FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CURSO: MECNICA DE SUELOS IIINFORME N 1:

ENSAYO DE CONSOLIDACIN UNIDIMENSIONAL DE SUELOSDOCENTE: Ing. DONAYRE CRDOVA, OSCARALUMNO: PALOMINO MEZA, JORGE - 201311564GRUPO SG:01 SS 02

Lima Surco1. Introduccin:

Un incremento de esfuerzo provocado por la construccin de cimentaciones u otras cargas comprime los estratos de suelo. La comprensin es causada por deformacin de las partculas del suelo, el reacomodo de las partculas del suelo y expulsin de agua o aire de los espacios vacos.En general, el asentamiento del suelo es causado por cargas que se divide en tres amplias categoras:Asentamiento inmediato: Un incremento de esfuerzo provocado por la construccin de cimentaciones u otras cargas comprime los estratos de suelo. La comprensin es causada por deformacin de las partculas del suelo, reacomodo de las partculas del suelo y expulsin de agua o aire de los espacios vacos.Asentamiento por consolidacin primaria: Es el resultado de un cambio de volumen en los suelos saturados cohesivos debido a la expulsin del agua que ocupa los espacios vacos.Asentamiento por consolidacin secundaria: Se observa los suelos saturados y cohesivos y es el resultado del ajuste plstico de la estructura del suelo. Este sigue al asentamiento por consolidacin primaria bajo un esfuerzo efectivo constante.

Norma: NPT 339.154-2001 ASTM D2435-1996

2. Objetivos: En este laboratorio se tendr como objetivos:

Determinar experimentalmente los parmetros geotcnicos que definan el comportamiento mecnico (deformacin volumtrica) que experimentan los suelos finos (arcillas y/o limos) en condicin saturada y bajo una carga. Estos parmetros son los siguientes:

ndice de compresibilidad (Cc). ndice de expansibilidad (Cs). Carga de pre consolidacin ('p). Coeficientes de Consolidacin (Cv).

Demostrar o comprender que el suelo no es elstico, sea no recupera su forma original despus de ser sometido a cargas axiales.

3.-Fundamento Terico:Se denomina consolidacin de un suelo a un proceso de reduccin de volumen de los suelos finos cohesivos (arcillas y limos plsticos), provocado por la actuacin de solicitaciones (cargas) sobre su masa y que ocurre en el transcurso de un tiempo generalmente largo.Frecuentemente ocurre que durante el proceso de consolidacin permanece esencialmente igual a la posicin relativa de las partculas slidas sobre un mismo plano horizontal. As, el movimiento de las partculas de suelo puede ocurrir solo en la direccin vertical, proceso denominado consolidacin unidimensional.

La consolidacin de un suelo es un proceso lento, puede durar meses y hasta aos. Es un proceso asinttico, es decir, que al comienzo es ms veloz, y se va haciendo cada vez ms lento, hasta que el suelo llega a una nueva situacin de equilibrio en la que ya no se mueve.

El no tomar en cuenta este posible movimiento del suelo al proyectar una estructura sobre l puede llevar a consecuencias catastrficas tales como la inclinacin, figuracin e incluso al colapso de la misma. En muchos casos es necesario pre-consolidar el suelo antes de proceder a la construccin de una obra importante, como puede ser, por ejemplo, un edificio o una carretera.La pre-consolidacin se hace cargando el terreno con un peso semejante o mayor que el que deber soportar una vez constituida la obra, para esto se deposita en la zona interesada una cantidad de tierra con el peso equivalente a la obra.

El ensayo o la prueba consisten en entallar la muestra, se entalla en un anillo de acero rgido, algunas muestras tienden a comprimirse o reducen su volumen. . El suelo est sujeto a un esfuerzo en sus dos superficies planas; toda deformacin ocurre en el eje vertical, las deformaciones elstica y cortante son insignificantes debido a que toda la superficie de la muestra se carga y no permite deformacin lateral.Los esfuerzos se aplican siguiendo una secuencia de cargas normalizadas o establecidas previamente, las cuales estarn de acuerdo al nivel de cargas que el suelo en estudio soportara en el futuro. En todos los casos y para un incremento de carga, la muestra sufre una primera deformacin correspondiente al retraso hidrodinmico que se llama consolidacin primaria y tambin sufre una deformacin adicional debido a un fenmeno secundario.Hablando tericamente la consolidacin de los suelos solo se da en suelos 100% saturados, pero en la prctica el tema de consolidacin se da tambin en suelos parcialmente saturados, y tambin se aplica la consolidacin de suelos teniendo presente que se trata solo de una interpretacin aproximada y que las conclusiones finales deben darse en base a las propiedades fsico-qumicas y lmites de consistencia, acompaadas de una adecuada descripcin de campo.Los grficos del ensayo son:

