Informe de Consolidacion Terminado
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INFORME # 8
ENSAYO DE CONSOLIDACINNorma ASTM D2435
JUAN CAMILO LOPEZJOSE ARROYOJAIRO VILLARREAL
Trabajo presentado al ingeniero: MANOLO GALVAN Asignatura: Mecnica de Suelos
Fecha de entrega: 26 Mayo del 2015
FACULTAD DE INGENIERACARRERA DE INGENIERA CIVILCALI
1. INTRODUCCIN
Al someter una masa de suelo saturado a un incremento de carga, sta es soportada inicialmente por el agua contenida en los poros, ya que ella es incompresible en comparacin con la estructura del suelo. La presin que resulta en el agua a causa del incremento de la carga es llamada exceso de presin hidrosttica, A medida que el agua drena de los poros del suelo, el incremento de carga es transmitido a la estructura del suelo. La transferencia de carga es acompaada por un cambio en el volumen del suelo igual al volumen de agua drenada, este proceso es conocido como consolidacin. Este es un proceso que tiene un tiempo acotado de ocurrencia, comienza cuando se aplica el incremento de carga, y finaliza cuando la presin de los poros es igual a la hidrosttica, o lo que es lo mismo, cuando se ha producido la totalidad de la transferencia de carga del agua a la estructura de suelo. Terminado este proceso llamado consolidacin primaria, el suelo contina deformndose, aunque en menor magnitud, debido a un reacomodamiento de los granos. A este ltimo proceso se lo denomina consolidacin secundaria, el asiento total, suponiendo que el ltimo valor medido coincide con el momento en que desaparece toda la sobrepresin intersticial creada al aplicar la carga, es una medida de la deformacin del esqueleto del suelo. Si se realizan varios escalones de carga, se obtendr una curva de compresibilidad, que relaciona la presin efectiva (en escala logartmica) con la deformacin del esqueleto mineral, expresada por el ndice de poros o relacin de vacos. El propsito fundamental del ensayo de consolidacin es determinar ciertos parmetros que se utilizan para predecir la velocidad y la magnitud del asentamiento de estructuras fundadas sobre arcillas. Adems, el ensayo permite obtener informacin acerca de la historia de presiones a que ha sido sometido el suelo.
2. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Determinar el ndice de expansin, el ndice de compresin y el respectivo esfuerzo de pre-consolidacin en una muestra de suelo inalterada.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Representar grficamente las variables de relacin de vacos contra esfuerzos efectivos. Establecer la importancia de realizar el ensayo de consolidacin en la vida practica del ingeniero geotecnista. Considerar las variables relacin de vacos y esfuerzos efectivos como parmetros relevantes al momento de considerar las deformaciones o asentamientos ocurridos en una masa de suelo.
3, EQUIPOS Y MATERIALESHERRAMIENTADESCRIPCION
Figura No. 1 Suelo inalterado
Suelo inalterado: muestra que nos permitir llevar acabo el experimento.
Figura No. 2 Dispositivo de cargaDispositivo de carga: Este dispositivo es el que nos permitir aplicarle la carga a la muestra durante el tiempo que se realizaran las mediciones.
Figura No. 3 ConsolidometroConsolidometro: este equipo permite determinar el asentamiento, que puede sufrir un suelo cuando es sometido a diversas cargas bajo condiciones de saturacin o en estado natural. Esta constituido por una celda de consolidacin, que consta de un anillo en el cual se encuentra confinado lateralmente un espcimen, de suelo el cual lleva en su parte superior e inferior una piedra porosa que permite la fluidez del agua que se encuentra en los poros de la muestra al aplicarle carga. En la parte superior del anillo se encuentra un vstago de carga en el que se aplican las presiones de asentamiento a las que se desea someter la muestra. Las deformaciones que experimenta el espcimen son medidas a travs de un micrmetro de deformacin.
