UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA FACULTAD DE INGENIERA CIVIL

INTRODUCCIN:En esta parte se dearrollo el laboratorio de consolidacion tambien llamado ensayo de compresin confinada, es de gran importancia, cuando se requiere disear o construir en los suelos es necesario conocer las propiedades del suelo atraves del estudio de mecanica de suelos en las obras debido a ello los ingenieros tenemos un sin numero de ensayos dependiendo del tio de proble uno de los problemas que no ayuda a que la estrutura posea un buen diseo es el estudio de la consolidacion ya que con esto evetaremos problemas de asentamiento, licuacion de los suelos, entre otros. La consolidacin es el proceso de asentamiento de los suelos antes mencionados, cuando estn saturados y sujetos a incrementos de carga debido a la disipacin de la presin de poros. Todo lo anterior se refleja en los resultados obtenidos a partir del ensayo, el cual entrega la curva de esfuerzo deformacin, la presin de pre consolidacin y el coeficiente de consolidacin.El ensayo de consolidacin es un ensayo bastante complicado debido a que tiene un complejo procedimiento, en el cual debemos ver cmo va variando el volumen del suelo al aplicar la carga, con una duracin de 2 semanas aproximadamente, aunque en nuestro caso se ver una forma simplificada del ensayo, ya que por motivos de tiempo y espacio en el laboratorio no se podr hacer completo. Este ensayo esta estandarizado por la norma norteamericana ASTM D-2435-03.

OBJETIVO: Tener conocimiento de opciones en estudio de suelos Verificar la utilidad del ensayo de consolidacion Hacer mas interesanter el curso viendo sus aplicaciones ,los tipos de suelo que mas son afectados y que hacer ante suelos no muy permeables. Calcular los parmetros de compresin, consolidacin y expansin. Establecer los parmetros del suelo para poder determinar la resistencia portante de ste y as poder desarrollar un anlisis y un diseo de nuestras edificaciones conociendo los riesgos a los que estarn sometidos y poder controlarlos. Buen uso de los materiales disponibles en el laboratorio de Mecnica de Suelos y tambien tener conocimiento que hay equipos en el cismid referenta a estudio de suelos.

ASPECTO TEORICO:1.- CONSOLIDACIN:Fenomeno por el cual es sulo pierde altura o surge un reacomodo de sus particulos puede ser por porpiedades de sus particulas solidas o por la expulsion de el agua que esta tiene en su estructura a este fenomeno se le llama asentamiento hay 3 tipos. Asentamiento inmediato: Cuando al inico se somete al suelo a una carga esta surge un reacomodo debido ala deformacion elastica del suelo referente a la ateoria de elasticidad. Asentamiento primario: Se da cuando hay presencia de cambio de volumen debido ala expunsion de agua de la extructura del suelo. Asentamiento secundario: Esencialmente en suelos cohesivos saturados resulta de un ajuste plastico del solido .Consideracion en la consolidacion de suelos:En esta parte analizaremos el asentamiento primerio en la cual se vere como es suelos recibe la carga que se le incrementa inicialmente recibiendola con la presion de poros que luego de unt iempo se ira disipando por la expulsion de agua de la estrustura del suelo por ello a medida que el agua es expulsada las cargas que reciben el suelo seran soportadas por el mismo esqueleto de suelo.Un analisis mas detallado se representa la variacion de carga.

En la cual se analiza el suelo y se nota como varia la presion de poros y la carga efectiva manteniendo constante la variacion de carga.

Analizado generalmente en suelos arcillo debido a no ser muy permeable.DESCRIPCIN DEL ENSAYO Extraccin de la muestra Se extrae una muestra representativa del suelo Parte de dicha muestra se emplea para colocarse en el molde cilndrico para ser ensayada, el sobrante se emplea para calcular los lmites de attemberg de dicho suelo.

Muestra de suelo y molde en donde sera colocada. Se aprecia que la muestra est previamente tallada o remoldeada.

Montaje de la Muestra y preparacin para ensayar Se coloca papel filtrante y una piedra porosa en la base del molde de consolidacin. Para una muestra remoldeada se coloca en capas. Se utiliza el pisn para lograr la densidad de campo. Este procedimiento se repite hasta llenar la altura del molde. Se coloca el papel filtrante y la piedra porosa superiores. Luego se coloca el anillo superior.

Montaje de la muestra.

Con una piceta el molde es llenado de agua (saturacin de la muestra de suelo).