De la figura:Pc = Representa la pre consolidacin del suelo (la lectura solo es en el eje x).

Curvas de Consolidacin Mtodo de Taylor

Mtodo de Casagrande

4.- Equipo utilizado Muestra inalterada

Extensmetro(aprox. 0.01 mm)

Cronmetro

Prtico de cargas (set de pesas)

Celda de consolidacin o edmetro

Horno

Balanza

Herramientas e instrumentos de Laboratorio (esptulas, recipientes)

5.- Procedimiento del ensayo1. Con la ayuda del anillo de confinamiento se talla el espcimen de ensayo sobra la muestra representativa del suelo cuya forma geomtrica es un cilindro.

2. El anillo Se coloca el espcimen entallado y confinado en el anillo en la celda o equipo de consolidacin y se transfiere la carga de ajuste o asiento equivalente a 0.05Kg/m2 o 5 KPa. Paralelamente se inunda la celda con agua y se registra la lectura inicial de la deformacin vertical. (Tal como se muestra en la figura).

3. Se aplica la carga correspondiente a los esfuerzos considerados: (0.250, 0.500,1.0, 2.0, 3.0, 4.0) Kg/ cm2. Que e controlan cada uno en 24 horas; Debindose de registrar los cambios de altura a cada intervalo de tiempo normalizado.

4. Este ensayo comprende de 2 fases, uno de etapa de compresin y el otro de descompresin. Por lo cual tambin se tomara lectura en el proceso de descompresin.

5. Completado el ciclo de compresin se procede al desmontaje retirando las pesas y registrando la deformacin por expansin hasta llegar nuevamente a la carga de ajuste o tensin.

6. Finalmente se retira el espcimen de la celda y se anota el peso final y el peso seco correspondiente.

6.-Calculos y resultados:1. rea de Muestra (A):

= (52)/4 =19.63 cm2

2. Volumen Inicial (Vi):

= 19.63x 2= 39.27cm3

3. Volumen Final (Vf):

Vf =19.63 x ( 2 - (1.1952-1.0126)) =35.68cm3

4. Contenido de humedad inicial (i):

i =(77.96 61.56) x 100 / 61.56 = 26.64%

5. Contenido de humedad final (Wf):

i.

f =( 75.27 61.56 ) x 100 / 61.56 =22.27%

6. Peso especfico inicial (i) o peso especfico natural:

i = 77.96 / 39.27 =1.99gr/cc

7. Peso especfico Final (f):

f = 75.27 / 35.68 =2.11gr/cc

8. Densidad Seca Inicial (di):

di =61.56/ 39.27 =1.57gr/cc

9. Densidad Seca Final (df):

df =61.56 / 35.68=1.73gr/cc

10. Volumen de Slidos (Vs):Vs =61.56 / (2.49 x 1.00) =24.72cm3

11. Altura Terica de Slidos (Hs):

Hs =24.72/ 19.63 =1.26cm

12. Relacin de Vacos Inicial (eo):

eo =(2.00 1.26) / 1.26 =0.59

13. .Relacin de Vacos Final (ef):

