Mecnica de Suelos II
INTRODUCCIN
A un proceso de disminucin de volumen ,que tenga lugar en un lapso ,provocado por un aumento de las cargas sobre el suelo , que se le denomina Proceso de Consolidacin.Durante el proceso de consolidacin la posicin relativa de las partculas solidas sobre un mismo plano horizontal permanece esencialmente la misma; as , el movimiento de las partculas de suelo puede ocurrir solo en direccin vertical ; sta es la consolidacin unidireccional o unidimensional.En el presente informe se tendr que aplicar a una muestra de suelo el aumento en presin , por lo que ocurrir un reajuste en la estructura de dicha muestra que podra considerarse una deformacin plstica y la reduccin de vacios en dicho suelo.
1. Objetivos
Determinar los parmetros que definen el comportamiento de la deformacin de un suelo fino saturado bajo una carga esttica y que se deforma con el tiempo. Conocer el comportamiento y el proceso de disminucin de volumen que experimenta un suelo, provocado por cargas de largo plazo. Analizar los parmetros de consolidacin de un suelo para determinar el tiempo y el asentamiento de este. Conocer las caractersticas de los suelos consolidados (beneficios, consecuencias de una mala consolidacin, cuando se debe realizar un trabajo de consolidacin en un suelo).
2. Fundamento Terico
El proceso de consolidacin es un proceso de disminucin de volumen, que tiene en un lapso provocado por un aumento de las cargas sobre el suelo. Frecuentemente ocurre que durante el proceso de consolidacin la posicin relativa de las partculas slidas sobre un mismo plano horizontal permanece esencialmente la misma; as, el movimiento de las partculas de suelo puede ocurrir solo en direccin vertical. Al observar los depsitos de material muy suave situados en el fondo de una masa de agua, por ejemplo el de un lago, se nota que el suelo reduce su volumen conforme pasa el tiempo y aumentan las cargas por sedimentacin sucesiva. En este caso citado, la consolidacin seria de este tipo, considerado que los estratos depositados tienen gran extensin horizontal, en comparacin con su espesor. En la consolidacin unidimensional el volumen de la masa de suelo disminuye, pero los desplazamientos horizontales de las partculas slidas son nulos. En este caso, las caractersticas de la consolidacin de los estratos de arcilla pueden investigarse cuantitativamente con aproximacin razonable, realizando la prueba de consolidacin unidimensional sobre especmenes representativos del suelo, extrados en forma tan inalterada como sea posible.
La prueba de Consolidacin Estndar consiste en comprimir verticalmente una muestra de suelo en estudio, confinndola en un anillo, rgido. El suelo est sujeto a un esfuerzo en sus dos superficies planas; toda deformacin ocurre en el eje vertical, las deformaciones elstica y cortante son insignificantes debido a que toda la superficie de la muestra se carga y no permite deformacin lateral
3. Equipo Utilizado Los materiales utilizados en el laboratorio fueron los que aparecen en esta imagen .
Consolidometro
Cronmetro.
Balanza.
Herramientas de laboratorio.
4. Procedimiento de Ensayo
Se debe tomar una muestra de suelo que est parcialmente saturado que debe encajar un espcimen de dicho suelo representativo con la ayuda del molde de confinamiento cuya dimetro es de 5cm y 2cm de altura.Ahora vemos la muestra extrada dndose forma en el molde Se le transfiere a la muestra una presin o esfuerzo llamado asiento o ajuste equivalente a 0.05 kg/cm2 5 kPa.Se le somete a la muestra a una serie de esfuerzos duplicando cada ciclo hasta alcanzar el esfuerzo de diseo mximo. Colquense cargas sobre el consolidmetro para obtener presiones sobre el suelo de aproximadamente 0.125, 0.25, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0 y 8.0 kg/cm. Con cada carga mantenida constante.
