Conslidacion Porque

80
CONSOLIDACIÓN DE LOS SUELOS ESTUDIANTE: GERARDO VICENTE CAÑIZALEZ MONTESDEOCA C.I.: 7.300.311 ASIGNATURA: MECÁNICA DE SUELOS

description

consoli

Transcript of Conslidacion Porque

Page 1: Conslidacion Porque

CONSOLIDACIÓN DE LOS SUELOS

ESTUDIANTE: GERARDO VICENTE CAÑIZALEZ MONTESDEOCA C.I.: 7.300.311 ASIGNATURA: MECÁNICA DE SUELOS

Page 2: Conslidacion Porque

Contenido de la presentación Introducción

Compresibilidad

Consolidación□ Teoría de Terzagui□ Ensayo de Consolidación□ Asentamientos por

consolidación□ Consolidación Secundaria

Page 3: Conslidacion Porque

Consolidación Introducci

ónRelaciones esfuerzo – deformación

No son fáciles de determinar, cuantificar e interpretar en los suelos

La deformación

propiedades mecánicas del material

depende

Todos los materiales sufren deformación cuando se cargan

magnitudtipo

duración

carga

Page 4: Conslidacion Porque

Consolidación Introducci

óncomportamient

o mecánico del suelo

papel fundamental

obras civiles

consolidación orden

prioritariofundacionesasentamiento

El suelo tiene características y comportamiento menos uniforme que otros materiales. Esto hace menos

predecible el comportamiento de los suelos

Page 5: Conslidacion Porque

Consolidación Introducción

El reto es el análisis de los aspectos involucrados, que permitan estimar la deformación de una masa de suelo sometida a carga y la afectación de la estructura que soporta.

El asentamiento total se estima mediante la teoría de consolidación. Sin embargo, resulta de mayor importancia el análisis de los posibles asentamientos diferenciales que se puedan presentar.

Page 6: Conslidacion Porque

Consolidación Compresibilid

adCompresibilidad Propiedad del suelo de reducir su

tamaño

Suelo

fuerza de compresión

se reducen

se le aplica los espacios

vacíos

por

La compresión

reacomodo de sus partículas sólidas

de las partículasdel agua

insignificante

Page 7: Conslidacion Porque

Consolidación Compresibilid

adsuelos saturados

la compresión

Se debe a la expulsión de agua de los vacíos

como el agua fluye lentamente resulta un proceso diferido en el tiempo

suelo parcialmente saturado

se producirse reacomodo casi instantáneo por expulsión de aire

Page 8: Conslidacion Porque

Consolidación Compresibilid

adsuelo confinado

es comprimido

se vuelve más compacto y por lo tanto

menos compresible

Si está saturado se presenta una resistencia hidrodinámica que se opone al cambio volumétrico.

Suelos no cohesivos

se comprimirán en un tiempo

relativamente corto

durante la fase de construcción de la

estructura

Page 9: Conslidacion Porque

ConsolidaciónLos sedimentos

con alto contenido de arcilla baja

permeabilidad

alta a muy alta compresibilidad

hace que se compriman lentamente

necesitan más tiempo para que el agua desaloje los vacíos

Un suelo no es ni elástico ni plástico perfecto, frente a solicitudes de carga y descarga se observa una respuesta elasto-plasto-viscosa

La compresibilidad de los materiales que constituyen la fracción fina del suelo, se estudia en el laboratorio por medio de un aparato denominado

consolidómetro

Page 10: Conslidacion Porque

ConsolidaciónAsentamientos en una capa de suelo: El asentamiento es definido como la compresión

de una masa de suelo debido a la aplicación de cargas en (o cerca de) la superficie.

Elasentamiento total de un suelopuede estardadopor:□ Compresión Inmediata

(Elástica).□ Consolidación Primaria.□ Consolidación Secundaria. En este tema, aprenderemos la teoría de la consolidación, que es utilizada para estimar el asentamiento debido a la consolidación primaria.

Page 11: Conslidacion Porque

Consolidación ¿Qué es consolidación? Es todo proceso que signifique

disminución de volumen en la masa de suelo con respecto al tiempo y al estado de carga que actúa sobre la misma.

