1. CURSO:
1
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Y ARQUITECTURA
INTEGRANTES:
ENSAYO:
Ensayo Consolidación
unidimensional
Alexis Quintanilla Atamari
MECANICA DE SUELOS II
DOCENTE:
Ing. Jorge Alberto Cabrera Salvatierra
TEMAS:
• Índice de comprensión CC.
• Presión de preconsolidacion .
2. 2
Concepto de Consolidación
Se denomina consolidación de un
suelo a un proceso de reducción de
volumen de los suelos finos cohesivos
(arcillas y limos plásticos), provocado
por la actuación de solicitaciones
(cargas) sobre su masa y que ocurre
en el transcurso de un tiempo
generalmente largo. Producen
asientos, es decir, hundimientos
verticales, en las construcciones que
pueden llegar a romper si se
producen con gran amplitud
4. 4
OBJETIVO
• Determinar los parámetros necesarios para calcular los hundimientos por consolidación y los tiempos en que estos
se producen.
5. 5
MARCO TEÓRICO
Un incremento del esfuerzo provocado por la construcción de
cimentaciones u otras cargas comprime los estratos del suelo. La
compresión es causada por DEFORMACIÓN de las partículas del
suelo, por REACOMODO de las partículas del suelo, y por EXPULSIÓN
de agua o aire de los espacios vacíos. En general, el asentamiento del
suelo causado por cargas se divide en tres amplias categorías:
Asentamiento inmediato, inicial.
Asentamiento por consolidación primaria
El Asentamiento por Compresión Secundaria
6. 6
El espécimen de suelo se coloca dentro de un anillo metálico con dos piedras porosas,
una en la parte superior del espécimen y otra en el fondo. Los especímenes son
usualmente de 63.5 mm de diámetro y 25.4 mm de espesor.
La carga sobre el espécimen se aplica por medio de un brazo de palanca y la
compresión se mide por medio de un micrómetro calibrado.
El espécimen se mantiene bajo agua durante la prueba. Cada carga se mantiene
usualmente durante 24 horas.
7. 7
Después se duplica la presión sobre el
espécimen y se continúa la medición de la
compresión. Al final se determina el peso
seco del espécimen de la prueba.
La forma general de la gráfica de deformación
del espécimen versus tiempo para un
incremento dado de carga se muestra en la
figura que sigue En la gráfica se observan tres
etapas distintas, que se describen como
sigue:
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MATERIALES, EQUIPOS E INSUMOS
Consolidómetro (Edómetro)
Anillo
Papel filtrante
Piedras porosas
Grasa o aceite
Micrómetro
Cronómetro
Cápsulas de Humedad
Balanza
Termómetro
Equipo tallador de muestras
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PROCEDIMIENTO
El aparato utilizado para realizar este ensayo se denomina Consolidómetro.
Aplica a una muestra, generalmente indeformada.
La altura de la muestra es pequeña con relación al diámetro
Esta confinada lateralmente por un anillo rígido y colocada entre discos porosos.
El rozamiento entre el suelo y la pared del anillo un error no importante.
La fuerza de rozamiento lateral es del orden del 15% de la presión vertical aplicada.
El ensayo anillo reproduce en el laboratorio lo que ocurre en la naturaleza,
La carga es aplicada sobre la piedra porosa superior a través de un disco metálico rígido
La compresión es medida con el auxilio de un micrómetro con sensibilidad de 0.01 mm.
La prueba se realiza usando especímenes de 5.0 cm. de diámetro y 2,0cm. de espesor.
La muestra no disturbada es tallada y colocada en el anillo y luego colocada en el
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PROCEDIMIENTO
Es necesario conocer la deflexión del aparato, bajo una de las cargas a utilizarse.
Para ello se ensambla el aparto igual que para un ensayo regular pero sin suelo
Se colocan las dichas cargas, midiendo las deflexiones
No se debe olvidad incluir el papel filtro, el cual impide impregnación de material.
Se realiza el ensayo aplicando cargas verticales que van gradualmente aumentadas
Generalmente según una progresión geometrica de razón igual a 2.
