Mecnica de Suelos II

INTRODUCCIN

A un proceso de disminucin de volumen ,que tenga lugar en un lapso ,provocado por un aumento de las cargas sobre el suelo , que se le denomina Proceso de Consolidacin.Durante el proceso de consolidacin la posicin relativa de las partculas solidas sobre un mismo plano horizontal permanece esencialmente la misma; as , el movimiento de las partculas de suelo puede ocurrir solo en direccin vertical ; sta es la consolidacin unidireccional o unidimensional.En el presente informe se tendr que aplicar a una muestra de suelo el aumento en presin , por lo que ocurrir un reajuste en la estructura de dicha muestra que podra considerarse una deformacin plstica y la reduccin de vacios en dicho suelo.

1. Objetivos

Determinar los parmetros que definen el comportamiento de la deformacin de un suelo fino saturado bajo una carga esttica y que se deforma con el tiempo. Conocer el comportamiento y el proceso de disminucin de volumen que experimenta un suelo, provocado por cargas de largo plazo. Analizar los parmetros de consolidacin de un suelo para determinar el tiempo y el asentamiento de este. Conocer las caractersticas de los suelos consolidados (beneficios, consecuencias de una mala consolidacin, cuando se debe realizar un trabajo de consolidacin en un suelo).

2. Fundamento Terico

El proceso de consolidacin es un proceso de disminucin de volumen, que tiene en un lapso provocado por un aumento de las cargas sobre el suelo. Frecuentemente ocurre que durante el proceso de consolidacin la posicin relativa de las partculas slidas sobre un mismo plano horizontal permanece esencialmente la misma; as, el movimiento de las partculas de suelo puede ocurrir solo en direccin vertical. Al observar los depsitos de material muy suave situados en el fondo de una masa de agua, por ejemplo el de un lago, se nota que el suelo reduce su volumen conforme pasa el tiempo y aumentan las cargas por sedimentacin sucesiva. En este caso citado, la consolidacin seria de este tipo, considerado que los estratos depositados tienen gran extensin horizontal, en comparacin con su espesor. En la consolidacin unidimensional el volumen de la masa de suelo disminuye, pero los desplazamientos horizontales de las partculas slidas son nulos. En este caso, las caractersticas de la consolidacin de los estratos de arcilla pueden investigarse cuantitativamente con aproximacin razonable, realizando la prueba de consolidacin unidimensional sobre especmenes representativos del suelo, extrados en forma tan inalterada como sea posible.

La prueba de Consolidacin Estndar consiste en comprimir verticalmente una muestra de suelo en estudio, confinndola en un anillo, rgido. El suelo est sujeto a un esfuerzo en sus dos superficies planas; toda deformacin ocurre en el eje vertical, las deformaciones elstica y cortante son insignificantes debido a que toda la superficie de la muestra se carga y no permite deformacin lateral

3. Equipo Utilizado Los materiales utilizados en el laboratorio fueron los que aparecen en esta imagen .

Consolidometro

Cronmetro.

Balanza.

Herramientas de laboratorio.

4. Procedimiento de Ensayo

Se debe tomar una muestra de suelo que est parcialmente saturado que debe encajar un espcimen de dicho suelo representativo con la ayuda del molde de confinamiento cuya dimetro es de 5cm y 2cm de altura.Ahora vemos la muestra extrada dndose forma en el molde Se le transfiere a la muestra una presin o esfuerzo llamado asiento o ajuste equivalente a 0.05 kg/cm2 5 kPa.Se le somete a la muestra a una serie de esfuerzos duplicando cada ciclo hasta alcanzar el esfuerzo de diseo mximo. Colquense cargas sobre el consolidmetro para obtener presiones sobre el suelo de aproximadamente 0.125, 0.25, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0 y 8.0 kg/cm. Con cada carga mantenida constante.

