y 
voluntad para desarrollar desde los más pequeños hasta los más grandes propósitos de mi vida, 
como lo es el que hoy logre culminar con mucho esfuerzo pero con gran alegría mi proceso de 
formación como Ingeniera Civil, y quien además me ha guiado por el buen camino y me ha 
permitido levantarme de cada uno de mis tropiezos durante el transcurso de mi vida. 
 
A mi madre Nulbis Díaz por confiar en mí, por siempre estar ahí cuando la necesito, 
brindándome el más grande apoyo y regalándome las palabras precisas en los momentos de 
mayor agobio y frustración; y además, porque con el mayor de los esfuerzos me ha sacado 
adelante y me ha dado la oportunidad de crecer y formarme como una persona y profesional 
integra. 
 
A mi padre Isidro Romero, a mis hermanos Joysi, Julizeth, Joselin, y Anthony, a mi novio 
Carlos, porque de una y otra forma me han brindado su apoyo y compañía durante este largo 
proceso de aprendizaje y formación, y porque me han aguantado y oído con gran paciencia 
cuando lo he necesitado. 
 
A mi compañero de tesis y amigo, David Castañeda por su compañía, por soportar mi 
impuntualidad, terquedad, mis pellizcos y mi mal genio en ocasiones, y porque con su apoyo y 
sus grandes aportes logramos culminar satisfactoriamente este proyecto de grado. 
 
 
 
A todos los amigos y compañeros que aportaron parte de su tiempo y sus conocimientos para 
ayudarme hacer una mejor persona cada día. 
 
Mil y mil gracias porque este logro es por y para ustedes; Dios les bendiga y prospere en gran 
manera sus vidas. 
Jesica Juleiny Romero Díaz 
 
 
 
 
TABLA DE CONTENIDO 
 
Introducción............................................................................................................................13 
Descripción del problema .......................................................................................................15 
Planteamiento del problema .............................................................................................. 15 
Formulación del problema ................................................................................................. 16 
Delimitación del problema ................................................................................................ 17 
Justificación ....................................................................................................................... 18 
Objetivos ................................................................................................................................19 
Objetivo general................................................................................................................. 19 
Objetivos específicos ......................................................................................................... 19 
Marco referencial ...................................................................................................................21 
Antecedentes teóricos ........................................................................................................ 21 
Marco teórico - conceptual ................................................................................................ 24 
Licuación de arenas ...........................................................................................................29 
 
 
Metodología............................................................................................................................46 
Toma de muestras .............................................................................................................. 46 
Ensayos de laboratorio ....................................................................................................... 50 
Cálculos y análisis de resultados ............................................................................................57 
Realización de sondeo ....................................................................................................... 57 
Caracterización del suelo .................................................................................................. 58 
Calculo de la tensión cíclica .............................................................................................. 61 
 
 
Ensayo triaxial cíclico........................................................................................................ 62 
Potencial de licuación por SPT (Método empírico) .......................................................... 74 
Conclusiones ..........................................................................................................................76 
Recomendaciones ...................................................................................................................79 
Referencias .............................................................................................................................80 
Anexos ....................................................................................................................................84 
Anexo A. Manual de procedimiento para el ensayo triaxial cíclico (licuación) ............... 85 
Anexo B. Resultados y cálculos del ensayo triaxial cíclico para la arena de guamo ........ 86 
Anexo C. Resultados y cálculos del ensayo triaxial cíclico para la sondeo 2 muestra 2 .. 97 
Anexo D. Resultados y cálculos del ensayo triaxial cíclico para la sondeo 1 muestra 1 108 
Anexo E. Perfil Estratigráfico.......................................................................................... 109 
 
 
 
Lista de Figuras 
 
Figura 1. Diagrama esquemático para la disposición de granos de arena en un suelo arenoso 
saturado (Ministry of Transport) ................................................................................................... 30 
Figura 2. Tabla típica de resultados de las fuerzas dinámicas triaxiales. (ASTM D-5311) . 39 
Figura 3. Esfuerzo cíclico, deformación y presión de poros. (ASTM D-5311) ................... 40 
Figura 4. Factor rd vs profundidad (Seed e Idriss, 1971; modificado por Youd e Idriss, 1997).
....................................................................................................................................................... 41 
Figura 5. Curvas de la relación CRR para diferentes contenidos de finos y Mw = 7.5 (Seed y 
otros, 1985; modificada por Youd e Idriss, 1997). ....................................................................... 42 
Figura 6: Eficiencia SPT según países (Coduto 1994) ......................................................... 45 
Figura 7. Instituto Distrital de Riesgos y Cambio Climático (IDIGER). (18 de marzo de 2016). 
Recuperado de: geoportal.sire.gov.co:8001/GeoPortalV2/mapa.jfs ............................................. 47 
Figura 8. Instituto Distrital de Riesgos y Cambio Climático (IDIGER). (18 de marzo de 2016). 
Recuperado de: geoportal.sire.gov.co:8001/GeoPortalV2/mapa.jfs ............................................. 48 
Figura 9. Instituto Distrital de Riesgos y Cambio Climático (IDIGER). (18 de marzo de 2016). 
Recuperado de: geoportal.sire.gov.co:8001/GeoPortalV2/mapa.jfs ............................................. 48 
Figura 10. Fletcher G. F. A., “Standard Penetration Test: Its Uses and Abuses, ASCE, Vol. 
93, SM 4, P. 67-75, 1965. ............................................................................................................. 50 
Figura 11. Perfilamiento de la muestra Fuente: Autor ........................................................ 51 
Figura 12. Muestra 2 extraída del sondeo 1 Fuente: Autor .................................................. 57 
Figura 15: Desplazamiento axial cíclico arena de Guamo ................................................... 64 
Figura 16. Ciclo de histéresis arena de Guamo .................................................................... 65 
 
 
Figura 17. Exceso de presión de poros ciclos iniciales arena de Guamo ............................. 66 
Figura 18. Exceso de presión de poros ciclos finales arena de Guamo................................. 67 
Figura 20: Desplazamiento axial cíclico Muestra 2 Sondeo 2 ............................................. 69 
Figura 21. Ciclo de histéresis Muestra 2 Sondeo 2 .............................................................. 70 
Figura 22. Exceso de presión de poros ciclos iniciales muestra 2 Sondeo 2 ........................ 72 
Figura 23. Exceso de presión de poros ciclos finales muestra 2 sondeo 2 ............................ 73 
 
 
 
Lista de Tablas 
 
Tabla 1. Resultados caracterización ...................................................................................... 58 
Tabla 2. Resumen dimensiones muestras del sondeo 1......................................................... 60 
Tabla 3. Resumen dimensiones muestras sondeo 2 .............................................................. 60 
Tabla 4. Calculo de la tensión cíclica sondeo 1. ................................................................... 61 
Tabla 5. Calculo de la tensión cíclica sondeo 2. ................................................................... 61 
Tabla 6. Características arena de Guamo .............................................................................. 62 
Tabla 7. Datos iniciales para el ensayo para la arena de Guamo .......................................... 63 
Tabla 8. Datos iniciales del ensayo para la muestra del sondeo 2 muestra 2 ........................ 68 
 
13 
 
 
 
Introducción 
 
 
La licuación del suelo se define como la transformación de suelos granulares saturados y poco 
consolidados, en una masa con propiedades de un líquido o fluido debido a la vibración del 
terreno causada por un sismo. Por consiguiente, para el análisis de este fenómeno se utilizó uno 
de los varios métodos con los que se cuenta, el ensayo triaxial cíclico; el cual permite estudiar los 
factores que generan la licuación. 
 
Considerando así el asunto acerca de la existencia de equipos que permiten realizar este tipo 
de ensayos, cabe mencionar, que uno de ellos fue adquirido por la Universidad de La Salle, con 
el fin de permitir el respaldo práctico a la teoría dada en las clases y el fomento de la 
investigación del área de suelos, al estudiar a través de ella las diferentes propiedades, estados y 
condiciones de muestras de suelos; todo esto en un menor tiempo y con la obtención de 
resultados más precisos debido a la automatización de gran parte del proceso de las pruebas; por 
lo que se hizo uso de este equipo para la profundización del análisis de este fenómeno. 
 
Dentro de esta situación se consideró importante realizar un estudio cuasi-experimental, el 
cual es apropiado en situaciones naturales, en que no se puede controlar todas la variables de 
importancia, por lo que no se satisfacen todas las exigencias de una investigación experimental, 
sin embargo sus resultados son aproximados a los de dicho estudio experimental, esto permitirá 
14 
 
aclarar por qué ocurre dicho fenómeno, en qué condiciones se da este y porque dos o más 
variables están relacionadas en su aparición. 
 
Estos conocimientos fueron la base de la propuesta fundamental de este trabajo de grado, que 
fue la de analizarel comportamiento de un suelo granular saturado ante la presencia de cargas 
dinámicas, bajo el fenómeno de licuación a través del Equipo Triaxial Cíclico (GDS 2Hz) de la 
Universidad de La Salle. 
 
Todo lo dicho hasta ahora explica por qué fue importante el desarrollo del presente proyecto 
al verse su resultado reflejado en: el aporte investigativo a la comprensión del fenómeno de la 
licuación y los diferentes factores que intervienen en él; el fomento de la investigación en temas 
de gran importancia en el área de dinámica de suelos como lo es este y finalmente, el 
aprovechamiento de la adquisición realizada por la Universidad. 
 
