En no pocas ocasiones cuando un proyectista de cimentaciones observa que el terreno sobre el cual va a desplantarse una estructura esta formado por una capa de arcilla de arcilla blanda, toma todas las precauciones necesarias a fin de evitar que la estructura sufra asentamiento excesivo. Sin embargo si en la superficie existe un espeso estrato de gravas y arenas densas, y bajo este se encuentra una capa de arcilla blanda, muchos proyectistas creen que el asentamiento de la estructura solo depende de la naturaleza del suelo situado inmediatamente y en contacto con la cimentacion, sin preocuparse por la arcilla blanda que se encuentre a mas de tres metros debajo del desplante de la cimentacion, sin considerar que la consolidacion gradual de la capa de arcilla por el peso de la estructura puede originar asentamientos excesivos y no uniformes.
Debido a la frecuencia con que han aparecido asentamientos no previstos a causa del fenomeno, la compresibilidad de los estratos de arcilla confinados, recibe una atencion creciente. Por tanto, existen ya procedimientos que permiten estimar ya la magnitud y distribución de los asentamientos, para que si son excesivos, se tomen las precauciones mas adecuadas.
2. Uno de los problemas más difíciles en
ingeniería geotécnica es seguramente
las predicción de los asentamientos de
una cimentación cargada.
El problema tiene dos elementos:
1) La evaluación de la cantidad de
asentamientos.
2) La velocidad y el tiempo para llegar
este valor de asentamientos.
Cuando el suelo es sujeto a un stress
debido a una cimentación cargada hay
tres tipos de asentamientos: Elástico,
Consolidadación Primaria,
Consolidación Secundaria.
3. El reto es el análisis de los aspectos involucrados, que permitan estimar la deformación de una
masa de suelo sometida a carga y la afectación de la estructura que soporta.
El asentamiento total se estima mediante la teoría de consolidación. Sin embargo, resulta de
mayor importancia el análisis de los posibles asentamientos diferenciales que se puedan
presentar.
Asiento producido en suelos
compresibles y saturados,
debido a las deformaciones
volumétricas a lo largo del
tiempo, ante la disipación por
drenaje de las presiones
transmitidas al agua intersticial
por una carga aplicada y por la
reducción de los poros del
suelos.
4.
5. El asiento total debido a la aplicación de una
carga es la suma de tres tipos de asiento:
St = Si + Sc + Ss
• Instantáneo (Si): se produce simultáneamente a la carga por un aumento de las tensiones totales en
el suelo. Ocurre por el peso de la estructura, sin que tenga que ver nada con el desplazamiento del
agua (sin drenaje). Domina en suelos granulares
• Consolidación primaria (Sc): asentamiento diferido en el tiempo causado por el drenaje de la
humedad del suelo lo que produce cambios en las tensiones efectivas. La expulsión de humedad
del suelo generalmente es un proceso a largo plazo que puede llevar de semanas a años.
• Fluencia o asiento de compresión secundaria (Ss): asiento elástico que se activa después de que
toda el agua drenable haya sido expulsada del suelo. Ocurre con el tiempo a una tensión efectiva
constante
6.
7. La compresión ocurre de inmediato
después la aplicación de la carga.
Movimiento vertical debido a la
deformación (vertical) elástica del
medio poroso. En este tipo de
asentamiento la deformación elástica
vertical es preeminente a otra
deformación.
Se puede dar en suelos arcillosos
húmedos, secos y saturados. Se hace
basada en la teoría de elasticidad.
El asentamiento dependerá del tipo
de cimentación. Ya sea la cimentación
flexibe o totalmente rígida.
8.
9. Cuando cargado el suelo, la reducción de
volumen se debe a la expulsión del agua,
fenómeno en el que se transfiere la carga
soportada por el agua al esqueleto mineral,
esta es la consolidación propiamente dicha,
típica del caso de los suelos de Ciudad de
México y de la Torre de Pisa, y con la que
nace la Mecánica de Suelos (Terzaghi, 1925).
10. La consolidación
secundaria tiene lugar
después de la
consolidación primaria a
consecuencia de procesos
más complejos que el
simple flujo de agua como
pueden ser la reptación, la
viscosidad, la materia
orgánica, la fluencia o el
agua unida mediante
enlace químico algunas
arcillas. En arenas el
asiento secundario es
imperceptible, pero puede
llegar a ser muy
importante para otros
materiales como la turba.
11.
12. En el aparato de corte directo se intenta conseguir la rotura de una muestra
según un plano predeterminado, con el fin de poder conocer
experimentalmente los parámetros de cohesión y ángulo de rozamiento que
nos definen la resistencia del suelo granular.