Figura No. 4 piedra porosaPiedra porosa: Las piedras porosas son de carburo de slice, o de xido de aluminio, o de un metal que no sea atacado ni por el suelo, ni por la humedad del mismo. La porosidad de esta piedra debe ser muy fina para que no se permita el paso del suelo aunque tambin se utiliza un papel filtro que nos ayude a esto.
Figura No. 5 almacenamientoAlmacenamiento: Este equipo es el que nos permite tener la muestra sellada para que no sufra secamiento o prdida de la humedad durante el ensayo.
Figura No. 6 BalanzaBalanza: Con capacidad mnima de 1 kg, sensibilidad de 0.1g o menor, y una exactitud de 0.1% de la masa de la muestra en cualquier punto del rango de pesada empleado en el ensayo
Figura No. 7 HornoHorno: Se utiliza un horno de tamao adecuado, con una capacidad de mantener una temperatura de 110 +/- 5 c(230 +/- 9F)
Figura No. 8 DeformimetroDeformimetro: Equipo que nos ayuda a medir la deformacin de la muestra.
Figura No. 9 Recipientes metalicosRecientes metlicos: herramienta que nos facilita guardar los materiales
Figura No. 10 CronometroCronometro: Equipo que nos permite medir el tiempo.
Figura No 11. Pie de reyPie de rey: es un instrumento para medir dimensiones de objetos relativamente pequeos, desde centmetros hasta fracciones de milmetros (1/10demilmetro, 1/20 de milmetro, 1/50 de milmetro).
4, PROCEDIMIENTO
Inicialmente se mide la altura y el dimetro interno del anillo 3 veces, luego se debe limpiar y engrasar las paredes del molde con vaselina. Se toma una porcin de muestra inalterada, de tal manera que pueda tallarse un cilindro con ayuda del molde El anillo de consolidacin debe pesarse antes de tallar la muestra y pesarse nuevamente con esta.Para montar el sistema de consolidacin en el interior de la base de la cmara de consolidacin, se ubica por debajo y sobre el anillo que contiene la muestra de suelo, papel filtro que ayuda a que el suelo no pierda materiales finos durante el ensayo o si lo hace que sea mnimo, tambin debe permitir el paso del agua. Despus del papel filtro se ubican dos piedras porosas de color rojo como se evidencia en la Ilustracin 1, una arriba y otra abajo, las cuales permiten el drenaje de la muestra.
Ilustracin 1Se ubica el sistema de consolidacin sobre la plataforma del mecanismo de transmisin de cargas y se ubica el cabezal de carga sobre la piedra porosa, a continuacin se llena de agua desmineralizada para saturar el suelo. Sobre la plataforma se ubica el extensimetro, el cual mide las deformaciones verticales. Dicho extensimetro debe ser puesto en cero para poder empezar a medir las deformaciones y la palanca de aplicacin de carga se debe ubicar horizontalmente.
Ilustracin 2A continuacin se aplican cargas verticales en forma de pesas, el suelo empieza a deformarse verticalmente y se muestra el desplazamiento en el extensimetro. Se toman las medidas de desplazamiento vertical en un determinado tiempo de 0 s, 8 s, 15 s, 30 s, 1 min, 2 min, 4 min, 8 min, 15 min, 30 min, 1 h, 2 h, 4 h, 8hs, 16 h, 24 h.
Ilustracin 3El anterior procedimiento se repite para cada carga, aplicado las cargas durante 5 periodos de tiempo de 24h, las cargas se deben aplicar en orden ascendente de la siguiente manera: 0.5kg, 0.5 kg , 1 kg, 2 kg, 4 kg, 4 kg.Por ltimo se retira la carga igualmente de manera ascendente (2 kg, 1 kg, 0.5 kg) pero esta vez en 3 periodos de tiempos de 1h (1min, 2min, 4min, 8min, 15min, 30min, 1h). Como la carga est representada en pesas, se deben de quitar el nmero de pesas que equivalen a la descarga simultneamente para no alterar las deformaciones de la muestra de suelo.Se desmonta el sistema y se toma la altura final de la muestra con ayuda del pie de rey, se pesan el anillo y el suelo para determinar el peso final, y se toman 3 muestras de suelo las cuales se analizan para determinar la humedad final del suelo ensayado. Las tres muestras se ubican en sus correspondientes recipientes, estos se pesan en la balanza y luego se meten en el horno (Temperatura 110 5 C), pasadas 24 h se retiran las muestras y se registran los pesos.