15 
 
 
 
Descripción del problema 
 
 
Planteamiento del problema 
 
Colombia se encuentra localizada en la esquina noroccidental de América del Sur, en una 
zona de muy alta complejidad tectónica, en donde las placas de Nazca, Suramérica y del Caribe 
se encuentran generando una alta actividad sísmica y volcánica que se ha evidenciado por la 
ocurrencia de sismos destructores, tsunami (maremotos) y la activación constante de varios de 
sus volcanes. 
 
Por lo tanto, se debe considerar que la amenaza sísmica, se expresa primordialmente por los 
efectos directos de las vibraciones que actúan sobre la superficie y afectan las construcciones y 
modifican momentáneamente el equilibrio del suelo y subsuelo. Ellas producen efectos de 
segundo orden, también llamados fenómenos secundarios o inducidos, entre los cuales destacan, 
por su importancia en la región, los deslizamientos y la licuación de los suelos granulares 
saturados de agua. 
 
Este último fenómeno, la licuación de suelos, es un proceso que ocurre en arenas saturadas 
que tienden a densificarse cuando son sometidas a cargas cíclicas o monotónicas. Si el drenaje es 
lento o inexistente la presión de poros se puede incrementar hasta anular el esfuerzo efectivo, con 
16 
 
lo cual sobreviene la flotación de las partículas y la perdida de la resistencia al esfuerzo cortante. 
En el suelo licuado se producen grandes deformaciones para muy bajos esfuerzos de corte, las 
cuales causan daños a los edificios, puentes, líneas vitales y obras de infraestructura en general. 
 
Por lo tanto, teniendo en cuenta que el estudio de la sismicidad en Colombia apenas se ha 
estado desarrollando en los últimos años, no se cuenta con mucha información referente a este 
campo; lo que ha retrasado la posibilidad de dar soluciones a dicho fenómeno e impedido 
disminuir la probabilidad de amenaza sísmica a la que estamos expuestos. 
 
Todas estas consideraciones fundamentan la presente propuesta de grado; que es básicamente 
el análisis del comportamiento de un suelo granular en condiciones saturadas ante la presencia de 
cargas cíclicas, como consecuencia del fenómeno de licuación, a través del equipo Triaxial 
Cíclico (GDS 2Hz) de la universidad de La Salle. Es por tanto, muy significativa la importancia 
que tiene este proyecto para hacer un aporte a la solución del problema ya mencionado. 
 
Formulación del problema 
 
¿Cuál es el comportamiento de un suelo granular en condiciones saturadas ante la presencia 
de cargas cíclicas, como consecuencia del fenómeno de licuación, mediante el uso del equipo 
Triaxial Cíclico (GDS 2Hz) de la universidad de La Salle? 
 
17 
 
Delimitación del problema 
 
En este trabajo de grado se hará una descripción del comportamiento de un suelo granular 
ante la presencia de cargas cíclicas y así evaluar cuál es el potencial de licuación de dicho suelo, 
basado en la norma ASTM D-5311. Suelos cercanos a Bogotá. 
 
El procedimiento del ensayo triaxial cíclico para la obtención del potencial de licuación, serán 
parte del alcance del documento a realizar, sin entrar en detalle con aquellos ensayos especiales 
que el equipo está en capacidad de realizar (ensayos estáticos, succión, ensayos de tensión, 
ensayos anisotrópicos, trayectorias de esfuerzos alrededor de un punto, pruebas tipo creep, 
variaciones en la contrapresión o en la presión de cámara, etc.). 
 
Cabe aclarar, que dentro del ensayo que se planea realizar se ha considerado efectuar el 
ensayo bajo condiciones no drenadas para simular las condiciones durante un terremoto; en 
donde, los materiales a utilizar serán arenas para los suelos granulares. Se debe tener en cuenta 
que también estarán dentro del alcance del documento, la realización de la caracterización del 
suelo, la determinación del peso específico y los limites, dependiendo del contenido de finos o 
no; teniendo en cuenta, que los ensayos se realizarán de acuerdo a la disponibilidad del equipo. 
 
Por otro lado, la selección del suelo de donde se extrajeron las muestras a utilizar, se 
determinó de acuerdo al Decreto 523 de 2010, en el que se discriminan los suelos de Bogotá 
conforme a sus características y sus comportamientos; a partir de lo anterior, se eligió un tipo de 
suelo propenso a la licuación, como el Aluvial 200, el cual se encuentra en la rivera del rio 
18 
 
Tunjuelito en la localidad de Kennedy (Bogotá). De esta zona, se tomaron tres sondeos de los 
que se extrajeron las muestras necesarias para analizar dicho fenómeno por medio del equipo 
Triaxial Cíclico. 
Justificación 
 
Uno de los fenómenos presentados en los suelos granulares durante la aplicación de cargas 
cíclicas es la licuación; la cual genera que los suelos pierdan el contacto entre sus partículas, 
ocasionado por el aumento de la presión de poros y produciendo de esta forma la pérdida de su 
capacidad portante; con lo que las estructuras que se encuentran sobre él tienden a colapsar o 
sufrir grandes daños irreversibles. Por lo tanto, este fenómeno puede llegar a ser lo 
suficientemente devastador en una zona de alta sismicidad, como lo es Colombia. 
 
El fin principal de nuestro estudio es determinar qué factores afectan a los suelos granulares 
ante la presencia de cargas cíclicas y cuál podría ser su comportamiento. Se utilizará la máquina 
Triaxial Cíclica para Suelos GDS 2Hz que posee el programa de Ingeniería Civil de la 
universidad de La Salle, con el fin de llevar a cabo nuestro cometido; y a su vez, generar un 
espacio de interés y conocimiento en esta área para que en futuros proyectos se genere una 
investigación más fondo sobre este fenómeno de gran impacto en las estructuras. 
 
19 
 
 
 
Objetivos 
 
 
Objetivo general 
 
Analizar el comportamiento de suelos granulares saturados ante la presencia de cargas 
dinámicas, bajo el fenómeno de licuación a través del equipo Triaxial Cíclico (GDS 2Hz) de la 
universidad de La Salle 
 
Objetivos específicos 
 
Analizar el fenómeno de licuación en un suelo granular y los factores que influyen en su 
ocurrencia 
 
Calcular el valor equivalente de la tensión cíclica uniforme para el tipo de suelo y su 
profundidad 
 
Determinar qué factores afectan en un suelo granular, para que se genere la licuación 
 
Interpretar como varía la presión de poros en un suelo granular, cuando se le aplican cargas 
cíclicas 
20 
 
 
Describir el procedimiento de los diferentes ensayos triaxiales dinámicos para la 
determinación de parámetros de un suelo granular saturado, para el montaje, ejecución del 
ensayo y la recopilación de los resultados a partir del Triaxial (GDS 2Hz) de la universidad 
 
 Realizar una descripción de los elementos componentes de la máquina Triaxial, 
enmarcándose en su calibración, funcionalidad y cuidados, utilizados durante la ejecución del 
ensayo para el análisis del fenómeno de la licuación. 
 
 
21 
 
 
 
Marco referencial 
 
 
Antecedentes teóricos 
 
De acuerdo con la normativa ASTM D-5311 (American Society for Testing and Materials) 
“Standard Test Method for Load Controlled Cyclic Triaxial Strength of Soil”, la cual es la 
normativa internacional que rige este ensayo y es con la cual nos regimos para este trabajo de 
grado. 
 
Este fenómeno ha sidoestudiado durante mucho tiempo debido a los efectos que este 
genera, por lo que presentamos alguno de los estudios que se han realizado durante este tiempo. 
 
 Resistencia de los Suelos a la Licuación: Comentarios a la Norma NSR-98 
 
En la X Jornada de Geotécnica de la Ingeniera Colombiana (Coronado, Villafañe & Ríos, 
1999), expusieron el presente documento, con el fin de concebir claridad sobre la normativa que 
se tiene en Colombia respecto al tema y hacer recomendaciones hacia como se establece dicho 
potencial. 
 
22 
 
En este documento se hace una descripción de los fenómenos relacionados con la licuación 
y de la susceptibilidad de los depósitos de suelos, se presentan las recomendaciones recientes 
para la aplicación del procedimiento simplificado y una metodología simple para la 
determinación de zonas potencialmente licuables. Adicionalmente, se muestran los resultados de 
la evaluación del potencial de licuación de un sitio de la llanura de inundación del río Cauca, 
para el cual se calcula el incremento y disipación de la presión poros que se espera durante el 
sismo de diseño. 
 
 Mejora de Terrenos Potencialmente Licuables con Inyecciones de Compactación 
 
En la Universidad Politécnica de Madrid (Henríquez, 2007), presentó su tesis doctoral con 
el objetivo principal de desarrollar un método que permita mitigar el potencial de licuación en 
terrenos donde existan obras edificadas, mediante la revisión de diferentes métodos de 
predicción existentes. 
 
Esta tesis se enfoca sobre el comportamiento dinámico de los terrenos granulares finos, 
poniendo en especial atención y énfasis en el fenómeno de licuación de suelos, factores que 
influyen en su ocurrencia, revisión y actualización tanto de sus criterios para su predicción, así 
como los distintos métodos para su mitigación y dentro de ellos, aquellos que pueden ser 
aplicables a obras existentes. 
 
23 
 
 Mecanismos de licuación y flujo de suelos granulares durante sismos 
 
En la universidad Nacional de Colombia (Alarcón, 2011), presenta un estudio de una amplia 
evidencia experimental de como una pequeña vibración, produce una disminución progresiva del 
volumen en suelos granulares, lo cual ocurre durante una carga monotónica o unidireccional bajo 
un cierto nivel de confinamiento. 
 
