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Ensayo de consolidacion

Este documento describe un ensayo de consolidación realizado en una muestra de arcilla. Se detalla el equipo y procedimiento utilizado, que incluyó moldear la muestra, aplicar cargas incrementales y medir asentamientos en diferentes intervalos de tiempo. Los resultados incluyeron el índice de compresión, coeficiente de compresibilidad y coeficiente de permeabilidad, indicando que la muestra era arcilla impermeable.

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UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA
SUELOS Y ROCAS II
ENSAYO DE CONSOLIDACIÓN
Grupo:
1
Nombre:
Cynthia Carolina Cruz Castillo
Docente:
Ing. Ángel Tapia
Paralelo:
“A”
Fecha:
11/ 11/ 2013
Loja- Ecuador
2
1. INTRODUCCIÓN
Al aplicar a un incremento de carga a un suelo cohesivo saturado, la
energía que produce esta carga se traspasa a la estructura del suelo en un
intervalo de tiempo.
El ensayo de consolidación, consiste en comprimir verticalmente una
muestra confinada en un anillo rígido, bajo la acción de un fluido
incompresible, como lo es el agua. En este caso, el agua recibe toda la carga
de presión, y al cabo de un determinado tiempo, se transfiere esa carga a la
muestra de suelo, el resultado de las presiones son los asentamientos.
Los tipos de consolidación que se pueden presentar en el suelo son:
Consolidación inicial: Reducción instantánea en el volumen de una masa de
un suelo bajo una carga aplicada en una consolidación primaria y que
comprime y expulsa el aire contenido en los vacíos del suelo.
Consolidación primaria: Reducción del volumen de una masa de un suelo
por la aplicación de una carga permanente y la expulsión del agua de los
vacíos, acompañada por transferencia de carga del agua a las partículas
sólidas del suelo.
Consolidación secundaria: Reducción del volumen de la masa del suelo,
causada por la aplicación de una carga permanente y el acomodo de la
estructura interna de su masa, luego de que la mayor parte de la carga ha
sido transferida a las partículas sólidas del suelo.
En el presente informe se detalla el equipo y metodología aplicados al
consolidar una muestra de arcilla. La arcilla puede encontrarse
normalmente consolidada o sobreconsolidada1.
1
Normalmente consolidada: Cuando la muestra no ha sido sometida en su pasado geológico a cargas mayores
a las existentes en el terreno.
Sobreconsolidada: Si la muestra ha sido cargada por diferentes estratos que se han erosionado, además de la
carga actual en el terreno.
3
De igual forma, el ensayo permitirá determinar las curvas de consolidación
para las diferentes cargas a las que será sometida la muestra. Se podrá
determinar el índice de compresión, índice de expansión, coeficiente de
compresibilidad, relación de vacíos, y el coeficiente de permeabilidad, para
la muestra obtenida en el campo.
2. OBJETIVO
El objetivo del presente informe es determinar el procedimiento y magnitud
de consolidación de muestras de suelos cuando se confinan lateralmente y
se cargan y drenan axialmente.
3. MATERIALES Y EQUIPO
Aparato de carga.- Con precisión de ±0.5 % de la carga aplicada.
Consolidómetro.- Un dispositivo para mantener la muestra dentro de
un anillo el cual puede estar fijado a la base o puede ser flotante con
piedras porosas sobre cada cara de la muestra. El consolidómetro
deberá proporcionar también medios para sumergir la muestra,
aplicar la carga vertical, y medir el cambio de espesor de la
Deformímetro.- Con sensibilidad de 0.01 mm.
Anillo cortante cilíndrico.
Cargas de 1, 2, 4, 8, 16, 32 kg respectivamente.
Cronometro.
Equipo para moldear la muestra.
Recipientes para determinar el contenido de humedad.
Balanza con una precisión de 0,1 gr.
Horno de 110 ± 5 °C
Fig. 1: Equipo de consolidación
Fuente:http://www.slideshare.net/guest7fb308/consolidacin-unidimensional-de-los-suelos-1622178
4
4. PROCEDIMIENTO
1. Moldeamos una muestra con la ayuda de un anillo, lo que permitirá
obtener uniformidad en las dimensiones.
2. Con la muestra resultante, colocamos una cantidad suficiente en los
recipientes para poder obtener el contenido de humedad.
