consolidacion

INFORME DE COMPRESIBILIDAD

INFORME DE COMPRESIBILIDAD

I. INTRODUCCION

El ensayo de consolidacin, tambin llamado ensayo de compresin confinada, es de gran importancia, debido a que la consolidacin es un problema natural de los suelos finos, como arcillas y limos, y todas las edificaciones fundadas sobre este tipo de suelo enfrentarn este fenmeno. Por lo anterior es de vital importancia conocer la velocidad de asentamiento total y diferencial de la estructura.La consolidacin es el proceso de asentamiento de los suelos antes mencionados, cuando estn saturados y sujetos a incrementos de carga debido a la disipacin de la presin de poros.Todo lo anterior se refleja en los resultados obtenidos a partir del ensayo, el cual entrega la curva de esfuerzo deformacin, la presin de preconsolidacin y el coeficiente de consolidacin.El ensayo de consolidacin es un ensayo bastante complicado debido a que tiene un complejo procedimiento, en el cual debemos ver cmo va variando el volumen del suelo al aplicar la carga, con una duracin de 2 semanas aproximadamente, aunque en nuestro caso se ver una forma simplificada del ensayo, ya que por motivos de tiempo y espacio en el laboratorio no se podr hacer completo. Este ensayo esta estandarizado por la norma norteamericana ASTM D-2435.

II. OBJETIVOSAl terminar este trabajo en el laboratorio el alumno ser capaz de:1. Reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo necesario para realizar el ensayo de consolidacin, aprendiendo las caractersticas de cada uno, y los cuidados que se deben tomar para realizar la experiencia.2. Obtener datos a partir de los ensayos y anotarlos en una tabla ordenada diseada especialmente para este ensayo.3. Interpretar los datos obtenidos a travs de formulaciones, tablas y grficos, de manera que permitan sacar conclusiones sobre el ensayo realizado.4. Comprender la experiencia realizada, asimilando la metodologa y procedimientos usados en el ensayo, incluido el tiempo e intervalos de medicin.5. Conocer la magnitud y rapidez de los cambios de volumen de una muestra al ser sometida a un ensayo de consolidacin.6. Construir las curvas de consolidacin y establecer los puntos importantes a travs del mtodo de Casagrande, para la determinacin de las caractersticas de compresibilidad del suelo y rapidez de consolidacin.7. Aprender experimentalmente el fenmeno de la consolidacin.

III. MARCO TEORICOCuando un estrato de gran rea en comparacin con su espesor se carga uniformemente, todos los elementos de suelo a cada profundidad se encuentran confinados por los elementos adyacentes que estn bajo el mismo estado de carga. De esta forma, se mantiene la posicin relativa de las partculas slidas ubicadas sobre un mismo plano horizontal y el movimiento de las mismas slo puede ocurrir en direccin vertical. El hecho de que los desplazamientos horizontales de la arcilla sean o no nulos depende de varios factores. Si el estrato de arcilla es relativamente delgado y est confinado entre estratos de arena, grava o materiales ms rgidos, o si el estrato de arcilla aun siendo grueso, contiene gran cantidad de capas delgadas de arena, ocurre que la deformacin lateral de la arcilla se restringe tanto que puede despreciarse en comparacin a los desplazamientos verticales.Al ocurrir la compresin de un suelo, como se explic anteriormente, tiene lugar un escape de agua de los poros. Este escape se produce de acuerdo a la ley de Darcy. Si el suelo tiene bajo coeficiente de permeabilidad, se requerir un largo tiempo para que se desarrolle completamente el fenmeno descrito. El proceso gradual que involucra una disminucin de volumen y un escape del agua, provocado por un aumento de presin efectiva sobre el suelo y que tiene lugar a lo largo de un cierto lapso, se denomina consolidacin. Cuando se aplica una carga a un suelo se produce un incremento de las presiones totales en el mismo. Si el suelo se encuentra saturado, inicialmente este incremento es absorbido por el agua intersticial, y luego va transmitindose gradualmente al esqueleto del suelo a medida que el agua sale de los poros. Se denomina consolidacin primaria al proceso de cambio de volumen dependiente del tiempo que tiene lugar con la expulsin de agua de los vacos, disipndose la presin de poro e incrementndose la presin efectiva del suelo. En cambio, se denomina consolidacin secundaria al proceso de cambio de volumen dependiente del tiempo que ocurre luego de la consolidacin primaria y tiene lugar esencialmente a presin efectiva constante. La consolidacin secundaria es un fenmeno de flujo viscoso. El efecto se atribuye hoy, generalmente, al deslizamiento progresivo diferido en el tiempo, entre las partculas del material que se reacomodan, tendiendo a estados ms compactos, para adaptarse a la nueva condicin de carga.

