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Análisis de datos de ensayos de caracterización mecánica bajo carga estática de materiales granulares marginales (MGMs)

Resumen

Este trabajo tiene como objetivo analizar los datos obtenidos de ensayos de caracterización mecánica bajo carga estática de materiales granulares marginales (MGMs). Se busca explorar un nuevo índice alternativo que permita caracterizar y estudiar el comportamiento mecánico de materiales granulares de manera rápida y económica conocido como índice de tolerancia al agrietamiento (Índice CT). El enfoque de esta investigación consiste en estudiar diez tipos de MGMs (identificados como M1 a M10) con diferente contenido de finos e índice de plasticidad, comparando su respuesta mecánica a través de los ensayos de tracción indirecta y compresión in-confinada. Además, se introduce la aplicación de un área de fractura corregida para el ensayo de tracción indirecta que permite estudiar de una forma más precisa el comportamiento mecánico del material. Se analizaron las curvas fuerza-desplazamiento capturadas a partir de los ensayos realizados, las cuales fueron utilizadas para obtener la energía de fractura del material y la pendiente al 75% de la carga máxima. Adicionalmente, se calculó el área de fractura de las imágenes 3D tomadas con el sensor Kinect a través de un código de programación en el programa Google Colab. Los resultados evidenciaron que para los materiales analizados no hay influencia significativa del contenido de finos e índice de plasticidad sobre el índice CT. En comparación con el índice de resistencia a la tracción indirecta, se identificaron materiales con alta resistencia y baja ductilidad (M3, M6 y M8), y materiales que presentaban una buena tolerancia al agrietamiento, pero baja resistencia (M7 y M5), destacando M4 y M10 por presentar una buena relación entre su rigidez y ductilidad. Además, en los índices CT de tracción indirecta y compresión in-confinada se observó una posible tendencia lineal, indicando una relación directa y proporcional en los datos; sin embargo, es necesario realizar más pruebas para confirmar dicha tendencia. A partir de lo anterior, se concluyó que el índice CT demostró ser un parámetro útil para caracterizar la respuesta mecánica de MGMs, aunque es necesario realizar otras investigaciones para validar completamente estos resultados y confirmar su aplicabilidad en el diseño de estructuras de pavimento.