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ASIGNATURA: GEOTECNIA
ALUMNO: WILMERALBERTOTUÑOQUE ZELA
DOCENTE: Ph. D. Ing. LUCY MARISOL
GUANUCHI ORELLANA
FECHA: 03 – 01 – 2018
El ensayo de “Expansión o
Asentamiento potencial
unidimensional de Suelos
Cohesivos” es un método en la
cual podemos determinar la
expansión o asentamiento de
un suelo frente a una carga
(asentamiento) y frente a un
aumento de humedad
(expansión).
ASENTAMIENTO
HINCHAMIENTO
Como su nombre bien lo indica
es unidimensional, lo cual
significa que se analizara el
cambio vertical del suelo
(aumento o disminución del
volumen de suelo).
Levantamiento: Incremento en la altura vertical, Δh, de una
columna de suelo “in situ”, de altura h debido a la absorción de
agua.
Porcentaje de levantamiento o asentamiento: Incremento o
decremento con respecto al cambio en altura vertical, Δh, a la
altura original de una columna de suelo in situ.
Asentamiento: Decremento en la altura vertical, Δh, de una
columna de suelo in situ, de altura h.
Hinchamiento: Incremento en la elevación o dilatación de una
columna de suelo, luego de la absorción de agua.
Hinchamiento libre: Porcentaje de levantamiento, luego de la
absorción de agua a la presión de asiento.
Hinchamiento primario: Hinchamiento arbitrario de corto plazo,
usualmente caracterizado como la intersección de la tangente a la curva
inversa de la curva de deformación vs logaritmo de tiempo con la
tangente de porción de línea recta que representa el hinchamiento
secundario o a largo plazo.
Hinchamiento secundario: Hinchamiento arbitrario de largo plazo
usualmente caracterizado como la porción lineal de la curva deformación
vs logaritmo de tiempo, trazada luego de completar el hinchamiento
primario o de corto termino.
Índice de hinchamiento: Pendiente de la curva de presión de
recuperación – relación de vacíos, en grafico semilogaritmico.
Presión de hinchamiento: Es la presión que evita que la muestra se
hinche como se describe en el método C, o aquella presión que se
requiere para que la muestra regrese a su estado original (relación de
vacíos, altura) después del hinchamiento, según el método A o B.
Los asentamientos producidos
en los edificios o cualquier tipo
de construcción, generan un
incremento en el costo para la
sociedad, ya que producen
daños a la estructura del
edificio y a las construcciones
vecinas.
Nuestra provincia de Abancay cuenta con zonas de suelo expansivo y
colapsable ante asentamientos, por ejemplo el sector de FONAVI la cual
ha presentado muchos reportes de daños lo cual ha sido informado por
INDECI – Apurímac.
-Determinar la magnitud de hinchamiento o asentamiento de suelos
cohesivos relativamente inalterados o compactados.
-Determinar la magnitud del hinchamiento o asentamiento bajo una
presión vertical conocida.
-Determinar la magnitud de presión vertical necesaria para mantener sin
variación el volumen de especímenes axialmente cargados y
lateralmente confinados.
Basado en la “Teoría de Consolidación”,
la cual establece que un aumento de
esfuerzo es causado por la construcción
de cimientos u otras cargas que
comprime las capas del suelo. La
compresión es causada:
Deformación de partículas del suelo.
Reorientación de las partículas del
suelo.
La expulsión de aire o agua de los
espacios vacíos.
En general, el asentamiento del suelo
causado por la carga puede dividirse en
dos amplias categorías:
Asentamiento Elástico, que es causado
por la deformación elástica del suelo
seco y de los suelos húmedos y
saturados sin ningún cambio en el
contenido de humedad. Los cálculos de
los asentamientos elásticos se basan
generalmente en ecuaciones derivadas
de la teoría de elasticidad.
Asentamiento de Consolidación, que es
el resultado del cambio de volumen en
un suelo cohesivo saturado debido a la
expulsión de agua intersticial. El
asentamiento de consolidación es
dependiente del tiempo.
PRINCIPIO DE CONSOLIDACIÓN
Cuando una capa de suelo
saturado se somete a un
aumento del esfuerzo, la
presión del agua intersticial se
incrementa repentinamente.