3. Se realiza el confinamiento de la muestra, para ello se coloca el suelo
en el anillo, colocamos papel filtro, las piedras porosas, y cerramos
completamente el anillo.
4. Colocamos el anillo en el consolidómetro, además del deformímetro y
ajustamos correctamente. Se debe tomar en cuenta para la lectura
del deformímetro, que cada vuelta que de las manecillas
correspondientes a la circunferencia más grande, corresponde a un
valor de 200, mientras que la circunferencia más pequeña, se
registran los decimales.
5. Enceramos el deformímetro, y aplicamos el primer incremento de
carga, de 1 kg, y realizamos lecturas para los tiempos de 0.1, 0.25,
0.50, 1, 2, 4, 8, 15, 30, 60, 120, 240, 480, 600 y 1140 minutos.
6. Después de 24 horas, se incrementa la carga a 2kg, se realiza la
lectura para los tiempos indicados anteriormente. Este mismo proceso
lo realizamos para las cargas de 4, 8, 16 y 32 kg.
7. Una vez terminada la aplicación de las cargar, se efectúa el proceso de
descarga y recarga. El primero consiste en ir removiendo las cargas
aplicadas, una por una, en intervalos de tiempo de 10 minutos. Una
vez terminada la descarga, realizamos la recarga, es decir colocamos
nuevamente una a una las cargas en intervalos de tiempo de 10
minutos cada una.
8. Al finalizar el ensayo, se desmonta el equipo, se pesa la muestra más
el anillo, y se coloca la muestra en el horno. Con esto se podrá
determinar el peso de los sólidos y peso del agua.
5
5. ANALÍSIS DE RESULTADOS
Índice de compresión 0.2109
Índice de expansión
Coeficiente de
compresibilidad
0.0129
Relación de vacíos (2ec) 0.9673
Cv (2ec) 0.0003
Coeficiente de
permeabilidad
1.68E-09
6. CONCLUSIONES
Con la elaboración de este ensayo, y aplicando la metodología dispuesta en
las normas, se llego a obtener un coeficiente de permeabilidad de 1.68*10-9
cm2/s, por lo que se puede decir que el suelo es impermeable y corresponde
a una arcilla. En la tabla que se dispone a continuación, hay valores para
definir el grado de permeabilidad y tipo de suelo al que corresponde el
coeficiente de permeabilidad:
Fuente: http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/permeabilidad.pdf
BIBLIOGRAFÍA
Normas: AASHTO T 216, ASTM D 2435, ICONTEC C 4.129
=
6
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Ensayo de consolidacion

  • 1. UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA SUELOS Y ROCAS II ENSAYO DE CONSOLIDACIÓN Grupo: 1 Nombre: Cynthia Carolina Cruz Castillo Docente: Ing. Ángel Tapia Paralelo: “A” Fecha: 11/ 11/ 2013 Loja- Ecuador
  • 2. 2 1. INTRODUCCIÓN Al aplicar a un incremento de carga a un suelo cohesivo saturado, la energía que produce esta carga se traspasa a la estructura del suelo en un intervalo de tiempo. El ensayo de consolidación, consiste en comprimir verticalmente una muestra confinada en un anillo rígido, bajo la acción de un fluido incompresible, como lo es el agua. En este caso, el agua recibe toda la carga de presión, y al cabo de un determinado tiempo, se transfiere esa carga a la muestra de suelo, el resultado de las presiones son los asentamientos. Los tipos de consolidación que se pueden presentar en el suelo son: Consolidación inicial: Reducción instantánea en el volumen de una masa de un suelo bajo una carga aplicada en una consolidación primaria y que comprime y expulsa el aire contenido en los vacíos del suelo. Consolidación primaria: Reducción del volumen de una masa de un suelo por la aplicación de una carga permanente y la expulsión del agua de los vacíos, acompañada por transferencia de carga del agua a las partículas sólidas del suelo. Consolidación secundaria: Reducción del volumen de la masa del suelo, causada por la aplicación de una carga permanente y el acomodo de la estructura interna de su masa, luego de que la mayor parte de la carga ha sido transferida a las partículas sólidas del suelo. En el presente informe se detalla el equipo y metodología aplicados al consolidar una muestra de arcilla. La arcilla puede encontrarse normalmente consolidada o sobreconsolidada1. 1 Normalmente consolidada: Cuando la muestra no ha sido sometida en su pasado geológico a cargas mayores a las existentes en el terreno. Sobreconsolidada: Si la muestra ha sido cargada por diferentes estratos que se han erosionado, además de la carga actual en el terreno.