TEORIA DE CONSOLIDACIONTerzaghi propuso el modelo mostrado en la figura para ilustrar el proceso de consolidacin, lo cual se conoce como analoga mecnica de Terzaghi. El mismo consiste en un recipiente cilndrico lleno de agua, con un resorte dentro y sobre l un pistn con una vlvula. El resorte representa el esqueleto mineral de un suelo y el agua sera el agua intersticial del suelo. Se supone que el pistn sin friccin es soportado por el resorte. Al aplicar una carga al pistn con la vlvula cerrada, la longitud del resorte permanece invariable, puesto que el agua se considera incompresible. Si la carga induce un aumento de la presin total, entonces la totalidad de este aumento debe ser absorbido por un aumento igual de la presin del agua. Cuando se abre la vlvula, el exceso de presin de agua en la cmara causa el flujo de sta hacia afuera, la presin disminuye y el pistn se hunde a medida que se comprime el resorte. En esta forma, la carga se transfiere en forma gradual al resorte, reduciendo su longitud, hasta que toda la carga es soportada por el mismo. Por consiguiente, en la etapa final, el aumento de la presin efectiva es igual al aumento de la presin total, y el exceso de presin de agua se reduce a cero. La velocidad de compresin depende del grado de apertura de la vlvula, esto es anlogo a la permeabilidad del suelo.

IV. EQUIPOS Y MATERIALES

Los materiales utilizados en el ensayo de consolidacin o compresin confinada son los siguientes: CONSOLIDOMETRO: el aparato de consolidacin corresponde a un brazo de longitud definida, por medio del cual es posible aplicar una carga a la muestra.

JUEGO DE PESAS: son necesarias para aplicar las cargas al suelo en estudio. Son de distintos pesos, lo que permite ir colocndolas en forma gradual, conforme se avanza en el ensayo.

DEFORMMETRO: el indicador de deformaciones debe ser un dial graduado a 0,02 mm, y con un rango de medicin de por lo menos un 20% de la longitud del espcimen para el ensayo, o algn otro instrumento de medicin.

VERNIER: instrumento que sirve para medir las dimensiones de las muestras y de los materiales.

CRONMETRO: un instrumento de medicin de tiempo, que indique el tiempo transcurrido con una precisin de 1 segundo para controlar la aplicacin de las cargas.

BALANZA: la balanza usada para pesar los especmenes, debe determinar su masa con una precisin de 0,01 gramos.

ANILLO: que sirve para moldear la muestra, para ser colocada en el consolidometro.

Otros materiales como una sierra, cuchillos que faciliten el tallado de la muestra de suelo.

V. PROCEDIMIENTO

Se extrae muestra del suelo lo ms inalterada posible de un tamao suficiente para poder trasportarla al laboratorio sin que sta se desintegre y no se produzcan grietas internas que puedan alterar los resultados del ensayo. Se deben manejar las muestras cuidadosamente para prevenir cualquier alteracin, cambios en la seccin transversal y evitndose cualquier cambio en el contenido de agua del suelo. Se talla la muestra de tal manera que se obtenga un volumen igual al del anillo del consolidmetro, este tallado se realiza de forma muy cuidadosa, en lo posible tratando que el material no se agriete en el tallado, realizado con un cuchillo. El tamao de la probeta se mide con el mismo anillo, de esta manera se llega a una probeta bien tallada cumpliendo con la condiciones anteriormente mencionadas. Antes del proceso de moldeo o tallado, se extraen porciones del suelo de la muestra para determinar el contenido de humedad exacto. Una vez colocado el espcimen dentro del anillo, se determina el peso hmedo de la muestra ms el equipo. Se arma el edmetro colocando la piedra porosa del fondo, por encima el conjunto del anillo y la pastilla, se ajusta el mismo y sobre la pastilla se pone otra piedra porosa. Se ajusta el contrapeso del sistema de transmisin de cargas de manera que el brazo del mismo estuviese en equilibrio. Se ubica el Deformmetro adosndolo al yugo de manera que tuviera contacto con el anillo, permitiendo medir la variacin en la altura de la pastilla. Ubicadas las pesas, se procedi a destrabar el brazo considerando ese momento como el inicio del escaln de carga y a partir del cual se tomaron las lecturas del flexmetro. Las lecturas son tomadas y anotadas en intervalos de tiempo adecuados. Se dibuja la curva de consolidacin en escala semilogartmica. Este procedimiento se repite en cada ciclo, aumentando la carga sucesivamente, sin embargo, por razones de tiempo, en este ensayo slo se midi la consolidacin para la primera carga. Despus de finalizado el ensayo, se desarma el equipo y se pesa la muestra para el clculo del contenido de humedad.