Allí se concluye que; la licuación de suelos granulares durante un sismo se produce cuando 
el esfuerzo efectivo existente en el esqueleto del suelo se reduce a cero como consecuencia del 
aumento gradual de la presión de poros. En el estado de licuación el número de contactos entre 
granos vecinos es mínimo y en consecuencia a densidades relativas bajas el suelo puede 
experimentar grandes deformaciones durante incrementos subsecuentes en los esfuerzos de corte. 
Sin embargo, las deformaciones asociadas con la licuación de suelos granulares muy densos son 
bajas, por lo tanto, no se produce licuación. 
 
 Caracterización dinámica de los suelos – ensayos de campo y laboratorio 
 
En la universidad Nacional Autónoma de México (Díaz, 2013), presento un documento para 
el curso de actualización en ingeniería sísmica y dinámica de suelos, con el fin de mostrar los 
retos a los que se enfrenta la ingeniería civil ante el desarrollo de procedimientos analíticos para 
calcular la respuesta dinámica de las estructuras geotécnicas, con el fin de garantizar su 
seguridad y estabilidad. 
 
24 
 
La investigación experimental de las propiedades dinámicas de los suelos es un tema de 
gran interés, ya que puede afirmarse que las características esfuerzo-deformación de los suelos 
sometidos a cargas dinámicas son diferentes de aquellas obtenidas bajo cargas estáticas, por 
tanto, ha sido necesario desarrollar equipo, conceptos y procedimientos que nos permitan medir 
el comportamiento de los suelos en condiciones lo más cercanas posibles a las que estarán 
sometidos en una obra de ingeniería. 
 
Marco teórico - conceptual 
 
El suelo juega un rol importante en las construcciones civiles y determinar su 
comportamiento es fundamental para brindar una mayor estabilidad en las obras que se van a 
realizar, por este motivo es necesario conocer las características del suelo y el comportamiento 
que este tendrá ante la presencia de cargas cíclicas y así evaluar cuál es su potencial de licuación. 
 
Por esta razón se comenzará por las definiciones necesarias para identificar el problema que 
presenta en la mayoría de los suelos y como se podrían prevenir obteniendo resultados mucho 
más exactos y en el menor tiempo posible. 
 
Ángulo de fricción interna (ɸ): “es la resistencia al deslizamiento causado por la fricción 
que hay entre las superficies de contacto de las partículas y de su densidad. Como los suelos 
granulares tienen superficies de contacto mayores y sus partículas, especialmente si son 
angulares, presentan una buena trabazón, tendrán fricciones internas altas. En cambio, los suelos 
finos las tendrán bajas. En otras palabras, la fricción interna de un suelo, está definida por el 
25 
 
ángulo cuya tangente es la relación entre la fuerza que resiste el deslizamiento, a lo largo de un 
plano y la fuerza normal "p" aplicada a dicho plano”. (Cavero, 2010) 
 
Cohesión (C): es la atracción entre partículas, originada por las fuerzas moleculares y las 
películas de agua. Por lo tanto, la cohesión de un suelo variará si cambia su contenido de 
humedad.(Cavero, 2010) 
 
Consolidación: es el proceso de reducción de volumen de los suelos finos cohesivos, 
provocado por la aplicación de cargas sobre su masa y que ocurre en el transcurso de un tiempo 
considerable. (Cavero, 2010) 
 
Drenaje: se refiere a la permeabilidad y transmisibilidad del suelo, es decir, la facilidad para 
que el agua circule a través del suelo. (Cavero, 2010) 
 
Ensayos consolidados-drenados (CD) o lentos (S): en los cuales se permite el drenaje 
durante todo el ensayo y no se dejan generar presiones de poros aplicando los incrementos de 
carga en forma pausada durante le segunda etapa y esperando que el suelo se consolide con cada 
incremento. (Cavero, 2010) 
 
Ensayos no consolidados-no drenados (UU) o rápidos (Q): Este tipo de ensayo, además de 
ser el más rápido, es el más barato de ejecutar y proporciona los parámetros de corte más 
desfavorables del suelo, ya que lo lleva a la rotura en forma rápida y sin permitir el drenaje si la 
muestra está saturada (Leoni, 1987). 
26 
 
Esfuerzo Cortante: las fuerzas aplicadas a un elemento estructural pueden inducir un efecto 
de deslizamiento de una parte del mismo con respecto a otra. En este caso, sobre el área de 
deslizamiento se produce un esfuerzo cortante, o tangencial, o de cizalladura. Análogamente a lo 
que sucede con el esfuerzo normal, el esfuerzo cortante se define como la relación entre la fuerza 
y el área a través de la cual se produce el deslizamiento, donde la fuerza es paralela al área. 
(Cavero, 2010) 
 
Esfuerzo Desviador (σ𝑑): se conoce como la diferencia de los esfuerzos principales, es 
decir σ𝑑 = σ1 – σ3. (Cavero, 2010) 
 
Factor de Amortiguamiento: hace referencia a la capacidad que tiene el suelo de disipar la 
energía producida durante un movimiento; debido a esta disipación, dicho movimiento va 
disminuyendo con el tiempo. Muchos factores influencian este parámetro en los suelos, siendo el 
principal, la amplitud de la deformación. (Hurtado et al, 1999) 
 
Falla: es la fractura de la muestra, a lo largo de la cual hubo movimiento de uno de los lados 
respecto del otro. (Cavero, 2010) 
 
Módulo de Young: El módulo de elasticidad o módulo de Young es un parámetro que 
caracteriza el comportamiento de un material elástico, según la dirección en la que se aplica una 
fuerza. Para un material elástico lineal e isótropo, el módulo de Young tiene el mismo valor para 
una tracción que para una compresión, siendo una constante independiente del esfuerzo siempre 
27que no exceda de un valor máximo denominado límite elástico, y es siempre mayor que cero: si 
se tracciona una barra, aumenta de longitud, no disminuye. (Schackelford, 2008) 
 
Módulo Resiliente: es la capacidad de recuperación de un material después de la aplicación 
de reiteradas de cargas, en el momento en que se cesa la aplicación de las mismas. Se determina 
por medio de la relación entre el esfuerzo desviador y la correspondiente deformación unitaria 
recuperada. (Vidal y Osorio, 2002) 
 
Presión axial o normal (σ₁): es la fuerza que actúa a lo largo del eje longitudinal de una 
muestra o espécimen aplicada al centro de la sección transversal del mismo produciendo un 
esfuerzo uniforme. (Cavero, 2010) 
 
Presión de Poros: La presión de poros está definida como la presión que ejerce un fluido en 
los espacios porosos de la roca. También es llamada presión de formación o presión poral, está 
en función de los fluidos de formación y de las cargas que están soportando. (Cavero, 2010) 
 
Presión hidrostática: es la fuerza por unidad de área que ejerce un líquido en reposo sobre 
las paredes del recipiente que lo contiene y sobre cualquier cuerpo que se encuentre sumergido. 
(Cavero, 2010) 
 
Presión lateral (σ₃): es la presión aplicada por medio del agua en la cámara para ensayo 
triaxial, con la finalidad de generar el efecto del suelo que rodea la muestra en estado natural. 
(Cavero, 2010) 
28 
 
 
Probeta: pieza o corte de material sometido a diversos ensayos mecánicos para estudiar la 
resistencia de un material. (Cavero, 2010) 
 
Relación de presión de poros total o 100%: una condición en la que el cambio de presión de 
poros es igual a la presión de confinamiento (Δu = σ'3c). (ASTM D-5311, 2007) 
 
Relación de picos de presión de poros: la relación máxima presión de poro medido durante 
una secuencia de carga particular. (ASTM D-5311, 2007) 
 
Pico (de amplitud) deformación: la deformación axial máxima (desde el origen o paso 
inicial) en compresión o extensión producido durante una secuencia de carga particular. (ASTM 
D-5311, 2007) 
Pico a pico (doble amplitud) deformación: la diferencia entre la tensión máxima axial en 
compresión y extensión durante un ciclo dado bajo condiciones de carga cíclicas. (ASTM D-
5311, 2007) 
 
Relación de presión de poros: la relación, expresada como un porcentaje, del cambio de 
exceso de presión de agua de los poros, u, al esfuerzo principal menor eficaz, σ'3c, al final de la 
consolidación primaria. (ASTM D-5311, 2007) 
 
29 
 
Relación de presión cíclica: la relación del esfuerzo desviador aplicado a la presión de 
confinamiento efectiva (la incorporación de los cambios en el exceso de presión de agua de poro) 
durante la carga cíclica. (ASTM D-5311, 2007) 
 
Licuación de arenas 
 
Cuando se somete a un suelo arenoso saturado a cargas cíclicas, este puede cambiar 
eventualmente su estado a líquido como si fuera lodo o fango. Este fenómeno es llamado 
licuación. En un sentido más amplio, el fenómeno en el cual un material granular cambia a 
estado líquido como resultado de una fuerte vibración, cuando el suelo se encuentra saturado con 
agua, es llamado generalmente licuación. 
 