Serie de Cargas (Equivalentes)

KgKg/cm

0.2500.125

0.5000.250

1.0000.500

2.0001.000

4.0002.000

8.0004.000

16.0008.000

Completado el ciclo se procede al retirar de cargas y controlar la deformacin en expansin hasta llegar a la carga de ajuste o asiento.

5. Clculos y Grficos Condiciones Generales:CONDICIONES GENERALES

1No molde2.00

2W molde(gr)57.20

3Altura swa (cm) 2.00

4Diametro swa(cm)5.00

5W molde sw(gr)129.26

6No recipiente25

7W recipiente(gr)20.27

8W recipiente sw(gr)147.29

9W recipiente s(gr)131.45

Clculos:DATOS INICIALES Y FINALES

Peso espcifico relativo de los slidos Gs2.6500

Peso hmedo inicial 5-2 Wwi72.0600(gr)

Peso hmedo Final 8-7-2 Wwf69.8200(gr)

Peso seco 9-7-2 Ws53.9800(gr)

Peso unitario del agua w1.0000(gr/cc)

Lectura inicial Li1.2154(cm)

Lectura finalLf0.8945(cm)

1. rea de Muestra (A):

2. Volumen Inicial (Vi):

3. Volumen Final (Vf):

4. Contenido de humedad inicial (i) :

5. Contenido de humedad final (Wf):

6. Peso especifico inicial (i) o peso especfico natural:

7. Peso especifico Final (f):

8. Densidad Seca Inicial (di):

9. Densidad Seca Final (df):

10. Volumen de Slidos (Vs):

11. Altura Terica de Slidos (Hs):

12. Relacin de Vacos Inicial (eo):

13. Relacin de Vacos Final (ef):

14. Variacin de Altura (h):

14VARIACION DE ALTURA

h10.0000cm

h20.0249cm

h30.0228cm

h40.0427cm

h50.0452cm

h60.0880cm

h70.0964cm

h8-0.0035cm

h9-0.0054cm

h10-0.0049cm

h11-0.0067cm

h12-0.0115cm

h13-0.0220cm

15. Deformacin Vertical Unitaria (vi):

15DEFORMACION VERTICAL UNITARIA

V10.0000%

V21.2450%

V31.1400%

V42.1350%

V52.2600%

V64.4000%

V74.8200%

V8-0.1750%

V9-0.2700%

V10-0.2450%

V11-0.3350%

V12-0.5750%

V13-1.1000%

16. Variacin de Relacin de Vacos (ei):

16VARIACION DE REL.DE VACIOS

e10

e20.0240

e30.0220

e40.0412

e50.0436

e60.0848

e70.0929

e8-0.0034

e9-0.0052

e10-0.0047

e11-0.0065

e12-0.0111

e13-0.0212

17. Relacin de Vacios

17RELACION DE VACIOS

e10.9278

e20.9038

e30.8819

e40.8407

e50.7971

e60.7123

e70.6194

e80.6228

e90.6280

e100.6327

e110.6392

e120.6502

e130.6714

18. Altura promedio de muestra

18ALT DE MUESTRA PROMEDIO

Hp12.0000cm

Hp21.9751cm

Hp31.9523cm

Hp41.9096cm

Hp51.8644cm

Hp61.7764cm

Hp71.6800cm

Hp81.6835cm

Hp91.6889cm

Hp101.6938cm

Hp111.7005cm

Hp121.7120cm

Hp131.7340cm

19. Altura de Drenaje (Hdi)19ALTURA DRENADA

Hd11.0000cm

Hd20.9876cm

Hd30.9762cm

Hd40.9548cm

Hd50.9322cm

Hd60.8882cm

Hd70.8400cm

Hd80.8418cm

Hd90.8445cm

Hd100.8469cm

Hd110.8503cm

Hd120.8560cm

Hd130.8670cm

20. Grado de Saturacin (S)Inicial: Si = Gs * i * 100 eoFinal:Sf = Gs * f * 100 efTabla de Esfuerzo y relacin de vacosKg/cm2e

0.050.9278484

0.250.90384669

0.50.88186922

10.84070965

20.79714028

40.71231495

80.61939266

40.62276639

20.62797158

10.63269481

0.50.6391531

0.250.65023823

0.050.67144456

Cc : Pendiente mxima en la etapa de compresin

Cs: Pendiente mxima en la etapa de expansin.

