Objetivos:

Calcular la velocidad y la magnitud de los

asentamientos probables debido a las

cargas estáticas.

Interpretar los datos obtenidos a través de

formulaciones, y gráficos de manera que

nos proporcione conclusiones sobre el

ensayo realizado.

Definición: Se conoce como consolidación de los suelos, al fenómeno

que se reduce gradualmente el volumen debido a cargas

estáticas. Si la reducción de volumen se produce solo en

dirección vertical, se dice que se ha presentado

consolidación unidimensional.

•El esfuerzo incrementado total, será tomado por el agua.

t=0

•El esfuerzo de poros se decrecerá gradualmente y el esfuerzo efectivo se incrementará.

0<t<∞

•El esfuerzo de los poros se disipará por drenaje. El incremento del esfuerzo total se tomara entonces por la estructura del suelo.

t=∞

Clases de consolidación:

Datos:

Constante del flexímetro: kf=0.01 mm/div

Peso especifico del agua: ɣw=1.00 t/m3

Peso especifico de las partículas solidas: ɣs=2.72 t/m3

Diámetro del aro: d=81 mm

Altura del aro: h=25.4 mm

Peso del aro: Wa=260.3 g

Peso del aro mas el suelo: Was=459.7 g

Humedad inicial: w=0.81

a)Trazar las curvas deformación-logaritmo de tiempo

Tabla 1

t (s) Asentamiento

div

1 1000

6 999.9

15 999.7

30 999.1

60 997.1

120 992.6

240 988.7

480 984.7

900 981.9

1800 979.8

3600 978.8

7200 978.1

14400 977.4

975

980

985

990

995

1000

1005

1 10 100 1000 10000 100000

De

form

ac

ion

es

tiempo (log)

CARGA 0.225 kg/cm2

b)En las curvas de deformación-logaritmo de tiempo

calcular el 0% y 100% de la consolidación primaria.

Según el método de Casagrande o método logarítmico:

t2 t1

D50

CARGA 0.225 kg/cm2

c)Calcular el Coeficiente de

consolidación:

o Tabla 2

𝑐𝑣 =0.196∗12.72

143∗

𝑚𝑚2

𝑠∗

0.01𝑐𝑚2

𝑚𝑚2

𝑐𝑣 = 2.21𝑥10−3 ≅ 2.21𝐸 − 03 𝑐𝑚2/𝑠

T50 H/2 (Hdr) t50

adim mm seg

0 0

0.196 0.098 143

0.196 0.10 183

0.196 0.098 240

0.196 0.10 388

0.196 0.10 409

0.196 0.10 578

0.196 0.098 480

𝑐𝑣 = 𝑇50 ∗ 𝐻𝑑𝑟2 /𝑡50

25.4

25.16

24.89

24.32

23.25

21.75

20.29

18.98

Deformaciones:

Parcial: ∆𝐿 = 𝐿𝑖𝑛𝑐 − 𝐿𝑓𝑖𝑛 ∗ 𝑘𝑓𝑙𝑒𝑥

∆𝐿 = 1000 − 976 𝑑𝑖𝑣 ∗ 0.01𝑚𝑚

𝑑𝑖𝑣= 0.24𝑚𝑚

Especifica: 𝜉 =Δ𝐿

𝐻∗ 100

𝜉 =0.24

25.4∗ 100 = 0.94%

Pesos: 𝑃ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑜 = 𝑃𝑎𝑟𝑜+𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 − 𝑃𝑎𝑟𝑜

𝑃ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑜 = 459.7 − 260.3 = 199.4 g

𝑃𝑠𝑒𝑐𝑜 =𝑃ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑜

1 + 𝑤

𝑃𝑠𝑒𝑐𝑜 =199.4

1 + 0.81= 110.17𝑔

Alturas:

𝐻𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜 =𝑃𝑠𝑒𝑐𝑜

𝐴 ∗ 𝛾𝑠 mm

o Tabla 3

𝐻𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜 =110.17

𝜋∗ 81/2 2∗2.72= 7.86𝑚𝑚

𝐻𝑣 = 𝐻 − 𝐻𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜

𝐻𝑣 = 25.4 − 7.86 = 17.54𝑚𝑚

H total H sólido

mm mm

25.4 7.86

25.4 7.86

25.4 7.86

25.4 7.86

25.4 7.86

25.4 7.86

25.4 7.86

25.4 7.86

Relación de Vacíos:

• Al inicio de cada etapa : Tabla 4

∆𝑒 =∆𝐻

𝐻𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜

∆𝑒 =0.24

7.86= 0.0305

• Correspondiente a cada etapa:

𝑒 =𝐻𝑣

𝐻𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜

𝑒 =17.30

7.86= 2.201

H PARCIAL H sólido Hv

mm mm mm

0 7.86 17.54

0.24 7.86 17.30

0.27 7.86 17.03

0.57 7.86 16.46

1.07 7.86 15.39

1.5 7.86 13.89

1.46 7.86 12.43

1.31 7.86 11.12

CURVA RELACION DE VACION Y PRESION EFECTIVA VERTICAL

Tabla 5

1.000

1.100

1.200

1.300

1.400

1.500

1.600

1.700

1.800

1.900

2.000

2.100

2.200

2.300

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Re

lac

ión

de

va

cio

s

Presión efectiva kg/cm2

Título del gráfico ESFUERZO

e

KG/CM2

0.1 2.2316

0.225 2.2010

0.45 2.1667

0.9 2.0941

1.8 1.9580

3.6 1.7672

7.2 1.5814

14.4 1.4148

Coeficiente de

compresibilidad (𝑎𝑣)

• Tabla 6 𝑎𝑣 =∆𝑒

∆𝑃

ESFUERZO

kg/cm2 ∆p kg/cm2 ∆e

0.1 0 0.0000

0.225 0.225 0.0305

0.45 0.225 0.0344

0.9 0.45 0.0725

1.8 0.9 0.1361

3.6 1.8 0.1908

7.2 3.6 0.1858

14.4 7.2 0.1667

av

cm2/kg

0

0.136

0.153

0.161

0.151

0.106

0.052

0.023

Coeficiente de compresibilidad volumétrica (𝑚𝑣)

• Tabla 7 𝑚𝑣 =𝑎𝑣

1+𝑒𝑝𝑟𝑜𝑚

𝒆𝒑𝒓𝒐𝒎 av

cm2/kg

2.216 0.000

2.184 1.136

2.130 0.153

2.026 0.161

1.863 0.151

1.674 0.106

1.498 0.052

0.707 0.023

Coeficiente de

permeabilidad(𝑘)

• Tabla 8 𝑘 = 𝑚𝑣 ∗ 𝐶𝑣 ∗ 𝛾𝑤

Cv cm2/seg mv

cm2/kg 𝛾𝑤

0.00E+00 0.000 1.000

2.21E-03 0.042 1.00

1.70E-03 0.048 1.000

1.27E-03 0.051 1.000

7.48E-04 0.050 1.000

6.49E-04 0.037 1.000

4.02E-04 0.019 1.000

4.21E-04 0.009 1.000

𝛾𝑤

f) Se realiza el grafico relación de vacíos –

log(presión vertical)

Las cargas de pre consolidación:

0.78kg/m2=

El índice de compresión Cc(valor

adimensional): 𝑐𝑐 =

∆𝑒

log𝑝′ + ∆𝑝′

𝑝𝑜′

𝑐𝑐 =0.1908

log1.8 + 1.8

1.8

= 0.634

Datos

∆𝑝’ ∆e 𝑐𝑐

1.8-36 0.1908 0.634

3.6-7.2 0.1858 0.617

7.2-14.4 0.1667 0.554

𝑐𝑐 = 0.602

• 𝑝𝑜′:Presión inicial

de cada

escalón

• ∆𝑝′:Aumento de

la presión

Conclusiones: Se logro determinar datos a partir de los ensayos en

un formato adecuado realizado especialmente para realizar lo cálculos respectivos para el ensayo de consolidación.

Se realizo las curvas de consolidación y compresibilidad estableciendo los puntos de importancia como t50, Cv para la determinación de las características de compresibilidad del suelo.

El índice de compresión Cc=0.602

El coeficiente de permeabilidad es 3.91E-08

El coeficiente de consolidación es 9.25E-04 𝑐𝑚2/𝑠

El mv=106E-03 cm2/kg por lo tanto es una arcilla plastica.