e = 0.59 - ((1.1952 -1.0126) / 1.26) =0.45

14. Variacin de Altura (h):

hililfhi

h10.00000.00000.0000

h21.19521.16330.03190

h31.16331.14110.02220

h41.14111.11750.02360

h51.11751.08240.03510

h61.08241.03900.04340

h71.03901.01260.02640

h81.01261.0145-0.00190

h91.01451.0185-0.00400

h101.01851.0240-0.00550

h111.02401.0298-0.00580

h121.02981.0335-0.00370

h131.03351.0455-0.01200

15. Deformacin Vertical Unitaria (vi):vihivi (%)

v100.00%

v20.03191.60%

v30.02221.11%

v40.02361.18%

v50.03511.76%

v60.04342.17%

v70.02641.32%

v8-0.0019-0.10%

v9-0.0040-0.20%

v10-0.0055-0.28%

v11-0.0058-0.29%

v12-0.0037-0.19%

v13-0.0120-0.60%

ho =2,00 cm

16. Variacin de Relacin de Vacos (ei):eihi

e10.0000 0.0000

e20.0319 0.0253

e30.0222 0.0176

e40.0236 0.0187

e50.0351 0.0279

e60.0434 0.0344

e70.0264 0.0210

e8-0.0019 -0.0015

e9-0.0040 -0.0032

e10-0.0055 -0.0044

e11-0.0058 -0.0046

e12-0.0037 -0.0029

e13-0.0120 -0.0095

Hs = 1.13cm

17. Relacin de vacos (ei )eiei

e10.00000.59

e20.02530.56

e30.01760.55

e40.01870.53

e50.02790.50

e60.03440.47

e70.02100.45

e8-0.00150.45

e9-0.00320.45

e10-0.00440.45

e11-0.00460.46

e12-0.00290.46

e13-0.00950.47

18. Altura Promedio de la Muestra (Hp):

HpiH0

Hp10.0000 2.0000ho =2.00cm

Hp20.0319 1.9681

Hp30.0222 1.9459

Hp40.0236 1.9223

Hp50.0351 1.8872

Hp60.0434 1.8438

Hp70.0264 1.8174

Hp8-0.0019 1.8193

Hp9-0.0040 1.8233

Hp10-0.0055 1.8288

Hp11-0.0058 1.8346

Hp12-0.0037 1.8383

Hp13-0.0120 1.8503

19. Altura Drenada de la Muestra (Hdi

HdiHpi

Hd12.00001.0000

Hd21.96810.9841

Hd31.94590.9730

Hd41.92230.9612

Hd51.88720.9436

Hd61.84380.9219

Hd71.81740.9087

Hd81.81930.9097

Hd91.82330.9117

Hd101.82880.9144

Hd111.83460.9173

Hd121.83830.9192

Hd131.85030.9252

20. Grado de Saturacin (S):

Gs =2.49

ei = 0.59

i =26.64

Si = 112.43%

Gs =2.49

ef =0.45

f =22.27

Sf = 123.22 %

8.-Conclusiones: Notamos que el peso hmedo final e inicial varan 2.69 gramos. Durante el ensayo el cual duro 1 semana, la obtencin del peso seco fue de 61.56 gramos. La relacin de vacos inicial es mayor que la relacin de vacos final. Aqu concluimos que la muestra o espcimen al inicio tena ms cantidad de vacos que al final Segn los clculos deducimos que donde hubo ms deformacin por carga fue en h6 ya que ah se aplic 4kg/cm2 En el cuadro de clculos sobre la altura de drenaje observamos que al momento de ser colocado ms cargas sobre el prtico la altura de drenaje disminuye. Se concluye que al momento de trazar la curva de compresibilidad hallamos nuestro ndice de compresibilidad (Cc=0.1193) se concluye segn el cuadro que la muestra es un LIMO

Se llega a concluir o a demostrar experimentalmente que el suelo no es un material plstico, ya que no recupera su estado inicial o su volumen inicial al ser sometido a cargas axiales. Lo recomendable hubiera sido que cada grupo trabaje con una muestra distinta, para tener clculos y resultados diferentes, para poder ver las semejanzas y diferencias. Con este laboratorio concluimos que se debe hacer un buen estudio de suelos para que no ocurra el fenmeno de consolidacin, ya que esto daara superficialmente una construccin por la reduccin de su volumen que se da al momento de estar sometido a cargas. Pienso que lo recomendable seria medir bien la deformacin vertical en el tiempo especificado, si es que queremos tener ptimos resultados.

10.- Bibliografa: Fundamentos de Ingeniera Geotecnia- Braja Das Mecnica de Suelos 1 Jurez-Vadillo Clase terica