Imforme Suelos II
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Mecánica de suelos II – Ensayo de consolidaciónFIC
Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación
ENSAYO DE CONSOLIDACION
ALUMNO : Ronald Walter Taboada Valentin
CODIGO : 201420217
CURSO : Mecánica de suelos II
ESCUELA : Ingeniería civil
PROFESOR: Oscar Donayre Córdova
CICLO : 2015-II
Mecánica de suelos II – Ensayo de consolidaciónFIC
INTRODUCCIÓN
Cuando los suelos están saturados y se les incrementa la carga, ocurre un
proceso de asentamiento de los suelos (reducción de volumen), así como la
disipación de la presión de poros. A éste proceso se le conoce como
consolidación.
Este ensayo, también llamado ensayo de compresión confinada, es de gran
importancia, debido a que la consolidación es un problema natural de los suelos
finos, como arcillas y limos, y todas las edificaciones fundadas sobre este tipo de
suelo enfrentarán este fenómeno. De esta manera, la construcción de obras civiles
sobre suelos arcillosos y/o limosos, generan procesos de carga y descarga, los
cuales se pueden dar a corto o largo plazo de acuerdo con la propiedad del suelo
que estén afectando; por ejemplo, para el caso de la cimentación de un edificio, se
generan los dos tipos de respuesta ya que al cambiar la disposición original de las
partículas de suelo se producen asentamientos inmediatos y a medida que se
aumenta el periodo de tiempo, la carga colocada generará cambios en la presión
intersticial del suelo, produciendo de esta manera cambios volumétricos,
denominados asentamientos por consolidación. Por lo tanto y partiendo de lo
expuesto anteriormente, es de vital importancia conocer la velocidad de
asentamiento total y diferencial de la estructura, con el fin de evitar y controlar
estos asentamientos en las obras civiles concebidas generalmente para amplios
periodos de vida útil. Sin embargo para poder estudiar y controlar estos cambios
es necesario identificar la causa de los mismos para lo cual el conocimiento de los
procesos de consolidación es un requisito.
Mecánica de suelos II – Ensayo de consolidaciónFIC
OBJETIVOS
Determinar de manera experimental los parámetros de deformación de un suelo
fino saturado sometido a compresión y cuyo cambio de volumen se produce con el
tiempo, para ello debemos calcular los siguientes parámetros:
Calcular el índice de compresibilidad(CC)
Calcular el índice de expansibilidad(Cs)
Presión o esfuerzo de pre consolidación
Coeficiente de consolidación
Coeficiente de compresibilidad
Construir las curvas de consolidación de la muestra ensayada.
MARCO TEÓRICO
El exceso de presión intersticial generado por los incrementos de esfuerzos
debidos a la sobrecarga que representa una estructura, se disipan mediante el
flujo de agua contenida en la masa de suelo. La disipación de dicho exceso por
medio del flujo de agua se debe a la incapacidad que ésta tiene para resistir
esfuerzos de corte y se denomina consolidación. Este proceso se origina debido a
que al cargar una masa de suelo dicha carga es inicialmente absorbida por el
agua contenida en los poros de suelo, no obstante, al transcurrir el tiempo el agua
iniciará un flujo ascendente obligando a las partículas de suelo a soportar los
incrementos de esfuerzos generados por la carga. El anterior planteamiento y
definición implica:
1. Una reducción en el volumen de poros, por tanto un cambio volumétrico
manifestado en asentamientos en el suelo de fundación y por ende en la
estructura.
Mecánica de suelos II – Ensayo de consolidaciónFIC
2. Un aumento del esfuerzo efectivo, que a su vez incrementa la resistencia al
corte del suelo.
EQUIPOS EMPLEADOS
El equipo utilizado para realizar el ensayo de consolidación es el siguiente:
Un aparato de carga o edómetro, provisto de un lector de carga y un dial lector
de deformación de 0.0001 pulgadas de precisión (Figura 2)
Mecánica de suelos II – Ensayo de consolidaciónFIC
Figura 2. Tipos de edómetros (Bowles J., 1982).
Un consolidómetro, equipo compuesto por una caja de bronce, un anillo de
bronce de 63.9 mm de diámetro y 18.9 mm de altura con sus bordes cortantes
para tallar la muestra, un disco de moldeo para rebajar la muestra en una
profundidad dada, dos piedras porosas, dos discos de papel filtro y un bloque o
pistón de carga.
Un juego de masas para alcanzar las presiones de ensayo.
Horno de secado con circulación de aire y temperatura regulable capaz de
mantenerse en 110º ± 5º C.
Balanza.
Herramientas y accesorios: Cuchillo, espátula, recipientes plásticos, escobilla,
agua destilada y cronómetro.
PROCEDIMIENTO
1. Se determinó el peso, la altura y el diámetro del anillo, así como el peso de la
piedra porosa que fueron colocadas sobre la muestra.
2. Se tomó una muestra inalterada de suelo proveniente de la ceja de selva del
departamento del Cuzco GAGAY – PLUSPETRO.
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3. Se talló la muestra dentro del anillo aprovechando los bordes cortantes que
posee facilitando de esta manera el proceso. Del suelo sobrante, se tomaron
muestras representativas las cuales se usaron para determinar la humedad
natural, gravedad específica de los sólidos y los límites de Atterberg.
4. Sobre cada cara de la probeta, se colocó un papel filtro y sobre éste, cada una
de las piedras porosas saturadas, que se ajustaban dentro del anillo. Este
conjunto se llevó al consolidómetro.
5. Se colocó el consolidómetro en el dispositivo de carga.
6. Se inició el proceso de carga, las cargas aplicadas se muestran en las tablas de
del laboratorio.
7. Se registró la lectura inicial de la deformación vertical con lo cual se da por
iniciada la prueba o ensayo.
8. Se aumenta la presión en el suelo con las pesas necesarias y con magnitudes
de presión como lo indica la guía del laboratorio, para cada ciclo de carga se
registró las deformaciones en periodos de tiempo estandarizados.
9. Culminando la etapa de compresión se procede al desmontaje retirando las
pesas y controlando las deformaciones por expansión hasta volver a la carga o
presión de ajuste, finalmente se retira el espécimen de la celda y se registra el
peso húmedo final y el peso seco correspondiente.
CALCULOS
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Des
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GRAFICOS
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Conclusiones
1. Después de analizar la humedad final e inicial, con concluye que el suelo estaba saturado.
2. La muestra de suelo ensayada tenía un 61.22% de volumen de vacíos y solo 38.78% de volumen de sólidos, esto indica que la muestra tenía 61.22 gr de agua por cada 100 gr de muestra.
3. Después del ensayo de consolidación el suelo quedo parcialmente saturado.
4. Con respecto a la curva de compresibilidad, se determinó que el suelo ensayado soporto 1.45 (Kg/cm2) de presión como máximo en toda la era geológica.
5. Con respecto a la curva de compresibilidad, se determinó que el índice de compresibilidad es igual a 0.2881.
6. Con respecto a la curva de compresibilidad, se determinó que el índice de expansibilidad es igual a 0.033.
7. Los coeficientes de consolidación no son iguales para las distintas cargas aplicadas, pero si toman valores parecidos cuando se le aplica la carga de 1 kg/cm2, 2 kg/cm2 y 4 kg/cm2. El valor máximo de este coeficiente es 0.186 cm2/min y el mínimo es 0.057 cm2/min.
8. Los coeficientes de compresibilidad no son iguales para las distintas cargas aplicadas.