VI. RESULTADOS

Anillo N:187 Dimetro del anillo: 8,75 rea del anillo = 60,13 cm2Altura del Anillo: Altura de la muestra al principio de la prueba : H1 = 23.70 mmPeso especfico relativo de solidos: Ss =2.7 Altura solidos Variacin en la altura de la muestra del principio al final de la prueba : H = 4.00 mmAltura inicial del Agua : H2 = H1 H = 19.70 Relacin de vacos inicial : = 1.0093Relacin de vacos final : = 0.6700Fecha en que se aplico el incremento de carga presion p kg/cm2Lectura micrometro mmDeformacion mm Correc.por compresion mmDeform. Corregida /mm/HsRelacion de vacios e = e1 -/Hs

05/03/20080,253.20104.000.0193.9810.33750.6718

06/03/20080,503.22504.000.0323.9680.33640.6729

07/03/20081,003.29454.000.0523.9480.33470.6746

10/03/20082,006.23004.000.0773.9230.33260.6767

11/03/20084,006.66454.000.1033.8970.33040.6789

DESCARGA

12/03/20081,006.63704.000.1043.8960.33030.6790

13/03/20080,506.61154.000.0933.9070.33120.6781

16/03/20080,256.57504.000.0843.9160.33200.6773

17/03/20080,006.51904.000.0613.9390.33400.6753

CURVA DE COMPRESIBILIAD Representa la relacin que existe entre la cantidad de vacos y la presin

VII. CONCLUSIONESEl ensayo de consolidacin o de compresin confinada es muy importante para nosotros como constructores, sobre todo en esta zona, donde abundan los suelos arcillosos y que pasan gran parte del ao saturado, porque son precisamente stas las condiciones bsicas, adems de la aplicacin de una carga constante, para que se produzca el fenmeno de la consolidacin. Al construir sobre un suelo estamos aplicando una carga muy grande y resulta muy significativo conocer cul ser el comportamiento futuro de la estructura sobre el terreno, sin embargo hemos aprendido que en Mecnica de Suelos, y ms an en este tema en particular, es muy difcil predecir el comportamiento a futuro, ya que son muchas las variables que estn en juego.Tratar de comprender tericamente la elasticidad ya es bastante difcil, y cuando las estructuras no son simples o los materiales no son uniformes se complica bastante, por eso cuando vemos que los suelos no son homogneos, que su comportamiento es elstico en un rango muy pequeo, que pueden cambiar sus propiedades mecnicas con pequeas variaciones en el contenido de humedad, y que su estudio es de por s bastante difcil, no podemos dejar de darnos cuenta de la real importancia que tiene el estudio y el conocimiento en esta materia, ya que es la nica forma que como ingenieros seamos capaces de asimilar no solo el conocimiento, sino tambin de asumir nuestra ignorancia y seguir profundizando en la materia.Con respecto a la experiencia en el laboratorio, es necesario recalcar que por motivos de tiempo no se hizo el ensayo completo, por lo que muchas mediciones no pudieron realizarse, sin embargo nos sentimos satisfechos con el trabajo realizado, tanto en este como en los anteriores laboratorios, los cuales han sido fundamentales para comprender mejor las materias vistas en las clases tericas.

