Informe de Consolidacion

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CONSOLIDACIÓN UNIDEMSIONAL O UNIDERCCIONAL MECÁNICA DE SUELOS II PRÁCTICA N°01: CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL INDICE I) INTRODUCCIÓN: …………………………………………………………..(1) II) OBJETIVOS: …………………………………………………………………(2) III) MATERIALES: ……………………………………………………………….(2) 4.1) REFERENCIAS: ……………………………………………………….. (2) 4.2) MATERIAL: …………………………………………………………… (2) 4.3) EQUIPO: ……………………………………………………………… (2) IV) MARCO TEÓRICO: ………………………………………………………. (3) IV.1) CONSOLIDACIÓN UNIDIRECCIONAL O UNIDIMENSIONAL .(3) A) DEFINICIÓN: ………………………………………………………… (3) B) CURVA DE CONSOLIDACIÓN: …………………………………….(4) b.1) 0% DE CONSOLIDACIÓN PRIMARIA: ……………………… (5) b.2) 100% DE CONSOLIDACIÓN SECUNDARIA: ……………… (5) UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA 1

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MECÁNICA DE SUELOS II

PRÁCTICA N°01:

CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL

INDICE

I) INTRODUCCIÓN:

…………………………………………………………..(1)

II) OBJETIVOS: …………………………………………………………………

(2)

III) MATERIALES:

……………………………………………………………….(2)

4.1) REFERENCIAS: ……………………………………………………….. (2)

4.2) MATERIAL: …………………………………………………………… (2)

4.3) EQUIPO: ……………………………………………………………… (2)

IV) MARCO TEÓRICO: ……………………………………………………….

(3)

IV.1) CONSOLIDACIÓN UNIDIRECCIONAL O

UNIDIMENSIONAL .(3)

A) DEFINICIÓN: ………………………………………………………… (3)

B) CURVA DE CONSOLIDACIÓN: …………………………………….(4)

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MECÁNICA DE SUELOS II

b.1) 0% DE CONSOLIDACIÓN PRIMARIA: ……………………… (5)

b.2) 100% DE CONSOLIDACIÓN SECUNDARIA: ……………… (5)

b.3) T50: ……………………………………………………………… (5)

C) COEFICIENTE DE CONSOLIDACIÓN: …………………………….. (5)

D) CURVA DE COMPRESIBILIDAD: …………………………………….(6)

E) CARGA DE PRECONSOLIDACIÓN ………...……………………….(7)

F) COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD:. …………..…………………….(7)

G) COEFICIENTE DE ELASTICIDAD: …………………………………….(7)

H) ASENTAMIENTO DEL ESTRATO EN ESTUDIO: ……………………....(7)

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I) CURVA DE VARIACION DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACION MEDIA ……………………………………………………………….….(7)

J) GRADO DE CONSOLIDACION …………………………………….(8)

V) PROCEDIMIENTO: …………………………………………………….….

(8)

VI) ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE DATOS :

……………………….….(12)

VII) CONCLUSIONES : ……………………………………………………….

(29)

VIII) BIOGRAFÍA : ……………………………………………………………..

(30)

IX) ANEXOS : ………………………………………………………………...

(30)

I) INTRODUCCIÓN:

El ensayo de consolidación, también llamado ensayo de compresión

confinada, es de gran importancia, debido a que la consolidación es un

problema natural de los suelos finos, como arcillas y limos, y todas las

edificaciones fundadas sobre este tipo de suelo enfrentarán este fenómeno.

Por lo anterior es de vital importancia conocer la velocidad de

asentamiento total y diferencial de la estructura.

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La consolidación es el proceso de asentamiento de los suelos antes

mencionados, cuando están saturados y sujetos a incrementos de carga debido

a la disipación de la presión de poros.

Todo lo anterior se refleja en los resultados obtenidos a partir del

ensayo, el cual entrega la curva de esfuerzo deformación, la presión de

preconsolidación y el coeficiente de consolidación.

El ensayo de consolidación es un ensayo bastante complicado debido a

que tiene un complejo procedimiento, en el cual debemos ver cómo va

variando el volumen del suelo al aplicar la carga, con una duración de 2

semanas aproximadamente, aunque en nuestro caso se verá una forma

simplificada del ensayo, ya que por motivos de tiempo y espacio en el

laboratorio no se podrá hacer completo. Este ensayo esta estandarizado por la

norma norteamericana ASTM D-2435.

II) OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERAL

Conocer cuanto y en que tiempo se deforma el suelo al ser sometido a una carga.

OBJETIVOS ESPÉCIFICOS

Interpretar los datos obtenidos a través de formulaciones, y gráficos de manera que nos proporcionen conclusiones sobre el ensayo realizado.

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Reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo necesario para realizar el ensayo de consolidación aprendiendo las características de cada uno.

Obtener datos a partir de los ensayos y anotarlos en un formato adecuado realizado especialmente para el ensayo.

Construir las curvas de consolidación y establecer los puntos de importancia para la determinación de las características de compresibilidad del suelo y rapidez de consolidación.

Determinar el modulo de elasticidad del suelo. Determinar el coeficiente de permeabilidad Determionar el Cv50

III) MATERIALES:

4.1) REFERENCIAS: ASTM D2435-96

4.2) MATERIAL: Muestra inalterada.

4.3) EQUIPO:

Equipo de consolidación unidimensional.

Figura n° 01: Equipo de Consolidación

Consolidómetro.

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Figura n° 02: Consolidómetro

Dial de expansión con divisiones de 0.01mm.

Figura n° 03: Dial de Expansión

Balanza con aproximación de 0.01gr.

IV) MARCO TEÓRICO:

CONSOLIDACIÓN UNIDIRECCIONAL O UNIDIMENSIONAL

A) DEFINICIÓN:

Es un proceso de disminución de volumen, que tiene un lugar en un lapso de tiempo, provocado por un aumento de cargas sobre el suelo, se llama Proceso De Consolidación.Frecuentemente ocurre que durante el proceso de consolidación la posición relativa de las partículas sólidas sobre un mismo plano horizontal permaneces especialmente la misma; así, el movimiento de las partículas del suelo puede ocurrir sólo en dirección vertical; esto es Consolidación Unidireccional O Unidimensional.

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Figura n° 04: consolidómetro

Figura n° 05:

B) CURVA DE CONSOLIDACIÓN:

El asentamiento total o consolidación ocurre cuando el agua recupera su situación de hidrostática y la carga ha sido totalmente transferida a las partículas sólidas.

Toda la deformación producto de esa transferencia (disminución de fase líquida) se denomina Consolidación Primaria.

Si la carga se mantiene los sólidos del suelo se deforman por efectos de fatiga, rotura de granos o reacomodo de partículas que provoca una deformación adicional llamada Consolidación Secundaria.

Los efectos de consolidación secundaria son en la actualidad poco estudiada, razón por la cual no son considerados en práctica, en consecuencia es necesario distinguir:

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Figura n° 06: curva de consolidación

b.1) 0% DE CONSOLIDACIÓN PRIMARIA:

Ubicar un punto al inicio de la curva (A). Ubicar un segundo punto con t = tA/4 (este es el punto B). Ubicar un punto arriba del punto B una distancia = AB en el eje de

ordenadas; y ese es el 0%. Hacer tres tanteos y calcular el promedio.

b.2) 100% DE CONSOLIDACIÓN SECUNDARIA:

Trazar una recta por el punto de inflexión tangente a la curva. Proyectar el tramo recto lineal. Y por último ubicar el 100% de consolidación que es la intersección

de las rectas.

b.3) T50: tiempo en que la muestra alcanza el 50% de consolidación

C) COEFICIENTE DE CONSOLIDACIÓN:

Se define como coeficiente de variación volumétrica y físicamente expresa la compresibilidad del suelo, relacionándola con su volumen inicial.

Cv=T50∗H 50

2

t 50

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D) CURVA DE COMPRESIBILIDAD:

De las gráficas tiempo-deformación para varias cargas se calcula el cambio de la relación de vacios se calcula el cambio de la relación de vacíos (e).Con las Presiones Efectivas (σ=σ `) y las correspondientes relación de vacíos (e) se dibuja la Curva De Compresibilidad

Figura n° 07: coeficiente de compresibilidad

El sentido matemático de este concepto resulta claro si se tiene presente la curva de compresibilidad ya analizado:El coeficiente de compresibilidad representa, en módulo, la pendiente de la curva de compresibilidad, en escala natural, en el punto de que se trate. El valor av depende de la presión actuante sobre el suelo y no es una constante del mismo.