  • 3. 3 De igual forma, el ensayo permitirá determinar las curvas de consolidación para las diferentes cargas a las que será sometida la muestra. Se podrá determinar el índice de compresión, índice de expansión, coeficiente de compresibilidad, relación de vacíos, y el coeficiente de permeabilidad, para la muestra obtenida en el campo. 2. OBJETIVO El objetivo del presente informe es determinar el procedimiento y magnitud de consolidación de muestras de suelos cuando se confinan lateralmente y se cargan y drenan axialmente. 3. MATERIALES Y EQUIPO Aparato de carga.- Con precisión de ±0.5 % de la carga aplicada. Consolidómetro.- Un dispositivo para mantener la muestra dentro de un anillo el cual puede estar fijado a la base o puede ser flotante con piedras porosas sobre cada cara de la muestra. El consolidómetro deberá proporcionar también medios para sumergir la muestra, aplicar la carga vertical, y medir el cambio de espesor de la Deformímetro.- Con sensibilidad de 0.01 mm. Anillo cortante cilíndrico. Cargas de 1, 2, 4, 8, 16, 32 kg respectivamente. Cronometro. Equipo para moldear la muestra. Recipientes para determinar el contenido de humedad. Balanza con una precisión de 0,1 gr. Horno de 110 ± 5 °C Fig. 1: Equipo de consolidación Fuente:http://www.slideshare.net/guest7fb308/consolidacin-unidimensional-de-los-suelos-1622178
  • 4. 4 4. PROCEDIMIENTO 1. Moldeamos una muestra con la ayuda de un anillo, lo que permitirá obtener uniformidad en las dimensiones. 2. Con la muestra resultante, colocamos una cantidad suficiente en los recipientes para poder obtener el contenido de humedad. 3. Se realiza el confinamiento de la muestra, para ello se coloca el suelo en el anillo, colocamos papel filtro, las piedras porosas, y cerramos completamente el anillo. 4. Colocamos el anillo en el consolidómetro, además del deformímetro y ajustamos correctamente. Se debe tomar en cuenta para la lectura del deformímetro, que cada vuelta que de las manecillas correspondientes a la circunferencia más grande, corresponde a un valor de 200, mientras que la circunferencia más pequeña, se registran los decimales. 5. Enceramos el deformímetro, y aplicamos el primer incremento de carga, de 1 kg, y realizamos lecturas para los tiempos de 0.1, 0.25, 0.50, 1, 2, 4, 8, 15, 30, 60, 120, 240, 480, 600 y 1140 minutos. 6. Después de 24 horas, se incrementa la carga a 2kg, se realiza la lectura para los tiempos indicados anteriormente. Este mismo proceso lo realizamos para las cargas de 4, 8, 16 y 32 kg. 7. Una vez terminada la aplicación de las cargar, se efectúa el proceso de descarga y recarga. El primero consiste en ir removiendo las cargas aplicadas, una por una, en intervalos de tiempo de 10 minutos. Una vez terminada la descarga, realizamos la recarga, es decir colocamos nuevamente una a una las cargas en intervalos de tiempo de 10 minutos cada una. 8. Al finalizar el ensayo, se desmonta el equipo, se pesa la muestra más el anillo, y se coloca la muestra en el horno. Con esto se podrá determinar el peso de los sólidos y peso del agua.
  • 5. 5 5. ANALÍSIS DE RESULTADOS Índice de compresión 0.2109 Índice de expansión Coeficiente de compresibilidad 0.0129 Relación de vacíos (2ec) 0.9673 Cv (2ec) 0.0003 Coeficiente de permeabilidad 1.68E-09 6. CONCLUSIONES Con la elaboración de este ensayo, y aplicando la metodología dispuesta en las normas, se llego a obtener un coeficiente de permeabilidad de 1.68*10-9 cm2/s, por lo que se puede decir que el suelo es impermeable y corresponde a una arcilla. En la tabla que se dispone a continuación, hay valores para definir el grado de permeabilidad y tipo de suelo al que corresponde el coeficiente de permeabilidad: Fuente: http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/permeabilidad.pdf BIBLIOGRAFÍA Normas: AASHTO T 216, ASTM D 2435, ICONTEC C 4.129 =