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Hoja1UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOUNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURAFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOSLABORATORIO DE MECANICA DE SUELOSENSAYO DE CONSOLIDACION-registro de carga.PROYECTO:PROYECTO:RESPONSABLES:RESPONSABLES:CONSOLIDOMETRO N 185 MUESTRA: N1 FECHA: 22/02/2008FECHA: PERFORACION : N1DiaCargaLecturaDiaCargaLecturaDiaCargaLecturaHoraIndicador HoraIndicador HoraIndicador Determinacion de HumedadAntesDespuesIzq.Der.Izq.Der.Izq.Der.1. Anillo N1871873/4/0812:35PM3,0003,00015"4,7274,5503/16/088:05AM6,6916,5323. Peso de anillo + Suelo Seco385,80385,803/4/0812:40PM3,0453,05230"5,8405,5501'0.25Kg6,6706,5094. Peso del agua (2-3)25,70149,953/4/081:50PM3,0453,0601'5,8855,5852'6,6696,5085. Peso del anillo 194,30194,303/5/088:05AM3,0453,0652'5,9955,5974'6,6686,5066. Peso de Suelo Seco , ws (3-5)191,50191,506"0.25Kg3,2403,1654'5,9815,6258'6,6686,5057. Contenido de Humedad , w% (4/6)13,42%78,30%15"3,2453,1688'6,0195,64915'6,6656,50230"3,2473,16915'6,1525,78430'6,6636,5011'3,2483,16930'6,1775,79860'6,6626,5002'3,2493,16960'6,1925,811120'6,6616,4994'3,2493,168120'6,2015,8213/17/088:05AM6,6586,4928'3,2493,1683/11/088:05AM6,4635,9971'0.00Kg6,6386,46215'3,2433,1626"4.00Kg.6,6416,1532'6,6206,45930'3,2423,16215"6,8806,2424'6,6186,45860'3,2413,16130"6,6916,3128'6,6156,452120'3,2413,1611'6,6926,35015'6,6116,4513/6/088:05AM3,0003,1612'6,6956,43030'6,6086,4496"0.50Kg3,0003,1754'6,6986,47660'6,6056,44515"3,0003,1768'6,6986,512120'6,6046,44430"3,0003,17615'6,6986,5303/20/088:05AM6,5986,4401'3,0003,17630'6,6986,5502'3,0003,17660'6,6986,5734'3,0003,176120'6,6986,5938'3,0003,176DESCARGA15'3,0003,1763/12/088:05AM6,6986,63130'3,0003,1771'1.00Kg.6,6986,58960'3,0003,1772'6,6986,588120'3,0003,1774'6,6986,5853/7/088:05AM3,0003,1778'6,6986,5846"1.00Kg3,0003,21015'6,6986,58315"3,0003,20130'6,6986,58130"3,0003,20260'6,6976,5801'3,0003,202120'6,6976,5792'3,0003,2013/13/088:05AM6,6966,5784'3,0003,2011'0.50Kg6,6956,5508'3,0003,2002'6,6946,54815'3,0003,2004'6,6936,54730'3,0003,2008'6,6926,54560'3,0003,20015'6,6926,541120'3,0003,20030'6,6926,5403/10/088:05AM3,0003,20060'6,6926,5406"2.00Kg3,0003,280120'6,6926,538Fecha en la se a0,250,501,002,004,001,000,500,250,00

Hoja2Fecha en que se aplico el incremento de carga presion p kg/cm2Lectura micrometro mmDeformacion mm Correc.por compresion mmDeform. Corregida /mm/HsRelacion de vacios e = e1 -/Hs3/5/080,253.20104.000.0193.9810.33750.67183/6/080,503.22504.000.0323.9680.33640.67293/7/081,003.29454.000.0523.9480.33470.67463/10/082,006.23004.000.0773.9230.33260.67673/11/084,006.66454.000.1033.8970.33040.6789DESCARGA3/12/081,006.63704.000.1043.8960.33030.67903/13/080,506.61154.000.0933.9070.33120.67813/16/080,256.57504.000.0843.9160.33200.67733/17/080,006.51904.000.0613.9390.33400.6753