Físicamente, el coeficiente de compresibilidad mide la razón de variación de la relación de vacíos con la presión; un av alto caracteriza a un suelo muy compresible, mientras uno bajo es propio de un suelo no susceptible de grandes cambios de volumen.

av=−e2∗e1

p2−p1

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E) CARGA DE PRECONSOLIDACIÓN

Es la presión máxima que algún momento soportó la muestra ensayada y su ubicación es muy próxima al tramo recto (tramo virgen) de la curva de compresibilidad. Se obtiene:

Una recta tangente por el punto de máxima curvatura (T) Recta horizontal por el punto de tangencia (H) Bisecamos el ángulo formado B Proyectamos el tramo recto y ubicamos el punto de

intersección con B que viene a ser el Pc.

F) COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD:

K=av∗Cv∗γw1+e

G) COEFICIENTE DE ELASTICIDAD:

E=(P2−P1 )∗Ho∆ H 2−∆ H 1

H) ASENTAMIENTO DEL ESTRATO EN ESTUDIO:

∆ H= H1+ei

∗Cc∗log [ P+∆ PP ]

I) CURVA DE VARIACION DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACION MEDIA

El coeficiente de consolidación es aplicado tanto para el estrato real como para el ensayo de laboratorio. En el ensayo se utiliza la altura efectiva de la muestra en el 50% de consolidación y el factor tiempo t como (1/5). T50 se obtiene gráficamente de la curva de consolidación y por lo tanto el valor CV50.

C v 50=15H ef

2

t 50

La gráfica se construye con los valores Cv50 obtenidos y las variaciones de carga a escala natural.

J) GRADO DE CONSOLIDACION

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Se define grado de consolidación de un suelo a una profundidad (Z) y en un tiempo (t) a la relación entre la consolidación que haya tenido en ese lugar y la consolidación total que ha de producirse bajo el incremento de carga impuesto. El grado de consolidación es función del llamado factor tiempo (T) que es una cantidad adimensional resultante de la ecuación diferencial de consolidación definida como:

T=

K (1+e0)Av∗γw

∗t

H ef2

V) PROCEDIMIENTO:

Obtener una muestra inalterada con el anillo metálico de consolidación (puede ser con el diámetro de 4cm y h=2cm, o con el diámetro de 8cm y h= 2cm) y determinar la densidad natural.

Ensamblar el anillo con la muestra en el consolidómetro, el cual está equipado con una piedra porosa en la parte inferior.

Colocar otra piedra porosa sobre el anillo con la muestra. Colocar la placa de distribución de carga sobre la piedra porosa. Colocar el consolidó metro en el equipo de consolidación. Colocar en ceros la escala de presiones. Girar el tornillo de carga hasta que haya contacto con la placa de

distribución de carga. Colocar el dial en el portareloj de tal manera que haya contacto con el

tornillo de carga y estableces en ceros. Aplicar el primer incremento de presión (0.25 kg/cm²).

La presión aplicada se mantiene constante y se registran las lecturas de asentamiento de acuerdo a los siguientes tiempos en minutos 0.1´, 0.25´, 0.50´, 1´, 2´, 4´, 8´, 15´, 30´, 1hora, 2h, 4h, 8h, 16h, 24h, 48h, tec. Generalmente las lecturas se registran hasta 24 horas o hasta que no se observe cambio de volumen significativo.

Aplicar las siguientes presiones: 1 kg/cm², 2 kg/cm², 4 kg/cm², 8 kg/cm², etc. (las presiones duplican el valor de la presión anterior) y seguir el mismo procedimiento del paso anterior.

Al terminar el ensayo determinar el peso de la muestra húmeda y el peso de la muestra seca.

Dibujar las curvas de consolidación con los datos obtenidos en escala semilogarítmica. Los datos de tiempo transcurrido se dibujarán en la abscisa en escala logarítmica y los datos de asentamiento se dibujarán en la ordenada en escala natural.

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Se determina el 0%, 100% y 50% de consolidación primaria y luego sus correspondientes asentamientos en cada curva.

Determinar los coeficientes de consolidación, de comprensibilidad, de permeabilidad y el módulo de elasticidad.