Cada estado de carga debe permanecer el tiempo suficiente para permitir la
deformación total de la muestra, registrándose durante el mismo y a intervalos
Los intervalos apropiados(15”, 30”, 1’, 2’, 4’, 8’, 16’, 32’ )
y luego a intervalos arbitrarios las indicaciones del micrómetro.
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Ejemplo del Ensayo de Consolidación
Determinar la presión de preconsolidación, el índice de compresión y el coeficiente de
consolidación de un suelo arcilloso con las siguientes características:
Peso específico del suelo: 1.68 g/cm3
Peso específico de las partículas: 2.81 g/cm3
Humedad de la muestra: 53.2 %
Altura inicial de la muestra: 3.808 cm.
La lectura inicial del micrómetro antes de la aplicación de la carga inicial fue ajustada en 8.08 mm.
y para los diferentes estados de carga se obtuvieron los valores de deformación que se indica a
continuación en el cuadro Nº1:
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Los resultados del cuadro anterior se desarrollan en el cuadro Nº2 en el siguiente
proceso.
En la primera columna se colocan los valores de los diferentes estados de carga en
kg./cm.²
En la segunda columna colocamos los valores de las deformaciones acumuladas para
cada estado de carga.
En la tercera columna se coloca los valores de las alturas finales de la muestra, después
de estar sometidos a los incrementos de presión.
Y en la cuarta columna procedemos a realizar las operaciones siguientes para obtener
los diferentes índices de vacíos para cada estado de carga en base al siguiente
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Hs = altura reducida de la muestra
PROCEDIMIENTO BASE
RECORDANDO DATOS
Peso específico del suelo:
1,68 g/cm3
Peso específico de sólidos:
2,81 g/cm3
Humedad de la muestra:
53,2 %
Altura inicial de la muestra:
3,808 cm.
Peso especifico de la muestra seca
Υseco=
Υℎ
1+
𝑤
100
=
1.68
1.532
=1.10gr/cm3
𝑒𝑖=
Υsolidos
Υseco
− 1 =
2.81
1.10
− 1=1.55
hsolidos=
ℎ𝑖
1+ 𝑒1
=
3.808
1+1.55
=1.49
𝑒𝑖=
ℎ𝑖
h𝑠
− 1
Relación de vacios de la muestra seca
Altura de sólidos de la muestra
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GRACIAS
Con estos datos obtenidos procedemos a realizar los cálculos de
índices de vacíos para las distintas presiones aplicadas al suelo:
Cálculo de compresión de la muestra:
Cálculo de la altura de la muestra:
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GRACIAS
Valores con los cuales trazamos la curva e – log(σ) que se
indica a continuación:
a) Determinación de la Presión de preconsolidación.
b) En el punto de mayor curvatura se traza una recta
tangente al mismo (T).
c) Del mismo punto trazamos una recta horizontal (H).
d) Trazo la bisectriz de estas dos rectas (B).
e) Luego prolongo la parte recta de la curva e -log(σ)
hasta intersecar la bisectriz, punto desde el cual bajo una
perpendicular al eje de las abscisas la cual nos
muestra el valor de δp= 0.88kg/cm2
19. DETERMINACIÓN DEL ESFUERZO MÁXIMO DE CONSOLIDACIÓN
(MÁXIMO ESFUERZO HISTÓRICO)
Se determina el punto de máxima inflexión de la curva (e – Log10sv). (Punto a)
Por a se traza una línea paralela al eje x y una tangente a la curva.
El ángulo formado por estas dos rectas (a) es el ángulo de preconsolidación.
Se traza una bisectriz por a.
Se prolonga la última parte de la curva de recompresión (parte recta).
El antilogaritmo de la coordenada en x del punto de intersección entre la bisectriz
y la prolongación es, el MÁXIMO ESFUERZO HISTÓRICO SOPORTADO POR EL
SUELO.
0,605
0,61
0,615
0,62
0,625
0,63
0,635
0,64
0,645
0,65
0,655
0,1 1 10 100
Esfuerzo vertical (Kg/m2)
Relación
de
Vacíos
(e)
a
logsmáx
a
EJEMPLO ILUSTRATIVO
