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.
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