TALLER CONSOLIDACION

1. Se realiz un ensayo de consolidacin unidimensional a una muestra de arcilla de 2 cm de espesor en un

consolidmetro en el que estaba drenada por sus dos caras. Para dicho ensayo se tom una muestra a 2.5 m

desde la superficie, sobre un estrato de arcilla saturada cuyo espesor es de 5 m. Durante la exploracin realizada,

se encontr arena muy permeable por debajo del estrato de arcilla. A continuacin se presentan los resultados

del ensayo ejecutado en el cual se realizarn los clculos respectivos para determinar asentamientos y tiempo de

consolidacin. Dicho ensayo se realiz para evaluar un proyecto cuyo incremento de carga uniformemente

distribuida en la superficie del suelo ser de 2 kg/cm2.

a) Determinar y graficar las curvas de consolidacin y compresibilidad obtenidas en el ensayo.

b) Hallar la RSC y determinar si la arcilla est o no sobreconsolidada de acuerdo con la sobrecarga a la que estar

sometida.

c) Hallar el valor de Cv, Mv, Av, Cc, Cr

d) Cul ser el asentamiento del estrato de arcilla causado por la consolidacin primaria?

e) Determine el tiempo en das para que se lleve a cabo el 50% y el 90% de la consolidacin.

f) Determine la permeabilidad k de la arcilla para el rango de carga que involucra la carga a la cual ser sometida con la construccin prevista.

s (kg/cm) e

0,12 0,7319

0,50 0,7143

1,00 0,6862

2,00 0,6519

4,00 0,6167

8,00 0,5568

4,00 0,5630

2,00 0,5674

1,00 0,5736

0,50 0,5771

Time (min)Displacement dial gage

(cm)

t d

0,25 0,0445

0,50 0,0483

1,00 0,0551

2,00 0,0635

4,00 0,0762

8,00 0,0912

15,00 0,1067

30,00 0,1173

60,00 0,1217

120,00 0,1232

240,00 0,1245

480,00 0,1245

1440,00 0,1245

2. Determinar el coeficiente de compresibilidad volumtrico mv de un estrato de arcilla de 10m de espesor, si se

conoce que el asentamiento total de un edificio construido es de 4.53 cm bajo un incremento de presin de 0.52

kg/cm2.

3. Sobre un estrato de 10m de arcilla compresible se ha levantado un edificio. El estrato est confinado por dos

estratos continuos de arena. En una prueba de consolidacin hecha en esa arcilla, se us una muestra de 2 cm de

altura, drenada por ambas caras y el tiempo en la que la muestra llego al 50% de consolidacin fue de 20 minutos.

Calcule en aos el tiempo en que el edificio har que el estrato real alcance el mismo grado de consolidacin.

4. En un laboratorio, una muestra en consolidacin alcanz su t50 en 8 minutos. La muestra tena 2,5 cm de altura y

estaba drenada por ambas caras. El estrato al cual perteneca la muestra era de 8m de espesor y est limitado,

por arriba, por una capa de arena suelta, permeable y por abajo un manto de roca sana impermeable. Calcule el

tiempo en que el estrato alcanzar el 50% de la consolidacin bajo una carga exterior constante y uniforme.

5. Una muestra de arcilla de 2 cm de espesor alcanz el 50% de la consolidacin en 5 minutos en un consolidmetro

en el que estaba drenada por sus dos caras. Esta muestra representa a un estrato de la misma arcilla de 3 m de

espesor drenado por ambas caras que estar bajo un terrapln. En cunto tiempo alcanzar el estrato el 50% de

la consolidacin bajo la carga del terrapln?

6. Un terrapln fue construido sobre una arcilla saturada de 5m de espesor subyacida por una Roca Caliza, muy

meteorizada y fracturada. Se prev un asentamiento total de 50 cm por efecto de la colocacin del terrapln.

Cuantos das deben pasar para que el asentamiento sea de 45 cm si se sabe que el coeficiente de consolidacin

de la arcilla es de 0.04 m2/da?

7. El coeficiente de consolidacin de una arcilla es de 4.92E-04 cm/seg. El estrato en cuestin, de 6 m de espesor,

est situado entre dos capas de arena y se consolida bajo la carga impuesta por un edificio. Diga en cuanto tiempo

alcanzar la arcilla el 50% de la consolidacin.

8. La capa de arcilla del problema anterior tiene una capa de arena a 1.5 m bajo su frontera superior. Calcule el

tiempo en que alcanzar el estrato de 6 m de espesor el 50% de la consolidacin en la nueva condicin

9. Un terrapln para una va de 5 m de altura se ciment sobre un depsito de arcilla con cantos rodados de 4 m de

espesor que reposa sobre una arenisca. El material del relleno del terrapln se coloca a una densidad de 2 ton/m

y su construccin dura 8 meses. Calcular el asentamiento que se producir, dado que para la arcilla

mv = 0.00012 m/kN. Cunto tiempo recomendara esperar para llevar a cabo el proceso de pavimentacin del

terrapln de modo que el mismo no sufra ningn dao si para la arcilla cv = 1.5 m/ao?