En los suelos arenosos que son
altamente permeables, el
drenaje causado por el
aumente en la presión de agua
intersticial se completa
inmediatamente.
-KarlTerzaghi (1925)
-LambeWhitman (1959)
-Fu H. Chen (1975)
-Brackley (1975)
-Ranganatham y Satyanarayana (1965)
𝑆 = 0.00413 × 𝑆 × 𝐼2.67
-Nayak y Christense (1971)
𝑆 = 0.0229 × 𝑃 × 𝐼1.45 ×
𝑐
𝑤
+ 6.38
-Ecuacion deVijayvergiya y de Ghazzaly (1973)
log 𝑆 × 𝑃 =
1
12
× 0.4 × 𝐿𝐿 − 𝑤 + 5.5
Basada en contenido de humedad.
PIEDRAS POROSAS
Las piedras deberán ser de
grano suave y suficientemente
fino para minimizar la intrusión
de suelo dentro de las piedras,
si no se usa el papel de filtro; y
podrá reducir falsos
desplazamientos causados por
el asentamiento del espécimen
en contra de las superficies de
las piedras porosas.
MEMBRANA PLÁSTICA,
HOJA DE ALUMINIO O
PAPELTOALLA
HUMECTANTE
Una cubierta suelta, poco
firme para encerrar la
muestra, anillo y piedras
porosas antes de inundar
la muestra, usados para
minimizar la evaporación
del espécimen.
CONSOLIDÓMETRO
Un consolidómetro, equipo
compuesto por una caja de
bronce estanca, un anillo de
bronce de 63 mm de
diámetro y 24 mm de altura
con sus bordes cortantes
para tallar la muestra, un
disco de moldeo para rebajar
la muestra en una
profundidad de 2 y 4 mm.
JUEGO DE MASAS
Un juego de masas para
alcanzar las presiones de
ensayo.
HORNO
Horno de secado con
circulación de aire y
temperatura regulable
capaz de mantenerse en
110º ± 5º C.
BALANZA
Balanza de capacidad
superior a 1000 gr y
precisión de 0,01 gr.
NTP 339.170:2001 Métodos de ensayo normalizados para la determinación del
hinchamiento unidimensional o potencial de asentamiento de suelos cohesivos.
NTP 339.127:1998 Método de ensayo para determinar el contenido de humedad de un
suelo.
NTP 339.128:1999 Método de ensayo para el análisis granulométrico.
NTP 339.129:1999 Método de ensayo para determinar el limite líquido, limite plástico e
índice de plasticidad de suelos.
NTP 339.131:1998 Método de ensayo para determinar el peso específico relativo de las
partículas solidad de un suelo.
NTP 339.136:1999 Símbolos, unidades, terminologías y definiciones.
NTP 339.141:1999 Método de ensayo para la compactación del suelo en laboratorio
utilizando una energía modificada (2,700KN-m/m3 (56,000pie-lbf/pie3)).
NTP 339.142:1999 Método de ensayo para la compactación del suelo en laboratorio
utilizando una energía estándar (600KN-m/m3 (12,400pie-lbf/pie3).
NTP 339.151:2001 Practicas estándar para la preservación y transporte de suelos.
NTP 339.154:2001 Método de ensayo estándar para las propiedades de consolidación
unidimensional de suelos.
ASTM D4546-96 StandardTest Methods for One – Dimensional Swell or Settlement Potential
of Cohesive Soils.
ASTM D 1587:1994 Practice forThin –WalledTube Sampling of Soils.
ASTM D3550:1984 (Reapproved 1995) Standard Practice for Ring-Lined Barrel Sampling of Soils.
ASTM D3740:1999 Standard practice for Minimum Requirements for Agencies Engaged in the
Testing and/or Inspection of Soil and Rock as Used in Engineering Design and Construction.
ASTM D3877:1996 StandardTest Methods for One-Dimensional Expansion, Shrinkage, and Uplift
Pressure of Soil – Lime Mixtures.