Serie de Cargas (Equivalentes)
KgKg/cm
0.2500.125
0.5000.250
1.0000.500
2.0001.000
4.0002.000
8.0004.000
16.0008.000
Completado el ciclo se procede al retirar de cargas y controlar la deformacin en expansin hasta llegar a la carga de ajuste o asiento.
5. Clculos y Grficos Condiciones Generales:CONDICIONES GENERALES
1No molde2.00
2W molde(gr)57.20
3Altura swa (cm) 2.00
4Diametro swa(cm)5.00
5W molde sw(gr)129.26
6No recipiente25
7W recipiente(gr)20.27
8W recipiente sw(gr)147.29
9W recipiente s(gr)131.45
Clculos:DATOS INICIALES Y FINALES
Peso espcifico relativo de los slidos Gs2.6500
Peso hmedo inicial 5-2 Wwi72.0600(gr)
Peso hmedo Final 8-7-2 Wwf69.8200(gr)
Peso seco 9-7-2 Ws53.9800(gr)
Peso unitario del agua w1.0000(gr/cc)
Lectura inicial Li1.2154(cm)
Lectura finalLf0.8945(cm)
1. rea de Muestra (A):
2. Volumen Inicial (Vi):
3. Volumen Final (Vf):
4. Contenido de humedad inicial (i) :
5. Contenido de humedad final (Wf):
6. Peso especifico inicial (i) o peso especfico natural:
7. Peso especifico Final (f):
8. Densidad Seca Inicial (di):
9. Densidad Seca Final (df):
10. Volumen de Slidos (Vs):
11. Altura Terica de Slidos (Hs):
12. Relacin de Vacos Inicial (eo):
13. Relacin de Vacos Final (ef):
14. Variacin de Altura (h):
14VARIACION DE ALTURA
h10.0000cm
h20.0249cm
h30.0228cm
h40.0427cm
h50.0452cm
h60.0880cm
h70.0964cm
h8-0.0035cm
h9-0.0054cm
h10-0.0049cm
h11-0.0067cm
h12-0.0115cm
h13-0.0220cm
15. Deformacin Vertical Unitaria (vi):
15DEFORMACION VERTICAL UNITARIA
V10.0000%
V21.2450%
V31.1400%
V42.1350%
V52.2600%
V64.4000%
V74.8200%
V8-0.1750%
V9-0.2700%
V10-0.2450%
V11-0.3350%
V12-0.5750%
V13-1.1000%
16. Variacin de Relacin de Vacos (ei):
16VARIACION DE REL.DE VACIOS
e10
e20.0240
e30.0220
e40.0412
e50.0436
e60.0848
e70.0929
e8-0.0034
e9-0.0052
e10-0.0047
e11-0.0065
e12-0.0111
e13-0.0212
17. Relacin de Vacios
17RELACION DE VACIOS
e10.9278
e20.9038
e30.8819
e40.8407
e50.7971
e60.7123
e70.6194
e80.6228
e90.6280
e100.6327
e110.6392
e120.6502
e130.6714
18. Altura promedio de muestra
18ALT DE MUESTRA PROMEDIO
Hp12.0000cm
Hp21.9751cm
Hp31.9523cm
Hp41.9096cm
Hp51.8644cm
Hp61.7764cm
Hp71.6800cm
Hp81.6835cm
Hp91.6889cm
Hp101.6938cm
Hp111.7005cm
Hp121.7120cm
Hp131.7340cm
19. Altura de Drenaje (Hdi)19ALTURA DRENADA
Hd11.0000cm
Hd20.9876cm
Hd30.9762cm
Hd40.9548cm
Hd50.9322cm
Hd60.8882cm
Hd70.8400cm
Hd80.8418cm
Hd90.8445cm
Hd100.8469cm
Hd110.8503cm
Hd120.8560cm
Hd130.8670cm
20. Grado de Saturacin (S)Inicial: Si = Gs * i * 100 eoFinal:Sf = Gs * f * 100 efTabla de Esfuerzo y relacin de vacosKg/cm2e
0.050.9278484
0.250.90384669
0.50.88186922
10.84070965
20.79714028
40.71231495
80.61939266
40.62276639
20.62797158
10.63269481
0.50.6391531
0.250.65023823
0.050.67144456
Cc : Pendiente mxima en la etapa de compresin
Cs: Pendiente mxima en la etapa de expansin.
