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C.A.P. Ingeniería Civil Análisis de cimentaciones I
COMPORTAMIENTO DE LOS SUELOS EN COMPRESION CONFINADA
En un suelo saturado los cambios de volumen implican expulsión del agua por los poros
Como la permeabilidad no es infinita se necesita tiempo para que se produzca dicha expulsión
En suelos granulare la permeabilidad es muy grande por tanto la aplicación de carga es con drenaje.
En suelos arcillosos la permeabilidad es muy pequeña y por tanto el flujo puede durar mucho por tanto la carga se aplica sin drenaje.
1. Consolidación
La carga sin flujo de agua provoca un incremento de presión intersticial que luego se disipa con el tiempo.
Como consecuencia de este proceso el suelo sufre deformaciones a medida del exceso de presión intersticial aumentando la tensión efectiva el terreno.
La consolidación unidimensional se da en situaciones de capas d terreno sometidas a una carga n superficie de dimensiones teóricamente infinitas.
Carga muy extensa con respecto al espesor de la capa de terreno arcilloso.
En laboratorio la consolidación unidimensional se realiza mediante un ensayo endometrico donde el suelo se encuentra en compresión confinada (deformación lateral nula).
2. Cambio de volumen origen de las deformaciones verticales
En la situación anterior la deformación posible será vertical que se produce con un incremento de tensión vertical que puede ser debida a distintos fenómenos.
Compresión de la materia solida (variación en el volumen de partículas) producido por deformación de la partícula.
Aplastamiento en los contactos entre partículas.
Variación en el volumen de huecos lo que exige una reacomodación de la partículas de suelo. esta variación puede producirse a causa de
o Compresión elástica del agua y/o aire.
o Disolución del aire en el agua.
o Expulsión del agua y/o aire.
o El agua se puede considerar prácticamente incompresible.
El cambio de volumen se puede considerar únicamente a la expulsión del agua (drenaje) el modo que se produce el drenaje del suelo depende del gradiente hidráulico al que está sometido y de su permeabilidad.
Por tanto en un suelo saturado no hay drenaje pues los cambios de volumen debido a un estado tensional son despreciables y si hay drenaje se producen cambios de volumen.
La deformación volumétrica depende del nivel de tensiones de la rigidez del esqueleto solido.
La velocidad de deformación depende de la permeabilidad del suelo para un mismo valor de gradiente hidráulico.
C.A.P. Ingeniería Civil Análisis de cimentaciones I
En suelos granulares la deformación es instantánea.
ENSAYO ENDOMETRICO
Proceso de consolidación unidimensional.
DESCRIPCION DEL ENSAYO
Muestra de suelo colocada dentro del anillo rígido que impide la deformación y flujo laterales durante la compresión.
En la base y en la parte superior d l muestra se sitúan piedras porosas que permite el drenaje
La preparación de la muestra se puede realizar con una inalterada contenida en un tubo porta muestras (extracción) o por tallado en la cual se cuida la alteración de la muestra.
Para evitar que la muestra se seque durante el ensayo y simular las condiciones de campo todo el sistema anterior se encuentra entro de una célula llena de agua.
Parte de la carga total aplicada sobre la muestra haciendo que la carga que llega a la base sea algo menor .para reducir al máximo esta fricción la relación diámetro altura de la muestra será como mínimo de 2.5 .diámetros usuales 45, 70 mm y alturas 10, 20 mm.
Una vs colocada la muestra debe aplicarse cargas de incremento de tensiones cada vez mayores.
Lo habitual 5,10,20,40,80,150,300,600,1000,1500 KPa y descarga.
Después de la aplicación de cada escalón de carga se deja consolidar esto en laboratorio es de 24 horas.
Durante cada escalón de carga se registra el valor del asiento producido.
Evolución en el tiempo de asiento y del nivel de tensiones alcanzado durante un escalón de carga.
DEFORMACIONES FINALES
Se forma parejas de esfuerzo aplicado y asiento o disminución de alturas estas parejas de valores indican el índice de porros de la muestra final de cada escalón el índice de poros está relacionado con la humedad en ese momento por tanto para hallar el índice de poros final de cada escalón y poder tener la parejas de valores e necesario haber determinado la humedad al final del ensayo.
REPRESENTACION DE LA CURVA ENDOMETRICA
En las abscisas las presiones efectivas y en ordenadas el índice de poros alcanzado al final del periodo de consolidación correspondiente a una carga.
En la curva se observara que las deformaciones van siendo menores para un mismo incremento de presión es decir el suelo se rigidiza por tanto el modulo de deformación no es constante.
La representación más usual en la curva endometrica es emplear escala logarítmica para las presiones.
MUESTRAS REALES INALTERADAS Y AMASADAS
Se trata de hacer lo posible sin embargo no existen muestras completamente inalteradas pues los procedimientos de toma muestras producen cierta perturbación la máxima perturbación seria el amasado total.
C.A.P. Ingeniería Civil Análisis de cimentaciones I
La perturbación de la muestra supone . Diminución del índice de poros para una presión vertical. Se oscurece la historia de tensiones del suelo. Índice de compresión disminuye. PROCESOS DE SOBRECONSOLIDACION DEL TERRENO Eliminación de cargas existentes sobre el terreno. Variación de la posición del nivel freático.- si en un terreno el nivel freático
desciende y vuelve a ascender se produce sobre consolidación. Sobre consolidación por envejecimiento.- si se carga un terreno hasta una
determinada tensión efectiva y se deja en esa situación mucho tiempo el terreno continúa asentando.
CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL TEORIA DE TERZAGUI- FROLICH
Para que un suelo saturado cambio de volumen debido a la acción de una carga externa es necesario u expulse es agua hasta que la presión intersticial sea nula dado que la explosión del agua depende de la permeabilidad del suelo pues puede ser muy pequeña el tiempo necesario para llegar al equilibrio pude ser muy largo tal proceso de disipación se le denomina consolidación o consolidación primaria.