10. Se tiene un estrato de arcilla de 10 m de espesor que est suprayacido por otro estrato de arena de 6 m de espesor.

El nivel fretico est a 3 m de profundidad y el coeficiente de consolidacin del suelo es de 4500 cm/ao. Qu

tiempo ha de transcurrir para que el grado de consolidacin sea del 90?

11. Se espera que el asentamiento total de una estructura, debido a la consolidacin de un estrato de arcilla drenado

por los dos lados sea de 10 cm. Calcular los tiempos en das necesarios para que se presenten asentamientos de

2, 5, y 7 cm, sabiendo que el estrato de arcilla deformable es de 4m de espesor y su coeficiente de consolidacin

es de 0.0018 cm/seg.

12. Durante una exploracin para la construccin de una edificacin se encontr a 2.5 m de profundidad una muestra de suelo en una arcilla saturada con un peso especfico de 18.5 kN/m3. A dicha muestra se le realiz un ensayo de consolidacin en la que se obtuvo una curva de compresibilidad como se muestra a continuacin. Determinar si este material se encuentra sobre consolidado o normalmente consolidado, y adems el coeficiente de compresibilidad av para la zona de grandes cambios de volumen, ya que se pretende dicho valor para clculo de asentamientos.

0,4000

0,4500

0,5000

0,5500

0,6000

0,6500

0,10 1,00 10,00

Re

laci

n

Vac

os

Esfuerzo s (kg/cm)

TALLER COMPACTACION

1. Sobre una muestra de arcilla con arena fina que se utilizar en un lleno, se realiz una prueba de compactacin Proctor estndar. En la tabla se muestran los pesos de las muestras, determinados en cinco cilindros de 992 cm. Tambin se indican las humedades del suelo obtenidas a partir de muestras pesadas antes y despus del secado en horno. El peso unitario de los granos es de 2,65 g/cm.

Ensayo 1 2 3 4 5

Peso (kg) 1,748 1,817 1,874 1,896 1,874

Humedad (%) 17,73 19,79 21,59 23,63 25,75

Se pide trazar la curva de compactacin de laboratorio y determinar los valores de la humedad ptima y la densidad

seca mxima. Adicionalmente, se pide trazar las curvas de compactacin tericas correspondientes a porcentajes de

saturacin del 60%, 80% y 100%.

2. Se ha compactado un suelo por el lado hmedo utilizando un contenido de humedad del 15 %, obtenindose un

peso especfico de 20.5 kN/m3. Tambin se conoce que la gravedad especfica de los slidos es 2.70. Luego de

haberse compactado el suelo el contenido de humedad disminuy en 3 %, y por efecto de las lluvias alcanz la

saturacin del 100 %.Determinar:

a) El peso especfico saturado del suelo por efecto de las lluvias. b) El peso especfico seco que el suelo hubiese alcanzado si se hubiera mantenido el contenido de humedad, y el peso unitario seco terico cuando el suelo se satura al 100 %.

3. Se debe realizar la compactacin de un terrapln de 900 m3 con un peso especfico seco de 17.5 kN/m3. Para eso,

se ha elegido un banco de prstamo donde el peso especfico del suelo es 19.5 kN/m3 y el contenido de humedad

promedio corresponde a 10%. Se ha observado que la mejor compactacin se realiza a 20% de contenido de

humedad. Tambin se conoce que la gravedad especfica de los slidos es de 2.73. Se pide determinar:

a) La cantidad de suelo hmedo que debe transportarse a obra. b) Peso unitario hmedo del terrapln con un grado de saturacin del 95%. c) Cuanto peso hay que aadir a 10 m3 de suelo que llega del banco de prstamo a la obra.

4. Las especificaciones de compactacin de un relleno requieren un grado de compactacin del 95% con respecto al ensayo de compactacin Proctor Estndar. Ensayos en el material que se va a utilizar indican que el peso especfico seco mximo es de 19.49 kN/m3, con un contenido de humedad ptimo de 12%. El material de prstamo en su condicin natural tiene un ndice de vacos de 0.6; si la gravedad especfica de los slidos es 2.65. Determinar el volumen mnimo de material de prstamo requerido para obtener 1 m3 de relleno compactado en forma aceptable.

5. Mencionar cuales son los factores principales de los que depende la compactacin de un suelo en laboratorio

6. De acuerdo con la grfica siguiente explique paso por paso cual es el procedimiento del ensayo del cono de arena.

7. Un suelo seco se mezcla en un 15% en peso con agua y es compactado para producir una muestra de 6 cm x 6 cm x 2 cm con 5% de aire. Calcular la porosidad y la masa del suelo requerida para tal efecto. Utilizar gravedad especfica igual a 2.70.

8. De acuerdo con los siguientes datos, se pide determinar el peso especfico de la arena y la constante del cono