COEFICIENTE DE CONSOLIDACIÓN:

Cv=T50∗H 50

2

t 50

Donde:

T 50 = Factor de tiempo para el 50% de grado de consolidación primaria.H 50 = Trayectoria física real que el agua tiene que correr para salir de la muestra.t 50 = Tiempo correspondiente al 50% de consolidación primaria.H 50 = h cuando la muestra es drenada por una sola cara.

H 50 = h/2 cuando la muestra es drenada por ambas caras.

h = H 0−∆ H 50

h = Altura de la muestra en el 50% de consolidación primariaH 0 = Altura inicial de la muestra

ΔH 50 = Asentamiento de la muestra en el 50% de consolidación primaria.

COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD:

av=−e2∗e1

p2−p1

Donde:e2 = Relación de vacíos después de aplicar la presión P2.e1 = Relación de vacíos después de aplicar la presión P1.

e=HvHs

Donde:e = Relación de vacíos.Hv = Altura de vacíos.Hs = Altura de sólidos.

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Hs = Ho−Hw−∆ HnH 0 = Altura inicial de la muestra

Hw = Altura del aguaΔHn = Asentamiento total de la muestra

Hw= VwAanil

Donde:Vw = Volumen del aguaAanil = Área anillo de consolidación

COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD:

K=av∗Cv∗γw1+e

Donde:γw = Peso Específico del agua

COEFICIENTE DE ELASTICIDAD:

E=(P2−P1 )∗Ho∆ H 2−∆ H 1

Donde:∆ H 2 = Asentamiento de la muestra cuando se aplica la presión P2.∆ H 1 = Asentamiento de la muestra cuando se aplica la presión P1.

Dibujar la curva de compresibilidad en escala semilogarítmica, para lo cual los datos de las presiones aplicadas se dibujarán en el eje de abscisas en escala logarítmica y los datos correspondientes a la relación de vacíos se dibujará en el eje de ordenadas en escala natural.

Dibujar la curva de coeficientes de consolidación versus presiones en escala natural. En el eje de abscisas se dibuja los datos de presiones y en el eje de ordenadas se dibuja los datos de coeficientes de consolidación.

Determinar el asentamiento del estrato en estudio.

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ASENTAMIENTO DEL ESTRATO EN ESTUDIO:

∆ H= H1+ei

∗Cc∗log [ P+∆ PP ]

Donde:

∆ H = Asentamiento probable.H = espesor de estrato.ei = Relación de vacíos inicial.Cc = Índice de compresibilidad.Cc = 0.009*(LL-10)LL = Límite líquidoP = Presión de apoyo∆ P = Incremento de presión

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VI) ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE DATOS :

DATOS INÍCIALES: PROYECTO:   ENSAYO: Consolidación UnidimensionalUBICACIÓN:

 UNC OPERADOR:

 El grupo

CALICATA:  E1 FECHA:  11/10/10POZO N°  E1Z1 SUELO:  Arcilloso 

MUESTRA DE ENSAYO (INICIO):DIAM.(mm): 63.5ALT. (mm) 25.4AREA (cm²): 31.67Vm (cm³): 80.4418Wanillo (gr): 530Wa+Mh (gr): 696Wmh (gr): 166m (gr/cm³): 2.06s (gr/cm³): 2.6MUESTRA DE ENSAYO (FINAL):Wa+Mh (gr): 686Wa+Ms (gr): 677Wmh (gr): 156Wms (gr): 147w(%): 6%

Cálculo del peso específico de sólidos:

Ss= WsWs+Wf ω−Wf ω s

Donde:

Ss :Pesoespecíficode sólidos

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CONTENIDO DE HUMEDAD (INICIO)Tara N° T1 T2 T3Wtara (gr) 26 27 30Wt+Mh (gr): 139 107 117Wt+Ms (gr): 130 99 109Ww (gr): 9 8 8Ws (gr): 104 72 79w(%): 9% 11% 10%w(%) PROMEDIO: 10%  Factor de ampliación del sistema de carga:

    

A (cm): 3B (cm): 27Factor: 10

Dial del Lectura  (mm): 0.01 x divisiónLectura inicial: 385.7 divisiones

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Ws :Peso de lamuestra seca .(gr)

Wf :Pesodelmatraz vacío(gr )

W fw :Pesodelmatrazmásagua(gr )