5. CLCULOS
24 | Pgina
5.1 DIMENSIONES DE LA MUESTRAPara dar inicio a los clculos, es necesario conocer las caractersticas geomtricas del cilindro tallado (Ver Tabla 1); a partir de estas, se calcula la relacin de vacos, entre otros parmetros de estado. En la Tabla 1, tanto el dimetro como la altura, son el resultado de una media aritmtica, a partir de tres mediciones. Para el Dimetro se midi el mismo en la parte superior de la muestra, en el medio y en la parte inferior y para la Altura, se seleccionaron tres puntos, separados entre s en aproximadamente 120.
Tabla 1. Dimensiones de la Muestra ensayada.DIMENCIONES Y PESO DEL ANILLO
Lectura123Promedio
Dimetro [mm]74,874,874,874,8
Altura [mm]202020,520,2
Wa78,82
Wsh +a (Inicial) [g]232,9
Wsh +a (Final) [g]237,84
Ps116,07
Area (mm^2)4876,88
Gs2,88
d(KN/m^3)28,8
HS (cm)0,826
HS (mm)8,264
5.2 CONTENIDO DE AGUA Se define el Contenido de Agua o la Humedad de un suelo, como la relacin entre el peso del agua contenida en el mismo y el peso de la fase slida. Los clculos se realizan a partir de la siguiente ecuacin
Ecuacin 1. Calculo del contenido de agua dentro del material.X100
Los resultados del % de humedad de la muestra de suelo alterada, tanto inicial como final, se presentan en la Tabla 2 y 3.
Tabla 2. . Clculo del Porcentaje de Humedad del suelo Inicial a partir de tres muestras.HUMEDAD INCIAL
MUESTRA123% Humedad37%
Tara #43351
AMasa Tara [g]32,2732,3132,87
BMasa Tara + SH [g]84,09102,2499,31
CMasa Tara + SS [g]69,9683,4481,79
Humedad 0,370,370,36
Tabla 3. Clculo del Porcentaje de Humedad del suelo Final a partir de tres muestras.HUMEDAD FINAL
MUESTRA1% Humedad40%
Tara #351
AMasa Tara [g]31,19
BMasa Tara + SH [g]63,78
CMasa Tara + SS [g]54,43
Humedad 0,40232358
5.3 COEFICIENTE DE CONSOLIDACIN VERTICAL
El valor Cv se determina mediante el ajuste de curvas de tiempo experimental y terica. Para su clculo, se han desarrollado dos mtodos, uno depende de la raz cuadrada del tiempo (segn D. W. Taylor) y el otro del logaritmo del tiempo (segn Casagrande). El desarrollo de este ensayo estar seguido por el mtodo de Taylor y casa grande . Como se aprecia en la Figura 1, la lnea 0C trazada desde el origen pasando por el punto del 90% de consolidacin tiene una abscisa con un valor de 1,15 veces la abscisa correspondiente a la tangente inicial.
Figura 1. Mtodo de ajuste basado en la raz cuadrada del tiempo (Taylor).
Pasos para hallar Cv por el mtodo de Taylor
1). Se grafica la curva real de Raz del tiempo Vs. Deformacin.
2). Se dibuja una lnea recta (tangente) que pase por los puntos iniciales y una segunda lnea construida de tal manera que tenga una abscisa 1,15 veces de la que corresponde a la primera.
3). La interseccin de esta lnea con la curva de consolidacin define el punto correspondiente al 90% de consolidacin y la ordenada vertical, la raz cuadrada del tiempo para el 90% de consolidacin.