Curvas de consolidacin para la etapa de carga, grficos hechos utilizando el mtodo de Taylor:

Para un esfuerzo normal de 0.250 kg/

Kg/cm20.250

RAIZ tL. VERT.

0.0001.2154

0.3161.1972

0.5001.1960

0.7071.1954

0.8661.1950

1.0001.1948

1.4141.1942

2.0001.1935

2.8281.1928

3.8731.1922

5.4771.1914

7.7461.1910

10.9541.1905

15.4921.1905

37.9471.1905

Para un esfuerzo normal de 0.500 kg/Kg/cm20.500

RAIZ tL. VERT.

0.0001.1905

0.3161.1802

0.5001.179

0.7071.1783

0.8661.1778

1.0001.1772

1.4141.1765

2.0001.1759

2.8281.175

3.8731.174

5.4771.173

7.7461.1721

10.9541.171

15.4921.17

21.9091.1686

Para un esfuerzo normal de 1.000 kg/

Kg/cm21.000

RAIZ tL. VERT.

0.0001.1677

0.3161.151

0.5001.1482

0.7071.1468

0.8661.1458

1.0001.145

1.4141.1435

2.0001.142

2.8281.1404

3.8731.1391

5.4771.1378

7.7461.1356

10.9541.1345

15.4921.1315

Para un esfuerzo normal de 2.000 kg/

Kg/cm22.000

RAIZ tL. VERT.

0.0001.125

0.3161.1052

0.5001.103

0.7071.101

0.8661.0998

1.0001.0988

1.4141.097

2.0001.0951

2.8281.0932

3.8731.0918

5.4771.0895

7.7461.0881

10.9541.0861

15.4921.0845

37.9471.0826

Para un esfuerzo normal de 4.000 kg/

Kg/cm24.000

RAIZ tL. VERT.

0.0001.0789

0.3161.0425

0.5001.035

0.7071.0292

0.8661.0265

1.0001.0245

1.4141.02

2.0001.0168

2.8281.0143

3.8731.0094

5.4771.0062

7.7461.0032

10.9541.0003

15.4920.998

Para un esfuerzo normal de 8.000 kg/

Kg/cm28.000

RAIZ tL. VERT.

0.0000.9909

0.3160.948

0.5000.94

0.7070.9355

0.8660.9325

1.0000.9305

1.4140.926

2.0000.9222

2.8280.9189

3.8730.9158

5.4770.9129

7.7460.9092

10.9540.906

15.4920.9045

37.9470.9021

6. Conclusiones y Recomendaciones

-Con respecto a la curva compresibilidad (e vs v), tenemos que comprobar que Cs = o 1/5 Cc

-No podemos olvidar que el grado de saturacin as salga mayor que el 100% al momento de presentar los resultados, no podemos afirmar que sea mayor del 100%

-Medir la deformacin vertical en el tiempo especificado en el formato de la manera ms exacta posible con respecto al tiempo y la medida.

-La revisin del estado del arte de los efectos del suelo permite concluir que los depsitos de suelo tipo que pueden amplificar el movimiento ssmico tienen las siguientes caractersticas: consistencia blanda, con un grado de consolidacin bajo, caracterizados por velocidad de ondas ssmicas de cizalla bajas y el caso tpico es la arcilla. Tambin es importante el espesor de los sedimentos y las caractersticas de la columna estratigrfica.

BIBLIOGRAFA

Lambe,T. William y Whitman, Robert V. Mecnica de suelos. Mecnica de Suelos. Eulalio Jurez Badillo

LABORATORIO : CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL DE SUELOS