Ahora, retomando los conceptos anteriores: Consolidación Instantánea: ocurre en

suelos no saturados, manifestándose como una disminución rápida de volumen por expulsión de aire.

Page 12: Conslidacion Porque

Consolidación Consolidación Primaria: es un proceso

hidrodinámico que significa la disipación del exceso de presión sobre el hidrostático y su transferencia en esfuerzo efectivo. La expulsión del agua y el reacomodo de las partículas de suelo a posiciones más estables, produce la disminución de volumen. Es el asentamiento más significativo del proceso de consolidación.

Consolidación Secundaria: consiste en un proceso de mayor y mejor reacomodo de las partículas de suelo a posiciones más estables, significa la movilidad del agua altamente viscosa, proceso diferido en mayor grado con respecto al tiempo.

Page 13: Conslidacion Porque

Consolidación ¿Qué es consolidación? Muchas veces es confundido con la

compactación. Para entender su diferencia utilicemos un diagrama de fases:

Compactación

∆V ∆V

Consolidación

Page 14: Conslidacion Porque

Consolidación La compactación incrementa la densidad de

un suelo no saturado, por reducción en el volumen de vacíos (aire).

La consolidación es un proceso que incrementa la densidad de un suelo saturado, producto de la expulsión de agua de los vacíos, es diferido en el tiempo.

La consolidación está generalmente relacionada con suelos finos.

Los suelos gruesos expulsan el agua de sus vacíos mucho más rápido, por su elevada permeabilidad.

Las arcillas saturadas consolidan tardan mucho en consolidarse por su baja permeabilidad.

Page 15: Conslidacion Porque

Consolidación ¿Por qué es necesario

estudiar la consolidación? La teoría de consolidación

nos permite estimar (o predecir) la magnitud de los asentamientos y la velocidad (tiempo) en que ellos se producirán.

Asentamientos diferenciales pueden ocasionar el colapso de la estructura.

Page 16: Conslidacion Porque

Consolidación Teoría de consolidación Unidimensional. Para un mejor entendimiento del proceso

que ocurre en la masa de suelo, hagamos una analogía del suelo:

Condición InicialVálvula

Cerrada Sin Cargas

Presión en el manómetro:

cero

t = 0Válvula Cerrada Presión aplicada

Presión en el manómetro:

máxima

t = t1

Válvula Abierta Presión aplicada

Presión en el manómetro:

disminuye El agua fluye por la válvula

El resorte se comprime

Condición FinalVálvula Abierta

Presión Aplicada Presión en el

manómetro: ceroNo hay Flujo de agua. El

resorte absorbió toda carga y se comprimió al máximo

Page 17: Conslidacion Porque

Consolidación El resorte representa el esqueleto del suelo. Un suelo rígido se comprimirámenosque un

suelo suave. La rigidez de un sueloinfluyeen la magnitudde

los asentamientos. Eltamaño de la abertura es análogo a

la permeabilidad del suelo. Por lo tanto, la consolidación de un suelo

fino esmás lenta que la de un suelo grueso. La permeabilidad de un sueloinfluye en la tasa

de consolidación.

Page 18: Conslidacion Porque

Consolidación Ensayo de Consolidación (Breve

Descripción)

El consolidómetro (odómetro)es un aparato quepermite estudiar la consolidación unidimensional en suelos finos.

Se coloca una muestra imperturbada de 20 mm de altura y 50 mm de diámetro, en un anillo indeformable.

La muestra se ubica sobre una o dos piedras porosas que simulan las condiciones de drenaje.

Dicha muestra se somete a cargasverticales (incrementos graduales).

Page 19: Conslidacion Porque

Consolidación Est

eensayo

representa

unestrato

saturado,cargado extensamente en sentido vertical y

donde la deformación horizontal permanece nula al aplicar la carga.

El problema se reduce a estudiar los esfuerzos y deformaciones en sentido normal (unidimensional) a los planos de estratificación.

Page 20: Conslidacion Porque

Consolidación La compresión vertical (deformación) del

suelo es registrada mediante extensómetros muy precisos.

Como hemos visto, en un primer momento toda la carga aplicada es recibida por la presión de poros (el agua es incompresible y no puede salir rápidamente por la baja permeabilidad).