4). El valor de Cv se determina entonces a partir de la siguiente ecuacin:
5). Dicho procedimiento debe emplearse para cada carga aplicada.
Figura2. Mtodo de ajuste basado en el logaritmo de tiempo (casa grandre).
Pasos para hallar Cv por el mtodo de casa grande
1). Representar grficamente el logaritmo del tiempo frente a la variacin de altura que sufre la probeta de ensayo para un determinado valor de tensin.
2). Determinar el inicio de la consolidacin primaria: Tomar dos puntos cualesquiera en los que valor del tiempo tenga una proporcin de 1:4, por ejemplo 0,1 min y 0,04 min.
3). Determinar la distancia vertical que los separa H
4). Dibujar un recta AB a un distancia H del menor de los dos puntos. Esta recta marca el inicio de la consolidacin primaria.
5). Determinar el final de la consolidacin primaria: por el sector de mayor pendiente trazar una tangente a la curva de laboratorio (RECTA CD). A continuacin, prolongar hacia atrs la parte final de la curva hasta cortar a la recta CD en el punto E. La ordenada de este punto proporciona el final de la consolidacin primaria
6). La variacin de altura correspondiente a un U = 50 %
7). A partir del punto L50 se traza una horizontal hasta la curva de laboratorio en el punto F. La abscisa de este punto ser el tiempo correspondiente al 50 % de la consolidacin primaria. Para U = 50 % Tv = 0,196
8). Clculo del coeficiente de consolidacin:
Presentados los procedimientos anteriores, se hacen graficas de consolidacin (Taylor y casa grande) para cada carga y descarga realizado en el laboratorio, debido a que se determinan demasiadas grficas, para una mayor facilidad se presentaran en la hoja de Excel y posteriormente se le realizara un anlisis de la descarga asignada al grupo en cuanto a grficas y determinacin de los coeficientes por los dos mtodos
Las Tablas 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, y 13 presentan las mediciones experimentales del dial en cuanto a carga y descarga, adems como se mencion anteriormente se analizara la descarga asignada al grupo, los datos presentados se encuentran en la tabla 12, donde contiene tambin los coeficientes de consolidacin por los dos mtodos
Tabla 5. Resultados de los clculos para la conversin de la lectura del dial en desplazamiento. Carga de 0,5 kgf.Carga de 0,5 Kgf
Tiempo [min]Log [T(min)]raiz [T(min)]Dial de desplazamiento Desplazamiento (mm)Altura Corregida (mm)
GrandePequeo
000590,05020,117
0,13-0,88610,36061690,16020,007
0,25-0,60210,50001790,17019,997
0,5-0,30100,70711790,17019,997
10,00001,00001790,17019,997
20,30101,41421790,17019,997
40,60212,000017,590,17519,992
80,90312,828417,590,17519,992
151,17613,87301890,18019,987
301,47715,47721890,18019,987
601,77827,746018,590,18519,982
1802,255313,416418,990,18919,978
2402,380215,491918,990,18919,978
3602,556318,97371990,19019,977
14403,158437,947319,190,19119,976
Tabla 6. Resultados de los clculos para la conversin de la lectura del dial en desplazamiento. Carga de 1 kgf.Carga de 1 Kgf
Tiempo [min]Log [T(min)]raiz [T(min)]Dial de desplazamiento Desplazamiento (mm)Altura Corregida (mm)
GrandePequeo
00019,190,19119,976
0,13-0,88610,360622,590,22519,942
0,25-0,60210,500022,890,22819,939
0,5-0,30100,707122,990,22919,938
10,00001,00002390,23019,937
20,30101,41422390,23019,937
40,60212,00002390,23019,937
80,90312,82842390,23019,937
