Primer Informe de Suelos II

8/17/2019 Primer Informe de Suelos II

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FACULTAD DE INGENIERIA“ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL”

CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL

I. INTRODUCCIÓN

El Ensayo de Consolidación, o de Co!"esión Con#nada, es de $"an

i!o"%ancia, ya &'e la consolidación es 'n !"o(lea na%'"al de los

s'elos #nos, coo a"cillas y lios, y %odas las edi#caciones )'ndadas

so("e es%e %i!o de s'elo en)"en%a"*n es%e )enóeno, !o" lo c'al

de(eos conoce" la +elocidad de asen%aien%o %o%al y di)e"encial de laes%"'c%'"a

La consolidación es el !"oceso de asen%aien%o de los s'elos an%es

encionados, c'ando es%*n sa%'"ados y s'-e%os a inc"een%os de ca"$a

de(ido a la disi!ación de la !"esión de !o"os

Todo lo an%e"io" se "e.e-a en los "es'l%ados o(%enidos a !a"%i" del

ensayo, el c'al en%"e$a la c'"+a de es)'e"/o de)o"ación, la !"esión de!"e consolidación y el coe#cien%e de consolidación

II. OBJETIVOS

Reconoce" y '%ili/a" co""ec%aen%e los a%e"iales y e&'i!o a

'%ili/a" en el ensayo In%e"!"e%a" los da%os o(%enidos a %"a+0s de )o"'laciones, y

$"*#cos de ane"a &'e nos !"o!o"cionen concl'siones so("e el

ensayo "eali/ado Conoce" la a$ni%'d y la "a!ide/ de los ca(ios de +ol'en de

'na 'es%"a al se" soe%ida a 'n ensayo de consolidación

MECÁNICA DE SUELOS II Ing. Raúl Valera Guerra


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Cons%"'i" las c'"+as de consolidación y es%a(lece" los !'n%os de

i!o"%ancia !a"a la de%e"inación de las ca"ac%e"1s%icas de

co!"esi(ilidad del s'elo y "a!ide/ de consolidación

III. MATERIALES

- MATERIAL: M'es%"a inal%e"ada

- EUI!O: E&'i!o de consolidación 'nidiensional

Figura n° 01: Equipo de Consolidai!n

Consolidóe%"o

Figura n° 0": Consolid!#e$ro

Dial de e2!ansión con di+isiones de 334



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Figura n° 0%: Dial de E&pansi!n

5alan/a con a!"o2iación de 334$"

IV. MARCO TEÓRICO

A. CONSOLIDACIÓN UNIDIRECCIONAL O UNIDIMENSIONAL:Es 'n !"oceso de disin'ción de +ol'en, &'e %iene 'n l'$a" en'n la!so de %ie!o, !"o+ocado !o" 'n a'en%o de ca"$as so("e els'elo, se llaa P"oceso De ConsolidaciónF"ec'en%een%e oc'""e &'e d'"an%e el !"oceso de consolidación la!osición "ela%i+a de las !a"%1c'las sólidas so("e 'n iso !lano6o"i/on%al !e"aneces es!ecialen%e la isa7 as1, elo+iien%o de las !a"%1c'las del s'elo !'ede oc'""i" sólo endi"ección +e"%ical7 es%o es Consolidación Unidi"eccional OUnidiensional

Figura n° 0': Consolid!#e$ro



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Figura n° 0(:

B. CURVA DE CONSOLIDACIÓN:

El asen%aien%o %o%al o consolidación oc'""e c'ando el a$'a"ec'!e"a s' si%'ación de 6id"os%*%ica y la ca"$a 6a sido %o%alen%e%"ans)e"ida a las !a"%1c'las sólidas

Toda la de)o"ación !"od'c%o de esa %"ans)e"encia 8disin'ción de)ase l1&'ida9 se denoina Consolidación P"ia"ia

Si la ca"$a se an%iene los sólidos del s'elo se de)o"an !o"e)ec%os de )a%i$a, "o%'"a de $"anos o "eacoodo de !a"%1c'las &'e!"o+oca 'na de)o"ación adicional llaada ConsolidaciónSec'nda"ia

Los e)ec%os de consolidación sec'nda"ia son en la ac%'alidad !ocoes%'diada, "a/ón !o" la c'al no son conside"ados en !"*c%ica, enconsec'encia es necesa"io dis%in$'i":

