7/25/2019 Consolidacion concurso
1/40
7/25/2019 Consolidacion concurso
2/40
Un ejemplo que permite ilustrar lo antes descrito es el de un colchnNuevo al sentarse, dormir y /o
cualquier otra cosa causaracambios instantneos que al
bajarse se recuperaran
Con el tiempo perder firmezael colchn ya sea por la formaen que dormimos osimplemente porque ya
cumpli su vida tilLos primeros sntomas de queno esta cumpliendo sufuncin es que dejaremos dedescansar debidamente y
sabremos que hay que cambiarel colchn
Sobre la consolidacin
7/25/2019 Consolidacion concurso
3/40
Objetivos del temaComprender los principios bsicos sobre laconsolidacin de suelos.
Identificar los parmetros mecnicos tiles para elcalculo de asentamientos en edificaciones.
Calcular cuanto se asentara una estructura, y en cuantotiempo.
7/25/2019 Consolidacion concurso
4/40
ContenidoPrincipios de la consolidacinFases de la consolidacin
Analoga de TerzaghiEnsayo edometricoCaso de estudio
7/25/2019 Consolidacion concurso
5/40
Principios bsicos de la
consolidacin de suelosCuando un cuerpo es sometido a un esfuerzo sobreella, dicha fuerza produce una deformacin sobre elmismo que podr ser apreciable o no segn lanaturaleza que de origen a dicha fuerza, esto se conocecomo relacin esfuerzo deformacin y es aplicable paracualquier tipo de elemento sin importar su origen onaturaleza
7/25/2019 Consolidacion concurso
6/40
La Subsidencia. Caso Municipio
Lagunillas.
7/25/2019 Consolidacion concurso
7/40
La Subsidencia. Caso Municipio
Lagunillas.
el problema radica en un fenmeno de inestabilidad
y/o debilitamiento del terreno producido por laextraccin del petrleo en pozos contiguos a la costadonde este proceso permite la entrada o el relleno delpozo con agua, la cual socava el pozo, se mezcla con latierra y produce dicho debilitamiento del subsuelo, el
cual pierde su capacidad para mantener las capassuperiores de la tierra, produciendo el hundimiento
7/25/2019 Consolidacion concurso
8/40
La Subsidencia. Caso Municipio
Lagunillas.
segn investigaciones, el terreno desciende entre5 y 12 cm anuales aproximadamente.
7/25/2019 Consolidacion concurso
9/40
La Subsidencia. Caso Municipio
Lagunillas.Consecuencias a Nivel de Infraestructura
El deterioro constante de las carreteras y autopistas aledaas ala zona.
El resquebrajamiento de las paredes y pisos de las casas por el
desnivel del terreno.Daos a los servicios pblicos como lo son las alcantarillas,cloacas, tuberas de agua y de gas domstico, estructuraelctrica.
7/25/2019 Consolidacion concurso
10/40
Principios bsicos de la consolidacin
de suelos
7/25/2019 Consolidacion concurso
11/40
Principios bsicos de la
consolidacin de suelosUn suelo se encuentra formado esencialmente por treselementos, aire, agua y solido, En condicionesnaturales ese estado puede permanecer durantetiempo indefinido, sin embargo , al someter ese mismosuelo a esfuerzos sobre ellas, se producir un cambioen su estructura, ya sea por reacomodamiento de laspartculas solidas debido a fuerzas estticas o porperdida de aire y/o agua ante la presencia de la mismafuerza. Este fenmeno donde se concibe el cambio de volumen del suelo se le conoce como consolidacin
7/25/2019 Consolidacion concurso
12/40
Principios bsicos de la
consolidacin de suelos
7/25/2019 Consolidacion concurso
13/40
Fases de la consolidacin de suelosEn el proceso de consolidacin se puede apreciar 3 fases,los cuales se pueden apreciar en el esquema siguiente:
Parte IIIProceso coloidal
Parte IIExpulsin de agua
Parte IExpulsin del aire
A s e n
t a m
i e n t o
1
2
3Tiempo de consolidacin primaria Tiempo de consolidacin secundaria
T1 T2 T3
Tiempo
0
C o n s o
l i d a c i
n
P r i m
a r i a
C o n s o
l i d a c i
n
S e c u n
d a r i a
Forma de la curvaterica
7/25/2019 Consolidacion concurso
14/40
Analoga de TerzaghiVlvula
Agua enlos poros
Resortes
CARGAPistn
,
tiempo
Al principio= = 0
Al final= 0 =
(a) Modelo de Terzaghi, (b) curva esfuerzo / tiempo.
