ENSAYO DE CONSOLIDACIN

9.1. INTRODUCCIN

Cuando se somete un suelo cohesivo saturado a un incremento de carga, ocurre un traspaso de esta carga desde el agua a la estructura de suelo en el tiempo. Inicialmente, de acuerdo a la teora, ese incremento de carga exterior lo toma integralmente el agua debido a que por una parte es incompresible, y por otra, el suelo del que estamos hablando presenta una baja permeabilidad. Este incremento de carga tomado por el agua produce excesos en la presin neutra por sobre las presiones hidrostticas. Al cabo de un tiempo, parte de este exceso de presin neutra es disipado, transfirindose esa parte de la carga a la estructura de suelo, resultando en un incremento de tensiones efectivas. El resultado de este incremento gradual de tensiones verticales efectivas produce asentamientos en el terreno. Cuando el suelo es permeable, como es el caso de un suelo granular, o cuando la carga se aplica a un suelo fino seco (o con bajo grado de saturacin), el proceso de deformacin con reduccin en el ndice de vacos tiene lugar en un perodo tan corto que es posible considerar el proceso como instantneo. En estos casos existe una deformacin vertical prcticamente inmediata, pero no se reconoce como consolidacin. La consolidacin de un suelo tiene tres fases, las cuales se mencionan a continuacin:

Consolidacin inicial.- Reduccin de vacos por eliminacin de aire.

Consolidacin primaria.- Reduccin de vacos por eliminacin de agua.

Consolidacin secundaria.- Reacomodo de las partculas slidas.

La velocidad de consolidacin se caracteriza por medio del coeficiente de consolidacin Cv, aunque este no es constante durante la consolidacin y depende de la sobrecarga aplicada y de la permeabilidad del suelo.

9.2. OBJETIVO DE LA PRCTICA Este ensayo se utiliza para determinar las caractersticas de consolidacin de los suelos. Para ello, una probeta cilndrica confinada lateralmente, se somete a diferentes presiones verticales, se permite el drenaje por sus caras superior e inferior, y se miden los asentamientos correspondientes. Este ensayo es aplicable a suelos homogneos, en los que el tamao mximo de la partcula no sea superior a la quinta parte de la altura de la probeta. Los datos obtenidos en con la prueba de consolidacin son usados para estimar la magnitud y el tipo asentamiento de una estructura o terraplenes. La deduccin del tipo de asentamiento que se trata es muy importante en el diseo de estructuras y en la evaluacin de de la magnitud del mismo.

9.3. MATERIAL Y EQUIPO Aparato de carga: Un aparto apropiado para aplicar una carga vertical o esfuerzos al espcimen. Consolidmetro: Con los componentes mostrados en la figura, en donde el anillo tendr las dimensiones mnimas, que sern, una altura mnima de 12 mm y un dimetro mnimo de 45 mm. Dos discos porosos (Piedra porosa). Micrmetro con una capacidad de lectura de 0.001 mm (Extensmetro). Equipo para labrar la muestra (Cuchillo y torno). Cronometro Capsulas de porcelana. Horno capaz de mantener una temperatura de 105 5 C. Balanza con aproximacin a 0.1 gr. Termmetro Filtros

9.4. PREPARACIN DEL ESPCIMEN 1. Reducir al mximo durante la preparacin de la muestra alguna alteracin en la estructura del suelo. 2. Preparar la muestra en un medio donde la muestra hmeda cambie en lo ms mnimo su contenido de humedad (Cuarto hmedo). 3. Preparacin de la probeta por tallado de una muestra inalterada: Se emplea el anillo con un borde cortante. Se prepara en la muestra una zona con la superficie horizontal de tamao apreciablemente mayor que el dimetro interior del anillo, con la precaucin de mantener la orientacin que tena la muestra en el terreno. Se sita el anillo sobre la mencionada zona con el borde cortante en contacto con la muestra. Utilizando como gua la pared interior del anillo, se talla un cilindro cuyo dimetro es aproximadamente el dimetro interior del anillo y de altura superior a este. Se va introduciendo el anillo en la muestra, hasta que esta sobresalga por la parte opuesta del borde cortante, cortndola en seguida por debajo.4. Determine el peso inicial del anillo ms el material hmedo, en gr.5. Determine el peso inicial del agua del material (MTO), en gr. 6. Determine la altura inicial del espcimen (H0), en cm. 7. Calcule el volumen inicial del espcimen, con aproximacin de 0.25 cm3. 8. Determinar el peso especfico relativo del material (Ss), este parmetro es dimensional. 9. Los lmites de consistencia, tales como lmite lquido, lmite plstico e ndice de plasticidad. 10. Determinar la granulometra del material.

9.5. PROCEDIMIENTO 1. Preparacin de los discos porosos: La preparacin de los discos y otros aparatos, depender de la muestra de suelo a la que se le aplicara la prueba. Las diferentes partes del consolidmetro debern prepararse de tal forma que no ocasionen cambios en la humedad de la muestra de suelo. Los discos secos se usaran para muestras muy expansivas, los discos hmedos para muestras parcialmente secas y los discos saturados, para muestras saturadas o materiales con una permeabilidad muy baja.2. Al poner el consolidmetro en el aparto de carga y aplicar una presin de consolidacin de 0.05 kg/cm2. Inmediatamente despus de aplicar este pre esfuerzo, debemos ajustar el micrmetro y anotar la lectura inicial do. si observa que la precarga aplicada produce una consolidacin significativa, se reducir la presin entre 0.02 y 0.03 kg/cm2.3. Aplique el primer incremento de carga, anotando las lecturas del micrmetro y del cronometro, como se indica en el formato de Error! No se encuentra el origen de la referencia. 4. Dibuje la curva de consolidacin, graficando en las abscisas tiempo (Logartmico) y en las ordenadas la deformacin lineal (Normal). 5. Una vez que en la curva de consolidacin se define claramente el tramo recto de consolidacin secundaria, se considera que se ha completado la consolidacin primaria , y se procede entonces a aplicar el segundo incremento de carga y se procede de nuevo del paso 3 al 5.6. Una vez aplicados todos los incrementos de carga necesarios, se procede a quitar las cargas en decrementos, de la misma manera que fueron aplicados. 7. Se hacen lecturas en diferentes tiempos para cada carga actuante en el ciclo de descarga, dibujando las correspondientes curvas expansin anloga a las anteriores de consolidacin. Es conveniente invertir la escala de las lecturas del micrmetro al dibujar las curvas. 8. Despus de retirar toda la carga permtase que la muestra se expanda descargada durante 48 horas. O hasta que no se registre expansin en el micrmetro en un periodo de 24 horas. 9. Al terminar la prueba desrmese el consolidmetro. Squese el agua del anillo y de la superficie de la muestra, colquese dos placas de vidrio, previamente taradas, cubriendo la muestra y el anillo, y pese todo el conjunto (anotando el dato como: tara + suelo hmedo). 10.Seque la muestra en el horno y obtenga su peso seco (tara + suelo seco). 11.Con todos los valores obtenidos durante la prueba, se determinan los parmetros de consolidacin. 12.Dibujar la grafica relacin de vacios contra esfuerzo aplicado, la cual le servir para determinar la carga de preconsolidacin del suelo.