Figura n° 0): ur*a de onsolidai!n



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".#$ %& DE CONSOLIDACIÓN !RIMARIA: U(ica" 'n !'n%o al inicio de la c'"+a 8A9 U(ica" 'n se$'ndo !'n%o con % ; %A de consolidación &'e es la

in%e"sección de las "ec%as

".($ T)%: %ie!o en &'e la 'es%"a alcan/a el B3> deconsolidación

C. COE*ICIENTE DE CONSOLIDACIÓN:

Se de#ne coo coe#cien%e de +a"iación +ol'0%"ica y)1sicaen%e e2!"esa la co!"esi(ilidad del s'elo, "elacion*ndolacon s' +ol'en inicial

Cv=T 50∗ H 50

2

t 50

D. CURVA DE COM!RESIBILIDAD:

De las $"*#cas %ie!ode)o"ación !a"a +a"ias ca"$as se calc'lael ca(io de la "elación de +ac1os se calc'la el ca(io de la"elación de +ac1os 8e9

Con las !re+,ne+ Ee/0,1a+ 8;9 y las co""es!ondien%es"elación de +ac1os 8e9 se di('-a la Cur1a De C23re+,",l,4a4



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Figura n° 0+: oe,ien$e de o#presi-ilidad

El sen%ido a%e*%ico de es%e conce!%o "es'l%a cla"o si se%iene !"esen%e la c'"+a de co!"esi(ilidad ya anali/ado:El coe#cien%e de co!"esi(ilidad "e!"esen%a, en ód'lo, la!endien%e de la c'"+a de co!"esi(ilidad, en escala na%'"al, en

el !'n%o de &'e se %"a%e El +alo" av de!ende de la !"esión

ac%'an%e so("e el s'elo y no es 'na cons%an%e del iso

F1sicaen%e, el coe#cien%e de co!"esi(ilidad ide la "a/ón de

+a"iación de la "elación de +ac1os con la !"esión7 'n av al%o

ca"ac%e"i/a a 'n s'elo 'y co!"esi(le, ien%"as 'no (a-o es!"o!io de 'n s'elo no s'sce!%i(le de $"andes ca(ios de+ol'en

av=−e2∗e1 p2− p1

E. CARGA DE !RECONSOLIDACIÓN

Es la !"esión *2ia &'e al$n oen%o so!o"%ó la 'es%"aensayada y s' '(icación es 'y !"ó2ia al %"ao "ec%o 8%"ao+i"$en9 de la c'"+a de co!"esi(ilidad Se o(%iene:

Una "ec%a %an$en%e !o" el !'n%o de *2ia c'"+a%'"a 8T9



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Rec%a 6o"i/on%al !o" el !'n%o de %an$encia 8?9 5isecaos el *n$'lo )o"ado 5 P"oyec%aos el %"ao "ec%o y '(icaos el !'n%o de

in%e"sección con 5 &'e +iene a se" el Pc

*. COE*ICIENTE DE !ERMEABILIDAD:

K =av∗Cv∗γw

1+e

G. COE*ICIENTE DE ELASTICIDAD:

E=( P2− P1 )∗ Ho∆ H 2−∆ H 1

5. ASENTAMIENTO DEL ESTRATO EN ESTUDIO:

∆ H = H

1+ei∗Cc∗log[ P+∆ P P ]

I. CURVA DE VARIACION DEL COE*ICIENTE DECONSOLIDACION MEDIA

El coe#cien%e de consolidación es a!licado %an%o !a"a eles%"a%o "eal coo !a"a el ensayo de la(o"a%o"io En el ensayose '%ili/a la al%'"a e)ec%i+a de la 'es%"a en el B3> deconsolidación y el )ac%o" %ie!o % coo 84


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%o%al &'e 6a de !"od'ci"se (a-o el inc"een%o de ca"$ai!'es%oEl $"ado de consolidación es )'nción del llaado )ac%o" %ie!o8T9 &'e es 'na can%idad adiensional "es'l%an%e de la ec'acióndi)e"encial de consolidación de#nida coo:

T =

K (1+e0) Av∗γ w

∗t

H ef 2

V. !ROCEDIMIENTO:• O(%ene" 'na 'es%"a inal%e"ada con el anillo e%*lico de

consolidación 8!'ede se" con el di*e%"o de =c y 6;c, o conel di*e%"o de Hc y 6; c9 y de%e"ina" la densidad na%'"al

