informe n

INFORME N°1

TEMA: Consolidación del suelo

OBJETIVOS:

Objetivo General.-Determinar los parámetros necesarios para calcular los hundimientos por consolidación y los tiempos en que estos se producen.

Objetivo Especifico.-Construir las curvas de consolidación de la muestra ensayada.Determinar la relación de sobre consolidación y estimar a través de ella la posible magnitud de los asentamientos que sufriría una estructura cimentada sobre el suelo de ensayo.

MATERIALES:

Balanza de precisión Taras Horno Consolidómetro (Edómetro) Anillo Piedras porosas Grasa o aceite Micrómetro Cronómetro Cápsulas de Humedad Termómetro Equipo tallador de muestras

MARCO TEORICO.-

COMPRESIBILIDAD DE LOS SUELOS.

Un suelo puede considerarse como un esqueleto de partículas sólidas que encierran vacíos que pueden estar llenos de aire, de agua o de una combinación de ambos. Si una muestra de suelo es sometida a una solicitación de forma tal que su volumen disminuya, esta disminución puede deberse a los tres factores siguientes (3):

- Una compresión de la materia sólida.

- Una compresión del agua y el aire que se encuentran dentro de los vacíos.

- Un escape del aire y agua de los vacíos.

Bajo las cargas aplicadas normalmente sobre la masa de los suelos, la materia sólida y el agua de poros no sufren un cambio apreciable en su volumen. Por lo tanto, puede considerarse con suficiente exactitud que la disminución en el volumen de una masa, si está completamente saturada, se debe totalmente al escape del agua contenida en los vacíos.

Si la masa de suelo se encuentra parcialmente saturada el fenómeno es más complejo, puesto que la compresión de la misma puede ser resultado de una compresión del aire dentro de los poros, aun cuando no exista escape de agua.

La compresibilidad de los suelos no se encuentra gobernada en forma apreciable por la compresibilidad de los granos minerales de los cuales está compuesto. En realidad la compresibilidad es una función del espacio dentro del cual las partículas pueden cambiar su posición por rodamiento o deslizamiento. La compresibilidad de una masa de suelo depende de la rigidez del esqueleto del suelo, y ésta a su vez depende del arreglo estructural de las partículas. En general una estructura con porosidad alta, salvo que presente un cierto grado de cementación, es más compresible que una estructura bien empaquetada, y un suelo compuesto por partículas laminares es más compresible que otro que contenga partículas equidimensionales.

RELACIONES TENSIÓN-DEFORMACIÓN PARA LA CONSOLIDACIÓN PRIMARIA UNIDIRECCIONAL.

Las relaciones esfuerzo deformación para la consolidación primaria unidireccional pueden estudiarse a partir de los ensayos de compresión confinada o consolidación. En éstos una muestra es sometida a una carga incremental por escalones y se mide progresivamente la deformación. Para cada escalón de carga puede graficarse la deformación (representada por las lecturas de un flexímetro) en función del tiempo, convenientemente en escala semilogarítmica, tal como se muestra en la Fig. 2.

Los resultados de los ensayos de consolidación se presentan gráficamente en general con curvas presión-deformación, las cuales se denominan curvas de compresibilidad o de consolidación. En estas curvas la deformación se representa por la variación de la relación de vacíos y la presión puede representarse en escala natural o en escala logarítmica. Una curva típica de presión-relación de vacíos para una arcilla se muestra en la Fig. 3, en a) en una escala de presiones naturales y en b) en una escala de presiones logarítmicas.

La pendiente de la curva que relaciona la relación de vacíos con la presión en escala natural se define como coeficiente de compresibilidad:

La forma de representación que muestra la relación de vacíos en función de la presión vertical en escala logarítmica es útil por dos razones: a) es conveniente para

Los parámetros más importantes que se obtienen del suelo al realizar el ensayo son:

El coeficiente de consolidación (cv): indica el grado de asentamiento del suelo bajo un cierto incremento de carga y vinculado a la velocidad del mismo.

