Consolidacion unidimensional

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PRIMERA PRACTICA DE LABORATORIO PRIMERA PRACTICA DE LABORATORIO Mecánica de Suelos II Ing. Oscar Donayre Córdova UNIVERSIDAD RICARDO PALMA LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS Y ASFALTO

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Mecanica de suelos

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PRIMERA PRACTICA DE LABORATORIOPRIMERA PRACTICA DE LABORATORIOMecánica de Suelos II

Ing. Oscar Donayre Córdova

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Consolidación Unidimensional de los Suelos

Proceso de disminución de volumen por reducción de la relación de vacíos del suelo, diferido en el tiempo, provocado por un incremento de las tensiones 

efectivas verticales

• La consolidación unidimensional no será más que unLa consolidación unidimensional no será más que un asentamiento diferido en el tiempo que se presentará en arcillas saturadas o casi saturadas

• Ejemplos de consolidación:

– Torre de Pisa

– Ciudad de México

– Perú: Asentamiento excesivo de tanques de petróleo.

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Estudio de la Consolidación Unidimensional

• Se hace a través del Ensayo de Consolidación o Edométrico(Norma NTP 339.154; Norma ASTM D 2435)

Pistón de carga Dialq

Extensómetro

qPiedra porosa

Recipiente anularAnillo rígido

Muestra

Piedra porosa

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Equipo Ensayo de Consolidación

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Metodología del Ensayo de Consolidacióng y

• Se mantiene muestra saturada• Se mantiene muestra saturada

• Se aplica una carga (q)

• Se mide la deformación vertical a lo largo del tiempo• Se mide la deformación vertical a lo largo del tiempo

• Cuando velocidad de consolidación ≈ 0: Final del proceso

S d t i d f ió it i ( ) l ió d í• Se determina deformación unitaria (ε) o relación de vacíos (e) en función del tiempo (t)  Curva de Consolidación

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e Curva de Consolidación

Consolidación Primaria

log (t)log (t)Consolidación

Inicial Consolidación Secundaria

• No es lineal con el tiempo  La velocidad de la consolidación es variable con el tiempo

Secundaria

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es variable con el tiempo

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C t í ti d l C d C lid ióCaracterísticas de la Curva de Consolidación

• Consolidación Inicial: Reducción de vacíos por eliminación del• Consolidación Inicial: Reducción de vacíos por eliminación del aire

• Consolidación Primaria: Reducción de vacíos por eliminación de• Consolidación Primaria: Reducción de vacíos por eliminación de agua

• Consolidación Secundaria: Reacomodamiento de las partículasConsolidación Secundaria: Reacomodamiento de las partículas sólidas

• La velocidad de la consolidación del suelo se caracteriza por medio del Coeficiente de Consolidación (Cv)

• Cv no es constante durante la consolidación y dependerá de la sobrecarga aplicada y de la permeabilidad del suelo

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Características de la Curva de Compresibilidad

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í d l d b l d dCaracterísticas de la Curva de Compresibilidad

• Tramo de curvatura creciente: Se presenta cuando σ’ paplicada < σ’ históricamente sufridas  Tramo de Recarga

• Tramo recto: Se presenta cuando σ’ aplicada > σ’ históricamente sufridas  Tramo Virgen• Tramo de descarga: Lineal porque recuperación es elástica

• “Pendiente” de Tramo de Recarga ≈ Pendiente de Tramo de descarga

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• Coeficiente de Compresibilidad (av): Pendiente de la recta tangente a la Curva de Compresibilidadg p

o'vdea −= 'v

ea Δ−=o

• Pendiente del Tramo virgen: Índice de Compresión (Cc)

vdσ

vσΔ

Pendiente del Tramo virgen: Índice de Compresión (Cc)

• Pendiente del Tramo descarga: Índice de Expansión (Cs)

−= finalinicial eeC ⎞⎛

−= inicialfinal

s

eeC

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

σ

σ=

'inicial

'final

clog

C

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛'

'

logfinal

inicial

s

σσ

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⎠⎝σinicial

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DefinicionesDefiniciones

• Suelo Normalmente Consolidado: Aquél que nunca estuvo• Suelo Normalmente Consolidado: Aquél que nunca estuvo sometida a tensiones efectivas mayores que las existentes en el terreno

• Suelo Preconsolidado: Aquél que alguna vez ha sufridoSuelo Preconsolidado: Aquél que alguna vez ha sufrido tensiones efectivas mayores que las existentes en el terreno

• Carga de Preconsolidación (σ’p):Máxima tensión a la que ha estado sometido el suelo en su historia

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Estimación de la Tensión de Preconsolidación

• Método de Casagrande

• Si σ’ ≤ σ’ : suelo• Si σ p  ≤ σ o: suelo normalmente consolidado

• Si σ’p  > σ’o: suelo preconsolidado

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