Método A
∆ℎ
ℎ0
× 100 =
𝑒𝑠𝑒 − 𝑒0
1 + 𝑒0
× 100 =
𝛾 𝑑0
𝛾 𝑑𝑠𝑒
− 1 × 100
∆ℎ
ℎ0
× 100 =
𝑒 − 𝑒0
1 + 𝑒0
× 100 =
𝛾 𝑑0
𝛾 𝑑
− 1 × 100
Método B
∆ℎ
ℎ0
× 100 =
𝑒 𝑣0 − 𝑒0
1 + 𝑒0
× 100 =
𝛾 𝑑0
𝛾 𝑑
− 1 × 100
Método C
∆ℎ
ℎ0
× 100 =
𝑒2 − 𝑒0
1 + 𝑒0
× 100
Se tiene en las
variables
independientes a los
esfuerzos o presiones
σ.
A las variables
dependientes a la
relación de vacíos e, y
a al porcentaje de
levantamiento Δh/h.
Todos las secuencias
del procedimiento,
incluyendo cambios en
la secuencia de carga.
El porcentaje de
levantamiento o
asentamiento para
una presión vertical
dada y presión de
hinchamiento σsp o
presión de
hinchamiento
corregida σ´sp.
PRECISIÓN
La información para determinar la precisión de éste
método está siendo evaluada
SESGO ESTADÍSTICO
No hay valores de referencias aceptados para este
método, por consiguiente no se puede determinar
las desviaciones.
Prepare el anillo con el espécimen instalado en él, con papel de filtro seco si se usa y piedras
porosas secadas al aire en el dispositivo de carga. Encierre la muestra, el anillo, el papel filtro
y la piedra porosa tan pronto como sea posible con una cobertura suelta de membrana
plástica, papel toalla húmedo u hoja de aluminio, para minimizar los cambios en el contenido
de humedad y volumen de la muestra debido a la evaporación. Esta envoltura deberá ser
cortada y retirada al tiempo de saturación del espécimen.
Aplique una presión de asiento constante, σse, de por lo menos 1
KPa (20lbf/ft2). Dentro de los 5 minutos después de la aplicación
de σse, ajuste el extensómetro de deformación para la lectura
inicial o cero.
En la figura se muestra una representación gráfica de los
resultados de los tres métodos de prueba alternativos, incluidas
las correcciones para compresibilidad del consolidómetro.
Calcular la relación de vacíos inicial o altura, contenido de
humedad, peso unitario seco y húmedo, y grado de saturación, de
acuerdo a la NPT 339.154. Los cálculos de la relación de vacíos o
porcentaje de levantamiento, están basados en la lectura final
para cada incremento de hinchamiento y para cada incremento o
decremento de hinchamiento.
∆ℎ
ℎ0
× 100 =
0,830 − 0,785
1,000 + 0,785
× 100 = 2,5%
Donde:
e = eνo = 0.830 y
σ = σνo = 100 kPa (2000 lbf/pie2)
La presión de hinchamiento, σsp, está dada por 400 kPa (8350
lbf/pie2), referida a eo = 0,785
∆ℎ
ℎ0
× 100 =
0,908 − 0,785
1,000 + 0,785
× 100 = 6,9%
NOTA 5: El porcentaje de levantamiento de 6,9 % podría leerse
directamente desde la coordenada derecha de la Figura (Método
A) para ese = 0,908, punto 4.
-Con este método se puede determinar cómo será el
comportamiento frente a cargas, y así determinar el
asentamiento.
-La humedad en suelos arcillosos provoca que se hinche de
manera significativa, lo cual es útil en zonas del Perú donde se
presenten este tipo de zonas.
-Se puede tener un parámetro del tipo de suelo y la reacción ante
cargas, lo cual será útil en el OrdenamientoTerritorial.
-La ciudad de Abancay presenta zonas de suelos que pueden
asentarse, lo cual sería conveniente un estudio para poder ver que
solución se puede dar a las viviendas de ese lugar.
-Braja M. Das. Fundamentos de Ingeniería Geotécnica.
-KarlTerzaghi y Ralph B. Peck. Mecánica de Suelos en la
Ingeniería Práctica.
-Joseph E. Bowles. Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería
Civil.
-Eulalio Juárez Badillo y Alfonso Rico Rodríguez. Mecánica de
Suelos,Tomo II.
-NormalTécnica Peruana. Métodos de ensayo normalizados para
la determinación del hinchamiento unidimensional o potencial de
asentamiento de suelos cohesivos.