El índice de compresibilidad (Cc): expresa la compresibilidad de una muestra. La presión de pre consolidación (Pc): indica la máxima presión que ha soportado el suelo

en su historia geológica.

PROCEDIMIENTO

El aparato utilizado para realizar este ensayo se denomina Edómetro y aplica el principio introducido por Terzaghi de la compresión de una muestra, generalmente indeformada, de altura pequeña con relación al diámetro, confinada lateralmente por un anillo rígido y colocada entre discos porosos.

Si las condiciones reales correspondieren a una situación de estrato semi-abierto se emplea entonces un solo disco poroso.

A pesar de lo pequeño de las muestras, el rozamiento que se desenvuelve entre el suelo y la pared del anillo durante el ensayo constituye una causa de error aunque no importante.

Se ha notado que la fuerza de rozamiento lateral alcanza valores de orden del 10 a 20 % de la presión vertical aplicada.

El anillo rígido procura reproducir en el laboratorio lo que ocurre en la naturaleza, donde la deformación lateral de la masa de suelo solicitado por la carga, es impedida por la restante parte del macizo terroso que la envuelve. La carga es aplicada sobre la piedra porosa superior por medio de un disco metálico rígido y la compresión es medida con el auxilio de un micrómetro con sensibilidad de 0.01 mm.

La prueba de consolidación se realiza usando especímenes de 5.0 cm. de diámetro y 2,0 cm. de espesor. Las muestras no disturbadas o remoldeadas. La muestra no disturbada es tallada y colocada en el anillo y luego colocada en el Consolidómetro. Es necesario conocer la deflexión del aparato, bajo una de las cargas a utilizarse. Para ello se ensambla el aparto igual que para un ensayo regular pero sin suelo y se colocan las dichas cargas, midiendo las deflexiones (llamadas “deflexiones del aparato”). No se debe olvidad incluir el papel filtro, el cual impide impregnación de material en las piedras porosas.

Se realiza el ensayo aplicando cargas verticales que van siendo gradualmente aumentadas, generalmente según una progresión aritmética de razón igual a 2.

CALCULOS

Datos

Altura Inicial Ho= 2,00 cmDiámetro del anillo D= 5,00 cmÁrea de la muestra A= 19,63 cm2Peso anillo + húmedo W= 142,51 gPeso del anillo Wa= 72,84 gPeso suelo húmedo Wh= 69,67 g/cm3Humedad inicial W1= 0,42 %Peso suelo seco Ws= 69,38 gGravedad especifica de los solidos G= 2,10 g/cm3Peso unitario del agua ϒw= 1,00 g/cm3Altura solidos Hs=Ws/(AGϒw) 1,68 cmAltura de vacíos inicial Hv1=Ho-Hs 0,32 cmRelación de vacíos inicial e1=Hv1/Hs 0,19 Grado saturación inicial S1=w1 x G/e1

4,68

Calculamos los índices de vacíos para las distintas presiones aplicadas al suelo:

e 0= 3,1741,68∗10

=0,189

e1= 2,5621,68∗10

=0,152

e 2= 2,1761,68∗10

=0,129

e3= 1,4751,68∗10

=0,088

e 4= 0,7411,68∗10

=0,044

e5= 0,1741,68∗10

=0,010

Graficas:

DIA 1:

Tiempo transcurrido

Tiempo (min) Lectura deformímetr

o mm

0 seg 0 0,00006 seg 0,10 0,0001

15 seg 0,25 0,469930 seg 0,50 0,49471 min 1 0,51222 min 2 0,52854 min 4 0,54258 min 8 0,5551

15 min 15 0,565730 min 30 0,57381 hora 60 0,58062 horas 120 0,58664 horas 240 0,59988 horas 480 0,6070

24 horas 1440 0,6122

0.1 1.0 10.0 100.0 1000.0 10000.00.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000

Tiempo (min)

Asen

tam

ient

o m

m

DIA 2:

0.1 1.0 10.0 100.0 1000.0 10000.00.0000

0.2000

0.4000

0.6000

0.8000

1.0000

1.2000

Tiempo (min)