Evaluacin de la Muestra La muestra es llevada a un consolidmetro.

Consolidmetro con la muestra ya colocada. Se estn colocando cargas en la parte inferior, que sern transmitidas mediante un brazo de palanca.

Las cargas son aplicadas mediante un brazo de palanca. Su factor de correccin es de 10 a 1.Con un cronmetro controlar el tiempo en el asentamiento, tanto para carga como para descarga.Deformmetro: El indicador de deformaciones debe ser un dial graduado a 0,02 mm, y con un rango de medicin de por lo menos un 20% de la longitud del espcimen para el ensayo, o algn otro instrumento de medicin, como un transductor que cumpla estos requerimientos.

CLCULOS Y RESULTADOSSe determinar :El contenido de humedad inicial y final del espcimen

Donde:MTo = masa hmeda antes del ensayo.MTf = masa hmeda despus del ensayo.Md = masa secaDensidad seca d, volumen de slidos (Vs), altura de slidos (Hs)

V = volumen del especmen (cm3)G = gravedad especfica de slidosw = densidad del agua (g/cm3)A = rea del especmen (cm2)Relacin de vacos para cada carga aplicada

Grado de saturacin inicial y final.Clculo del coeficiente de consolidacin (Cv). Para determinar con buena aproximacin la velocidad de asentamiento real o la velocidad de disipacin de las presiones intersticiales se debe determinar el coeficiente de consolidacin (Cv) adecuado.Se determinar el Cv de cada incremento de carga mediante la siguiente relacin:

Donde:T = factor de tiempo (adimensional)t = tiempo correspondiente al grado de consolidacin.H = longitud de drenaje.El tiempo (t) correspondiente al grado de consolidacin se determinar por los siguientes mtodos:MTODO DE LA RAZ CUADRADA.El tiempo (t) se determinar para un grado de consolidacin de 90%, correspondindole el factor tiempo.

MTODO LOGARTMICO.El tiempo (t) se determinar para un grado de consolidacin de 50%Correspondindole un factor de tiempo

Determinacin de la presin de preconsolidacin (Pc), ndice de compresin (Cc), ndice de recompresin (Cr); estos valores se obtienen de la Fig N 5.

CURVA DE CONSOLIDACIN.Con los datos registrados para cada escaln de carga, se traza la curva de consolidacin, en la que se puede representar en abscisas el log t o t, y en ordenada la lectura del extensmetro que mide la deformacin vertical de la muestra.(CURVA DE CONSOLIDACION)NDICE DE COMPRESIBILIDAD (Cc):En la curva de compresibilidad, se distinguen tres tramos bien diferenciados: la rama de recomprensin, la rama virgen y la rama de descarga. En el tramo recto o virgen, la variacin del ndice de vacos es lineal con el logaritmo de las tensiones aplicadas, es por ello que se puede determinar la pendiente de esta recta, denominada ndice de compresin (Cc), utilizando la siguiente expresin:

Dnde:ei = relacin de vacos para un estado.Pi = presin transmitida al suelo para un estado.De igual modo, en la rama de descarga se puede obtener el ndice de expansin Cs como:

Es de resaltar que la inclinacin de la curva de compresibilidad, es una medida de la compresibilidad de la arcilla. La pendiente del tramo de curva que se encuentra por debajo de la carga de pre consolidacin, es menor que la pendiente del tramo virgen.CARGA DE PRECONSOLIDACIN:De la curva de compresibilidad, se puede observar que cuando se realiza la recarga por encima de las presiones alcanzadas durante la carga inicial, la lnea recta de re compresin es paralela a la rama de carga. Si se compara la curva de recarga con la curva de carga de una muestra inalterada de una arcilla depositada naturalmente, se nota la gran similitud existente. Casagrande propuso un mtodo emprico para la determinacin grfica de la carga de pre consolidacin, denominndose as a la mayor presin posible bajo la cual se consolid la muestra durante su pasado geolgico. El mtodo consiste en:a) Se traza una tangente por el punto de mayor curvatura de la curva.b) Por ese punto de tangencia se traza una lnea horizontal.c) Se traza la bisectriz del ngulo formado por la tangente y la lnea horizontal.d) Se prolonga la recta virgen hasta interceptar la bisectriz.e) En el punto de intercepcin del tramo recto y la bisectriz se traza una vertical que permite leer en el eje de las abscisas el valor de la carga de pre consolidacin.