Los datos de ensayos estáticos in situ o de modelo en capas profundas de arena de cuarzo densa bajo altos niveles de esfuerzo son escasos, lo que dificulta establecer la correlación entre los resultados del ensayo estático y las propiedades de ingeniería de las capas de arena densas profundas. Se realizaron ensayos en una cámara de calibración de alta presión, preparando muestras de arena densa con una densidad relativa del 74 % al 91 % mediante el método de lluvia de arena. Se realizaron ensayos de penetración estática en la cámara de calibración bajo niveles de esfuerzo altos de 0,5 a 2,0 MPa. Se utilizó un modelo constitutivo de Mohr-Coulomb modificado para describir la respuesta esfuerzo-deformación de la arena de cuarzo densa bajo niveles altos de esfuerzo, incorporado a un método de elementos finitos arbitrarios lagrangiano-euleriano de grandes deformaciones para simular numéricamente el ensayo estático. Este método de grandes deformaciones evita eficazmente la distorsión severa de la malla del suelo alrededor de la punta del cono, garantizando la convergencia del cálculo. La simulación numérica coincide básicamente con los resultados de la cámara de calibración, lo que confirma la fiabilidad del análisis de grandes deformaciones. El resumen de datos experimentales y numéricos muestra que la resistencia a la penetración del cono es función de la densidad relativa de la arena y del nivel de esfuerzo, y puede expresarse utilizando la misma forma funcional que en niveles bajos de esfuerzo. Se realizaron análisis suficientes de parámetros variables para ajustar los parámetros en la fórmula de predicción de la densidad relativa de la arena de cuarzo densa bajo altos niveles de esfuerzo. La comparación entre la fórmula y los resultados experimentales mostró un buen desempeño con un error relativo menor al 30 %.

arena de cuarzo profunda; arena densa; penetración estática; alto nivel de esfuerzo; cámara de calibración; elementos finitos de grandes deformaciones