En suelos arenosos, las partículas de arena mantienen contacto mutuo antes de un terremoto, 
por lo que las fuerzas pueden ser trasmitidas a través de dichos contactos. Esto permite que la 
resistencia al corte del suelo pueda soportar una estructura que descansa sobre la superficie del 
suelo. Esto se puede observar en la Figura 1. Cuando los suelos arenosos se deforman debido a 
un esfuerzo cortante causando por la vibración durante un sismo, el contacto entre las partículas 
se pierde. Entonces, la fuerza originalmente soportada en la dirección vertical a través del 
contacto de los puntos es trasmitida a través del agua en los poros. Esta condición corresponde al 
estado de licuación. En este estado, el contacto entre las partículas de arena se pierde, de modo 
que la resistencia al corte del suelo arenoso se pierde y manifiesta un comportamiento similar al 
agua teniendo el peso por unidad de un suelo saturado. Después de la licuación del suelo, el 
contacto entre las partículas de arena es eventualmente reestablecido mientras el agua sale de los 
30 
 
poros, pero se ha generado un asentamiento. El volumen disminuye en el suelo asentado lo que 
es igual al volumen de agua que ha salido de los poros. (Ministry of Transport, 1997) 
 
 
Figura 1. Diagrama esquemático para la disposición de granos de arena en un suelo arenoso saturado (Ministry of Transport) 
 
Factores que determinan el fenómeno de licuación 
 
Entre las causas que originan el fenómeno de licuación se encuentran: 
 
 
 
31 
 
Magnitud del movimiento sísmico 
 
La magnitud del movimiento está relacionada con la magnitud de los esfuerzos y 
deformaciones inducidos en el terreno por este movimiento. Dependiendo de la distancia 
hipocentral, la magnitud del movimiento producirá cierto valor de aceleración máxima en la roca 
basal, la cual sufrirá amplificación, dependiendo de las condiciones locales del suelo, hasta llegar 
a la superficie, de esta manera la propagación de las ondas de corte durante un terremoto a través 
del esqueleto del suelo, producirá una complicada distribución de esfuerzos de corte en función 
del tiempo, causando así deformaciones en la masa de suelo cuya magnitud dependerá de la 
magnitud del terremoto. (Seed et al., 1984). 
 
Duración del movimiento sísmico 
 
Normalmente la duración de un movimiento sísmico es corto (entre 5 a 40 segundos), pero 
si este es intenso, predominará la condición no drenada, es decir la disipación de la presión de 
poros se verá restringida y por el contrario, se evidenciará el aumento de la misma, produciendo 
en algún momento condiciones de esfuerzo efectivo nulo y por lo tanto, licuación. 
 
Granulometría del suelo 
 
Los suelos más susceptibles a sufrir licuación son aquellos que poseen una granulometría 
uniforme, siendo las arenas finas uniformes y los limos sin partículas arcillosas, más propensos 
a licuar que las arenas gruesas uniformes. Además, según algunos autores las arenas limosas 
32 
 
poseen mayor resistencia a sufrir licuación con respecto a las arenas limpias o con escaso 
contenido de finos. El problema de licuación será más serio si el suelo tiene un coeficiente de 
uniformidad mayor o igual a 2. Teniendo en cuenta que, el coeficiente de uniformidad está 
relacionado con el origen del suelo, y cuanto menor es, más uniforme es este. De esta forma, 
valores del coeficiente de uniformidad inferior a 5 corresponden a suelos uniformes y los 
inferiores a 2,5 a suelos muy uniformes. Lo que genera que las partículas del suelo no se traben 
entre sí, por lo que las deformaciones serán constantes durante la aplicación de una carga cíclica. 
 
Densidad relativa 
 
Durante la ocurrencia de un terremoto, una arena suelta puede sufrir licuación mientras que 
este mismo suelo en un estado más compacto puede no evidenciar el fenómeno. Una arena con 
un valor de resistencia a la penetración estándar de 40 golpes/30cm (densidad relativa de 70 a 
80%) puede mostrar evidencias de licuación en la forma de volcanes de arena, pero no es 
probable que experimente más del 10% de deformación por corte bajo la influencia de la 
vibración sísmica, aún después de que se hayan desarrollado altas presiones de poros. En 
contraste con ello, arenas con valor de 20 golpes/pie (densidad relativa de 30 a 60%), pueden 
desarrollar relaciones de presiones de poro de 100% y experimentar deformaciones por corte 
muy grandes del orden del 25-30%, bajo la acción de los esfuerzos de corte aplicados (Seed et 
al., 1984). 
 
 
33 
 
Profundidad del nivel freático 
 
Es una condición necesaria para que ocurra licuación. La presión de poros, producida por el 
agua que ocupa los vacíos existentes entre las partículas del materialdebido a la posición del 
nivel freático, se incrementa por efecto de la vibración producida en el movimiento sísmico. Por 
consiguiente, la ubicación del nivel freático cuando se produzca un terremoto en un depósito 
arenoso, será de mucha importancia porque regirá la condición de saturación y por lo tanto, 
influirá también en el esfuerzo efectivo. 
 
Efectos dañinos que produce la licuación 
 
Youd (1978), propone tres tipos de falla del terreno asociados al fenómeno de licuación de 
suelos: 
 
Desplazamiento lateral 
 
Es el tipo más común de falla del terreno por licuación de suelos. Este tipo de falla involucra 
el movimiento lateral de las capas superficiales como resultado de la licuación y la pérdida 
transitoria de la resistencia de las capas inferiores. El desplazamiento lateral ocurre generalmente 
en terrenos relativamente llanos (con pendientes comprendidas entre el 0.5 y 5%). En 
condiciones normales el desplazamiento lateral tiene un rango de pocos metros y en condiciones 
anormales pueden ocurrir desplazamientos laterales de varias decenas de metros acompañados de 
grietas en el terreno y desplazamientos diferenciales verticales. Los desplazamientos laterales 
34 
 
muy a menudo distorsionan las cimentaciones de edificios, dañan las tuberías de desagües y otras 
estructuras a lo largo de la zona afectada. El daño ocasionado por este tipo de falla no es siempre 
espectacular y raras veces catastrófico, sin embargo es muy destructor. Este tipo de falla es 
particularmente destructiva para las tuberías. 
 
Existen técnicas de estabilización contra fallas de desplazamiento lateral, pero son 
relativamente caras y sólo justificables en lugares críticos. Las técnicas de estabilización 
incluyen la remoción, compactación, inyección, drenaje o la utilización de contrafuertes. (Youd, 
1978) 
 
Falla de flujo 
 
Son las fallas del terreno más catastróficas causadas por el fenómeno de licuación. Los 
flujos pueden movilizarse a grandes distancias (decenas de metros) a altas velocidades (decenas 
de Km/h). Los flujos pueden involucrar suelo completamente licuado o bloques de suelo firme 
viajando sobre una capa de suelo licuado. Este tipo de falla se desarrolla generalmente en arenas 
saturadas, sueltas, con pendiente del terreno mayor que 5%. 
 
Los flujos pueden ocurrir bajo el mar o en tierra firme. Muchas de las mayores y más 
dañinas fallas de flujo se han desarrollado bajo agua en áreas costeras. Sin embargo, las fallas de 
flujo pequeñas durante los terremotos son comunes en terrenos montañosos, húmedos y 
arenosos. 
 
35 
 
Otro de los efectos de falla por flujo por licuación inducida por sismo, han sido los 
evidenciados en depósitos y presa de relaves antiguas, construidas por el método de aguas arriba, 
algunas de ellas con consecuencias catastróficas para los recursos humanos y económicos y para 
el medio ambiente. Este tipo de fallas han sido muy comunes en décadas pasadas obligando a 
mejorar las técnicas de construcción de presas de relaves en áreas de alta actividad sísmica. 
 
Cabe mencionar, que no existen técnicas prácticas para prevenir este tipo de falla. 
 
Pérdida de la capacidad portante 
 
Cuando el suelo que soporta una edificación licua y pierde su resistencia, pueden ocurrir 
grandes deformaciones en el suelo, que ocasionan que la edificación se asiente, se incline o 
sumerja. Aunque esta es una falla espectacular, es la menos común producida por licuación. 
 
Quizás la falla por pérdida de capacidad portante más publicitada ha sido la de los edificios 
Kawagishi-cho durante el terremoto de Nigata, Japón en 1964. Estos edificios rotaron hasta 60° y 
se hundieron en la arena licuada. El subsuelo en dicha zona consiste de 15 m de arena suelta 
(N<20goles/pie) suprayaciendo arenas más densas. El nivel freático estaba a 1 metro por debajo 
de la superficie. Aparentemente la licuación inicialmente se desarrolló en las partes media e 
inferior del depósito de arena suelta, después se propagó hacia la superficie debilitando el suelo 
de cimentación. El daño estructural de las edificaciones no fue grave. 
 
36 
 
Ensayo triaxial cíclico 
 
El ensayo triaxial fue desarrollado por Seed y Lee (1966) para estudiar los factores que 
controlan la licuación de arenas saturadas. Debido a su relativa simplicidad y a la gran 
disponibilidad del equipamiento necesario, es todavía el procedimiento de ensayo más 
comúnmente usado. En este ensayo una muestra cilíndrica y saturada de suelo es consolidada 
bajo un cierto esfuerzo efectivo. Se previene todo drenaje y luego la muestra es sometida a ciclos 
de cambio de esfuerzo axial. 
 
Mediante la aplicación de un esfuerzo desviador cíclico para representar el comportamiento 
de campo de depósitos de suelos, se pueden realizar los siguientes ensayos en el equipo triaxial 
cíclico: 
 
 Ensayo de licuación de arenas, para evaluar la resistencia a la carga cíclica de 
especímenes de arenas saturadas. 
 
 Ensayo de deformación dinámica para evaluar el módulo de Young y factor de 
amortiguamiento de los suelos. 
 
 Ensayo para la determinación del módulo resiliente de suelos con fines de diseño de 
pavimentos. 
 
37 
 
Equipo de ensayo 
 
El equipo triaxial cíclico de la universidad de La Salle, permite preparar especímenes, 
confinarlos, saturarlos, consolidarlos y aplicarles una carga cíclica que induce esfuerzos de corte 
cíclicos en planos de compresión triaxial. La respuesta cíclica del suelo es determinada de modo 
de evaluar las propiedades dinámicas requeridas. 
 