151,17613,873023,590,23519,932
301,47715,477223,890,23819,929
601,77827,74602490,24019,927
1202,079210,95452490,24019,927
2402,380215,49192490,24019,927
4802,681221,908924,590,24519,922
14403,158437,94732590,25019,917
Tabla 7. Resultados de los clculos para la conversin de la lectura del dial en desplazamiento. Carga de 2 kgf.Carga de 2 Kgf
Tiempo [min]Log [T(min)]raiz [T(min)]Dial de desplazamiento Desplazamiento (mm)Altura Corregida (mm)
GrandePequeo
0002590,25019,917
0,13-0,88610,36062990,29019,877
0,25-0,60210,500029,590,29519,872
0,5-0,30100,707129,690,29619,871
10,00001,00003090,30019,867
20,30101,414230,190,30119,866
40,60212,000030,190,30119,866
80,90312,828430,290,30219,865
151,17613,873030,490,30419,863
301,47715,477230,790,30719,860
601,77827,746030,990,30919,858
3302,518518,165931,590,31519,852
4022,604220,049931,890,31819,849
4522,655121,260331,890,31819,849
14403,158437,94733290,32019,847
Tabla 8. Resultados de los clculos para la conversin de la lectura del dial en desplazamiento. Carga de 4 kgf.Carga de 4 Kgf
Tiempo [min]Log [T(min)]raiz [T(min)]Dial de desplazamiento Desplazamiento (mm)Altura Corregida (mm)
GrandePequeo
0003290,32019,847
0,13-0,88610,36063790,37019,797
0,25-0,60210,50003790,37019,797
0,5-0,30100,70713790,37019,797
10,00001,000037,590,37519,792
20,30101,414237,590,37519,792
40,60212,00003890,38019,787
80,90312,82843890,38019,787
151,17613,873038,590,38519,782
301,47715,477238,590,38519,782
601,77827,746038,590,38519,782
1802,255313,416438,590,38519,782
2402,380215,49193990,39019,777
4802,681221,90893990,39019,777
14403,158437,94734090,40019,767
Tabla 9. Resultados de los clculos para la conversin de la lectura del dial en desplazamiento. Carga de 8 kgf.Carga de 8 Kgf
Tiempo [min]Log [T(min)]raiz [T(min)]Dial de desplazamiento Desplazamiento (mm)Altura Corregida (mm)
GrandePequeo
0004090,40019,767
0,13-0,88610,36065090,50019,667
0,25-0,60210,50005090,50019,667
0,5-0,30100,70715090,50019,667
10,00001,000050,590,50519,662
20,30101,41425190,51019,657
40,60212,00005190,51019,657
80,90312,82845190,51019,657
151,17613,873051,590,51519,652
301,47715,47725290,52019,647
601,77827,74605290,52019,647
1802,255313,41645290,52019,647
2402,380215,49195290,52019,647
4202,623220,49395290,52019,647
14403,158437,947353,590,53519,632
Tabla 10. Resultados de los clculos para la conversin de la lectura del dial en desplazamiento. Descarga de 4 kgf.Descarga de 4 Kgf
Tiempo [min]Log [T(min)]raiz [T(min)]Dial de desplazamiento Desplazamiento (mm)Altura Corregida (mm)
GrandePequeo
0005490,54019,627
0,13-0,88610,360652,590,52519,642
0,25-0,60210,500052,590,52519,642
0,5-0,30100,707152,590,52519,642
10,00001,000052,590,52519,642
20,30101,414252,590,52519,642
40,60212,000052,590,52519,642
80,90312,82845290,52019,647
151,17613,87305290,52019,647
301,47715,47725290,52019,647
601,77827,74605290,52019,647
1202,079210,95455290,52019,647
2402,380215,49195290,52019,647
4802,681221,90895290,52019,647
14403,158437,94735290,52019,647
Tabla 11. Resultados de los clculos para la conversin de la lectura del dial en desplazamiento. Descarga de 2 kgf.Descarga de 2 Kgf
Tiempo [min]Log [T(min)]raiz [T(min)]Dial de desplazamiento Desplazamiento (mm)Altura Corregida (mm)
GrandePequeo
1015090,50019,667
20,30101,41425090,50019,667
40,60212,00005090,50019,667
80,90312,828449,990,49919,668
