compresibilidad- suelos 2

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PROF. ING.ANTONIO TIMANA FIESTAS

ENSAYO DE COMPRESIBILIDAD

INTRODUCCION

Todos los materiales experimentan deformaciones cuando sesometen a condiciones de carga. El anlisis de deformaci!n de los sueloses "astante comple#o $a %ue los esfuer&os %ue se inducen dentro de 'l esun pro"lema sin soluci!n exacta a la fec(a) asimismo los parmetros decompresi"ilidad de los dep!sitos de suelo son dif*ciles de determinar omedir experimentalmente adems de la no (omogeneidad $ anisotrop*a delmedio+ lo %ue complica el anlisis $ clculo de los asentamientos.

En este cap*tulo se anali&an los factores $ mecanismos %ueproducen los asentamientos en los dep!sitos de suelo. Tam"i'n se

presentan las formas t*picas de falla de las estructuras ocasionadas por losasentamientos. Se (ace tam"i'n menci!n del comportamiento deestructuras $ construcciones %ue (an sufrido asentamiento durante ,ariosa-os $ %ue an siguen funcionando.

El estudio de la compresi"ilidad+ se reali&a para suelos arcillosos enestado de saturaci!n+ $a %ue la expulsi!n de esa agua por los poros de laarcilla produce la compresi!n del suelo. En general+ las arcillas secaracteri&an por su gran compresi"ilidad $ capacidad para retener agua enrelaci!n con las arenas.

MARCO TEORICO

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En suelos la comprensi"ilidad es el grado en %ue una masa de suelodisminu$e su ,olumen "a#o el efecto de una carga. /a compresi"ilidad esm*nima en suelos de textura gruesa %ue tienen las part*culas en contacto.

 Aumenta a medida %ue crece la proporci!n de part*culas pe%ue-as $ llegaal mximo en los suelos de grano fino %ue contienen materia orgnica. Acontinuaci!n se dan algunos e#emplos de compresi"ilidad para di,ersossuelos0

• /as gra,as $ las arenas son prcticamente incompresi"les. Si secomprime una masa (meda de estos materiales no se produceningn cam"io significati,o en su ,olumen.

• /as arcillas son compresi"les. Si se comprime una masa (meda dearcilla+ la (umedad $ el aire pueden ser expelidos+ lo %ue trae comoresultado una reducci!n de ,olumen %ue no se recuperainmediatamente cuando se elimina la carga.

/os suelos de grano fino %ue contienen por lo menos 123 de limo 4 arcilla+pueden clasificarse con arreglo a tres clases de compresi"ilidad so"re la"ase de su l*mite l*%uido. Estas clases son las siguientes0

• 5ompresi"ilidad "a#a0 // inferior a 62• 5ompresi"ilidad media0 // de 62 a 12• 5ompresi"ilidad alta0 // superior a 12

En general+ la compresi"ilidad es aproximadamente proporcionalal *ndice de plasticidad Mientras ma$or es el IP+ ma$or es la compresi"ilidaddel suelo. Es el *ndice de reducci!n del ,olumen de un suelo cuando se

le aplica una fuer&a.En el estudio de la consolidaci!n un suelo puede considerarse como

compresi"le en sus part*culas minerales. Si suponemos %ue el suelopermanece saturado a lo largo del proceso de consolidaci!n se puede decir %ue la disminuci!n de ,olumen %ue se produce es igual al ,olumen del agua%ue se expulsa (acia afuera representada por la ,ariaci!n de la relaci!n de,ac*os.

Propiedad %ue tienen los materiales %ue sufren disminuci!n de,olumen cuando son so"re ellos aplicadas fuer&as externas. 7na de lasprincipales causas de los asentamientos es la compresi"ilidad del suelo.

