informe de consolidación

1. INFORME DE CONSOLIDACION
NORMAS: ASTM D2435-90, INVE 151-07
MANUEL GOMEZ PEREZ
YAN CARLOS MENDOZA
ALDAIR MEZA
NILSON MONTERROZA
GRUPO # 9
ING: LEONARDO TOSCANO
UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
GEOTECNIA I
SINCELEJO – SUCRE
2012

2. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
 Determinar el índice de expansión, el índice de compresión y el respectivo
esfuerzo de pre-consolidación en una muestra de suelo inalterada.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Representar gráficamente las variables de relación de vacios contra
esfuerzos efectivos.
 Establecer la importancia de realizar el ensayo de consolidación en la vida
practica del ingeniero geotecnista.
 Considerar las variables relación de vacios y esfuerzos efectivos como
parámetros relevantes al momento de considerar las deformaciones o
asentamientos ocurridos en una masa de suelo.

3. MATERIALES Y EQUIPOS
Para la realización de dicho ensayo se emplearon los siguientes materiales:
 Consolidometro.
 Deformimetro de caratula con lectura de 0.01 mm de precisión o 0.0001”.
 Equipo de cargas.
 Equipo necesario para moldeo o corte de la muestra.
 Cronometro.
 Balanza de sensibilidad de 0.01 gr.

4. TIPO Y PROCEDENCIA DE LA MUESTRA
Para este ensayo se trabajo con una muestra de suelo extraída de los alrededores
del laboratorio de suelos de nuestra universidad, esta se encontraba reposada a
una distancia de 6 metros de profundidad y esta se encontraba saturada.

5. PROCEDIMIENTO DE LA PRUEBA
Se toma una muestra de suelo,
se moldea, se coloca dentro
del anillo de consolidación y del
aparato ya armado
Se calibra o se pone en cero
el deformímetro
Se empieza a aplicar la carga inicial,
sus incrementos de cargas y se toma
las lecturas de deformación y tiempo
Una vez terminado el proceso de carga
Se pone la muestra en el horno para
Encontrar peso seco y calcular el volumen
De agua.
Se tabulan todos los datos
Con la muestra que sobra
Después de moldeada la muestra
Que se coloca en el anillo
Se determina contenido de humedad
Y densidad de sólidos.
Se hacen los respectivos cálculos

6. CALCULOS Y RESULTADOS
CARGA FECHA-
HORA
TIEMPO LECT REAL
DEF
LECT REAL
DEF
LECT
CORREG
LECTURA
AJUST
KG MIN ESC 0.01" ESC 0.0001" PULGADAS MM
20 05/06/2012
15 SEG 1
30 SEG 1 55 0.0045 0.1143
1 MIN 1 52 0.0048 0.12192
2 MIN 1 49 0.0051 0.13462
4 MIN 1 47 0.0053 0.13462
8 MIN 1 45 0.0055 0.1397
15 MIN 1 45 0.0055 0.1397
30 MIN 1 45 0.0055 0.1397
1 HORA 1 48 0.0052 0.13208
2 HORAS 1 53 0.0047 0.11938
4 HORAS 1 57 0.0043 0.10922
8 HORAS 1 57 0.0043 0.10922
24 HORAS 1 61 0.0039 0.09906
40 06/06/2012 15 SEG 1 10 0.009 0.2286
07:16 a.m. 30 SEG 1 6 0.0094 0.23876
1 MIN 1 1 0.0099 0.25146
2 MIN 2 95 0.0105 0.2667
4 MIN 2 91 0.0109 0.27686
8 MIN 2 87 0.0113 0.28702
15 MIN 2 82 0.0118 0.29972
30 MIN 2 78 0.0122 0.309988
1 HORA 2 74 0.0126 0.32004
2 HORAS 2 70 0.013 0.3302
4 HORAS 2 56 0.0144 0.36576
8 HORAS 2 54 0.0146 0.37084
24 HORAS 2 54 0.0146 0.37084
80 07/06/2012 15 SEG 3 25 0.0275 0.6985
30 SEG 3 19 0.0281 0.71374
1 MIN 3 10 0.029 0.7366
2 MIN 3 1 0.0299 0.75946
4 MIN 4 92 0.0308 0.78232
8 MIN 4 81 0.0319 0.81026
15 MIN 4 72 0.0328 0.83312
30 MIN 4 62 0.0338 0.85852