Curvas de consolidacin para la etapa de carga, grficos hechos utilizando el mtodo de Taylor:
Para un esfuerzo normal de 0.250 kg/
Kg/cm20.250
RAIZ tL. VERT.
0.0001.2154
0.3161.1972
0.5001.1960
0.7071.1954
0.8661.1950
1.0001.1948
1.4141.1942
2.0001.1935
2.8281.1928
3.8731.1922
5.4771.1914
7.7461.1910
10.9541.1905
15.4921.1905
37.9471.1905
Para un esfuerzo normal de 0.500 kg/Kg/cm20.500
RAIZ tL. VERT.
0.0001.1905
0.3161.1802
0.5001.179
0.7071.1783
0.8661.1778
1.0001.1772
1.4141.1765
2.0001.1759
2.8281.175
3.8731.174
5.4771.173
7.7461.1721
10.9541.171
15.4921.17
21.9091.1686
Para un esfuerzo normal de 1.000 kg/
Kg/cm21.000
RAIZ tL. VERT.
0.0001.1677
0.3161.151
0.5001.1482
0.7071.1468
0.8661.1458
1.0001.145
1.4141.1435
2.0001.142
2.8281.1404
3.8731.1391
5.4771.1378
7.7461.1356
10.9541.1345
15.4921.1315
Para un esfuerzo normal de 2.000 kg/
Kg/cm22.000
RAIZ tL. VERT.
0.0001.125
0.3161.1052
0.5001.103
0.7071.101
0.8661.0998
1.0001.0988
1.4141.097
2.0001.0951
2.8281.0932
3.8731.0918
5.4771.0895
7.7461.0881
10.9541.0861
15.4921.0845
37.9471.0826
Para un esfuerzo normal de 4.000 kg/
Kg/cm24.000
RAIZ tL. VERT.
0.0001.0789
0.3161.0425
0.5001.035
0.7071.0292
0.8661.0265
1.0001.0245
1.4141.02
2.0001.0168
2.8281.0143
3.8731.0094
5.4771.0062
7.7461.0032
10.9541.0003
15.4920.998
Para un esfuerzo normal de 8.000 kg/
Kg/cm28.000
RAIZ tL. VERT.
0.0000.9909
0.3160.948
0.5000.94
0.7070.9355
0.8660.9325
1.0000.9305
1.4140.926
2.0000.9222
2.8280.9189
3.8730.9158
5.4770.9129
7.7460.9092
10.9540.906
15.4920.9045
37.9470.9021
6. Conclusiones y Recomendaciones
-Con respecto a la curva compresibilidad (e vs v), tenemos que comprobar que Cs = o 1/5 Cc
-No podemos olvidar que el grado de saturacin as salga mayor que el 100% al momento de presentar los resultados, no podemos afirmar que sea mayor del 100%
-Medir la deformacin vertical en el tiempo especificado en el formato de la manera ms exacta posible con respecto al tiempo y la medida.
-La revisin del estado del arte de los efectos del suelo permite concluir que los depsitos de suelo tipo que pueden amplificar el movimiento ssmico tienen las siguientes caractersticas: consistencia blanda, con un grado de consolidacin bajo, caracterizados por velocidad de ondas ssmicas de cizalla bajas y el caso tpico es la arcilla. Tambin es importante el espesor de los sedimentos y las caractersticas de la columna estratigrfica.
BIBLIOGRAFA
Lambe,T. William y Whitman, Robert V. Mecnica de suelos. Mecnica de Suelos. Eulalio Jurez Badillo
LABORATORIO : CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL DE SUELOS
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