8a conocida los tipos de fallas+ este depender a la compresi"ilidad

en cuanto a las condiciones geom'tricas $ cargas existentes.• Para un suelo incompresi"le el tipo de falla ser por corte general• Para un suelo mu$ compresi"le en relaci!n con su resistencia al

corte el tipo de falla ser por pun&onamiento

/a ,ariaci!n del ,olumen de los suelos es por efecto de compresi!n $es influenciada por los siguientes factores0

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• Granulometr*a• 9ensidad• Grado de Saturaci!n• Permea"ilidad• Tiempo de acci!n de la carga de compresi!n

/a influencia de cada uno de estos factores $ de su con#unto so"re lacompresi"ilidad puede ser simulada de forma didctica por el Modelo

 Anal!gico de Ter&ag(i.

ANALOGÍA

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Coefcientes de reducciónhallarSuelo co!resi"le

#os $actores de reducción son iguaSuelo no co!resi"le

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• /os resortes representan la estructura del suelo. /os resortesresistentes $:o pre,iamente comprimidos representar*an un sueloms compacto o ms r*gido $ ,ice,ersa.

• /os agu#eros del 'm"olo representan los ,ac*os del suelo.

 Agu#eros de pe%ue-o dimetro son anlogos a una estructura de,ac*os mu$ pe%ue-os como los de la arcilla ;suelo con "a#apermea"ilidad<+ agu#eros grandes se aproximan a los presentadospor arenas $ pedregullos ;suelos con ele,ada permea"ilidad<

• El agua representa el agua en los ,ac*os del suelo. El recipientetotalmente lleno representa un suelo saturado.

=ndice de rigide& ;Ir <0 parmetro racional %ue existe para e,aluar lacompresi"ilidad relati,a de masas de suelos su#etas a cargas

 I r=Gτ = G

c+ pi× tanφ

siendo0

G=  E

2 (1+ μ )

=ndice de rigide& critico ;Ir cr <0

 Ircr=1

2e{(3.30−0.45

 B

l )cot (45−φ

2 )}

Si0  I r< Ircr  

 F qc= F γC =e

{(−4.4+0.6 B

 L )tanφ+ sin φ ×log21r

1+ sinφ   }

 F cc= F 

qc−

  1− F qc

 Nq× tanφ

Si0  I r> Ircr

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Agrietaiento en las $achadas !rinci!ales&isuras en techos

&isuras hori'ontales( grietas inclinadas ) *erticales en uros

+ecu"riientos de !isos le*antados ) deteriorados

Agrietaiento de tra"es

,es!rendiiento total de las tra"es

Agrietaiento de las dalas de cerraiento -ue confnan las a"erturas de las !uertas de ac

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DAÑOS CAUSADOS A LAS ETRUCTURAS

CIMENTADAS EN SUELOS COMPRESIBLES:

 Asentamientos 7niformes0 la estructura se asientaanalogamente un >

 Asentaminto No 7niforme0 las estructuras rigidas tienden adescender $ a ,olcar+ en cam"io las no rigidas una partesuele descender $ tener un asentamiento diferencialmentemas nota"le.

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EJEMPLO N°01:

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EJEMPLO N°02 :

 Agu#eros cerrados $ el recipiente lleno ;S ? @<)  Aplicada una carga PB de compresi!n $ siendo el agua incompresi"le+

toda la carga ser a"sor"ida por el agua.Entonces tenemos %ue0

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EJEMPLO N°03 :

 Agu#eros a"iertos $ el recipiente lleno ;S ? @<)  Aplicada la carga PB+ esta de inmediato ;t ? 2< se transmite al agua.

5omo el agua puede escapar por los agu#eros ocurre un proceso de

deformaci!n por compresi!n+ los resortes se ,an comprimiendo $consecuentemente ,an a"sor"iendo la deformaci!n.

El proceso finali&a+ el agua de#a de salir $ los resortes no se deformanms+ cuando toda la carga PB (u"iese sido transmitida del agua (acialos resortes.

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CONCLUSIONES0

En el suelo real+ la medida del proceso de compresi!n ocurre+ existe una

transferencia de presi!n del agua (acia la estructura s!lida de los suelos$ la tensi!n total se ,a transformando en tensi!n efecti,a+ de lo %ue sepro,oca una deformaci!n en el suelo. 8 cuanto menos permea"le fueseel suelo ms lento ser el proceso de compresi!n $ ,ice,ersa.

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