W fws :Pesodelmatrazmás agua y másmuestraseca (gr )

Datos:Wfiola+agua=676 grWmuestra=74 grWfiola+mustra+agua=721gr

Ss= 7474+676−721

=2.6

DATOS Y CÁLCULOS:

Carga (kg): 1Kg P (kg/cm²)

0.32

TIEMPO (S/M/Hs)

DIA/HORA

LECTURA(divis)

DEFORM(cm)

0 Seg  8:07 385.7 015 Seg   375.8 0.009930 Seg   375.7 0.011 Min   375.2 0.01052 Min   374.8 0.01094 Min   373.9 0.01188 Min   373.0 0.012715 Min   370.7 0.01530 Min   369.4 0.01631 Hs   368.8 0.01692 Hs   368.5 0.01724 Hs   368.1 0.01768 Hs   367.9 0.017824 Hs   367.9 0.0178

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CURVA TEÓRICA DE CONSOLIDACIÓN: Imagen 1: Curva teórica de consolidación

0.1 1 10 100 10000.00900000000000002

0.01

0.011

0.012

0.013

0.014

0.015

0.016

0.017

0.018

0.019

CÁLCCULO DE 0 % Y DEL 100% DE CONSOLIDACIÓN:

Cálculo del  0% de consolidación:De la gráfica obtenemos el promedio:

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Imagen 2: Muestra la obtención de O% y 100% de consolidación

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O%=0.0088+0.0092+0.00943

=0.0091

Cálculo del  0% de consolidación:De la gráfica podemos observar:

100 %=0.0177

Cálculo del  t50

Cálculo de deformación para t50:

¿ 0.0091+0.01772

=0.0134

De la gráfica podemos observar que el 50% de consolidación se presenta para t 50=7.9minutos

Cálculo de la altura final de la muestra:h f=hi−∆h

h f=2.54−( 0.0177−0.0091 )=2.531cm

Cálculo del Cv50:

Cv50=T(H efec )

2

t50

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7.9

Imagen 3: Muestra la obtención de T50

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Donde :T=Factor tiempoCv50=Coeficiente deconsolidaciónmediaH efec=Alturaefectivat 50=Tiempo parael50 %de consolidación

Cv50=15

(H efec)2

t50

Calculo de H efec:

H efec=hi+h f

4

H efec=2.54+2.531

4H efec=1.268cm

Reemplazando datos:

Cv50=15

(1.268)2

7.9=0.041

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PARA 2 KG:

CURVA TEÓRICA DE CONSOLIDACIÓN:

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Carga (kg):

       2 Kg

P (kg/cm²) 0.64

TIEMPO (S/M/Hs)

DIA/HORA

LECTURA(divis)

DEFORM(cm)

0 Seg 10:12  367.9 0.017825 Seg   365.1 0.020630 Seg   365.0 0.02071 Min   364.8 0.02092 Min   364.5 0.02124 Min   364.1 0.02168 Min   363.7 0.02215 Min   363.3 0.022430 Min   362.5 0.02321 Hs   362.0 0.02372 Hs   361.5 0.02424 Hs   361.0 0.02478 Hs   360.9 0.024824 Hs   360.9 0.0248

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Imagen 3: Curva teórica de consolidación

0.1 1 10 100 10000.02

0.021

0.022

0.023

0.024

0.025

0.026

PRESION (kg/cm²) :

0 Tiempo (min)

Def

orm

ació

n (

cm)

CÁLCCULO DE 0 % Y DEL 100% DE CONSOLIDACIÓN:

Cálculo del  0% de consolidación:UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA 21

Imagen 4: Muestra la obtención de O% y 100% de consolidación

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Del 100% para la anterior carga obtenemos:

O%=0.0177

Cálculo del  100% de consolidación:De la gráfica podemos observar:

100 %=0.0247

Cálculo del  t50

Cálculo de deformación para t50:

t 50=0.0247+0.0177

2=0.0212

Imagen 5: Muestra la obtención de T50

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De la gráfica podemos observar que el 50% de consolidación se presenta para t 50=4.1minutos

Cálculo de la altura final de la muestra:

h f=hi−∆h

h f=2.531−(0.0247−0.0177 )=2.524cm

Cálculo del Cv50:

Cv50=T(H efec )