La compresión del suelo es posible sólo cuando hay un incremento en los esfuerzos efectivos, que a su vez requiere que la relación de vacíos (e) disminuya por la expulsión del agua contenida en los poros.

Page 21: Conslidacion Porque

Consolidación

Ase

ntam

ient

o

t

' U

Esfuerzo total (σ)

Esfuerzos efectivos (σ’)

Sobrepresiónde poros (U)U

σ'

t

Esf

uerz

os

• Luego de unos pocos segundos, el agua empieza a salir de los vacíos

• Esto resulta en una disminución de la sobrepresión de poros y de la relación de vacíos en la muestra. Lo que trae consigo un incremento del esfuerzo efectivo

• Como resultado la muestra de suelo se asienta como se muestra en la fig.

Page 22: Conslidacion Porque

Consolidacióndeesfuerzos

incrementos elensayo

(doblandoel

Se aplicanvarios verticalesdurante incremento anterior). Previo al primer incremento se registra la lectura inicial del extensómetro, al colocar la primera carga se activa el cronómetro y se registran las lecturas del extensómetro en intervalos de tiempo adecuados.

Page 23: Conslidacion Porque

Consolidación Completado el proceso de carga se

procede a quitar cargas en decrementos. Se toman las lecturas del extensómetro.

puede

determinarel

el ensayose de

humedad

final

de lamuestra

Concluido contenido ensayada.

Page 24: Conslidacion Porque

Consolidación Curva de Compresibilidad (Escala

Natural)e

eo

σ’

e1

e2

∆e

σ'1 σ'2

∆σ’

Page 25: Conslidacion Porque

Consolidación

Vs

Recordando

e Vv

Se pueden definir: Coeficiente de Compresibilidad

(av)

Coeficiente de Compresibilidad Volumétrico (mv)

e

'

av

V 'm V 1v

Pendiente de la recta secante (varía donde se considere)

Page 26: Conslidacion Porque

Consolidación

Vacíos

Vv=e

Área ConstanteLas Variaciones de Volumen se representan por variaciones de

alturas∆σ’

∆V=∆Vv=∆e=∆H

oovm V 1 e 1 av

V ' 1 e ' 1 eH

e

Ho

1 e

Se tiene

Entonces

Sólidos

Vacíos

Sólidos

Ho

Vs=1

Vo=1+e

Page 27: Conslidacion Porque

Consolidación Curva de Compresibilidad (Escala

Natural)e

eo

σ’

e1

e2

∆e

σ'1 σ'2

∆σ’

Page 28: Conslidacion Porque

Consolidación

'

e1 e2 e2 e1

Cc

log ' log '

Curva de Compresibilidad (Escala Semi-Logaritmica)

e

log σ’

e1

e2

∆e

logσ'1 logσ'2

∆logσ’

Cc

22 1

log

'1

Cc: Coeficiente de compresión

Page 29: Conslidacion Porque

Consolidación

σ’

Si se somete a incrementos-decrementos de carga :

e

Curva de Compresión Virgen

Curva de Recompresión

Curva de

Expansión

Page 30: Conslidacion Porque

Consolidación Representándola en escala Semi-

logaritmicae Curva de Compresión Virgen

log σ’

Curva de Expansión

Curva de Recompresión

Curva de Compresión Virgen

Page 31: Conslidacion Porque

Consolidación En la realidad

sucede:e

Producto de:

log σ’

Curva de Recompresión

Curva de Compresión

Virgen Curva de

Expansión

Curva de Recompresión

Curva de Compresión Virgen

Page 32: Conslidacion Porque

Consolidación Para efectos de cálculos por lo general no se

consideran los procesos de descarga (condiciones de diseño)e

Cr

Presión de Preconsolidación

σ' (log)

Cc

Page 33: Conslidacion Porque

Consolidaciónσ‘c : Presión de Preconsolidación

Lo que puede aproximarse a

e

Cr

log σ’

Cc

Page 34: Conslidacion Porque

Consolidación Presión de Preconsolidación

Máxima presióna la que ha estadosometido en suelo a lo largo de su historia geológica

