2011Ejercicio de Consolidacin de Suelos

UNIVERSIDAD LA GRAN COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

Laboratorio de suelos II-SEPTIEMBRE 2011 Presentado a: Ing. Pabl Narvez Mg. Geotecnia Presentado por: JHON FREDDY ROMERO ROMERO

INTRODUCCION

Al someter una masa de suelo saturado a un incremento de carga, esta 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 continua 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 todo el sobre presin 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.

TABLA DE CONTENIDO

1. OBJETIVOS......................................................................................................... 4 2. PRUEBA DE CONSOLIDACIN ......................................................................... 5 3. CALCULOS ......................................................................................................... 6 4. ANLISIS DE RESULTADOS ........................................................................... 10 5. CONCLUSIONES .............................................................................................. 11 6. BIBLIOGRAFIA .................................................................................................. 12

1. OBJETIVOS

Objetivo

Identificar ciertos parmetros que se utilizan para predecir la velocidad y la magnitud del asentamiento de estructuras fundadas sobre suelos y arcillas. Adems, el ensayo permite obtener informacin acerca de la historia de presiones a que ha sido sometido el suelo.

Objetivo especifico

Determinar a travs de la base terica cada uno de los parmetros y clculos para este tipo de ensayo. Lograr hacer un anlisis de resultados a un suelo empleando este mtodo de ensayo

2. PRUEBA DE CONSOLIDACIN

Sobre un espcimen de arcilla, se obtienen los siguientes resultados:

ESFUERZO APLICADO (KN/m2) H (mm)

0 19.6 0

25 19.2 5

50 18.9 8

100 18.6 1

200 18.1 4

400 17.6 8

800 17.2 4

Descarg a 17.92

La carga se mantiene constante durante un periodo de 24 horas. Al terminar el periodo de carga, esta se retira y se permite que la muestra se expanda durante 24 horas. Al final de esto la muestra tendr un espesos de 17.92mm y el contenido de humedad es de 31.8%, el peso especfico del suelo es 2.66. 1. Graficar la curva e/ y determinar el coeficiente de compresibilidad volumtrica (mv) para un intervalo de esfuerzo efectivos de (220 360) KN/m. Graficar la curva e/log y con ella determinar el ndice de compresibilidad (Cc) y la presin o carga de pre consolidacin (pv). Graficar una curva (mv)/ para este suelo. Usando los resultados de los numerales a, b, c. Determinar y comparar los valores de asentamientos por consolidacin para una capa de 4 metros de espesor de la misma arcilla, cuando el esfuerzo efectivo promedio vara entre (220 360) KN/m.

2.

3. 4.

3. CALCULOS

DATOS Altura inicial Gravedad especfica de los slidos Altura final Relacin de vacos final ef= wf*Gs/S Humedad final Grado de saturacin final H (mm) e Ho= Gs= Hf= ef= 19.60 2.66 17.92 0.85 mm

mm

f= 31.80 % S2= 100.00 % ' (KN/m2) Log ' (KN/m2) e/' (m2/ KN)

ESFUERZO APLICADO (KN/m2) 0 25 50 100 200 400 800 Descarga

H (mm)

e

19.60 19.25 18.98 18.61 18.14 17.68 17.24 17.92

-0.35 -0.27 -0.37 -0.47 -0.46 -0.44 0.68 0

-0.036 -0.028 -0.038 -0.049 -0.047 -0.045 0.070 0.000

0 25 25 50 100 200 400 0

1.023 0.987 0.959 0.921 0.872 0.825 0.780 0.850

1.40 1.70 2.00 2.30 2.60 2.90

0.00144 0.00112 0.00076 0.00049 0.00024 0.00011

Teniendo la relacin de vacos final, se procede a calcular los correspondientes e, para despus calcular la relacin de vacos de ese punto, todo lo anterior se desarrollara atrs hacia adelante.

1.

ESFUERZO 220 APLICADO (KN/m2) e 0.865 (

360

0.830 )

mv = 0.00013(m2/ KN) 2. Mtodo Casagrande

P = 118 KN/m

( Cc= 0.149 m/KN

)

3. ESFUERZO H H APLICADO (mm) (mm) (KN/m2) 0 25 50 100 200 400 800 Descarga 19.60 19.25 18.98 18.61 18.14 17.68 17.24 17.92 -0.35 -0.27 -0.37 -0.47 -0.46 -0.44 0.68 0 e ' (KN/m2) e Log ' (KN/m2) e/' mv

-0.036 -0.028 -0.038 -0.049 -0.047 -0.045 0.070 0.000

0 25 25 50 100 200 400 0

1.023 0.987 0.959 0.921 0.872 0.825 0.780 0.850

1.40 1.70 2.00 2.30 2.60 2.90

0.00144 0.00112 0.00076 0.00049 0.00024 0.00011

0.00072 0.00057 0.00040 0.00026 0.00013 0.00006

(

)

4.

Clculos de asentamientos.

1.

(

)

(

)

2.

(

) ( ( ) ( ) )

4. ANLISIS DE RESULTADOS

1.

Se supone que las constantes de consolidacin obtenidas en las pruebas de laboratorio son las mismas que rigen el proceso real que ocurre en la naturaleza, pero de forma ms lenta claro est. En suelos granulares, la reduccin del volumen de vacos se produce casi instantneamente cuando se aplica la carga, sin embargo en suelos arcillosos tomara mayor tiempo, dependiendo de factores como el grado de saturacin, el coeficiente de permeabilidad, la longitud de la trayectoria que tenga que recorrer el fluido expulsado, la condiciones de drenaje y la magnitud de sobrecarga. La diferencia entre el asentamiento por consolidacin en funcin del ndice de compresin y del mdulo volumtrico es de 9.8 .

2.

3.

5. CONCLUSIONES o Es de vital importancia para nosotros como futuros ingenieros civiles, identificar los diferentes comportamientos del suelo de nuestro pas, pues sobre l se realizaran las cimentaciones de las obras. o 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. o Se realiz llevando a cabo el procedimiento y el simulacro del respectivo ensayo de consolidacin y los clculos se realizaron con los datos suministrados por el laboratorista. o El ingeniero civil y el gelogo forman un equipo muy importante a la hora de definir cul suelo es apto para construir o no, ya que las estructuras presentan los problemas en cuanto a la buena o mala cimentacin y a la buena eleccin del suelo.

6. BIBLIOGRAFIA

Casagrande A. Karl TerzaghiTeora y prctica de mecnica de suelos. Seleccin de escritura por Karl Terzaghi. Lambe T.W (1972) La integridad en proyectos de ingeniera civil, Karl Terzaghi. 1963 1972, ASCE New York 1974, Consolidacin de suelos, pp. 314-335. ASTM D 2435-90.

Internet: http://civilgeeks.com/tag/libro-de-terzaghi-de-mecanica-de-suelo/ Posted on 9 agosto, 2010 (7 months ago) in Mecnica. http://es.wikipedia.org/wiki/Consolidaci%C3%B3n_de_suelos

T.W. Lambe y R.V. Whitman - Mecnica de suelos. Mexico, 1997 ISBN 96818-1894-6 Coduto, Donald (2001), Foundation Design, Prentice-Hall, ISBN 0-13-5897068 (en coreano) Kim, Myung-mo (2000), Soil Mechanics, Munundang, Sel, ISBN 89-7393-053-2