Todo el sistema de carga es neumático, es decir, accionado por aire presurizado, accionado 
por un motor eléctrico. Este aire presurizado es a su vez controlado por válvulas reguladoras. 
 
El sistema de medición y adquisición de datos es electrónico, siendo posible monitorear el 
desarrollo de la prueba tanto en forma analógica como digital, ya sea en forma de gráficos 
continuos o en la computadora. El equipo se complementa con una microcomputadora en la cual 
se dispone de todo el software para el procesamiento de la información obtenida en el ensayo. 
 
Procedimiento de ensayo 
 
Eventualmente el equipo puede ser usado para llevar a cabo ensayos triaxiales 
convencionales. Además, se pueden realizar ensayos con consolidación anisotrópica, debido a la 
independencia entre el sistema de aplicación de la presión de confinamiento horizontal y vertical. 
 
El procedimiento para la preparación del espécimen, aplicación de la presión de 
confinamiento, saturación y consolidación, es similar al ensayo triaxial convencional. Para 
38 
 
especímenes de arcilla y suelos con cohesión aparente, la preparación consiste en el tallado de la 
muestra. Para suelos arenosos el espécimen es remoldeado a un peso específico dado o a una 
cierta densidad relativa. 
 
Para la aplicación de la carga cíclica se elige un determinado esfuerzo desviador cíclico, 
dependiendo del tipo de ensayo que se va a realizar, debido a que el ensayo es a carga 
controlada. Durante la aplicación de dicho esfuerzo desviador cíclico las válvulas pueden 
permanecer ya sea abierta o cerradas, lo cual dependerá de las condiciones establecidas para la 
ejecución del ensayo, es decir, drenadas o no drenadas. Los siguientes transductores permiten 
medir el desarrollo del ensayo. (Parra, 2011) 
 
 Fuerza axial externa 
 Fuerza axial interna 
 Presión de poros 
 Deformación axial 
 
Métodos de análisis del potencial de licuación 
 
Para poder determinar el potencial de licuación de los suelos granulares, se tienen varios 
métodos uno de ellos es mediante el método de prueba estándar para cargas cíclicas controladas 
del esfuerzo triaxial de un suelo el cual está regido bajo la norma ASTM-D5311, el cual 
determina el potencial de licuación mediante diversos factores como lo son: el desarrollo de la 
deformación axial, la magnitud del esfuerzo cíclico aplicado, elnúmero de ciclos de esfuerzo de 
39 
 
aplicación, el desarrollo del exceso de presión de poros y el estado del esfuerzo efectivo; este 
ensayo es destructivo, por lo que la falla debe ser definida por el número de ciclos requeridos 
para que se alcance el límite de deformación o el 100% de la relación de presión de poros total. 
 
Para poder determinar el potencial de licuación mediante este método se calcula el esfuerzo 
cíclico, deformación y presión de poros total mediante las relaciones que están establecidas en la 
norma; después de realizar las relaciones se dispone a tabular los resultados como se describe en 
la Figura 2, para así realizar las curvas que se hallan al usar los datos anteriormente evaluados. 
 
 
Figura 2. Tabla típica de resultados de las fuerzas dinámicas triaxiales. (ASTM D-5311) 
 
La tabulación de los resultados mostrara el comportamiento del suelo ante la aplicación de 
las cargas cíclicas, con lo que se podrá evidenciar en qué momento se genera la licuación en el 
suelo granular como se muestra en la Figura 3. 
 
40 
 
 
Figura 3. Esfuerzo cíclico, deformación y presión de poros. (ASTM D-5311) 
 
Después de realizar el reporte de los resultados de la serie de esfuerzos cíclicos, de los 
especímenes consolidados isotrópicamente, se calcula la excitación de la capa de suelo (CSR) 
para cada ciclo de carga y se calcula el promedio de los resultados; y para cada prueba de 
resistencia cíclica, es la relación media de tensión cíclica para la licuación inicial. 
 
Pero este método no es el único método con el que se puede evaluar el potencial de 
licuación, existen otros métodos, como lo son el estudio del fenómeno mediante modelos físicos 
en donde se usan centrifugas o tablas vibratorias para simular la carga sísmica bajo condiciones 
de contorno bien definidas. Pero por medio de este método no se consiguen resultados 
confiables, ya que no se consiguen las mismas condiciones de sitio. (ASTM D5311, 2007) 
 
También se puede estudiar el fenómeno mediante procedimientos empíricos, como lo es el 
procedimiento simplificado, en el que se calcula la excitación sísmica de la capa de suelo (CSR) 
y la capacidad de la capa de suelo para resistir la licuación (CRR), este procediendo se estima 
41 
 
mediante la ecuación 1 recomendada por Seed e Idris (1971) y que fue adoptaba por la Norma 
Sismo Resistente del 98 (NSR-98). 
(Ecuación 1) 
 
Dónde: amax es la máxima aceleración que se espera en el lugar según las leyes de 
atenuación, amplificada por el efecto de sitio, considerando que los suelos no se licúan y que las 
presiones de poros no se incrementan en el proceso; g es la aceleración de la gravedad; σvo, σy y 
σ´vo son los esfuerzos verticales total y efectivo; y rd es el factor de reducción de esfuerzos, el 
cual varía ampliamente con la profundidad dependiendo del perfil de suelos como se muestra en 
la Figura 4. 
 
Figura 4. Factor rd vs profundidad (Seed e Idriss, 1971; modificado por Youd e Idriss, 1997). 
 
42 
 
Dadas las dificultades de lograr conseguir muestras inalteradas de los depósitos de suelos 
licuables, se utilizan métodos in situ para, para poder determinar el potencial de licuación, como 
lo son: penetración estándar (SPT), penetración con cono (CPT), velocidad de ondas de corte 
(vs) y penetración Becker en gravas (BPT). 
 
Para determinar la resistencia a la licuación de los suelos arenosos, la relación CSR se 
compara con la relación CRR. Esta última se obtiene de correlaciones empíricas entre la relación 
de esfuerzos cíclicos requeridos para causar licuación y los valores de N (SPT) normalizados por 
profundidad y energía de los golpes del martillo (valores de (N1)60). Como se muestra en la 
Figura 5. 
 
 
Figura 5. Curvas de la relación CRR para diferentes contenidos de finos y Mw = 7.5 (Seed y otros, 1985; modificada por Youd e Idriss, 
1997). 
 
43 
 
Es importante anotar que además del contenido de finos y la plasticidad del suelo, uno de 
los factores que más influye en los valores de (N1)60 es la energía que le llega a la cuchara 
muestreadora. Por lo tanto, además de medir la energía del SPT y calibrar los equipos para medir 
la razón de energía entregada por el martillo (ER). Adicionalmente, para aplicar el procedimiento 
simplificado se requieren factores de escala por la magnitud del sismo (MSF) y correcciones por 
presiones de sobrecarga, esfuerzos cortantes estáticos y edad del depósito. (Coronado, 1999) 
 
Además existen los métodos analíticos, los cuales se basan en resultados de ensayos de 
laboratorio para determinar la resistencia a la licuación, o las propiedades del suelo que pueden 
ser utilizados para predecir el proceso de la licuación, mediante programas de computador para 
condiciones de comportamiento lineal y no lineal. A causa de lo difícil que es obtener muestras 
inalteradas de los depósitos de suelos potencialmente licuables para evaluar sus propiedades 
dinámicas, los métodos analíticos generalmente se usan en proyectos especiales o en trabajos de 
investigación. Durante los últimos años se han realizado avances importantes en los métodos 
analíticos aplicados al proceso de la licuación. Este progreso ha sido posible gracias al aumento 
de los datos experimentales y a la información de campo recopilada durante diferentes eventos 
sísmicos. 
 
El ensayo de los suelos sometidos a carga dinámica puede realizarse mediante 
procedimientos de laboratorio o mediante procedimientos de campo, ambos enfoques tienen 
ventajas y desventajas, las cuales se discuten a continuación. 
 
44 
 
Las ventajas de los procedimientos de laboratorio radican en su economía, la relativa 
facilidad con la que las variables de ensaye se pueden variar, así como la definición de las 
condiciones de frontera; su principal desventaja radica en la alteración provocada por los 
procedimientos de muestreo, transporte, almacenamiento y ensaye. Pero al tener controladas 
todas sus condiciones, el estudio del fenómeno se realiza con una mayor certeza, con lo que los 
resultados se acercan a la forma en la que podrían llegar a comportarse en las condiciones reales 
y antes la presencia de una carga cíclica. (Soto, 2012) 
 
Por otro lado, en el Workshop de 1997 de los autores (Youd et al., 1997), utilizan un 
método en el cual realizan una pequeña modificación a la curva propuesta inicialmente propuesta 
por Seed (Seed & Idris, 1971), con el fin de que las curvas para arenas limpias tengan una mayor 
consistencia con las curvas desarrollas a partir del CPT y la velocidad de ondas de corte. Para 
este caso los autores recomiendan utilizar la ecuación 2 propuestas por Rauch de la Universidad 
de Texas. 
 (Ecuación 2) 
Donde (N1)60 es el número de golpes del ensayo SPT normalizados para una energía del 60%, 
y CRR7.5 es la relación de resistencia cíclica para un sismo de magnitud 7.5 en la escala de Richter. 
Esta ecuación es válida para (N1)60 < 30. Para (N1)60 ≥ 30 las arenas limpias son muy densas, 
y por tanto clasifican como no licuables. 
Para el cálculo del (N1)60 es equivalente 𝑁160 = 𝑁 ∗ (
𝐸
60
), donde E representa la eficiencia de 
la prueba de penetración estándar de varios países como lo se muestra en la Figura 6. 
45 
 