Page 35: Conslidacion Porque

Consolidación Estimación de la presión de

preconsolidación.e

σ’c σ' (log)

Page 36: Conslidacion Porque

Consolidación(OCR:

Coeficiente dePreconsolidación Overconsolidation Ratio)

OCR 'c

OCR = 1. Normalmente Consolidado

OCR > 1. Preconsolidado 2<OCR <3 Ligeramente

Preconsolidado 7<OCR<10 Altamente

Preconsolidado OCR<1. Imposible

'o

Page 37: Conslidacion Porque

Consolidación Arcillas Normalmente Consolidadas

σ‘c = σ‘oσ‘c

Se comprimen más. Rama de compresión virgen (comportamiento lineal) Nunca ha estado más cargado en su historia geológica. Baja resistencia al corte

Page 38: Conslidacion Porque

Consolidación Arcillas

Preconsolidadas

σ‘c > σ‘o

σ‘c

σ‘o

Se comprimen menos Recompresión y Compresión (comportamiento no lineal) Ha estado más cargado en su historia geológica Tienen alta o muy alta resistencia al corte

Page 39: Conslidacion Porque

Aspectos

Claves dela

Presiónde

ConsolidaciónPreconsolidación

La presión de preconsolidación para un suelo preconsolidado no debería ser excedida, de ser posible (Asentamientos pequeños)

Si el esfuerzo efectivo supera la presión de preconsolidación los asentamientos serán mayores.

La estimación de la presión de preconsolidación puede verse afectada por el grado de alteración de la muestra de suelo.

Page 40: Conslidacion Porque

Aspectos Claves de la Presión de Preconsolidación

ConsolidacióneA

B

• La figura exhibe 2 curvas para dos muestras de suelos, la muestra A es relativamente impertubada y la B es alterada

• Un incremento en el grado de alteración resulta en (Log) una menor pendiente de la línea de compresión.

• También hace difícil de ubicar el punto de máxima curvatura debido a la transición gradual entre compresión y recompresión (error en la estimación del valor de la presión de preconsolidación).

σ'

Page 41: Conslidacion Porque

ConsolidacióndeConsolidación

sedeben

En losproblemas estimar dos cosas:□ Magnitud de los

Asentamientos

□ Tiempo en que estos ocurren.

Page 42: Conslidacion Porque

Consolidación Asentamientos por Consolidación Para el cálculo de los asentamientos

usando la teoría 1D se necesita o bien el Coeficiente de compresibilidad volumétrica (mv) o el coeficiente de compresión (Cc).

En este punto se debe recordar:

H

e

Ho

1 e

eHoH Sc

1 e

Page 43: Conslidacion Porque

Consolidación Asentamientos por

Consolidación Utilizando el coeficiente

de

compresibilidadvolumétrica

mv: v V ' 1 e ' 1 em V 1 e 1 av

Recordando que:

' eav

oo

Manipulando y Despejando, se obtiene:

1 eo mv ' e

Page 44: Conslidacion Porque

Consolidación Asentamientos por Consolidación Utilizando mv: Tomando las siguientes ecuaciones

Y sustituyendo ∆e

eHoH Sc

1 e 1 eo mv ' e

Sc mv ' Ho

Page 45: Conslidacion Porque

Consolidación Asentamientos por Consolidación Utilizando el coeficiente de

compresión Cc: Recordemos que el suelopuede ser

Normalmente consolidado y Preconsolidado:

Page 46: Conslidacion Porque

Consolidación Asentamientos por

Consolidación Normalmente Consolidado:

e

Cc ' f

o ' f

log '

e Cc log 'o

eHoSc

1 e

o

CcSc Ho log1e '

' f

Page 47: Conslidacion Porque

Consolidación Asentamientos por Consolidación Preconsolidado: Caso A: Sólo Recompresión (σ’f =

σ’o+∆σ’≤σ’c)

σo σf σ’c

e Cr log

f

'o

'

o

CrSc Ho log1e

'

' f

Hoe

Sc 1 e

Page 48: Conslidacion Porque

Consolidación Asentamientos por Consolidación Preconsolidado: Caso B: (σ’f = σ’o+∆σ’>σ’c)

σ’o σ’c σ’f

fCcCrSc H logHo log

c

1eo

11e1 'c

' '

'o pero

'

oo

Sc Cc

1eCr

1eHo log

' f '

Ho log c

H n1 en1 eo 1 e1

Ho H1 L entonces

oo

Page 49: Conslidacion Porque

Consolidación Teoría de Consolidación Unidimensional

En 1923 Karl Terzagui adelantó una solución matemática del proceso de consolidación de los suelos. Constituyéndose en uno de sus más grandes aportes a la mecánica de suelos.