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Expansión o asentamiento potencial unidimensional de suelos cohesivos exposición - wilmer alberto tuñoque zela

  • 1. ASIGNATURA: GEOTECNIA ALUMNO: WILMERALBERTOTUÑOQUE ZELA DOCENTE: Ph. D. Ing. LUCY MARISOL GUANUCHI ORELLANA FECHA: 03 – 01 – 2018
  • 2.
  • 3. El ensayo de “Expansión o Asentamiento potencial unidimensional de Suelos Cohesivos” es un método en la cual podemos determinar la expansión o asentamiento de un suelo frente a una carga (asentamiento) y frente a un aumento de humedad (expansión).
  • 5. Como su nombre bien lo indica es unidimensional, lo cual significa que se analizara el cambio vertical del suelo (aumento o disminución del volumen de suelo).
  • 6.
  • 7.
  • 8. Levantamiento: Incremento en la altura vertical, Δh, de una columna de suelo “in situ”, de altura h debido a la absorción de agua. Porcentaje de levantamiento o asentamiento: Incremento o decremento con respecto al cambio en altura vertical, Δh, a la altura original de una columna de suelo in situ. Asentamiento: Decremento en la altura vertical, Δh, de una columna de suelo in situ, de altura h. Hinchamiento: Incremento en la elevación o dilatación de una columna de suelo, luego de la absorción de agua. Hinchamiento libre: Porcentaje de levantamiento, luego de la absorción de agua a la presión de asiento.
  • 9. Hinchamiento primario: Hinchamiento arbitrario de corto plazo, usualmente caracterizado como la intersección de la tangente a la curva inversa de la curva de deformación vs logaritmo de tiempo con la tangente de porción de línea recta que representa el hinchamiento secundario o a largo plazo. Hinchamiento secundario: Hinchamiento arbitrario de largo plazo usualmente caracterizado como la porción lineal de la curva deformación vs logaritmo de tiempo, trazada luego de completar el hinchamiento primario o de corto termino. Índice de hinchamiento: Pendiente de la curva de presión de recuperación – relación de vacíos, en grafico semilogaritmico. Presión de hinchamiento: Es la presión que evita que la muestra se hinche como se describe en el método C, o aquella presión que se requiere para que la muestra regrese a su estado original (relación de vacíos, altura) después del hinchamiento, según el método A o B.
  • 10.
  • 11. Los asentamientos producidos en los edificios o cualquier tipo de construcción, generan un incremento en el costo para la sociedad, ya que producen daños a la estructura del edificio y a las construcciones vecinas.
  • 12. Nuestra provincia de Abancay cuenta con zonas de suelo expansivo y colapsable ante asentamientos, por ejemplo el sector de FONAVI la cual ha presentado muchos reportes de daños lo cual ha sido informado por INDECI – Apurímac.
  • 13.
  • 14.
  • 15.
  • 16. -Determinar la magnitud de hinchamiento o asentamiento de suelos cohesivos relativamente inalterados o compactados.
  • 17.
  • 18. -Determinar la magnitud del hinchamiento o asentamiento bajo una presión vertical conocida. -Determinar la magnitud de presión vertical necesaria para mantener sin variación el volumen de especímenes axialmente cargados y lateralmente confinados.
  • 19.
  • 20. Basado en la “Teoría de Consolidación”, la cual establece que un aumento de esfuerzo es causado por la construcción de cimientos u otras cargas que comprime las capas del suelo. La compresión es causada: Deformación de partículas del suelo. Reorientación de las partículas del suelo. La expulsión de aire o agua de los espacios vacíos.
  • 21. En general, el asentamiento del suelo causado por la carga puede dividirse en dos amplias categorías: Asentamiento Elástico, que es causado por la deformación elástica del suelo seco y de los suelos húmedos y saturados sin ningún cambio en el contenido de humedad. Los cálculos de los asentamientos elásticos se basan generalmente en ecuaciones derivadas de la teoría de elasticidad.
  • 22. Asentamiento de Consolidación, que es el resultado del cambio de volumen en un suelo cohesivo saturado debido a la expulsión de agua intersticial. El asentamiento de consolidación es dependiente del tiempo.
  • 23. PRINCIPIO DE CONSOLIDACIÓN Cuando una capa de suelo saturado se somete a un aumento del esfuerzo, la presión del agua intersticial se incrementa repentinamente. En los suelos arenosos que son altamente permeables, el drenaje causado por el aumente en la presión de agua intersticial se completa inmediatamente.