 
Figura 6: Eficiencia SPT según países (Coduto 1994) 
 
 
46 
 
 
 
Metodología 
 
 
El tipo de investigación que se desarrolló en este proyecto fue cuasi experimental que de 
acuerdo con el metodólogo (Selltiz, 1980), “Es aquella que se efectúa sobre un tema u objeto 
desconocido o poco estudiado, por lo que sus resultados constituyen una visión aproximada de 
dicho objeto, es decir, un nivel superficial de conocimiento”. Con el estudio se llegó a analizar 
el comportamiento de los suelos granulares bajo el fenómeno de la licuación a través de la 
máquina Triaxial GDS 2Hz. El estudio se llevó a cabo de la siguiente manera: 
 
Toma de muestras 
 
La fase de toma de muestrasconsistió en tres etapas, las cuales fueron las siguientes: 
 
Selección del sitio de extracción de las muestras 
 
Para la selección del sitio, se utilizó como referencia el Decreto 523 del 16 de diciembre de 
2010, por el cual se adopta la Microzonificación Sísmica de Bogotá, en donde se denotan sus 
tipos de suelo, sus descripciones geotécnicas, geológicas, geomorfológicas, sus composiciones 
principales y sus comportamientos geotécnicos generales. De acuerdo a lo anterior, se pudo 
seleccionar una zona cuyo tipo de suelo es propenso al fenómeno de la licuación, conocido como 
47 
 
Aluvial 200, el cual se describe como un suelo granular no cohesivo (limos-arenosos); dicha 
zona escogida es la aledaña al lecho del río Tunjuelito (ver Figura 7, Figura 8 y Figura 9). 
 
Figura 7. Instituto Distrital de Riesgos y Cambio Climático (IDIGER). (18 de marzo de 2016). Recuperado de: 
geoportal.sire.gov.co:8001/GeoPortalV2/mapa.jfs 
 
 
48 
 
 
Figura 8. Instituto Distrital de Riesgos y Cambio Climático (IDIGER). (18 de marzo de 2016). Recuperado de: 
geoportal.sire.gov.co:8001/GeoPortalV2/mapa.jfs 
 
Figura 9. Instituto Distrital de Riesgos y Cambio Climático (IDIGER). (18 de marzo de 2016). Recuperado de: 
geoportal.sire.gov.co:8001/GeoPortalV2/mapa.jfs 
49 
 
Extracción de muestras 
 
Se inició retirando la capa orgánica, que por su continua exposición a la intemperie no sirve 
para el muestreo, luego se realizó el montaje para realizar la extracción de muestras por el 
método de SPT, el cual se ejecutó a través de una cuchara partida (Figura 10) enroscada al 
extremo del muestreador de cuchara partida (Split spoon). Una vez que la cuchara se introdujo e 
hizo contacto con la superficie del suelo a muestrear se realiza el ensayo de SPT por medio de un 
dispositivo que dejaba caer libremente una maza de 140 libras (63,5 kg), desde una altura de 30” 
(762 mm) sobre la cabeza de golpeo de las barras de sondeo para que el muestreador penetrara 
en el suelo 18” (45 cm). Se anotaba entonces el № de golpes necesarios para cada 6” (15 cm) de 
carrera. 
 
Las primeras 6” de penetración, se denominaban “hinca de asiento”, (ref 3, 15). El № de 
golpes necesarios para la hinca de las restantes 12”, se llama resistencia normal a penetración 
(N). 
 
Una vez finalizada la hinca, se extrae la muestra, abriendo longitudinalmente la cuchara, se 
la colocaba en un recipiente hermético y se la etiquetaba indicando: Obra, № de sondeo, № de 
muestra, profundidad y el valor (N). En todo momento las muestras deben estar al resguardo de 
heladas o el sol hasta su llegada al laboratorio para la realización de los ensayos 
correspondientes. 
50 
 
 
Figura 10. Fletcher G. F. A., “Standard Penetration Test: Its Uses and Abuses, ASCE, Vol. 93, SM 4, P. 67-75, 1965. 
 
Selección de material para elaboración de muestra de referencia 
 
Con el fin de analizar la incidencia de la granulometría y la cohesión como factores 
determinantes para que se presente el fenómeno de la licuación, se seleccionó la arena de guamo 
como material para la elaboración de una muestra a la cual se le realizaron los mismos ensayos de 
laboratorio desarrollados con las muestras obtenidas en campo, con lo que se estableció un punto 
de referencia para su posterior comparación con los resultados obtenidos de dichas muestras 
extraídas in situ. 
 
 
Ensayos de laboratorio 
 
La realización de los ensayos estuvo basada en el procedimiento planteado por la normativa 
ASTM D5311 – 13, el cual fue el siguiente: 
51 
 
 
Caracterización de muestras 
 
 Para la evaluación de las características físicas de las muestras y determinar las 
condiciones iniciales para el ensayo Triaxial, se llevaron a cabo ensayos de caracterización para 
determinar su granulometría, peso específico y dependiendo la cantidad de finos, limites 
plásticos. 
 
Preparación de muestras 
 
Las muestras debían ser cilíndricas y debían tener un diámetro mínimo de 51 mm y una 
relación de altura y diámetro de 2,0 a 2,5; por lo que se debieron perfilar las probetas extraídas 
del SPT para cumplir con tales dimensiones (ver Figura 11). 
 
Figura 11. Perfilamiento de la muestra Fuente: Autor 
52 
 
 
Medición de las muestras 
 
Debido a la gran influencia de la densidad en el ensayo triaxial cíclico, fue necesario que la 
determinación de la densidad fuera precisa y que las medidas del cambio de volumen fueran 
hechas durante la saturación y la consolidación. 
 
Por otro lado, se basaron las condiciones iniciales en las mediciones tomadas a la muestra 
después de remover el molde, dentro de las mediciones, se tomaron el diámetro y la longitud en 
cuatro posiciones diferentes usando un calibrador. 
 
Saturación 
 
El objetivo de la fase de saturación de la prueba es llenar los vacíos en el espécimen con 
agua, sin permitir que la muestra se hinche. La saturación se realiza mediante la aplicación de 
contrapresión a la muestra, para conducir el aire fuera de la muestra mediante la presión del agua 
que se está introduciendo; antes de iniciar con la saturación de la muestra se verifica que todo el 
sistema de drenaje (piedras porosas, papel filtro, transductores de presión y demás accesorios que 
hacen parte del montaje) estuvieran saturados para así evitar la inclusión de aire adicional a la 
muestra. 
 
Para la saturación de la muestra se incrementó simultáneamente la presión de cámara y la 
contrapresión, con las válvulas de drenaje de la muestra abiertas para que el agua desaireada 
53 
 
pueda fluir desde los transductores conectados a la parte superior e inferior de la muestra hasta el 
interior del espécimen. 
 
Para evitar un confinamiento previo, el cual no es deseable para la muestra, se aplica una 
contrapresión, las presiones deben aplicarse gradualmente con el tiempo adecuado entre los 
incrementos para permitir la igualación de la presión de poros de agua en todo el espécimen. Por 
ejemplo, el tamaño de cada incremento podría ser de 35 kPa [5 psi], 70 kPa [10 psi], o incluso 
140 kPa [20 psi], dependiendo de la capacidad de compresión de la muestra de suelo, la 
magnitud del esfuerzo efectivo de consolidación deseada y el grado de saturación de la muestra 
justo antes del incremento del esfuerzo. 
 
La diferencia entre la presión de cámara y la contrapresión durante la saturación no debe 
exceder los 35 kPa a menos que se considere necesario para controlar la expansión de la muestra 
durante esta etapa del ensayo. Las diferencias entre la presión de cámara y la contrapresión debe 
permanecer también dentro del ±5% cuando las presiones se incrementan y dentro del ±2% 
cuando las presiones son constantes. 
 
Medición del parámetro B de la presión de poros 
 
El parámetro B de presión de poros se definió mediante la siguiente ecuación (ver ecuación 
3): 
𝐵 = 
𝛥µ
𝛥𝜎3
 (Ecuación 3) 
 
54 
 
 Donde: 
𝛥µ = El cambio en la presión de poro de la muestra que ocurre como resultado de un 
cambio en la presión de cámara cuando las válvulas de drenaje de la muestra están cerradas, y 
𝛥𝜎3 = El cambio en la presión de cámara en esta etapa del ensayo 
 
El parámetro B fue determinado de la siguiente manera: 
 
Inicialmente, se cerraron las válvulas de drenaje de la muestra y se incrementó la presión de 
cámara 70 kPa. Seguidamente, se empezó a registrar el cambio en la presión de poros 
(versus el cambio en la presión de cámara (Δσ3). La medición se llevó a cabo hasta que se 
estabilizaron los valores en cada una de las variables y cuando la relación entre ellas fue igual o 
superior a 0,95; en caso de que dicha relación no supere el valor mencionado, se volverá a 
realizar una rampa de saturación y se repetirá lo anteriormente descrito. 
 
Finalmente, si el valor B es igual o superior a 0,95, y permanece constante, se procede a 
iniciar el proceso de consolidación. 
 