Una teoría general de consolidación debería considerar condiciones de esfuerzo y deformación tridimensionales.

Page 50: Conslidacion Porque

Consolidación Teoría de Consolidación Unidimensional

Sin embargo, en estas condiciones el problema se tornaría en una solución muy compleja, pues los suelos no son de comportamiento ideal en ningún sentido, resultando prácticamente imposible estimar toda la amplia variación de las propiedades del suelo.

Por ello, la teoría de consolidación unidimensional simplifica sustancialmente el procedimiento y satisface la mayoría de los requerimientos relativos al asentamiento.

Page 51: Conslidacion Porque

Consolidación Teoría de Consolidación Unidimensional de Terzagui Se basa en las siguientes hipótesis:

□ El suelo es homogéneo□ El suelo está saturado (S=100%)□ Partículas de sólidos y agua son incompresibles

□ El flujo de agua y la compresión sonunidimensionales (vertical)

□ La ley de Darcy es válida□ El coeficiente de permeabilidad (K) y el

coeficiente de compresibilidad volumétrica (m v) permanecen constantes durante todo el proceso de consolidación

Page 52: Conslidacion Porque

Consolidación La Teoría de Consolidación Unidimensional de

Terzagui relaciona tres parámetros: El exceso de presión de poros ( u )

La profundidad (z) del estrato de arcilla Y el tiempo (t) medido desde el inicio de la

consolidación. P. E. en el momento en que se aplica el incremento de esfuerzo total.

La ecuación diferencial que gobierna la consolidación es

z 2

2u Cv

tu

Page 53: Conslidacion Porque

Consolidación

hecho quedaen

seriescondicion

es

deFourier de

borde

paray senecesitan

soluciones

emplearlas particulares.

Donde Cv es el Coeficiente de

Consolidación Vertical yestá dado por:

Cv K K 1 eo mv w av w

Como K y mv son constantes Cv también lo será.

La solución a esta e.d.d.p. esbastante compleja, de

Page 54: Conslidacion Porque

Consolidación Es por ello que muchas veces se emplean

soluciones gráficas para condiciones de borde particulares

d

dH

Drenaje Doble

Piedra porosa

Page 55: Conslidacion Porque

Consolidación

Que permiten determinar el grado de consolidación a cualquier profundidad para un Tv dado o el tiempo requerido para alcanzar un grado de consolidación U, a determinada profundidad

Page 56: Conslidacion Porque

Consolidación Para efectos prácticos es mucho más sencillo y

útil determinar, un grado de consolidación promedio para toda la capa.

Page 57: Conslidacion Porque

Consolidación Grado de Consolidación Se define como

grado

de consolidación, aunaprofundidad z y a un tiempo t [Uz(%)], a la

relaciónentrela

consolidación

yaexistente

aesa quehabrá

de

profundidad y laconsolidación producirse bajo la carga impuesta.

Para efectos prácticos es mucho más sencillo y útil determinar, un grado de consolidación promedio para toda la capa.

Page 58: Conslidacion Porque

Consolidación Grado de Consolidación Medio del Estrato. Se define el grado medio de consolidación

[U(%)] de todo el estrato como la relación entre la consolidación que ha tenido lugar en cierto tiempo y la consolidación total que habrá de producirse.