Asen

tam

ient

o m

mTiempo

transcurridoTiempo (min) Lectura

deformímetro mm

0 seg 0 0,61226 seg 0,10 0,6122



24 horas 1440 0,9982

DIA 3:

Presión 4,00000

Tiempo transcurrido


o mm

0 seg 0 0,9981636 seg 0,10 0,998372



24 horas 1440 1,699392

0.10 1.00 10.00 100.00 1000.00 10000.000.000000

0.200000

0.400000

0.600000

0.800000

1.000000

1.200000

1.400000

1.600000

1.800000

Tiempo (min)

Asen

tam

ient

o m

m

DIA 4:

Presión 8,00000

Tiempo transcurrido

Tiempo (min)

Lectura deformímetr

o mm 0 seg 0 1,6993926 seg 0,10 1,699486



24 horas 1440 2,433065

0.10 1.00 10.00 100.00 1000.00 10000.000.000000

0.500000

1.000000

1.500000

2.000000

2.500000

3.000000

Tiempo (min)

Asen

tam

ient

o m

m

DIA 5:

Presión 16,00000

Tiempo transcurrido


o mm

0 seg 0 2,4330656 seg 0,10 2,433221


15 min 15 2,92617330 min 30 2,9270901 hora 60 2,9276832 horas 120 2,937200

4 horas 240 2,946800

8 horas 480 2,975800

24 horas 1440 3,000600

0.10 1.00 10.00 100.00 1000.00 10000.000.000000

0.500000

1.000000

1.500000

2.000000

2.500000

3.000000

3.500000

Tiempo (min)

Asen

tam

ient

o m

m

Coeficiente de Consolidación

Coeficiente de consolidación

Cv=0,197*Hd^2/t50(cm2/min)

0,0010,0180,0120,0260,020

1.000 10.000 100.0000.000

0.020

0.040

0.060

0.080

0.100

0.120

0.140

0.160

Relación de vacíos vs presión

Presión (Kg/cm2)

e re

lació

n de

vac

íos

BA

O

C

CONCLUSIONES

D

El valor obtenido del índice de compresión es: 0,12845 podemos decir que la arcilla estudiada de baja compresibilidad.

Dado que se desconocen las propiedades geológicas y geotécnicas del terreno, en primer lugar, no se hace posible determinar el peso unitario total ni la constante de permeabilidad k que caracteriza a cada uno de los estratos que lo conforman. De esta manera, se tiene que el conocimiento de los esfuerzos geoestáticos producidos por el peso propio de su estructura y por cargas externas aplicadas al mismo, no son posible de determinar. Por ende, la relación de sobreconsolidación RSC, que permite conocer si el suelo es sobreconsolidado o normalmente consolidado y que depende directamente del esfuerzo geoestático inicial σ 'V 0, no puede ser determinado para el caso particular de este ensayo.

RECOMENDACIONES

Con el fin de evitar inconvenientes generados por la pérdida o confusión de la toma de datos, se recomienda que la recolección de estos sea llevada de una manera responsable, seria y consecutiva, teniendo en cuenta el hecho de que todas las personas que participamos en el desarrollo del ensayo, dependemos de estos valores para la realización de los cálculos y análisis del mismo.

BIBLIOGRAFÍA

LAMBE, William & WHITMAN, Robert. Mecánica de suelos. Instituto Tecnológico de Massachusetts. México: Limusa, 2008.

Consultado en http://www.slideshare.net/guest7fb308/consolidacin-unidimensional-de-los-suelos

Consultado en http://es.scribd.com/doc/30514394/Informe-ensayo-de-consolidacion Notas de clase Mecánica de suelos. Bogotá D.C.: Universidad Nacional de Colombia, 2011.

---------------------------

Firma

http://es.scribd.com/doc/30514394/Informe-ensayo-de-consolidacion

http://www.slideshare.net/guest7fb308/consolidacin-unidimensional-de-los-suelos

http://www.slideshare.net/guest7fb308/consolidacin-unidimensional-de-los-suelos

informe n

Documents