Consolidación 
 
La consolidaciónisotrópica está definida como el estado donde el esfuerzo efectivo de 
consolidación vertical (𝜎′1𝑐) es igual al esfuerzo efectivo de consolidación lateral (𝜎′3𝑐). Por lo 
tanto, para consolidar la muestra isotrópicamente, se mantuvo constante la contrapresión 
aplicada y se incrementó la presión de cámara hasta que la diferencia entre la presión de cámara 
55 
 
y la contrapresión fueran iguales a la presión de consolidación a la cual se va a realizar el ensayo, 
en este caso el esfuerzo efectivo de la muestra in situ. Finalmente, se midieron los cambios en la 
altura de la muestra durante la consolidación. 
 
Carga cíclica 
 
Para la realización del ensayo triaxial cíclico y para la obtención de los parámetros que 
representan el comportamiento dinámico del suelo, se utilizan los procedimientos expuestos en la 
Norma ASTM D5311-13. Además, se obtuvo la relación de tensión cíclica CSR = cíclico / ’v0 
para la evaluación de licuación de la siguiente manera: 
 
Se calculó la tensión de corte in situ como (ver ecuación 4): 
 
max = rd  z amax/g (Ecuación 4) 
 
Donde: 
rd = coeficiente corrector por deformabilidad del suelo debido a la profundidad. 
Aproximadamente rd = 1-0.015z 
 peso unitario del suelo a la profundidad determinada 
z: profundidad del terreno donde se requiere el análisis de licuación. 
amax: aceleración máxima horizontal en el terreno causada por el sismo. 
g = gravedad especifica 
 
56 
 
Por otro lado, utilizando el método simplificado de Seed (1975), se calculó un valor 
equivalente de tensión cíclica uniforme (ecuación 5), equivalente a: 
 
cíclico = 0.65 max (Ecuación 5) 
Retiro de la muestra del equipo 
 
Por último, tras terminar el ensayo cíclico, se retiró con cuidado la muestra de la celda 
triaxial, evitando en lo posible la perdida de partículas durante la extracción de esta. A 
continuación, se realizó el ensayo de humedad y se determinaron los cálculos de la masa por 
peso unitario seco. 
57 
 
 
 
Cálculos y análisis de resultados 
 
 
Realización de sondeo 
 
Se seleccionó una zona cuyo suelo fuera potencialmente licuable, tomando como base la 
microzonificación sísmica de Bogotá adoptada por el decreto 523 de 2010. 
 
Se utilizó un equipo de perforación de una cuchara partida y procedimientos normalizados 
como el ensayo SPT. Las muestras fueron guardadas de tal forma que no se perdieran las 
condiciones iniciales en las cuales se encontraban tal y como se muestra en la Figura 12 
 
 
 
Figura 12. Muestra 2 extraída del sondeo 1 Fuente: Autor 
 
 
58 
 
Caracterización del suelo 
 
Con el fin de caracterizar los suelos, encontrar la estratigrafía promedio y obtener los 
parámetros necesarios para la modelación física y matemática se realizaron ensayos de 
clasificación. 
 
Límites de consistencia 
 
El ensayo se divide en límite líquido y el límite plástico, por medio de estos ensayos se 
clasificaron las muestras de suelo según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos 
(SUSC). Los ensayos se realizaron bajo la norma I.N.V.E-125-13 y la I.N.V.E-126-13 de Invías. 
 
En la Tabla 1 se presentan los resultados consolidados. 
 
Tabla 1. Resultados caracterización 
Sondeo 1 
Prof. SUSC 
N° 
Muestra 
OBSERVACIÓN N° Golpes N W nat (%) 
LL 
(%) 
LP 
(%) 
IP (%) 
0 
 
1.3 SM 1 
Arena de grano fino 
color café claro 
3 2 4 6 18.72 NP NP NP 
1.85 SM 2 
Arena de grano fino 
color café claro 
4 4 5 9 22.53 NP NP NP 
2.75 SC 3 Arcilla color café claro 5 4 5 9 23.01 29.9 15.07 14.83 
3.25 CH 4 Arcilla color café claro 5 5 4 9 29.2 56 26.33 29.67 
3.75 CH 5 Arcilla color café claro 7 6 8 14 29.69 55.3 25.09 30.21 
4.75 CL 6 
Arcilla color gris 
oscura 
8 12 14 26 19.35 49.8 27.92 21.88 
1 CH 7 
Arcilla color gris 
oscura 
12 13 16 29 44.19 94.8 38.79 56.01 
 
 
59 
 
Sondeo 2 
Prof. SUSC 
N° 
Muestra 
OBSERVACIÓN N° Golpes N W nat (%) 
LL 
(%) 
LP 
(%) 
IP (%) 
0 
 
1.75 CH 1 Arcilla café clara 14 16 19 35 30.24 57.3 24.37 32.93 
2.75 SM 2 
Arena de grano fino 
color café claro 
14 18 20 38 22.17 NP NP NP 
3.5 CL 3 
Arcilla limo arenosa 
café claro 
14 16 16 32 24.72 43.5 22.64 20.86 
4.75 CH 4 
Arcilla limo arenosa 
café claro 
8 10 8 18 29.9 54.85 24.37 30.48 
5.25 CH 5 Arcilla gris clara 6 8 9 17 42.79 78 22.61 55.39 
5.75 CH 6 
Arcilla gris clara con 
pintas negras 
8 7 7 14 53.02 100 41.53 58.47 
 
Granulometría 
Se efectuó el análisis granulométrico pata definir el porcentajes de finos en la muestra. El 
ensayo se realizó bajo la norma I.N.V.E-123-13 del Invías. 
 
Los resultados consolidados se presentan en la Figura 13. 
 
Figura 13. Curva Granulométrica 
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
0.01 0.1 1 10
P
o
rc
en
ta
je
 q
u
e 
p
as
a 
(%
)
Diametro de las particulas (mm)
Curva Granulometrica
Curva Granulometrica
60 
 
 
Con los resultados anteriores se observa que el suelo estudiado posee una gran cantidad de 
finos, lo que puede indicar la dificultad en presentarse el fenómeno de licuación, debido a la 
cohesión que se pueda generar entre las partículas. 
 
Después de haber realizado la caracterización del suelo se presenta la tabla resumen de los 
datos del sondeo 1 y 2 en la Tabla 2 y Tabla 3. 
 
Tabla 2. Resumen dimensiones muestras del sondeo 1 
Muestra Altura (m) Altura 
Promedio 
Diámetro (m) Diámetro 
Promedio 
(m) 
Peso 
(Kg) 
Área 
(m²) 
Vol. 
(m³) 
γ (KN/m³) 
1 0.073 0.088 0.081 0.081 0.040 0.038 0.037 0.038 0.161 0.001 0.00009 16.88 
2 0.073 0.088 0.081 0.081 0.040 0.038 0.037 0.038 0.161 0.001 0.00009 16.88 
3 0.098 0.098 0.098 0.098 0.039 0.039 0.039 0.039 0.215 0.001 0.00012 17.89 
4 0.134 0.132 0.133 0.133 0.038 0.038 0.038 0.038 0.315 0.001 0.00015 20.40 
5 0.108 0.111 0.110 0.110 0.039 0.037 0.035 0.037 0.255 0.001 0.00012 21.17 
6 0.119 0.119 0.118 0.119 0.038 0.038 0.038 0.038 0.296 0.001 0.00014 21.38 
7 0.127 0.127 0.128 0.127 0.040 0.039 0.039 0.039 0.335 0.001 0.00015 21.52 
 
Tabla 3. Resumen dimensiones muestras sondeo 2 
Muestra Altura (m) Altura 
Promedio 
Diámetro (m) Diámetro 
Promedio 
(m) 
Peso 
(Kg) 
Área 
(m²) 
Vol. 
(m³) 
γ (KN/m³) 
1 0.073 0.087 0.081 0.081 0.040 0.038 0.037 0.038 0.161 0.001 0.00009 16.88 
2 0.078 0.078 0.077 0.078 0.040 0.039 0.042 0.040 0.176 0.001 0.00010 17.54 
3 0.098 0.098 0.098 0.098 0.039 0.039 0.039 0.039 0.258 0.001 0.00012 21.47 
4 0.134 0.132 0.133 0.133 0.038 0.038 0.038 0.038 0.336 0.001 0.00015 21.73 
5 0.108 0.111 0.110 0.110 0.039 0.037 0.035 0.037 0.268 0.001 0.00012 22.20 
6 0.119 0.119 0.118 0.119 0.038 0.038 0.038 0.038 0.311 0.001 0.00014 22.39 
 
61 
 
Calculo de la tensión cíclica 
 
De acuerdo a lo explicado en la teoría para el cálculo de la tensión cíclica y de acuerdo a los 
datos de las muestras se determinaron los valores iniciales: 
amax: 0.16 de acuerdo al decreto 523 de 2010 
rd: se calculó de acuerdo a la ecuación anteriormente descrita 
g: es igual 9.81m/s2 
z: valor de la profundidad a la que se encuentra la muestra. 
 peso unitario del suelo a la profundidad determinada 
En la Tabla 4 y Tabla 5, se presenta las tensiones cíclicas calculadas para cada una de las 
muestras. 
 