  • 24.
  • 25.
  • 26. -KarlTerzaghi (1925) -LambeWhitman (1959) -Fu H. Chen (1975) -Brackley (1975)
  • 27. -Ranganatham y Satyanarayana (1965) 𝑆 = 0.00413 × 𝑆 × 𝐼2.67 -Nayak y Christense (1971) 𝑆 = 0.0229 × 𝑃 × 𝐼1.45 × 𝑐 𝑤 + 6.38 -Ecuacion deVijayvergiya y de Ghazzaly (1973) log 𝑆 × 𝑃 = 1 12 × 0.4 × 𝐿𝐿 − 𝑤 + 5.5 Basada en contenido de humedad.
  • 28.
  • 29. PIEDRAS POROSAS Las piedras deberán ser de grano suave y suficientemente fino para minimizar la intrusión de suelo dentro de las piedras, si no se usa el papel de filtro; y podrá reducir falsos desplazamientos causados por el asentamiento del espécimen en contra de las superficies de las piedras porosas.
  • 30. MEMBRANA PLÁSTICA, HOJA DE ALUMINIO O PAPELTOALLA HUMECTANTE Una cubierta suelta, poco firme para encerrar la muestra, anillo y piedras porosas antes de inundar la muestra, usados para minimizar la evaporación del espécimen.
  • 31.
  • 32. CONSOLIDÓMETRO Un consolidómetro, equipo compuesto por una caja de bronce estanca, un anillo de bronce de 63 mm de diámetro y 24 mm de altura con sus bordes cortantes para tallar la muestra, un disco de moldeo para rebajar la muestra en una profundidad de 2 y 4 mm.
  • 33. JUEGO DE MASAS Un juego de masas para alcanzar las presiones de ensayo.
  • 34. HORNO Horno de secado con circulación de aire y temperatura regulable capaz de mantenerse en 110º ± 5º C.
  • 35. BALANZA Balanza de capacidad superior a 1000 gr y precisión de 0,01 gr.
  • 36.
  • 37. NTP 339.170:2001 Métodos de ensayo normalizados para la determinación del hinchamiento unidimensional o potencial de asentamiento de suelos cohesivos. NTP 339.127:1998 Método de ensayo para determinar el contenido de humedad de un suelo. NTP 339.128:1999 Método de ensayo para el análisis granulométrico. NTP 339.129:1999 Método de ensayo para determinar el limite líquido, limite plástico e índice de plasticidad de suelos. NTP 339.131:1998 Método de ensayo para determinar el peso específico relativo de las partículas solidad de un suelo. NTP 339.136:1999 Símbolos, unidades, terminologías y definiciones. NTP 339.141:1999 Método de ensayo para la compactación del suelo en laboratorio utilizando una energía modificada (2,700KN-m/m3 (56,000pie-lbf/pie3)). NTP 339.142:1999 Método de ensayo para la compactación del suelo en laboratorio utilizando una energía estándar (600KN-m/m3 (12,400pie-lbf/pie3). NTP 339.151:2001 Practicas estándar para la preservación y transporte de suelos. NTP 339.154:2001 Método de ensayo estándar para las propiedades de consolidación unidimensional de suelos.
  • 38. ASTM D4546-96 StandardTest Methods for One – Dimensional Swell or Settlement Potential of Cohesive Soils. ASTM D 1587:1994 Practice forThin –WalledTube Sampling of Soils. ASTM D3550:1984 (Reapproved 1995) Standard Practice for Ring-Lined Barrel Sampling of Soils. ASTM D3740:1999 Standard practice for Minimum Requirements for Agencies Engaged in the Testing and/or Inspection of Soil and Rock as Used in Engineering Design and Construction. ASTM D3877:1996 StandardTest Methods for One-Dimensional Expansion, Shrinkage, and Uplift Pressure of Soil – Lime Mixtures.
  • 39.