151,17613,873049,990,49919,668
301,47715,477249,990,49919,668
601,77827,746049,990,49919,668
CASA GRANDRE t 50 (min)TAYLOR t 90 (min)7,73
h 50 (mm)h 90 (mm)19,696
CV (mm^2/s)CV (mm^2/s)10,6392
A continuacin se presenta los datos y resultados para el coeficiente de consolidacin calculo de cv por taylor
L9019,696
l90/29,848
T907,73
tv0,848
cv10,6392849
En la grfica 1 se presenta el mtodo de Taylor el cual fue fcil encontrar los datos ya que la grfica se dio de manera correcta, sin embargo se gener problemas al encontrar el cv por el mtodo de casa grande debido a que la grfica no presento una forma adecuada para encontrar los datos, ntese este inconveniente en la grfica 2
Grafica 1. Mtodo de Taylor para calcular L 90 y T90
Grafica 2. Mtodo de casa grande datos con una mala distribucin
Tabla 12. Resultados de los clculos para la conversin de la lectura del dial en desplazamiento. Descarga de 1 kgf.Descarga de 1 Kgf
Tiempo [min]Log [T(min)]raiz [T(min)]Dial de desplazamiento Desplazamiento (mm)Altura Corregida (mm)
GrandePequeo
10147,790,47719,690
20,30101,414247,590,47519,692
40,60212,000047,390,47319,694
80,90312,828447,190,47119,696
151,17613,873047,190,47119,696
301,47715,47724790,47019,697
601,77827,74604790,47019,697
Tabla 13. Resultados de los clculos para la conversin de la lectura del dial en desplazamiento. Descarga de 0,5 kgf.Descarga de 0,5 Kgf
Tiempo [min]Log [T(min)]raiz [T(min)]Dial de desplazamiento Desplazamiento (mm)Altura Corregida (mm)
GrandePequeo
10140,290,40219,765
20,30101,41424090,40019,767
40,60212,00004090,40019,767
80,90312,82844090,40019,767
151,17613,87304090,40019,767
301,47715,47724090,40019,767
601,77827,74604090,40019,767
5,4 COEFICIENTE DE COMPRESIN Y DE RECOMPRESIN El ndice o coeficiente de compresin, adems de ser la pendiente de la lnea de consolidacin virgen, generada a partir de la curva de compresibilidad, es el cambio en la relacin de vacos para un ciclo logartmico en base 10 de esfuerzo efectivos. Este ndice resulta al generar sobre la muestra un incremento de carga. Si en este sentido, si la muestra de suelo se somete a una disminucin de carga, el cambio de esfuerzos totales produce inicialmente una disminucin de presin intersticial, la cual representa un exceso negativo que con el tiempo se disipa debido a la entrada del agua al suelo. En consecuencia el suelo se expande y el coeficiente a analizar, sera entonces el de recompresin.
Figura 2. Relacin de Vacos en funcin del esfuerzo vertical efectivo para muestras inalteradas. (Fuente: Geotecnia I - Fac. de Ing. U.N.L.P. Captulo 20, Consolidacin de suelos)
Pasos para hallar Cc y Cr: 1). Se grafica la curva de compresibilidad, relacin de vacos vs. Logaritmo en base 10 de esfuerzos efectivos.Nota: se reconoce que la Relacin de Vacos inicial, es el resultado de la divisin entre la Altura de vacos (Hv) y la altura de solidos (Hs) y dado que para la realizacin de la curva, es necesario calcular la relacin de vacos para cada incremento de carga, la misma se obtiene de sustituir en la siguiente ecuacin:
Figura 3. Esquema de Relaciones entre el cambio de Relacin de vacos y la altura de la muestra.
Hv
Vacos Hv
Ht
HsSlidos
2). Se seleccionan dos puntos del tramo recto tanto de la curva de carga como de descarga para obtener las coordenadas (e1, log 1) y (e2, log 2) y calcular Cc y Cr.