7. 1HORA 4 50 0.035 0.889
2 HORAS 4 25 0.0375 0.9525
4 HORAS 4 12 0.0388 0.98552
8 HORAS 5 98 0.042 1.02108
24 HORAS 5 71 0.0429 1.08966
160
15 SEG 6 76 0.0524 1.33096
30 SEG 6 70 0.0524 1.3462
1MIN 6 62 0.0538 1.36652
2 MIN 6 47 0.0558 1.40462
4 MIN 6 44 0.0556 1.41224
8 MIN 6 35 0.0565 1.4351
15 MIN 6 9 0.0591 1.50114
CARGA FECHA-
HORA
TIEMPO LECT REAL
DEF
LECT REAL
DEF
LECT
CORREG
LECTURA
AJUST
KG MIN ESC 0.01" ESC 0.0001" PULGADAS MM
30 MIN 7 88 0.0612 1.55448
1 HORA 7 62 0.0638 1.62052
2 HORAS 7 15 0.0685 1.7399
4 HORAS 8 81 0.0719 1.82626
8 HORAS 8 25 0.0775 1.9685
24 HORAS 8 5 0.0795 2.0193
80 DESCARGA 8 66 0.0734 1.86436
160 15 SEG 8 48 0.0752 1.91008
30 SEG 8 47 0.0753 1.91262
1 MIN 8 46 0.0754 1.91516
2 MIN 8 44 0.0756 1.92021
4 MIN 8 41 0.0759 1.92786
8 MIN 8 37 0.0763 1.93802
15 MIN 8 32 0.0768 1.95072
30 MIN 8 27 0.0773 1.96342
1HORA 8 20 0.078 1.9812
2 HORAS 8 5 0.0795 2.0193
4 HORAS 9 98 0.0802 2.03708
8 HORAS 9 92 0.0808 2.05232
24 HORAS 9 91 0.0809 2.05486
320 15 SEG 9 50 0.085 2.159
30 SEG 9 45 0.0855 2.1717
1 MIN 9 40 0.086 2.1844
2 MIN 9 34 0.0866 2.19964

8. 4 MIN 9 27 0.0873 2.21742
8 MIN 9 15 0.0885 2.2479
15 MIN 10 0 0.1 2.54
30 MIN 10 76 0.0924 2.34696
1HORA 10 37 0.0963 2.44602
2 HORAS 11 94 0.1006 2.55524
4 HORAS 11 46 0.1054 2.67716
8 HORAS 12 65 0.1135 2.8829
24 HORAS 12 32 0.1168 2.96672
Gs= 2.75, ms= 56.9gr
Tenemos que: e0= = =
e0=
A=1/4(π)(4.972
)= 19.4 cm2
= 19.4 E-4 m2
.
Hs= = = 1.066 cm = 10.66 mm. Por lo tanto
e0= = 0.82.
Ws (gr) 56.9
Área (cm2
) 19.4
Hs(cm) 1.066
Hv (cm) 0.874
eo 0.82
Entonces ahora tenemos que: para la carga de 20 kg

9. ’
= = 101.134 kn/m2
.
Hm= 19.4mm – 0.3531mm= 19.0469 mm.
e= = 0.787.
Para la carga de 40 kg:
’
= = 202.27 kn/m2
.
Hm= 19.4mm – 0.6248mm= 18.7752 mm.
e= = 0.761.
Para la carga de 80 kg:
’
= = 404.535kn/m2
.
Hm= 19.4mm – 1.3437mm=18.0563 mm.
e= = 0.694
Para la carga de 160 kg:
’
= = 809.07kn/m2
.
Hm= 19.4mm – 2.2733mm=17.1267 mm.
e= = 0.607.
Para la descarga:

10. ’
= = 404.535kn/m2
.
Hm= 19.4mm – 2.1184mm=17.2816mm.
e= = 0.621.
Para la carga de 160 kg:
’
= = 809.07kn/m2
.
Hm= 19.4mm – 2.3089mm=17.0911mm.
e= = 0.603.
Para la carga de 320 kg:
’
= = 1618.14kn/m2
.
Hm= 19.4mm – 3.2207mm=16.1793mm.
e= = 0.518.
CARGA(KG) E ESFUERZO EFECTIVO
(KN/m)
0 0.82 0.00
20 0.787 101.134
40 0.761 202.27
80 0.694 404.535
160 0.607 809.07
80 0.621 404.535
160 0.603 809.07
320 0.518 1618.14