  • 40. Método A ∆ℎ ℎ0 × 100 = 𝑒𝑠𝑒 − 𝑒0 1 + 𝑒0 × 100 = 𝛾 𝑑0 𝛾 𝑑𝑠𝑒 − 1 × 100 ∆ℎ ℎ0 × 100 = 𝑒 − 𝑒0 1 + 𝑒0 × 100 = 𝛾 𝑑0 𝛾 𝑑 − 1 × 100
  • 41. Método B ∆ℎ ℎ0 × 100 = 𝑒 𝑣0 − 𝑒0 1 + 𝑒0 × 100 = 𝛾 𝑑0 𝛾 𝑑 − 1 × 100
  • 42. Método C ∆ℎ ℎ0 × 100 = 𝑒2 − 𝑒0 1 + 𝑒0 × 100
  • 43.
  • 44. Se tiene en las variables independientes a los esfuerzos o presiones σ. A las variables dependientes a la relación de vacíos e, y a al porcentaje de levantamiento Δh/h.
  • 45.
  • 46.
  • 47. Todos las secuencias del procedimiento, incluyendo cambios en la secuencia de carga. El porcentaje de levantamiento o asentamiento para una presión vertical dada y presión de hinchamiento σsp o presión de hinchamiento corregida σ´sp.
  • 48. PRECISIÓN La información para determinar la precisión de éste método está siendo evaluada SESGO ESTADÍSTICO No hay valores de referencias aceptados para este método, por consiguiente no se puede determinar las desviaciones.
  • 49.
  • 50. Prepare el anillo con el espécimen instalado en él, con papel de filtro seco si se usa y piedras porosas secadas al aire en el dispositivo de carga. Encierre la muestra, el anillo, el papel filtro y la piedra porosa tan pronto como sea posible con una cobertura suelta de membrana plástica, papel toalla húmedo u hoja de aluminio, para minimizar los cambios en el contenido de humedad y volumen de la muestra debido a la evaporación. Esta envoltura deberá ser cortada y retirada al tiempo de saturación del espécimen.
  • 51. Aplique una presión de asiento constante, σse, de por lo menos 1 KPa (20lbf/ft2). Dentro de los 5 minutos después de la aplicación de σse, ajuste el extensómetro de deformación para la lectura inicial o cero.
  • 52. En la figura se muestra una representación gráfica de los resultados de los tres métodos de prueba alternativos, incluidas las correcciones para compresibilidad del consolidómetro.
  • 53.
  • 54.
  • 55.
  • 56. Calcular la relación de vacíos inicial o altura, contenido de humedad, peso unitario seco y húmedo, y grado de saturación, de acuerdo a la NPT 339.154. Los cálculos de la relación de vacíos o porcentaje de levantamiento, están basados en la lectura final para cada incremento de hinchamiento y para cada incremento o decremento de hinchamiento.
  • 57. ∆ℎ ℎ0 × 100 = 0,830 − 0,785 1,000 + 0,785 × 100 = 2,5% Donde: e = eνo = 0.830 y σ = σνo = 100 kPa (2000 lbf/pie2) La presión de hinchamiento, σsp, está dada por 400 kPa (8350 lbf/pie2), referida a eo = 0,785
  • 58. ∆ℎ ℎ0 × 100 = 0,908 − 0,785 1,000 + 0,785 × 100 = 6,9% NOTA 5: El porcentaje de levantamiento de 6,9 % podría leerse directamente desde la coordenada derecha de la Figura (Método A) para ese = 0,908, punto 4.
  • 59.
  • 60. -Con este método se puede determinar cómo será el comportamiento frente a cargas, y así determinar el asentamiento. -La humedad en suelos arcillosos provoca que se hinche de manera significativa, lo cual es útil en zonas del Perú donde se presenten este tipo de zonas. -Se puede tener un parámetro del tipo de suelo y la reacción ante cargas, lo cual será útil en el OrdenamientoTerritorial. -La ciudad de Abancay presenta zonas de suelos que pueden asentarse, lo cual sería conveniente un estudio para poder ver que solución se puede dar a las viviendas de ese lugar.
  • 61.
  • 62. -Braja M. Das. Fundamentos de Ingeniería Geotécnica. -KarlTerzaghi y Ralph B. Peck. Mecánica de Suelos en la Ingeniería Práctica. -Joseph E. Bowles. Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil. -Eulalio Juárez Badillo y Alfonso Rico Rodríguez. Mecánica de Suelos,Tomo II. -NormalTécnica Peruana. Métodos de ensayo normalizados para la determinación del hinchamiento unidimensional o potencial de asentamiento de suelos cohesivos.