El ensayo de consolidación unidimensional tiene como objetivos conocer el comportamiento de los suelos compresibles bajo carga, predecir asentamientos, y estimar parámetros de consolidación y permeabilidad. La prueba implica aplicar incrementos controlados de carga a una muestra de suelo en un edómetro y medir su compresión y consolidación con el tiempo, lo que permite determinar parámetros clave y trazar curvas de consolidación.

1. Mecánica de Suelos
64.08
Ensayo de consolidación
unidimensional

2. 2
Ensayoconsolidación
Objeto
• Conocer a priori el comportamiento de los suelos
compresibles frente a la acción de cargas (curva
e – log p´)
• Predecir la magnitud de los asentamientos y su
evolución en el tiempo (parámetros Cc , Cr , Cv)
• Estimar en forma indirecta el coeficiente de
permeabilidad vertical (v=k .i)

3. 3
Ensayoconsolidación
Muestreo
Pistón fijo
(hidroneumático - ASTM D6519)
Tubos Shelby
(hinca)
Muestra en dama
(tallado manual)

4. 4
Ensayoconsolidación
Equipos
Tradicional
(flexímetro, brazo de palanca,
captura manual)
Moderno
(LVDT, celda de carga,
captura digital)

5. 5
Ensayoconsolidación
Edómetro
anillo flotante
(menor fricción)
anillo fijo

6. 6
Ensayoconsolidación
Hipótesis asumidas
• La muestra ensayada está saturada en forma
total (Sr=100%)
• Flujo de agua vertical, no horizontal (kh=0)
• Se desprecia la compresibilidad del agua y de las
partículas de suelo frente a la compresibilidad de
la masa del suelo
• Es válida la ley de Darcy.
2
2
z
u
C
t
u
v






7. 7
Ensayoconsolidación
Tabla de ensayo
Tabla
Escalón de carga
s´ DH DHac H De e H/2 t50 Cv av mv k
(kPa) (mm) (mm) (Ho-DHac) (DHac/Hs) (eo-De) (mm) (seg) (cm2
/seg) (kPa-1
) (kPa-1
) (cm/seg)
470
480
490
500
510
520
530
540
550
560
1 1000 1000000
Log T
Lectura
50
2
50
2
t
H
T
Cv








´p
e
av



vwv mCk  
e
a
m v
v


1
Ecuaciones

8. 8
Ensayoconsolidación
Ensayo edométrico
Procedimiento
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos de
carga de magnitud variable
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0,1 1 10 100 1000
Desplazamiento
Log (t)
Escalones de carga, descarga,
recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
0,10 1,00 10,00
e
Presion

9. 9
Ensayoconsolidación
Ensayo edométrico
Procedimiento
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0,1 1 10 100 1000
Desplazamiento
Log (t)
Escalones de carga, descarga,
recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
0,10 1,00 10,00
e
Presion
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos de
carga de magnitud variable

10. 10
Ensayoconsolidación
Ensayo edométrico
Procedimiento
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0,1 1 10 100 1000
Desplazamiento
Log (t)
Escalones de carga, descarga,
recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
0,10 1,00 10,00
e
Presion
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos de
carga de magnitud variable

11. 11
Ensayoconsolidación
Ensayo edométrico
Procedimiento
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0,1 1 10 100 1000
Desplazamiento
Log (t)
Escalones de carga, descarga,
recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
0,10 1,00 10,00
e
Presion
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos de
carga de magnitud variable

12. 12
Ensayoconsolidación
Ensayo edométrico
Procedimiento
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0,1 1 10 100 1000
Desplazamiento
Log (t)
Escalones de carga, descarga,
recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
0,10 1,00 10,00
e
Presion
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos de
carga de magnitud variable

13. 13
Ensayoconsolidación
Ensayo edométrico
Procedimiento
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0,1 1 10 100 1000
Desplazamiento
Log (t)
Escalones de carga, descarga,
recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
0,10 1,00 10,00
e
Presion
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos de
carga de magnitud variable

14. 14
Ensayoconsolidación
Ensayo edométrico
Procedimiento
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0,1 1 10 100 1000
Desplazamiento
Log (t)
Escalones de carga, descarga,
recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
0,10 1,00 10,00
e
Presion
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos de
carga de magnitud variable

15. 15
Ensayoconsolidación
Ensayo edométrico
Procedimiento
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0,1 1 10 100 1000
Desplazamiento
Log (t)
Escalones de carga, descarga,
recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
0,10 1,00 10,00
e
Presion
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos de
carga de magnitud variable

16. 16
Ensayoconsolidación
Coeficientes av - Cc
Gráfico e – p´ Gráfico e – log p´
´p
e
av



´log p
e
Cc




17. 17
Ensayoconsolidación
Curvas experimentales
Comparación entre curva experimental y teórica
(Terzaghi)

18. 18
Ensayoconsolidación
Grado de consolidación
Comienzo y fin de consolidación primaria
para cada escalón de carga
(U=0% y 100%)

19. 19
Ensayoconsolidación
Determinación p´c

20. 20
Ensayoconsolidación
Comportamiento muestra
1- descarga elástica por extracción
2- la curva del ensayo no sigue el
camino de consolidación real
3- pérdida de carga de
preconsolidación (buen trato
muestras, transporte y manipuleo
en laboratorio)

21. 21
Ensayoconsolidación
Comportamiento muestra
Calidad muestra (pared delgada) Relación de incrementos de
carga (LIR =< 1)

22. 22
Ensayoconsolidación
Comportamiento muestra
Tiempo de duración de carga

23. 23
Ensayoconsolidación
Curvas experimentales
Arcillas de México (Rutledge, 1944)

24. 24
Ensayoconsolidación
Curvas experimentales
Efecto remoldeo en arcillas sensitivas
(leda clay, Canadá)

25. 25
Ensayoconsolidación
Curvas experimentales
Efecto remoldeo (muestra en bloque, muestra
de sondeo, muestra disturbada)