11. Tenemos que el esfuerzo efectivo es igual 94 kn/m2
.
Para hallar el Cs y el Cc tenemos que:
Para el Cs tomamos los puntos de (0.607,809.07) y (0.621,404.525)
Cs = 0.0465.
0,4
0,45
0,5
0,55
0,6
0,65
0,7
0,75
0,8
0,85
80 800
consolidacion

12. Para el Cc tomamos los puntos de (0.603,809.07) y (0.518,1618.14)
Cs = 0.283.
Valores de tiempos y deformaciones para la carga de 20 kg
en el proceso de consolidación.
TIEMPO
(min)
∆H (mm)
0 0
0,25 0,254
0,5 0,3683
1 0,3759
2 0,3835
4 0,3886
8 0,3937
15 0,3937
30 0,3937
60 0,3861
120 0,3734
240 0,3632
480 0,3632
1440 0,3531
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0,1 1 10 100 1000

13. Valores de tiempos y deformaciones para la carga de 40 kg
en el proceso de consolidación.
TIEMPO
(min)
∆H (mm)
0 0
0,25 0,4826
0,5 0,4928
1 0,5055
2 0,5207
4 0,5309
8 0,5410
15 0,5537
30 0,5639
60 0,5740
120 0,5842
240 0,6198
480 0,6248
1440 0,6248
Valores de tiempos y deformaciones para la carga de 80 kg
en el proceso de consolidación.
0,45
0,5
0,55
0,6
0,65
0,1 1 10 100 1000
Series1
Do=0,458
D100=0,624
D50=0,541
t50=20min

14. TIEMPO
(min)
∆H (mm)
0 0
0,25 0,9525
0,5 0,9677
1 0,9906
2 1,0135
4 1,0363
8 1,0643
15 1,0871
30 1,1125
60 1,1430
120 1,2065
240 1,2395
480 1,2751
1440 1,3437
Valores de tiempos y deformaciones para la carga de160 kg
en el proceso de consolidación.
T50=8,5
D50=1,085
D0=0,89
D100=1,28

15. TIEMPO
(min)
∆H (mm)
0 0
0,25 1,5850
0,5 1,6002
1 1,6205
2 1,6586
4 1,6662
8 1,6891
15 1,7551
30 1,8085
60 1,8745
120 1,9939
240 2,0803
480 2,2225
1440 2,2733
Valores de tiempos y deformaciones para la carga de320 kg
en el proceso de consolidación.
D100=2,24
D0=1,47
D50=1,855T50=63

16. TIEMPO
(min)
∆H (mm)
0 0
0,25 2,4130
0,5 2,4257
1 2,4384
2 2,4536
4 2,4714
8 2,5019
15 2,5400
30 2,6010
60 2,7000
120 2,8092
240 2,9312
480 3,1369
1440 3,2207
Para hallar el Cv tenemos que
D100=3,24
D0=2,43
D50=2,835
T50=105

17. Carga T50
40 20 min
80 8,5 min
160 63 min
320 105 min
Cv40= 0,197*9.72
/20min= 0,927.
Cv80=0,197*9,72
/8,5=2,18.
Cv160=0,197*9,72
/63=0,29.
Cv320=0,197*9,72
/105=0.177.

18. ANALISIS DE RESULTADO
De los resultados obtenidos podemos inferir, que después de un proceso de carga
y descarga sobre una misma muestra de suelo, durante un determinado intervalo
de tiempo para que se efectué un establecido proceso de consolidación, esta
muestra presenta ciertas propiedades de estabilidad que se modifican
continuamente con el proceso de carga, es decir el suelo en cuestión comienza a
deformase y sus partículas internas inician un proceso de reacomodamiento como
respuesta al esfuerzo al que se encuentran sometidas por el efecto de las cargas
aplicadas sobre este suelo, además, el agua atrapada entre estas partículas trata
de salir para compensar la presión al cual se encuentran y las partículas
comienzan a soportar un esfuerzo de rose entre ellas, llamado esfuerzo efectivo,
como resultado de la expulsión de agua.
Con los datos obtenidos, logramos obtener el esfuerzo efectivo producto de las
cargas aplicadas sobre el suelo y su correspondiente valor de la relación de
vacios, para posteriormente graficar la relación de vacios al final de cada proceso
de carga o de descarga contra el logaritmo de los correspondientes esfuerzos
efectivos y obtuvimos una curva parabólica que inicia desde el valor inicial de e,
luego comienza a bajar, haciéndose notorio que en un punto determinado donde la
relación de vacios y el esfuerzo efectivo tienen magnitudes de 0.772 y 90.3
respectivamente, la curva inicia un retroceso como resultado del correspondiente
proceso de descarga, luego esta curva, inicia nuevamente el proceso de
disminución y a partir del punto donde e y el esfuerzo efectivo vale 0.607 y 809.7
respetivamente comienza a bajar de forma lineal y por ende se presenta una línea
perfecta en este tramo cuya pendiente, el índice de compresión, es igual a 0.283 y
el índice de expansión del 0.0465.
En esta grafica, proyectamos o alargamos la línea virgen o de comprensión hacia
arriba para interceptarla con una línea paralela a la curva de re-compresión para
obtener un correspondiente valor del esfuerzo de pre-consolidación, es decir, el
máximo esfuerzo al que se puede someter este suelo, y de este modo podemos
clasificar un determinado tipo de arcilla, como arcilla normalmente consolidada si

