Clase de Consolidacion

7/24/2019 Clase de Consolidacion

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CONSOLIDACION

consolidacin de un sueloa unproceso de reduccin de volumen delos suelos fnos cohesivos (arcillas y

limos plsticos) provocado por laactuacin de solicitaciones (car!as)so"re su masa y #ue ocurre en el

transcurso de un tiempo!eneralmente lar!o$ %roducen

asentamientos es decirhundimientos verticales en las

construcciones #ue pueden lle!ar arom er si se roducen con ran


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# p !

La prue"a consolidada tal como se hace enun consolidometro hacedisminuir elvolumen de la muestra poracortamiento de la altura pero sin cam"ioen la seccin transversal$ &na ve' #ue elsuelo alcan'a su mima deormacin "a*oun incremento de car!a aplicado su relacinde vac+os lle!a a un valor menor

evidentemente #ue el inicial y #ue puededeterminarse a partir de los datos iniciales dela muestra y las lecturas del etensometro


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,recuentemente ocurre #ue durante elproceso de consolidacin permaneceesencialmente i!ual la posicin

relativa de las part+culas slidas so"reun mismo plano hori'ontal$ As+ elmovimiento de las part+culas de suelo

puede ocurrir slo en la direccinvertical proceso denominadoconsolidacin unidireccional


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La consolidacin de un suelo es unproceso lento puede durar meses yhasta a-os$ .s un proceso asintoticoes decir #ue al comien'o es msvelo' y se va haciendo cada ve' mslento hasta #ue el suelo lle!a a una

nueva situacin de e#uili"ro en la#ue ya no se mueve$


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.l no tomar en cuenta este posi"le movimientodel suelo al proyectar una estructura so"re /lpuede llevar a consecuencias catastrfcastales como inclinacin f!uracin e incluso elcolapso de la misma$ .n muchos casos esnecesario pre0consolidar el suelo antes de

proceder a la construccin de una o"raimportante como puede ser por e*emplo unedifcio o una carretera$ La preconsolidacin sehace el terreno con un peso seme*ante o

mayor #ue el #ue de"er soportar una ve'construida la o"ra para esto se deposita en la'ona interesada una cantidad de tierra con elpeso e#uivalente de la o"ra$


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.l proceso de consolidacin suele ser

eplicado con el modelo ideali'ado de unsistema compuesto por un resorte uncilindro con un a!u*ero y relleno de a!ua$.n este sistema el muelle representa la

compresi"ilidad o la estructura propia delsuelo y el a!ua es el 1uido #ue se

encuentra en los vac+os entre los poros


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Analoga del pistn con orifcioestrecho

.l es#ueleto mineral se puede asociarcon un resorte o muelle #ue se

comprime por las car!as impuestas alterreno$ Conorme al a!ua sale por elestrecho orifcio del pistn el muelle sedeorma2 los esuer'os antes soportadospor el a!ua los soporta ahora el muelle3


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PRIMARIA$ %rimaria cuando car!ado el suelola

reduccin de volumen se de"e a la epulsindel a!ua enmeno en el #ue se transfere la

car!a soportada por el a!ua al es#ueletomineral esta es la consolidacin propiamentedicha t+pica del caso de los suelos de Ciudadde 4/ico y de la 5orre de %isa y con la #uenace la 4ecnica de Suelos (5er'a!hi 6789)$

SECUNARIA cuando la consolidacin se dapor rea*uste del es#ueleto mineral y lue!o de#ue la car!a est casi toda soportada por estey no por el a!ua$

C!ASES E C"NS"!IACI"N


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CONSOLIDACIONS.C&NDA:IA

La consolidacin secundaria tienelu!ar despu/s de la consolidacinprimaria a consecuencia deprocesos ms comple*os al!unasarcillas$ .n arenas el asentamientosecundario es impercepti"le pero

puede lle!ar a ser muy importantepara otros materiales como la tur"a


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Presin de percolacin# $Pc%# .s la presin !enerada por el 1u*o al

interior del suelo Deormaciones en el suelo( esuer'o0

deor)

el .lastico plastica elasto plastico plasto elastico

plastico


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e&ormacin el'stica3 .l suelo puede reco"rarorma y dimensiones ori!inales cuando cesa lauer'a de deormacin$

e&ormacin pl'stica3 Se da corrimiento de lamasa del suelo pero la relacin de vac+os

permanece ms o menos constante$ Al retirar lascar!as el suelo #ueda deormado pero suvolumen casi se mantiene$

e&ormacin compresiva3 .n este caso eiste:educcin de volumen en el suelo sometido a

car!a y la deormacin se conserva despu/s deesa accin$ .sta deormacin puede ser porCONSOLIDACI;N


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A:CILLAS%:.CONSOLIDADAS

A:CILLA %:.CONSOLIDADA3 .sa#uella #ue reci"e hoy car!as menoresde las #ue en su historia !eol!ica ha

tenido$ .sta arcilla es ms d A:CILLA NO:4AL4.N5.