• Ensa(la" el anillo con la 'es%"a en el Consolidóe%"o, el c'ales%* e&'i!ado con 'na !ied"a !o"osa en la !a"%e in)e"io"

• Coloca" o%"a !ied"a !o"osa so("e el anillo con la 'es%"a• Coloca" la !laca de dis%"i('ción de ca"$a so("e la !ied"a !o"osa• Coloca" el consolidó e%"o en el e&'i!o de consolidación• Coloca" en ce"os la escala de !"esiones• Gi"a" el %o"nillo de ca"$a 6as%a &'e 6aya con%ac%o con la !laca de

dis%"i('ción de ca"$a• Coloca" el dial en el !o"%a "elo- de %al ane"a &'e 6aya con%ac%o

con el %o"nillo de ca"$a y es%a(leces en ce"os• A!lica" el !"ie" inc"een%o de !"esión 83B $


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di('-a"*n en la a(scisa en escala lo$a"1%ica y los da%os deasen%aien%o se di('-a"*n en la o"denada en escala na%'"al

• Se de%e"ina el 3>, 433> y B3> de consolidación !"ia"ia yl'e$o s's co""es!ondien%es asen%aien%os en cada c'"+a

•

De%e"ina" los coe#cien%es de consolidación, de co!"ensi(ilidad,de !e"ea(ilidad y el ód'lo de elas%icidad

COE*ICIENTE DE CONSOLIDACIÓN:

CV ¿T 50∗ H 50

2

t 50

Donde:

T 50 ; Fac%o" de %ie!o !a"a el B3> de $"ado de

consolidación !"ia"ia H 50 ; T"ayec%o"ia )1sica "eal &'e el a$'a %iene &'e

co""e" !a"a sali" de la 'es%"at 50 ; Tie!o co""es!ondien%e al B3> de consolidación

!"ia"ia H 50 ; 6 c'ando la 'es%"a es d"enada !o" 'na sola

ca"a H 50 ; 6


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av= −e

2∗e

1

p2− p1

Donde:e2 ; Relación de +ac1os des!'0s de a!lica" la !"esión

Pe1 ; Relación de +ac1os des!'0s de a!lica" la !"esión

P4

e= Hv

Hs

Donde:e ; Relación de +ac1os

Hv ; Al%'"a de +ac1os

Hs ; Al%'"a de sólidos

Hs

;

Ho− Hw−∆ Hn

H 0 ; Al%'"a inicial de la 'es%"a

Hw ; Al%'"a del a$'a

ΔHn ; Asen%aien%o %o%al de la 'es%"a

Hw= Vw

A anil

Donde:Vw ; Vol'en del a$'a

Aanil ; "ea anillo de consolidación



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COE*ICIENTE DE !ERMEABILIDAD:

K =av∗Cv∗γw

1+e

Donde:γw ; Peso Es!ec1#co del a$'a

COE*ICIENTE DE ELASTICIDAD:

E=( P2− P1 )∗ Ho∆ H 2−∆ H 1

Donde:∆ H 2 ; Asen%aien%o de la 'es%"a c'ando se a!lica

la !"esión P∆ H 1 ; Asen%aien%o de la 'es%"a c'ando se a!lica la

!"esión P4

• Di('-a" la c'"+a de co!"esi(ilidad en escala seilo$a"1%ica,

!a"a lo c'al los da%os de las !"esiones a!licadas se di('-a"*n en ele-e de a(scisas en escala lo$a"1%ica y los da%os co""es!ondien%esa la "elación de +ac1os se di('-a"* en el e-e de o"denadas enescala na%'"al

• Di('-a" la c'"+a de coe#cien%es de consolidación +e"s's !"esionesen escala na%'"al En el e-e de a(scisas se di('-a los da%os de!"esiones y en el e-e de o"denadas se di('-a los da%os decoe#cien%es de consolidación

• De%e"ina" el asen%aien%o del es%"a%o en es%'dio

ASENTAMIENTO DEL ESTRATO EN ESTUDIO:

∆ H = H

1+ei∗Cc∗log [ P+∆ P P ]

Donde:



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∆ H ; Asen%aien%o !"o(a(le

H ; es!eso" de es%"a%o

ei

; Relación de +ac1os inicialCc ; ndice de co!"esi(ilidad

Cc ; 333Q8LL439

LL ; L1i%e l1&'ido P ; P"esión de a!oyo

∆ P ; Inc"een%o de !"esión

VI. AN6LISIS E INTER!RETACIÓN DE DATOS:

DATOS IN7CIALES:PRO@ECTO: ENSA@O: Consolidación Unidien

U5ICACIN:

UNC OPERADOR:

CALICATA: FEC?A:POO N SUELO:

MUESTRA DEENSA8O9INICIO$:DIAM89: ALT 89 BAREA 8cJ9: 34V 8c9: B=H


CONTENIDO DE 5UMEDAD9INICIO$ Ta"a N 34 3 3%a"a 8$"9 4 %WM6 8$"9: 4 4=%WMs 8$"9: 3 44 4=3X 8$"9: B s 8$"9: H 44X8>9: =

BH4 4

X8>9 PROMEDIO: BB

Fac%o" de a!liación del sis%ea de ca"$a:

A 9/2$: B 9/2$: *a/0r: 43

Dial del Lec%'"a89:

334 2 di+isión

Lec%'"a inicial: =4 di+isiones


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anillo 8$"9: BaWM68$"9:

H

6 8$"9: 4B" 8$"9:

DATOS 8 C6LCULOS:



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CURVA TEÓRICA DE CONSOLIDACIÓN:

I2agen #: Cur1a 0er,/a 4e /n+l,4a/,n

C6LCCULO DE % & 8 DEL #%%& DE CONSOLIDACIÓN:


I2agen ': Mue+0ra la "0en/,n 4e O& ; #%%& 4e /n+l,4a/,n


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C*lc'lo del 3> de consolidación:De la $"*#ca o(%eneos el !"oedio:

O=0.0088+0.0092+0.0094

3=0.0091

C*lc'lo del 3> de consolidación:De la $"*#ca !odeos o(se"+a":100=0.0177

C*lc'lo del %B3

C*lc'lo de de)o"ación !a"a %B3:

¿0.0091+0.0177

2=0.0134

De la $"*#ca !odeos o(se"+a" &'e el B3> de

consolidación se !"esen%a !a"a t 50=7.9minutos


I2agen (: Mue+0ra la "0en/,n 4e T)%

7.9


16/33


C*lc'lo de la al%'"a #nal de la 'es%"a:h f =h i−∆ h

h f =2.54−(0.0177−0.0091 )=2.531cm

C*lc'lo del Cv50 :

Cv50=T

( H efec)2

t 50

Donde :

T = Facto tiempo

Cv50=Coeficiente de consolidaci!nmedia

H efec= Altua efectiva

t 50=Tiempo paa el50 de consolidaci!n

Cv50=1

5

( H efec)2

t 50

Calc'lo de H efec : H efec=hi+hf 4

H efec=2.54+2.531

4

H efec=1.268 cm

Ree!la/ando da%os:

Cv50=1

5

(1.268)2

7.9 =0.041



17/33


!ARA '


18/33


I2agen (: Cur1a 0er,/a 4e /n+l,4a/,n



19/33



C*lc'lo del 3> de consolidación:Del 433> !a"a la an%e"io" ca"$a o(%eneos:

O=0.0177


C*lc'lo del %B3


t 50=0.0247+0.01772 =0.0212


I2agen : Mue+0ra la "0en/,n 4e O& ; #%%& 4e /n+l,4a/,n


20/33


I2agen ): Mue+0ra la "0en/,n 4e T)%

De la $"*#ca !odeos o(se"+a" &'e el B3> de consolidación se

!"esen%a !a"a t 50=4.1minutos

C*lc'lo de la al%'"a #nal de la 'es%"a:

h f =h i−∆ h

h f =2.531− (0.0247−0.0177 )=2.524 cm

C*lc'lo del Cv50 :

Cv50=T

( H efec)2

t 50

Donde:

T = Facto tiempo





21/33



Cv50=

1

5

( H efec)2

t 50

Calc'lo de H efec :

H efec=hi+hf 4

H efec=2.531+2.524

4

H efec=1.264cm

Ree!la/ando da%os:

Cv50=

1

5

(1.264 )2

4.1=0.078

DATOS 8 C6LCULOS:

Carga9=g$:

/2

?$

%.#'@(

TIEM!O 9S>M>5+

$

DIA>5ORA

LECTURA

94,1,+$

DE*ORM

9/2$% Seg 43:4 3 33=H

') Seg BBB 333(% Seg BB3 333# M,n B= 333H' M,n B= 334B M,n BB 33

M,n B 33H#) M,n B3 33(% M,n B3 33=H# 5+ = 33BH' 5+ =H 33 5+ =BH 33 5+ ==4 33=4



22/33


' 5+ ==3 33=4

CURVA TEÓRICA DE CONSOLIDACIÓN:I2agen (: Cur1a 0er,/a 4e /n+l,4a/,n



I2agen : Mue+0ra la "0en/,n 4e O& ; #%%& 4e /n+l,4a/,n


23/33



0=0.0247

C*lc'lo del 433> de consolidación:

De la $"*#ca !odeos o(se"+a":100=0.0418

C*lc'lo del %B3


t 50=0.0418+0.0247

2 =0.0333


0.0418

I2agen : Mue+0ra la "0en/,n 4e T)%


24/33


De la $"*#ca !odeos o(se"+a" &'e el B3> de

consolidación se !"esen%a !a"a t 50=11.8minutos

C*lc'lo de la al%'"a #nal de la 'es%"a:h f =h i−∆ h

h f =2.524−(0.0418−0.0247 )=2.507cm

C*lc'lo del Cv50 :

Cv50=T

( H efec)2

t 50

Donde :

T = Facto tiempo




Cv50=1

5

( H efec)2

t 50


t50

11.8


25/33


Calc'lo de H efec :

H efec=hi+hf 4

H efec=2.524+2.5074

H efec=1.258cm

Ree!la/ando da%os:

Cv50=1

5

(1.258)2

11.8 =0.027

!ARA


26/33


I2agen : Cur1a 0er,/a 4e /n+l,4a/,n



I2agen #%: Mue+0ra la "0en/,n 4e O& ; #%%& 4e /n+l,4a/,n


27/33



O=0.0418


C*lc'lo del %B3


¿ 0.0418+0.08962

=0.0657

I2agen ##: Mue+0ra la "0en/,n 4e T)%



28/33


De la $"*#ca !odeos o(se"+a" &'e el B3> de consolidación se

!"esen%a !a"a t 50=35minutos

C*lc'lo de la al%'"a #nal de la 'es%"a:

h f =h i−∆ h

h f =2.507−(0.0896−0.0418 )=2.459cm

C*lc'lo del Cv50 :

Cv50=T

( H efec)2

t 50

Donde :

T = Facto tiempo






29/33


Cv50=

1

5

( H efec)2

t 50

Calc'lo de H efec :

H efec=hi+hf 4

H efec=2.507+2.459

4

H efec=1.2415cm

Ree!la/ando da%os:

Cv50=

1

5

(1.2415)2

35=0.088

CURVA DE COMPRESI5ILIDAD

CURVA DE VARIACIÓN DEL COE*ICIENTE DECONSOLIDACIÓN MEDIA

! 59/2$ 0)%92,n$

/1)%

%.%(' B4 33=4

%.%@ B= =4 33H%.#'@ B3 44H 33%.')( B 33HH



30/33


Toaos dos !"esiones:P4; 34

P; 34L'e$o in%e"ce!%aos a la $"*#ca y con eso 6allaos los +alo"es de loscoe#cien%es de +a"iación edia de cada !"esión "es!ec%i+aen%e L'e$o+eos la dis%ancia &'e e2is%en%e en%"e es%as dos a(scisas, locali/aos eledio y !"oyec%aos 6acia el e-e de los CVB3, y as1 o(%eneos el C+B3

C+B3;33H

PARMETROS:


P2P1

0.038


31/33


4 G"ado de Consolidación

E !"oedio

VII. CONCLUSIONES:

VIII. BIOGRA*7A: Mec*nica de S'elos Y Z'*"es 5adilla Man'al de In$ Rosa Lli&'e Mond"a$ón XXXXii!ediao"$


32/33


Mon%ando el e&'i!o

Consolidóe%"o '%ili/ado



33/33


Midiendo los ("a/os de !alanca !a"a encon%"a" el )ac%o" de

a!liación

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