Marco Teórico

Generalidades:

Cuando se somete un suelo a un incremento en la presión, ocurre un reajuste de

la estructura de suelo que podría considerarse primeramente como una

deformación plástica correspondiente a una reducción en la relación de vacíos,

puede producirse también una pequeña cantidad de deformación elástica pero

considerando la magnitud de las cargas (o presiones de contacto) involucradas y

el hecho de que el módulo de elasticidad de los granos de suelo sea del orden de

20 MPa la deformación elástica es despreciable.

EQUIPO

Consolidometro.

Equipos de cargas.

Cronometro de bolsillo.

Equipo necesario o disponible para el moldeo de la muestra.

Equipo de Consolidometro: Anillo de bronce, anillo con borde cortante para tallar la

muestra al diámetro necesario para montarla en el ensayo de consolidación; dos

piedras porosas, bloque o pistón de carga de bronce y disco de moldeo para cortar

la muestra 2 y 4 mm, la muestra debe ajustarse arriba y abajo con las piezas

porosas en la base del consolidómetro la cual a su vez ha sido retrocedida para

permitir el alineamiento correcto. El anillo plástico que rodea la muestra y ajusta en

el surco torneado en la base tiene como fin permitir la saturación de la muestra,

(añadir agua a medida que se evapore para mantener siempre el nivel de agua por

encima de la piedra porosa superior). Un Consolidometro es igual, puede usarse el

mismo sistema de carga para ambos.

Después de colocar la muestra en el anillo, usar el disco de moldeo para extruir 2

mm, cortar este sobrante y colocar un disco de papel filtro para evitar la

adherencia. A continuación, sacar el disco de moldeo, pasarlo a otro extremo, usar

el lado de 4 mm para empujar la muestra a través del anillo, recortar el sobrante

(lo cual produce un espesor adecuado para la muestra) y colocar un segundo

papel filtro, finalmente , remover el disco de moldeo, colocar las piedras porosas y

centrar la muestra en el anillo.

Colocar el anillo con la muestra en la base del consolidómetro y añadir el pistón de

carga.

Ajustar el anillo pastico externo después de engrasar cuidadosamente el surco y

llenar parcialmente de agua para verificar que no haya fugas. Si existen fugas es

necesario remover el anillo y volver a engrasar. Si no hay fugas, ajustar el sistema

de carga y comenzar el ensayo.

Ensayo en curso utilizando un sistema de carga en el laboratorio.

Cuando se aplica una carga a un suelo de grano grueso completamente seco,

parcial o completamente saturado, el proceso de deformación plástica con

reducción en la relación de vacíos tiene lugar en un periodo de tiempo tan corto,

que es posible considerar instantáneo todo el proceso. A medida que los vacíos

del suelo se reducen, en el caso de un suelo de grano saturado o parcialmente

saturado, el coeficiente de permeabilidad “k” es suficientemente grande para que

el agua de los poros pueda también salir instantáneamente.

Cuando se aplica una carga a un suelo de grano fino saturado parcial o

totalmente, el tiempo para lograr la deformación plástica y la reducción en la

relación de vacíos es mucho mayor, y para este proceso dependerá de varios

factores entre los cuales los principales son:

1. El grado de saturación.

2. El coeficiente de permeabilidad del suelo.

3. Las propiedades del fluido de los poros.

4. La longitud de la trayectoria que debe recorrer el fluido expulsado de la

muestra para encontrar el equilibrio.

¿Qué es la consolidación?

Se define consolidación como la deformación plástica debida a la reducción en la

relación de vacíos, generalmente llamada asentamiento la cual es función del

tiempo:

F(t) = S

Cuando se aplica una carga a un suelo fino saturado confinado en un anillo

metálico con piezómetros insertados dentro de la muestra el nivel de agua en

todos los piezómetros se moverá hasta una altura h + Δh inmediatamente

después de aplicar la carga, la razón para esto es que cuando existe un bajo

coeficiente de permeabilidad el agua no puede subir instantáneamente fuera de

los poros. Es lógico que la carga produzca en la masa de suelo una necesidad de

reducir sus vacíos para lo cual es necesario expulsar parte del agua que se

encuentra en los poros, no obstante, se requiere tiempo para causar el flujo de

agua después ese es un proceso retardado. Como el agua no fluye

instantáneamente, la carga se traduce en un incremento en la presión de poros –

a medida que el agua fluye gradualmente fuera de los poros del suelo, la cabeza

del piezómetro decae, Como el agua fluye en un estado de alto potencial a un

estado de bajo potencial y obviamente la superficie libre del agua constituye el

nivel de potencial menor en ese sistema, el agua que se encuentre en la masa de

suelo fluye hacia la superficie del agua que rodea la asa de suelo.

En la muestra de suelo el agua debe movilizarse Δy, para desplazarse esta

distancia a la velocidad establecida por la ec. De Darcy se requiere un intervalo de

tiempo Δt, tal que:

Describa detalladamente el método Raiz cuadrada del Tiempo y el Metodo

Logaritmico del Tiempo y haga una comparación. Dibuje graficos.

Defina teóricamente los parámetros y sus unidades que se hallen en las curvas.

Con los datos proporcionados dibuje las curvas por los dos métodos y el grafico

Log P y encuentre parámetros.

Exponga conclusiones y recomendaciones acerca de este ensayo

Anote la bibliografía y páginas Web consultadas.