2

t50

Donde :T=Factor tiempoCv50=Coeficiente deconsolidaciónmediaH efec=Alturaefectivat 50=Tiempo parael50 %de consolidación

Cv50=15

(H efec)2

t50

Calculo de H efec:

H efec=hi+h f

4

H efec=2.531+2.524

4H efec=1.264 cm

Reemplazando datos:

Cv50=15

(1.264)2

4.1=0.078

DATOS Y CÁLCULOS:

Carga (kg):  4Kg P (kg/cm²)

0.1263

TIEMPO (S/M/Hs)

DIA/HORA

LECTURA(divis)

DEFORM(cm)

0 Seg  10:31 360.9 0.0248

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MECÁNICA DE SUELOS II

25 Seg   355.5 0.030230 Seg   355.0 0.03071 Min   354.9 0.03082 Min   354.2 0.03154 Min   353.5 0.03228 Min   352.9 0.032815 Min   352.0 0.033730 Min   350.9 0.03481 Hs   349.9 0.03582 Hs   347.8 0.03794 Hs   345.8 0.03998 Hs   344.1 0.041624 Hs   344.0 0.0417

CURVA TEÓRICA DE CONSOLIDACIÓN:

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Imagen 3: Curva teórica de consolidación

0.1 1 10 100 10000.029

0.031

0.033

0.035

0.037

0.039

0.041

0.043

PRESION (kg/cm²) :

0 Tiempo (min)

Def

orm

ació

n

(cm

)

CÁLCULO DE 0 % Y DEL 100% DE CONSOLIDACIÓN:

Cálculo del  0% de consolidación:

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Imagen : Muestra la obtención de O% y 100% de consolidación

0.0418=

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Del 100% para la anterior carga obtenemos:

0 %=0.0247

Cálculo del  100% de consolidación:De la gráfica podemos observar:

100 %=0.0418

Cálculo del  t50

Cálculo de deformación para t50:

t 50=0.0418+0.0247

2=0.0333

De la gráfica podemos observar que el 50% de consolidación se presenta para t 50=11.8minutos

Cálculo de la altura final de la muestra:

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Imagen 4: Muestra la obtención de T50

11.8

t50

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h f=hi−∆h

h f=2.524−( 0.0418−0.0247 )=2.507cm

Cálculo del Cv50:

Cv50=T(H efec )

2

t50

Donde :T=Factor tiempo

Cv50=Coeficiente deconsolidaciónmediaH efec=Alturaefectiva

t 50=Tiempo parael50 %de consolidación

Cv50=15

(H efec)2

t50

Calculo de H efec:

H efec=hi+h f

4

H efec=2.524+2.507

4H efec=1.258cm

Reemplazando datos:

Cv50=15

(1.258)2

11.8=0.027

PARA 8 KG: Carga (kg): 8Kg P 

(kg/cm²)2.54

TIEMPO (S/M/Hs)

DIA/HORA

LECTURA(divis)

DEFORM(cm)

0 Seg   344.0 0.041715 Seg   335.5 0.050230 Seg   334.5 0.05121 Min   332.5 0.05322 Min   330.5 0.05524 Min   328.8 0.05698 Min   325.8 0.059915 Min   323.9 0.0618

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MECÁNICA DE SUELOS II

30 Min   321.6 0.06411 Hs   317.1 0.06862 Hs   311.0 0.07474 Hs   303.0 0.08278 Hs   295.8 0.089924 Hs   294.8 0.0909

CURVA TEÓRICA DE CONSOLIDACIÓN:

Imagen 9: Curva teórica de consolidación

0.1 1 10 100 10000.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

PRESION (kg/cm²) :

2.53 Tiempo (min)

Def

orm

ació

n

(cm

)

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MECÁNICA DE SUELOS II

CÁLCCULO DE 0 % Y DEL 100% DE CONSOLIDACIÓN:

Cálculo del  0% de consolidación:Del 100% para la anterior carga obtenemos:

O%=0.0418

Cálculo del  100% de consolidación:De la gráfica podemos observar:

100 %=0.0896

Cálculo del  t50

Cálculo de deformación para t50:

¿ 0.0418+0.08962

=0.0657

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Imagen 10: Muestra la obtención de O% y 100% de consolidación

MECÁNICA DE SUELOS II

Imagen 11: Muestra la obtención de T50

De la gráfica podemos observar que el 50% de consolidación se presenta para t 50=35minutos