Luego de la resolución de la ecuación se observa que el grado medio de consolidación depende de un número adimensional conocido como Factor Tiempo (Tv).

d 2d 2 w v a

C t K 1 e t

w vv

K

mTv v C

vm av1

e

Page 59: Conslidacion Porque

Consolidación Analicemos aún más esta

ecuación: Cv: Coeficiente de consolidación. d: máxima longitud de drenaje

Tv Cvt

d 2

Nótese que como la distancia está elevada al cuadrado, una capa drenada por una sola cara requiere 4 veces más tiempo que requeriría la misma capa del mismo espesor, pero drenada por las 2 caras

Page 60: Conslidacion Porque

Consolidación Retomando el tema, la

relación8

22 100

n0

TvU % 1

2n12 2

42n 1

puede ser resuelta para diferentes valores de Tv, calculándose los correspondientes valores de U(%). Esto permite establecer la relación teórica U(%) vs Tv, que se da en la tabla mostrada:

Ojo: ε es la base de los logaritmos neperianos (e), utilizando este símbolo para evitar confusiones con la relación de vacíos (e).

50 0.197

55 0.238

60 0.287

65 0.342

70 0.405

75 0.477

80 0.565

85 0.684

90 0.848

95 1.127

100 ∞

U (%) Tv

0 0.000

5 0.002

10 0.008

15 0.018

20 0.031

25 0.049

30 0.071

35 0.096

40 0.126

45 0.159

Page 61: Conslidacion Porque

Consolidación En la figura se dibuja la relación U(%) vs

Tv en escalas aritmética y semilogaritmica, estas curvas teóricas se conocen como curvas teóricas de consolidación.

Tv (nat)

Tv (log)

U (%)(nat)

U (%)(nat)

Page 62: Conslidacion Porque

Consolidación

Lasolución

delaconsolidació

n,considerando elprimer

término suficiente,

Expresiones empíricas que relacionan U(%) y Tv.

La curva teórica de la consolidación se aproxima mucho a una parábola entre U=0% y U=60% de consolidación. A partir de allí se obtiene:

2

4 100

Tv

de la ecuacióndiferencial

U (%)

(n=0), da un grado deaproximación para U≥60%

Tv 1.781 0.933log100 U

(%)

Page 63: Conslidacion Porque

Consolidación La determinación de Cv se hace a partir del

ensayo de consolidación. Empleando el método de Casagrande o Taylor

Page 64: Conslidacion Porque

Consolidación Ensayo de Consolidación (a

detalle)

Se coloca una muestra imperturbada de 20 mm de altura y 50 mm de diámetro, en un anillo indeformable.

La muestra se ubica sobre una o dos piedras porosas que simulan las condiciones de drenaje.

Page 65: Conslidacion Porque

Consolidación Ensayo de Consolidación (a detalle)

La muestra se mantiene sumergida bajo agua. Dicha muestra se somete a cargas verticales

que se aplican mediante un brazo de palanca. Se registra la lectura inicial del extensómetro. Se aplican varios incrementos de

esfuerzos verticales durante el ensayo (doblando el incremento anterior). Por ejemplo 2.5, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 400 Kg.

Page 66: Conslidacion Porque

Consolidación Ensayo de Consolidación (a detalle)

Al colocar cada carga se activa el cronómetro y se registran las lecturas del extensómetro en intervalos de tiempo adecuados.

Lo importante es registrar el tiempo y cada lectura del extensómetro.

El siguiente incremento de carga se aplica cuando ya se ha completado la consolidación primaria.

Normalmente el tiempo en que se completa la consolidación primaria para cada incremento de carga es de aproximadamente 24 horas, pero depende del tipo de material.

Page 67: Conslidacion Porque

ConsolidaciónEnsayo de Consolidación (a detalle)

Completado el proceso de carga se procede a quitar cargas en decrementos, en tres o cuatro porciones. Se toman las lecturas del extensómetro en diferentes tiempos para dibujar la curva de expansión. Cuando se desea la expansión total se toma la lectura inicial y final del extensómetro para un período de más o menos 24 horas o hasta que ya no se produzca más expansión.

Concluido el ensayo se puede determinar el contenido de humedad final de la muestra ensayada.

Page 68: Conslidacion Porque

ConsolidaciónEnsayo de Consolidación (a detalle)

¿Qué se debe medir al comienzo? Altura de la muestra. Diámetro de la muestra. Área y Volumen de la muestra. Densidad húmeda de la muestra. Peso de la Muestra (peso del anillo, peso del

anillo con la muestra). Contenido de Humedad Inicial. Relación de vacios inicial.