CONSOLIDADA3 .s a#uella #ue nunca

en su historia !eol!ica ha soportado las car!as actuales$ .sta es

ms compresi"le$


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.DO4.5:O OCONSOLIDO4.5:O

.s un aparato de la"oratorio =til para conocer lacompresi"ilidad de un suelo #ue va a ser o"*eto de una consolidacin$ La muestra es un cilindro aplanado y el

ensayo es condiciones de compresin confnada$ Al aplicar la car!a el a!ua se evacua por dos piedras

porosas superior e inerior$ La car!a es incremental para re!istrar las deormaciones (en el etensmetro)

contra el tiempo$ 5am"i/n car!a


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(IP")ESIS? .strato de suelo homo!/neo istropo y de espesor

constante$? Compresi"ilidad del a!ua y los !ranos desprecia"le$? Acciones similares de masas infnitesimales o masas

!randes$? Compresin unidimensional en direccin normal a

la capa de suelo$?


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4A5.:IAL.S

0 &n *ue!o de masas para alcan'ar laspresiones de ensayo$

0 @orno de secado con circulacin de

aire y temperatura re!ula"le capa' demantenerse en 66B 9B C$ 0 alan'a de capacidad superior a 6

!rs$ y precisin de 6 !r$ 0 @erramientas y accesorios$ Cuchillo

esptula recipientes plsticosesco"illa a!ua destilada y cronmetro$


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PR"CEIMIEN)"&na ve' determinado el peso del anillo de "ronce (4r)

de una muestra inalterada de suelo se talla la muestrade ensaye con el anillo el cual posee sus "ordescortantes #ue acilitan el proceso$ Del suelo so"rantese toman muestras representativas para determinar3humedad natural !ravedad espec+fca de los slidos yl+mites de consistencia$

Lue!o de o"tenida la muestra de ensaye de modo #uelas piedras porosas calcen dentro del anillo se de"erre"a*ar la altura de la muestra$ &tili'ando el disco demoldeo por su lado de 8 mm$ se empu*a la muestra yal otro etremo con un cuchillo se corta el sueloso"rante y se coloca un disco de papel fltro$ A

continuacin se pasa el disco de moldeo al otroetremo empu*ando la muestra con el lado de > mmrepitiendo el procedimiento$%or la cara reci/n cortada se empu*a la muestra con el

disco de moldeo por su lado de 8 mm$ y se determinala altura inicial (@o) de la pro"eta y el peso del anillo

ms el suelo (E6)$


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So"re cada cara de la pro"eta se coloca una

piedra porosa saturada las #ue de"en a*ustarperectamente dentro del anillo como se vioen la f!ura >$8$ Lue!o se centra el con*untodentro de la ca*a de "ronce se coloca elpistn o "lo#ue de car!a y se levanta el nivel

de a!ua por encima de la piedra porosasuperior$

Se a*usta el consolidmetro al aparato decar!a y se aplica una car!a de iniciali'acin

de 9 F!sGcm8para suelos "landos y de6 F!sGcm8para suelos frmes$ Sin retiraresta car!a se lleva a cero el dial dedeormacin$


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La compresin de la muestra consiste en aplicarel si!uiente incremento de presiones o escalonesde car!a en F!sGcm83 89 0 9 0 6 0 8 0> y H$ .n cada una de ellas se re!istra lalectura del dial de deormacin en los si!uientes

tiempos3 69 J se!undos2 6 8 > H 69 Jminutos y 6 8 > H 6 8> horas$,inalmente se descar!a la muestra ensayada

se retira el consolidmetro y del anillo de "ronce

se etrae el total de la muestra se pesa (E8) yse coloca a horno durante 8> horas paradeterminar el peso seco (EJ)$


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CLCULOS

Calcular el rea (A) de la probeta:A = p *(D/2)2( cm2)

donde: D= dimetro interior del anillo de broce (cm.)

Calcular el volumen (V): V = A * Ho( cm3) donde: o= altura inicial de la probeta (cm.)

Calcular el contenido de !umedad inicial ("i) dela probeta# el $ue se compara con a$uelobtenido a trav%s de una muestrarepresentativa# mediante la siguiente e&presin:

wi= ( ( W1- Mr ) - W3) / W3* 100 ( %)donde:

'r = peso del anillo de bronce (grs.)= peso del anillo ms la probeta (grs.)

3= peso de la probeta seca (grs.)


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* "+servaciones#0 La preparacin de la pro"eta de"er ser

reali'ada dentro de una sala o cmara h=meda$ 0La pro"eta al momento de ensayo de"er#uedar orientada en la misma direccin #ueocupa"a en el estrato ori!inal$0 .ste ensayo es unidimensional por el hecho de

#ue un anillo metlico rodea la pro"eta y nopermite el 1u*o o movimiento del a!ua en unsentido lateral como sucede en terreno$0 Con el o"*eto de limpiar completamente los

poros de las piedras porosas estas se lavarn y

esco"illarn para lue!o saturarlas con a!uadestilada$0 Dependiendo de la capacidad de car!a del

edmetro es posi"le o"tener esuer'os i!uales osuperiores a 6 F!sGcm8$


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