informe de-consolidacion

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

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.

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.

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.

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

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

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

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

’=

= 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.


’=

= 404.535kn/m2.

Hm= 19.4mm – 1.3437mm=18.0563 mm.

e=

= 0.694


’=

= 809.07kn/m2.

Hm= 19.4mm – 2.2733mm=17.1267 mm.

e=

= 0.607.

Para la descarga:

’=

= 404.535kn/m2.

Hm= 19.4mm – 2.1184mm=17.2816mm.

e=

= 0.621.


’=

= 809.07kn/m2.

Hm= 19.4mm – 2.3089mm=17.0911mm.

e=

= 0.603.


’=

= 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

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

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



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



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

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


T50=8,5

D50=1,085

D0=0,89

D100=1,28

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


D100=2,24

D0=1,47

D50=1,855 T50=63

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

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.

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

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.

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.

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:

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

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

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.

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