19. Esta presenta un esfuerzo in situ igual al esfuerzo de pre-consolidación que para
nuestro caso 94 Kn/m2. Por otro lado podemos considerar la arcilla como sobre
consolidada si su esfuerzo in situ es menor a este esfuerzo de pre-consolidación.
Como una fuente de distorsión de la confiabilidad de los datos o incertidumbres,
podríamos postular la incurrencia en las lecturas erróneas en el Deformímetro
para lo cual nosotros recomendamos para futuras practicas hacer lecturas con
diferentes grados de apreciación, es decir que dichas lecturas la realicen mas de
una persona a fin de garantizar la obtención de resultados mucho mas próximos a
los reales y una disminución de un posible grado de incertidumbre.

20. CONCLUSIONES
Después de finalizar el ensayo de consolidación, expresamos nuestra conformidad
y agrado con el desarrollo del ensayo, además de haber alcanzado los objetivos
propuesto al inicio de esta practica, determinamos un correspondiente valor de
esfuerzo de pre-consolidación al que podría estar sometido nuestra muestra de
suelo, determinado en la grafica e vs log del esfuerzo efectivo, al finalizar el
proceso de consolidación.
Los resultados que aquí se obtienen permiten conformar un patrón de
comparación entre la vida práctica del ingeniero civil y la teoría pragmática en los
respectivos laboratorios de tal manera que se garanticen factores de seguridad en
la vida constructiva del ingeniero geotecnista y que propenda a la tranquilidad y/o
seguridad manifestada en la estabilidad de las edificaciones que están o estarán
siempre sobre la superficie del suelo, y el cual estará o no en capacidad de
soportar dichas estructuras para lo cual se realizan ensayos de este tipo y así
poder cuantificar de algún modo la máxima capacidad que podría soportar el suelo
sin causar inestabilidad en su estructura y de esta forma no se atente en el futuro
con la tranquilidad en el entorno, social, cultural y/o ambiental.
También podemos plantear que las deformaciones en las masas de suelos son
proporcionales a las variables relación de vacios y esfuerzos efectivo, este
esfuerzo efectivo arroja una idea de la capacidad de soportar esfuerzos entre las
partículas, para las cuales si este esfuerzo tiende a minimizarse, entonces se
pierde esa capacidad de soportar esfuerzos y se desestabiliza la estructura por
causa de los asentamientos ocurridos en la masa de suelo por el hacho de haber
sobrepasado su capacidad de resistir un determinado esfuerzo que tiende a
reconfigurar la estructura de las partículas para compensar dichos esfuerzos y
como resultados se presentan los anteriores asentamientos mencionados.

21. RECOMENDACIONES
Para mejorar el grado de confiabilidad de los resultados obtenidos en el laboratorio
nosotros recomendamos:
 Realizar lecturas confiables en el deformimetro de caratula.
 Tratar de que la muestra en cuestión sea inalterada, es decir, que
mantenga de algún modo sus propiedades intrínsecas de su configuración.
 Garantizar la permeabilidad en la muestra de suelo de tal manera que se
permita la filtración o expulsión del agua en el proceso de consolidación.
 Realizar los respectivos cálculos al final de cada proceso de carga y
descarga para garantizar obtener las deformaciones últimas.
INQUIETUDES
 DE QUE TRATA EL ENSAYO:
Este ensayo trata de la determinación del el índice de compresión cc, el índice
de expansión Cs y el esfuerzo de pre-consolidación, los cuales definen la
compresibilidad de los suelos. Además se determina el coeficiente de
consolidación cv, el cual caracteriza la rata de compresión primaria.
 POR QUE ES NECESARIO:
Es necesario por que a partir de este se pueden establecer la relación entre la
presión aplicada de un suelo y su reducción de volumen, y entre esta
deformación y el tiempo necesario, para que se verifique se recurre a este
laboratorio.
Este laboratorio brinda información útil al ingeniero para que el puede definir
que tipos de estructuras pueden ir cimentadas en dicho suelo sin que sufran
asentamientos o colapsos.
 POR QUE SE SELECCIONAN DICHOS EQUIPOS:

22. En este laboratorio se trabajo con un sistema conformado por un
consolidometro, un deformimetro de caratula y unas pesas o equipo de cargas.
Se trabajo con estos aparatos primero por que las normas ASTM D2435-90 y
INVE 151-07, estipulan que son los adecuados para este tipo de ensayos,
segundo por que son con los que cuenta el laboratorio de la universidad de
sucre, y por ultimo por que son capaces de tomar todas las variables que son
necesarias para la realización de dicho ensayo.
 QUE CONDICIONES IMPONE EL ENSAYO:
Esta prueba de ensayo impone una serie de parámetros o condiciones con el
fin de que dicha práctica sea realizada de una manera optima para qué así se
lleguen a la obtención de datos acertados; estas condiciones están
enmarcadas y relacionadas en nuestro caso y nuestra practica al lugar,
equipos, y toma de muestra.
Cuando nos referimos al lugar estamos hablando al espacio donde debemos
realizar este laboratorio ya que este ensayo nos impone como condición que
sea en un lugar donde se cumplan con todos los requerimientos estipulados
por la norma para así tener todo a nuestro alcance y el único lugar que se
puede tomar para este ensayo es el laboratorio.
Cuando se habla de los equipos nos referimos a las herramientas y materiales
que se utilizo en este ensayo, para esto se tuvo que ser cuidadoso ya que este
ensayo lo exige. La toma de muestra es primordial ya que hay que ser muy
cuidadoso para así minimizar los posibles errores y que nuestros resultados
sean buenos y estén dentro del rango que exige la norma.
 EL EQUIPO ES CONVENCIONAL, MODIFICADO O ESPECIALMENTE
DISEÑADO PARA ESTE ENSAYO:
El equipo utilizado en esta practica es convencional ya que el dispositivo de
carga con el consolido-metro trabajan como un sistema adecuado para asi
medir las tasas o ratas de deformaciones que son generadas por las fuerzas

23. aplicadas a la muestra de suelo, con todo estos datos se podrán calcular los
parámetros que describen la relación entre el esfuerzo y la relación de vacios o
deformaciones.
 COMO FUNCIONA:
Para este ensayo como sabemos se emplearon dos equipos fundamentales
como lo san el consolido-metro y un dispositivo de carga. Este consolido-metro
trabaja de una manera que le aplica carga a la muestra, este es capaz de
mantener las cargas a las que se somete dicho suelo, este también permite la
aplicación de un incremento de carga.
Para el dispositivo de carga funciona como un dispositivo para mantener la
muestra dentro de un anillo el cual se puede fijar a la base o puede ser flotante,
con piedras porosas sobre cada cara de la muestra, este mismo puede
proporcionar también medios para sumergir la muestra, aplicarle carga vertical
y medir el cambio de espesor de la misma.
 QUE LIMITACIONES TIENE ESTE EQUIPO:
Los equipos utilizados en este ensayo como lo son los anteriores mencionados
no cuentan con ninguna limitación para este practican ya que son los
adecuados y los requeridos por la norma que los rige.
 QUE DEBE SER CAPAZ DE HACER EL ESTUDIANTE AL TERMINO DE
ESTA PRACTICA:
Este ensayo es uno de los ensayos que mas conocimientos nos ayuda a
adquirir por el grado de dificultad que se este presenta, al terminar esta
practica todo y cada uno de los estudiantes con todo los conocimientos
previamente adquirido en el salón de clases debemos ser capaces de dar
nuestras propias conclusiones, análisis y posibles requerimientos. Pero
además tenemos que ser capaces de identificar todos los conceptos que aquí
se estén estudiando; ya sea saber obtener los diferentes esfuerzos, ya que
estas variables son las que nos permiten definir si un suelo es apto para

24. soportar una estructura que se piense construir en el y así también poder dar
soluciones a los posibles problemas que en este se puedan desarrollar.