13. El aparato de corte directo consta de una semicaja inferior y otra superior,
móviles una respecto de la otra, entre las que se coloca la muestra de suelo,
la cual evita el contacto de las dos semicajas.
La semicaja superior consta de un marco y de una tapadera que actúa de pistón para aplicar
fuerzas verticales mediante pesos colocados en el aparato. La disposición de comparadores
entre el pistón y el marco permiten medir las variaciones de altura.
En el ensayo se comienza por aplicar una carga vertical de compresión (P), leyéndose las
deformaciones verticales con el cuadrante correspondiente. A continuación, se introducen
esfuerzos horizontales (Q), según el plano de separación de las dos armaduras, que debe
coincidir sensiblemente con el plano horizontal, y se anotan las deformaciones horizontales
producidas.
14. El presente ensayo efectuado se desarrollo en el Pasaje Los Cipreses N° 1555, Distrito de
Tacna, Provincia de Tacna y Departamento de Tacna.
15. Los cálculos fueron extraídos del informe de Mecánica de Suelos I, que se llevo acabo en
dicho lugar.
16. Los cálculos fueron extraídos del informe de
Mecánica de Suelos I, que se llevo acabo en
dicho lugar.
17. Se pasa la muestra por la malla
N°4 para poder poner al horno
con un peso de 800g para
trabajar con muestra seca.
Se retira del horno y se pesa
500g y se humedece la muestra
con 12.56g para repartir en 3
recipientes cada uno con 33.03.
18. Apuntamos los datos de fuerza
cortante que nos brinda la
maquina por cada cierta
deformación horizontal.
Ponemos la muestra en el equipo en
3 capaz compactando cada uno
horizontalmente.
19. Se retira la muestra cuando la fuerza se
mantiene constante.
En el caso de nuestro ensayo no llego a ese
limite solo lo retiramos en el tiempo que el
técnico lo indico .
20. PRIMER ESPECIMEN
CONTENIDO DE HUMEDAD
ESTADO DE LA MUESTRA NATURAL COMPAC.
Recipiente N° A12 A14
Peso Suelo Húmedo + Tara (gr.) 93.10 141.50
Peso Suelo Seco + Tara (gr.) 91.90 140.20
Peso de Recipiente (gr.) 14.50 36.50
Contenido de Humedad (%) 3.18% 3.10%
CARACTERISTICAS DE LA MUESTRA
Diámetro
(cm.)
6.00
Altura
(cm.)
2.00
Densidad Natural (gr/cm3) 1.55
Área
(cm2)
36.00
Volumen
(cm3)
72.00
Peso
(gr.)
111.60
Densidad Seca (gr/cm3) 1.50
DATOS DE CORTE
Sobre carga (gr.) 503.50
Peso de Muestra (gr.) 111.60
Carga Adicionada (kg.) 18.00
Relación de Carga 0.50
Carga Normal Total (kg.) 18.50
Velocidad de Carga
(mm/mi
n)
0.138
Esfuerzo Normal
(kg/cm2
)
0.514
23. y = 0.9543x
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600
EsfuersodeCorte(kg/cm2)
Esfuerzo Normal (kg/cm2)
ESFUERZO NORMAL - RESISTENCIA AL
CORTE
Series1 Linear (Series1)
y = 0.9361x
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600
EsfuersodeCorte(kg/cm2)
Esfuerzo Normal (kg/cm2)
ESFUERZO NORMAL - RESISTENCIA AL
CORTE
Series2 Linear (Series2)
24. Este método de prueba es desarrollado para la determinación de la resistencia al corte de un
suelo. Esta prueba es realizada mediante la deformación de un espécimen en un rango de
deformación controlada. Generalmente se realizan un mínimo de 3 pruebas, cada una bajo una
diferente carga normal para determinar el efecto sobre la resistencia y desplazamiento y las
propiedades resistentes.
Los esfuerzos de corte y los desplazamientos no se distribuyen uniformemente dentro de la
muestra y no se puede definir una altura apropiada para el calculo de las deformaciones. La
determinación de las envolventes de falla y el desarrollo de criterios para interpretar y
evaluar los resultados del ensayo se dejan a criterios del ingeniero o de la oficina que
solicita el ensayo.
Los resultados de ensayo pueden ser afectados por la presencia de partículas de suelo o
fragmentos de roca, o ambos. Las condiciones de prueba incluyendo el esfuerzo normal y la
humedad ambiental son seleccionadas, las cuales representan las condiciones del suelo que son
investigadas.