Tabla 4. Calculo de la tensión cíclica sondeo 1. 
amax 0.16 
amax/g 0.0163099 
Muestra γ (KN/m³) rd Z (m) Tmax (kPa) 
1 19.87 0.990 0.650 0.208 
2 19.14 0.976 1.575 0.480 
3 19.37 0.965 2.300 0.702 
4 21.73 0.955 3.000 1.015 
5 21.17 0.947 3.500 1.145 
6 20.59 0.936 4.250 1.336 
7 20.07 0.921 5.250 1.583 
 
Tabla 5. Calculo de la tensión cíclica sondeo 2. 
amax 0.16 
amax/g 0.0163099 
Muestra γ (KN/m³) rd z (m) tmax (kPa) 
1 16.88 0.987 0.875 0.238 
2 17.54 0.966 2.250 0.622 
3 21.47 0.953 3.125 1.043 
62 
 
Muestra γ (KN/m³) rd z (m) tmax (kPa) 
4 21.73 0.938 4.125 1.371 
5 22.20 0.925 5.000 1.675 
6 22.39 0.917 5.500 1.843 
 
Para poder tener un valor de comparaciónse utilizó un material totalmente granular el cual 
llegara a cumplir con los requisitos para poder observar el fenómeno de la licuación por lo que se 
optó por realizar un ensayo con una arena de Guamo. 
A continuación se presenta el cuadro resumen en la Tabla 6 de la arena de Guamo. 
 
Tabla 6. Características arena de Guamo 
amax 0.16 
amax/g 0.0163099 
Muestra γ (KN/m³) rd z (m) tmax (kPa) 
guamo 15.50 0.914 5.750 1.328 
 
Ensayo triaxial cíclico 
 
Después de realizada la caracterización del suelo y el cálculo de la tensión cíclica se inició 
el montaje de las muestras seleccionadas; que para este caso fue la muestra del sondeo 2 -
muestra 2; a las que se les aplicaron cargas cíclicas. Las muestras seleccionadas se determinaron 
de acuerdo a la caracterización realizada, ya que dichas muestras no tuvieron una gran cantidad 
de material fino plástico. 
Después de realizado el ensayo triaxial cíclico tanto para la arena de Guamo como para la 
muestra 2 del sondeo 2, se obtuvieron los siguientes resultados consolidados en las tablas 8 hasta 
la 13; y en las figuras 13 hasta la 22. Cabe aclarar que la información mostrada en las tablas y 
figuras mencionadas anteriormente se encuentra limitada a los primeros y los últimos ciclos de 
63 
 
ambos ensayos, esto es debido a la gran cantidad de datos obtenidos a lo largo del ensayo. Para 
ver los resultados completos dirigirse al Anexo B, Anexo C y Anexo D. 
 
Arena de Guamo 
 
A continuación se presentan los datos iniciales en la Tabla 7 y los resultados de la arena de 
Guamo obtenidos del equipo Triaxial Cíclico en el Anexo B. en las ; los cálculos se realizaron 
para la determinación de los diversos factores que se muestran en la Figura 2 y que se encuentra 
en la norma ASTM D5311-13. 
 
Tabla 7. Datos iniciales para el ensayo para la arena de Guamo 
Altura inicial 
(mm) 
100 
Diámetro 
inicial (mm) 
50 
Peso 
específico 
(KN/m³): 
15.5 
Profundidad 
(m) 
5.75 
Tipo de suelo 
Arena de 
Guamo 
Masa inicial 
(g): 
310 
Fecha de la 
prueba 
viernes, 15 de 
abril de 2016 
 
Con base en los datos obtenidos en las tablas que se encuentran en el Anexo B se generaron 
las siguientes figuras: 
64 
 
En la Figura 14 se observa el comportamiento de la carga cíclica a lo largo del ensayo, cabe 
aclarar que en dicha grafica solo se encuentran los 10 primeros y los últimos 10 ciclos. 
Figura 14: Ciclo de cargas cíclicas arena de Guamo 
 
En la Figura 15 se muestra el comportamiento de la deformación axial de la muestra a lo 
largo de la aplicación de las cargas cíclicas. 
Figura 15: Desplazamiento axial cíclico arena de Guamo 
 
De las gráficas anteriores se puede observar que el comportamiento de los ciclos a lo largo 
de la prueba tienen forma sinusoidal con lo que se garantiza que la carga fue constante y no sufre 
modificaciones a lo largo del ensayo. 
 
-0.007
-0.002
0.003
0.008
-0.05 4.95 9.95 14.95 19.95C
ar
ga
 c
íc
lic
a 
(K
n
)
Tiempo (s)
Ciclo de Cargas 
Primeros 10 ciclos
Ultimos 10 ciclos
-0.03
0.02
0.07
-0.05 4.95 9.95 14.95 19.95
D
es
p
la
za
m
ie
n
to
 a
xi
al
 
(m
m
)
Tiempo (s)
Desplazamiento axial cíclico
Primeros 10 cliclos
Ultimos 10 ciclos
65 
 
En la Figura 16 se presenta la gráfica del ciclo histerético, en donde se observan los 
esfuerzos desviadores a los cuales fue sometida la muestra, y además se puede evidenciar la 
máxima deformación unitaria generada por los ciclos a lo largo del ensayo, en la cual no se 
presentó degradación de la resistencia del suelo. 
Figura 16. Ciclo de histéresis arena de Guamo 
 
En la Figura 17 y 
Figura 18 se observa el comportamiento de la presión de poros a lo largo de la prueba, en 
donde se puede ver que los picos presentados muestran que el suelo estudiado es propenso a sufrir 
el fenómeno de licuación; lo que generó que las partículas del suelo se segregaran, perdiendo 
cohesión entre ellas y llevando a que el espécimen presentara grandes deformaciones. Cabe aclarar 
que, la máxima deformación unitaria que se presentó en la muestra fue de 10.54%, con lo que se 
puede decir que no se llegó a la deformación suficiente para que se presentara el colapso total de 
la muestra, que según la norma ASTM D5311-13 es del 20%.
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
-0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
Es
fu
er
zo
 d
es
vi
ad
o
r 
Deformacion axial unitaria
Curva Histeretica
Ciclos Iniciales
Ciclos Finales
66 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 17. Exceso de presión de poros ciclos iniciales arena de Guamo 
 
 
 
 
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 10 20 30 40 50
Ex
ce
so
 d
e 
p
re
si
o
n
 d
e 
p
o
o
s 
(k
P
a)
Tiempo (s)
Exceso de presion de poros ciclos iniciales
Presión
de Poros
ciclos
Iniciales
67 
 
 
 
 
 
 
Figura 18. Exceso de presión de poros ciclos finales arena de Guamo 
 
 
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
50 60 70 80 90 100
Ex
ce
so
 d
e 
p
re
si
o
n
 d
e 
p
o
o
s 
(k
P
a)
Tiempo (s)
Exceso de presion de poros ciclos finales
Presión
de Poros
ciclos
finales
68 
 
Sondeo 2 – Muestra 2 
 
A continuación se presentan los datos iniciales en la Tabla 8 solicitados por el equipo 
Triaxial Cíclico al momento de iniciar el ensayo, y los resultados de la muestra utilizada para el 
ensayo en el Anexo D; los cálculos se realizaron para la determinación de los diversos factores 
que se muestran en la Figura 2 y que se encuentra en la norma ASTM D5311-13. 
 
Tabla 8. Datos iniciales del ensayo para la muestra del sondeo 2 muestra 2 
Altura 
inicial (mm) 
93.07 
Diámetro 
inicial (mm) 
50 
Peso 
específico 
(kn/m³): 
17.54 
Profundidad 
(m) 
2.75 
Tipo de 
suelo 
Limo 
Arcilloso 
Masa inicial 
(g): 
355.17 
 
 
Con base en los datos obtenidos para la muestra 2 del sondeo 2 en las tablas anteriores se 
generaron las siguientes figuras: 
 
En la Figura 19 se observa el comportamiento de la carga cíclica a lo largo del ensayo, cabe 
aclarar que en dicha gráfica solo se encuentran los 10 primeros y los 10 últimos ciclos. 
 
 
 
69 
 
Figura 19 Ciclo de cargas cíclicas Muestra 2 Sondeo 2 
 
En la Figura 20 se muestra el comportamiento de la deformación axial de la muestra a lo 
largo de la aplicación de las cargas cíclicas. 
Figura 20: Desplazamiento axial cíclico Muestra 2 Sondeo 2 
 
De las graficas anteriores se puede observar que el comportamiento de los ciclos a lo largo de 
la prueba son gráficas fue constante y no sufrio modificaciones a lo largo del ensayo. 
 
-0.003
-0.002
-0.001
0
0.001
0.002
0.003
0.004
0.005
0 5 10 15 20
C
ar
ga
 c
íc
lic
a 
(K
N
)
TIEMPO (s)
Ciclo de Cargas
Primeros 10 ciclos
Ultimos 10 ciclos
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0 5 10 15 20D
es
p
la
za
m
ie
n
to
 a
xi
al
 (
m
m
)
Tiempo (s)
Desplazamiento axial cíclico
Primeros 10 ciclos
Ultimos 10 ciclos
70 
 
En la Figura 21 se presenta la gráfica del ciclo histerético, en donde se observan los esfuerzos 
desviadores a los cuales fue sometida la muestra, durante el ciclo de cargas, con lo que se puede 
evidenciar la maxima deformación unitaria generada por los ciclos a lo largo del ensayo y como 
se fue degradando la recuperación plástica de la misma. En este caso observamos como la parte 
elástica del suelo ya ha perdido sus capacidades de recuperarse completamente con lo que ya tiene 
una deformación no recuperable. 
Figura 21. Ciclo de histéresis Muestra 2 Sondeo 2 
 
En la 
Figura 22 y Figura 23 se observa el comportamiento de la presión de poros a lo largo de la 
prueba, notandose que el compotamiento al inicio del ensayo no tuvo grandes variaciones, mientras 
que al final del ensayo se observó como las presiones de poros iban cambiando, generando picos 
y valles durante los cuales se produjo la mayor afectación por deformaciónes, axiales o 
transversales, a la muestra. Con lo anterior, se puede decir que el suelo posee un alto potencial de 
-1.5

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