7/25/2019 Consolidacion concurso
15/40
Analoga de TerzaghiSi empleamos un consolidmetro para someter una muestra de suelo auna presin vertical y medimos su altura inicial y final para cadaincremento de carga, se puede establecer la relacin vs. e.
La relacin entre e y
H se puede obtener fcilmente observando elsiguiente esquema.
oo
H e
e H
1De donde:
Slidos
Vacoseo
1
Ho
1Ho
H
H f
ef e
7/25/2019 Consolidacion concurso
16/40
Ensayo EdometricoPara evaluar los cambios de volmenes de un suelo, seutiliza un edometro (consolidometro), un equipo queconsta de una taza de bronce en el que se coloca unamuestra del suelo a estudiar confinado entre dos piedrasporosas, esta se somete a incremento de cargas bajocondiciones de hidratacin y peso controlados segn lanorma ASTM D2435.
7/25/2019 Consolidacion concurso
17/40
EN CUANTO TIEMPO?
7/25/2019 Consolidacion concurso
18/40
7/25/2019 Consolidacion concurso
19/40
Relaciones de inters
Cv = Coeficiente de Consolidacin
T = factor tiempo tabulado
d = espesor estrato
t50
Fuente: Crespo Villalaz (2008)
7/25/2019 Consolidacion concurso
20/40
CUANTO SE DEFORMA?
7/25/2019 Consolidacion concurso
21/40
7/25/2019 Consolidacion concurso
22/40
7/25/2019 Consolidacion concurso
23/40
7/25/2019 Consolidacion concurso
24/40
7/25/2019 Consolidacion concurso
25/40
INFORMACIN DE INTERS, PARA EL CLCULO DE LOS ASENTAMIENTOS
Define las caractersticas esfuerzo deformacin delsuelo, y se relaciona con cuanta consolidacin oasentamiento tendr lugar.
NDICE DE COMPRESIBILIDAD
ESTE VALOR ES ADIMENSIONAL
7/25/2019 Consolidacion concurso
26/40
INFORMACIN DE INTERS, PARA EL CLCULO DE LOS ASENTAMIENTOS
El coeficiente de compresibilidad volumtrica, mide larazn de variacin de la relacin de vacios con lapresin. Por lo que depende de esta ltima y no esconstante del suelo.
COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD VOLUMTRICA
7/25/2019 Consolidacion concurso
27/40
INFORMACIN DE INTERS, PARA EL CLCULO DE LOS ASENTAMIENTOS
Fsicamente expresa la compresibilidad del suelorelacionndola con su volumen inicial.
VARIACIN O CAMBIO VOLUMTRICO
7/25/2019 Consolidacion concurso
28/40
INFORMACIN DE INTERS, PARA EL CLCULO DE LOS ASENTAMIENTOS
VARIACIN O CAMBIO VOLUMTRICO
FUENTE: CABALLERO. EL TERRENO
7/25/2019 Consolidacion concurso
29/40
ASENTAMIENTO DIFERIDOS EN EL TIEMPO
(Consolidacin)
mv : mdulo de compresibilidad volumtrica unitaria del estrato -simo.
: incremento de esfuerzo efectivo vertical ubicado en la mitad
del estrato compresible -simo.d : espesor del estrato compresible -simo.
: asentamiento debido a la consolidacin del estrato (s)compresibles bajo el nivel de la cimentacin.
7/25/2019 Consolidacion concurso
30/40
tv = Factor Tiempo
Cv = Coeficiente de Consolidacint = tiempo
d = Espesor estrato = H/2 si drena por ambos lados.