Page 69: Conslidacion Porque

Consolidación Ensayo de Consolidación (a

detalle)

Page 70: Conslidacion Porque

ConsolidaciónEnsayo de Consolidación (a

detalle)

Page 71: Conslidacion Porque

Consolidación Ensayo de Consolidación (a

detalle)

Page 72: Conslidacion Porque

ConsolidaciónEnsayo de Consolidación (a detalle)

Sometiendo la muestra de suelo a carga (24 horas para cada incremento de carga), se tiene:

C= Incremento de carga. = Incremento de esfuerzo.H = variación de la altura.

H Lextfinal Lextinicial

Para cada incremento de carga se realiza una curva de consolidación, por el método de Casagrande o por el método de Taylor.

Page 73: Conslidacion Porque

Consolidación

0%d

2

1

t

tEnsayo de Consolidación (a

detalle) Método de Casagrande

t2 t1t50

4

T (log)

d

50%

Lect. Ext. (nat)

T d 2 v

t50

Cv Para U=50% Tv=0.197

Consolidación Primaria

100%

Consolidación Secundaria

Tiempo (min) Lectura del Extensómetro

0 Lext inicial

0.25

0.5

0.75

1

2

4

1440 Lext final

Page 74: Conslidacion Porque

Consolidación Ensayo de Consolidación (a

detalle) Método de Taylor (escala

natural)

t

0%

t90

d 2

Lext

90%

90t90

Cv TvPara

U=90% Tv=0.848

a

1.15a

0.15a

Tiempo (min) Lectura del Extensómetro

0 Lext

inicial0.25

0.5

0.75

1

2

4

1440 Lext final

Page 75: Conslidacion Porque

ConsolidaciónEnsayo de Consolidación (a detalle)

Donde:□ Tv, factor tiempo.□ t, tiempo en que se genera la consolidación de la muestra o del estrato.□ d, máxima altura que tiene que recorrer el agua para salir de la

muestra o del estrato.

d

dH

Drenaje Doble

Piedra porosa

dH

Drenaje Simple

Piedra porosa

Superf icie Impermeable

Page 76: Conslidacion Porque

ConsolidaciónEnsayo de Consolidación (a detalle)

Para determinar la permeabilidad K, se utiliza la ecuación:

K 1

e Donde: av, coeficiente de

compresibilidad. K, coeficiente de

permeabilidad.

av w

Cv

eav

Page 77: Conslidacion Porque

ConsolidaciónEnsayo de Consolidación (a detalle)

Page 78: Conslidacion Porque

ConsolidaciónEnsayo de Consolidación (a

detalle)Ci

(Kg)

Ci

(Kg)

i

(kg/cm2)

i

(kg/cm2)

Hi

(mm)

Hi

(mm)e ei

0 0 Ho e0

C1 1 = C1/Am H1 = Lext i – Lext f e1 =H1(1+e0)/Ho

C1 = 0 + C1 1 = 0 + 1 H1 = Ho - H1 e1 = e0 - e1

C2 1 = C2/Am H2 = Lext i – Lext f e2 =H2(1+e1)/H1

C2 = C1 + C2 2= 1 + 2 H2 = H1 - H2 e2 = e1 - e2

Page 79: Conslidacion Porque

ConsolidaciónEnsayo de Consolidación (a

detalle)av mv Hm t90

Cv K

e1/1 av/(1+e) Hm=(Ho+H1)/4*10 Gráfico Cv=Hm2Tv90/t90 K=H2avwTv90/[(1+e)t90]

Page 80: Conslidacion Porque

ConsolidaciónConsolidación Secundaria

• Cuando el exceso de presión sobre el hidrostático ha sido transferido a esfuerzo efectivo se considera completado el proceso de consolidación primaria. Sin embargo, la compresión del suelo continúa a una tasa muy reducida, significando un mayor ajuste estructural bajo la presión sostenida.

• La contribución de la consolidación secundaria al asentamiento total varía con el tipo de suelo. Para muchos depósitos de suelo la consolidación secundaria es pequeña, pero para suelos orgánicos, micáceos y algunos depósitos de arcillas, tal consolidación puede constituir un porcentaje sustancial del asentamiento total.