Para proceder con los pasos sugeridos para la obtencin grafica de Cc, se calcula la Altura de vacos y se tiene que Hs = 8,46 mm, la cual genera una relacin de vacos e100 = (Ht- 8,46)/8,46.
Se genera entonces la Tabla 12, la cual contiene los clculos pertinentes para encontrar el esfuerzo y la Relacin de vacos para cada carga aplicada y apartir de la cual se genera la curva de compresibilidad.
Tabla14. Resultados de los clculos de las Tensiones y las Relaciones de Vaco para cada carga aplicada. EstadoCarga Aplicada [kgf]Carga [N] [Kpa]h100 [mm]e100
Carga0,54,91119,9761,28
19,81219,9171,27
219,62419,8471,27
439,24819,7671,26
878,481619,6321,24
Descarga878,481619,6321,24
439,24819,6471,24
219,62419,6681,25
19,81219,6971,25
0,54,91119,7671,26
Grafica 3. Curva edometrca sin correcciones
En la Grafica 3, se observa como la lnea de descarga presenta una pendiente (Cs) considerablemente menor que la curva de carga (Cc), como se presenta en la Tabla 15. La razn para ello es que las deformaciones que se producen durante la primera carga resultan en su mayor parte del deslizamiento entre partculas de suelo y estas no son completamente reversibles en la descarga; adems, independientemente del esfuerzo que realice el suelo, este no se recupera completamente o no regresa a su estado inicial, dado que el suelo se comporta mecnicamente como un material elasto-plstico.
Tabla 15. Calculo del ndice de compresin y hinchamiento CoeficienteCoordenadasValor
e1 [Kpa]e2 [Kpa]
indice de compresion1,4781,4840,033
indice de hinchamiento1,4711,45160,017
5,4 TENSIN DE PRE CONSOLIDACIN
Se considera tensin de pre consolidacin o Mximo esfuerzo histrico, al esfuerzo vertical efectivo mximo al cual ha estado sometido el suelo. En la Figura 4 (ver anexos), se esquematiza el clculo de dicho parmetro
Pasos para hallar p:1). Se traza una tangente y una recta horizontal a lo largo del punto de mayor curvatura. 2). Ambas rectas (la tangente y la recta horizontal), forman un ngulo, el cual al ser bisecado genera una nueva recta que pasa a su vez por el punto tangente. 3). Se prolonga la recta generada con la pendiente de Cc hasta que intersecte la recta de la bisectriz. 4). El punto de interseccin, ser p.
Llevando a cabo el procedimiento anterior, se tiene un valor de 8 Kpa para la tensin de pre consolidacin.
6. ANLISIS
Como se observa en los datos de cargue y descargue, el suelo posee unas caractersticas iniciales, despus de terminado el ensayo de compresibilidad estas caractersticas cambian al igual que cambia su estructura o la acomodacin de las partculas slidas, el nmero de vacos entre otros cambios que se encontraran en la muestra. En el laboratorio uno de los cambios ms notables se presenta al momento de calcular la altura final de la muestra, al momento de ser cargado la muestra se deforma y pierde altura. De igual manera al momento de descargar la muestra el suelo empieza a subir e intentar volver a su estado inicial pero se observa que la altura final despus de descarga el suelo no vuelve a ser la misma inicial. Este fenmeno, como se mencionaba anteriormente, se genera debido a que los suelos son materiales elasto-plsticos, esto indica que posee propiedades elsticas y plsticas.En campo y en ensayos de laboratorio tenemos que tener en cuenta que despus de colocada una carga al suelo este no recuperara su estado inicial ya que el suelo no es un material elstico del todo, pero tampoco su altura final ser la altura de la carga ya que el intenta moverse y no es un material plstico.
En el ensayo de consolidacin se pueden presentar mucho error en los clculos y errores en el proceso, ya que desde su montaje se pueden presentar errores humanos, mal uso de materiales (papeles filtro, piedra porosa), al momento de colocar las cargas, medir el tiempo y medir los datos arrojados por el aparato se pueden presentar errores, los cuales sern causantes de errores ms adelante en clculos.