Otras relaciones de inters(Consolidacin)
7/25/2019 Consolidacion concurso
31/40
tv = Factor Tiempo.
U = Grado de Consolidacin.
Otras relaciones de inters(Consolidacin)
7/25/2019 Consolidacion concurso
32/40
Otras relaciones de inters(Consolidacin)
S = Asentamiento en un tiempo dado.
Sc = Es el asentamiento total, obtenido de la expresingeneral.
7/25/2019 Consolidacion concurso
33/40
Modulo Balasto
FUENTE: CRESPO VILLALAZ (2008)
til en el diseo defundaciones bajo un
enfoque elstico.
Por ejemplo, el mtodode elementos finitos.
7/25/2019 Consolidacion concurso
34/40
Caso de estudioUn estrato de arcilla de 4 m de espesor es sometido aun esfuerzo efectivo que va de 180 Kpa a 310 Kpa.Determine :
Asentamiento Total Asentamiento al final del primer aoTiempo en das para una consolidacin al 50 %Tiempo en das para 25mm de asentamiento
Como dato adicional se conoce que :Mv =0,00025 Kn/m2 (coeficiente de compresibilidad volumtrica(constante))Cv= 0,75 m2/ao (coeficiente de consolidacin)
7/25/2019 Consolidacion concurso
35/40
Solucin :
CC.=
Ec. 1 e/H= Ec. 2
Donde:eo= oquedad iniciale1= oquedad despus del incrementode cargaT1: Esfuerzo finalTo: Esfuerzo inicial
Donde: e= Diferencial de oquedad e1= Diferencial de alturaeo: oquedad inicialHo: altura inicial
Caso de estudio
7/25/2019 Consolidacion concurso
36/40
Como el cambio de altura de el espcimen me indica el asentamiento(Sc) del sueloentonces podemos decir queH= Sc, por lo que podemos reescribir las ecuaciones1 y 2 para calcular el asentamiento total de la siguiente forma:
H=Sc=
+ Log(TT )
Dado que la informacin suministrada no da detalles del CC., podemos establecerotra relacin a travs de el coeficiente de compresibilidad (Mv):
Mv=(H/Ho)/T1-To, podemos decir que: H=Sc= Mv*Ho*(T1-To)
Caso de estudio
7/25/2019 Consolidacion concurso
37/40
Caso de estudio
= 2
= 4 2
= 0.933 log 1 0. 085
=
Para el calculo de consolidacin a un tiempo definido:
Ecuaciones empricas:Para U < 0.60
Para U > 0.60
l d d l d l
7/25/2019 Consolidacion concurso
38/40
Consolidacin dela masa de suelo
Para abordar el problema Bel asentamiento en el primer ao,debemos utilizar una variable adimensional llamada factortiempo(Tv), el cual nos ayuda a relacionar las variables de tiempo yel coeficiente de consolidacin (Cv)
Es de particular inters establecer cuanto tiempo tomara para un estratode suelo sometido a un esfuerzo en cada una de sus fases, este factor puedeobtenerse al ir sumando los asentamientos verticales a diversasprofundidades, este criterio se conoce como grado de Consolidacin(U)
7/25/2019 Consolidacion concurso
39/40
ConclusionesLa consolidacin es un problema complejo, pero sumucho inters para los proyectos de ingeniera civil.La deformacin que se produce en los suelos porefecto de las cargas puede repercutir en la durabilidadde las obras civiles por lo que la evaluacin de lossuelos a travs de el ensayo edometrico se convierteen un aspecto importante para contrarrestar estasituacin.
7/25/2019 Consolidacion concurso
40/40
Ciclo de preguntasPara consultas sobre el tema:Mecnica de Suelos/Fundamentos de la Mecnica de
los Suelos, tomo 1. Jurez Badillo (2005). Capitulo 10.Manual de laboratorio de suelos de la UNEFM( 2012)Dudas y/o comentarios:correo electrnico:[email protected] Asesoras: Martes de 2:00 pm a 5:30 pm, cubculo
12, modulo A(cerca del rea de direccin)
mailto:[email protected]:[email protected]