Cálculo de la altura final de la muestra:

h f=hi−∆h

h f=2.507−(0.0896−0.0418 )=2.459cm

Cálculo del Cv50:

Cv50=T(H efec )

2

t50

Donde :T=Factor tiempo

Cv50=Coeficiente deconsolidaciónmediaH efec=Alturaefectiva

t 50=Tiempo parael50 %de consolidación

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MECÁNICA DE SUELOS II

Cv50=15

(H efec)2

t50

Calculo de H efec:

H efec=hi+h f

4

H efec=2.507+2.459

4H efec=1.2415cm

Reemplazando datos:

Cv50=15

(1.2415)2

35=0.088

CURVA DE COMPRESIBILIDAD

DATOS:

PRESION(kg/cm²)

DEF (mm)0%

DEF (mm)100%

ASENTAM(cm)

Hf(cm)

 

Hef.(cm)

t50(min)

Cv(cm²/kg)

0.32     0 2.54 0 1.27   00.63 0   0 2.54 0 1.27   01.26 0   0 2.54 0 1.27   02.53 0   0 2.54 0 1.27   0

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MECÁNICA DE SUELOS II

DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE PRECONSOLIDACIÓN:

Del gráfico podemos observar que el esfuerzo de pre consolidación es: 1.12 kg/cm2

DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD:

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1.12

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av=∆e

log( p1

p2)

av=0.404−0.378

log( 1.262.53 )

av=−0.086

CURVA DE VARIACIÓN DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACIÓN MEDIA

ΔP Hf(cm) t50(min) cv500.032 2.531 7.9 0.0410.064 2.524 4.1 0.0780.126 2.507 11.8 0.0270.253   35 0.088

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MECÁNICA DE SUELOS II

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.30

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

VARIACION DEL COEFICIENTE DE CONSOLI-DACIÓN MEDIO

PRESION (kg/cm²)

Cv

(cm

²/k

g)

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0.038

P1 P2

MECÁNICA DE SUELOS II

Tomamos dos presiones:P1= 0.12P2= 0.16Luego interceptamos a la gráfica y con eso hallamos los valores de los coeficientes de variación media de cada presión respectivamente. Luego vemos la distancia que existente entre estas dos abscisas, localizamos el medio y proyectamos hacia el eje de los CV50, y así obtenemos el Cv50.

Cv50=0.038

PARÁMETROS:1. Calculo de Coeficiente de permeabilidad:

K=T∗av∗γw∗Hef

2

(1+e)t 50

Reemplazando datos:

K=0.2∗0.086∗1∗1.2582

(1+0.414 ) 4.1

K=0.2∗0.086∗1∗1.2582

(1+0.414 ) 4.1K=0.0043

2. E promedio:Calculo de E1 

E= p2−p1

∆(∆ HH 0 )E= p2−p1

∆(∆ HH 0 )

E=| 0.64−0.320.0072.531

−0.00862.54 |=516.028

Calculo de E2

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MECÁNICA DE SUELOS II

E= p3−p2

∆(∆ HH 0 )

E=| 1.26−0.640.0172.524

−0.0072.531 |=156.186

Calculo de E3

E= p4−p3

∆( ∆ HH 0 )

E=| 2.54−1.260.0482.507

−0.0172.524 |=103.134

Calculo de E promedio:

Epromedio=516.028+156.186+103.134

3

Epromedio=258.45

VII) CONCLUSIONES :

Se logro determinar cuanto y en que tiempo se logra deformar el suelo en estudio

Se logro reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo necesario para realizar el ensayo de consolidación aprendiendo las características de cada uno.

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, Cv50 para la determinación de las características de compresibilidad del suelo y rapidez de consolidación.

El módulo de elasticidad es 258.45 kg/cm2 El coeficiente de permeabilidad es 0.0043 El Cv50 es 0.038

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VIII) BIOGRAFÍA :

Mecánica de Suelos – Juáres Badilla

Manual de Ing. Rosa Llique Mondragón.

www.wikipedia.org/consolidacióndesuelos.com

IX) ANEXOS :

Montando el equipo

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MECÁNICA DE SUELOS II

Consolidómetro utilizado

Midiendo los brazos de palanca para encontrar el factor de ampliación

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