Tambin se sabe que a medida que la carga aumente, el ndice de consolidacin (Cv) disminuye, esto nos indica que la capacidad de asentamiento va disminuyendo a medida que la carga aumenta.
Teniendo en cuenta los valores de ndices de compresibilidad y recompresibilidad los cuales son 0.033 y 0.017 respectivamente, observando la Figura 4[footnoteRef:1] se caracteriza el suelo como limo arcilloso. [1: Figura extrada de consolidacin unidimensional de suelos. ]
Figura 4. Caracterizacin de suelo.
7. CONCLUSIONES
El ensayo de consolidacin realizado, permite tener un mayor conocimiento del suelo en estudio y su comportamiento ante diferentes cargas progresivas cuando el suelo est saturado. Estos datos pueden visualizarse como un factor de seguridad a la hora el diseo de una estructura en un suelo arcilloso y a la vez se puede tener un dato claro sobre el comportamiento de este suelo a la hora de realizar una cimentacin, la cual sea sometida a carga y descarga, as poder prever que la estructura colapse o que se consolide ms en unos lados que en otros.
Los datos de laboratorio de consolidacin presentan inconsistencia debido a que el desarrollo de este fue muy extenso y seguramente se generaron errores en las lecturas, debido a esto las grficas de casa grande no dieron una distribucin a adecuada y no se logr calcular el cv por este mtodo
Los datos que se tienen, podran ser utilizados en la construccin de un quiosco pequeo, parque para juegos de nios una cancha de futbol dado que la muestra de suelo fue obtenida de una zona residencial en la que este tipo de construcciones podran ser comunes.
Despus de finalizar el ensayo de consolidacin, expresamos nuestra conformidad y agrado con el desarrollo del ensayo, adems de haber alcanzado los objetivos propuesto al inicio de esta prctica, determinamos un correspondiente valor de esfuerzo de pre-consolidacin al que podra estar sometido la muestra de suelo, determinado en la grfica e vs log del esfuerzo efectivo, al finalizar el proceso de consolidacin.
Los resultados que aqu se obtienen permiten conformar un patrn de comparacin entre la vida prctica del ingeniero civil y la teora pragmtica 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 seguridad manifestada en la estabilidad de las edificaciones que estn o estarn siempre sobre la superficie del suelo, y el cual estar o no en capacidad de soportar dichas estructuras para lo cual se realizan ensayos de este tipo y as poder cuantificar de algn modo la mxima capacidad que podra 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 ambiental.
Tambin podemos plantear que las deformaciones en las masas de suelos son proporcionales a las variables relacin de vacos y esfuerzos efectivo, este esfuerzo efectivo arroja una idea de la capacidad de soportar esfuerzos entre las partculas, 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 hecho de haber sobrepasado su capacidad de resistir un determinado esfuerzo que tiende a reconfigurar la estructura de las partculas para compensar dichos esfuerzos y como resultados se presentan los anteriores asentamientos mencionados.
8. 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 cuestin sea inalterada, es decir, que mantenga de algn modo sus propiedades intrnsecas de su configuracin. Garantizar la permeabilidad en la muestra de suelo de tal manera que se permita la filtracin o expulsin del agua en el proceso de consolidacin. Realizar los respectivos clculos al final de cada proceso de carga y descarga para garantizar obtener las deformaciones ltimas.
9. REFERENCIAS
. Notas de clase. Manolo Galvan . Mecnica de Suelos. 2015-1 Geotecnia I, gua para el seguimiento de clase de consolidacin de suelos. Ingeniero Augusto J. Leona. U.N.L.P Consolidacin unidimensional de suelos. Direccin web: http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/03_clases_catedra/clases_catedra_ms1/10_consolidacion.
10. ANEXOS
Se anexa la grfica curva edometrica (carga de pre consolidacin)