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LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOSLABORATORIO DE MECANICA DE SUELOSENSAYO DE CONSOLIDACION-registro de carga.CONSOLIDACION : Humedades, Relacion de vacios, grado de saturacionPROYECTO:PROYECTO:RESPONSABLES:RESPONSABLES:CONSOLIDOMETRO N 185 MUESTRA: N1 FECHA: 22/02/2008FECHA: PERFORACION : N1DiaCargaLecturaDiaCargaLecturaDiaCargaLecturaHoraIndicador HoraIndicador HoraIndicador Determinacion de HumedadAntesDespuesIzq.Der.Izq.Der.Izq.Der.1. Anillo N1871873/4/0812:35PM3,0003,00015"4,7274,5503/16/088:05AM6,6916,5323. Peso de anillo + Suelo Seco385,80385,803/4/0812:40PM3,0453,05230"5,8405,5501'0.25Kg6,6706,5094. Peso del agua (2-3)25,70149,953/4/081:50PM3,0453,0601'5,8855,5852'6,6696,5085. Peso del anillo 194,30194,303/5/088:05AM3,0453,0652'5,9955,5974'6,6686,5066. Peso de Suelo Seco , ws (3-5)191,50191,506"0.25Kg3,2403,1654'5,9815,6258'6,6686,5057. Contenido de Humedad , w% (4/6)13,42%78,30%15"3,2453,1688'6,0195,64915'6,6656,50230"3,2473,16915'6,1525,78430'6,6636,5011'3,2483,16930'6,1775,79860'6,6626,5002'3,2493,16960'6,1925,811120'6,6616,4994'3,2493,168120'6,2015,8213/17/088:05AM6,6586,4928'3,2493,1683/11/088:05AM6,4635,9971'0.00Kg6,6386,46215'3,2433,1626"4.00Kg.6,6416,1532'6,6206,45930'3,2423,16215"6,8806,2424'6,6186,45860'3,2413,16130"6,6916,3128'6,6156,452120'3,2413,1611'6,6926,35015'6,6116,4513/6/088:05AM3,0003,1612'6,6956,43030'6,6086,4496"0.50Kg3,0003,1754'6,6986,47660'6,6056,44515"3,0003,1768'6,6986,512120'6,6046,44430"3,0003,17615'6,6986,5303/20/088:05AM6,5986,4401'3,0003,17630'6,6986,5502'3,0003,17660'6,6986,5734'3,0003,176120'6,6986,5938'3,0003,176DESCARGA15'3,0003,1763/12/088:05AM6,6986,63130'3,0003,1771'1.00Kg.6,6986,58960'3,0003,1772'6,6986,588120'3,0003,1774'6,6986,5853/7/088:05AM3,0003,1778'6,6986,5846"1.00Kg3,0003,21015'6,6986,58315"3,0003,20130'6,6986,58130"3,0003,20260'6,6976,5801'3,0003,202120'6,6976,5792'3,0003,2013/13/088:05AM6,6966,5784'3,0003,2011'0.50Kg6,6956,5508'3,0003,2002'6,6946,54815'3,0003,2004'6,6936,54730'3,0003,2008'6,6926,54560'3,0003,20015'6,6926,541120'3,0003,20030'6,6926,5403/10/088:05AM3,0003,20060'6,6926,5406"2.00Kg3,0003,280120'6,6926,538Fecha en la se aUNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOSENSAYO DE CONSOLIDACION(Resumen de datos y calculo)PROYECTO:RESPONSABLES:SONDEO : N3 PROFUNDIDAD : 1.10Edometro : 165Hs= 11.795 H1 =23.70 e1 = 1.0093


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LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOSLABORATORIO DE MECANICA DE SUELOSENSAYO DE CONSOLIDACION-registro de carga.CONSOLIDACION : Humedades, Relacion de vacios, grado de saturacionPROYECTO:PROYECTO:RESPONSABLES:RESPONSABLES:CONSOLIDOMETRO N 185 MUESTRA: N1 FECHA: 22/02/2008FECHA: PERFORACION : N1DiaCargaLecturaDiaCargaLecturaDiaCargaLecturaHoraIndicador HoraIndicador HoraIndicador Determinacion de HumedadAntesDespuesIzq.Der.Izq.Der.Izq.Der.1. Anillo N1871873/4/0812:35PM3,0003,00015"4,7274,5503/16/088:05AM6,6916,5323. Peso de anillo + Suelo Seco385,80385,803/4/0812:40PM3,0453,05230"5,8405,5501'0.25Kg6,6706,5094. Peso del agua (2-3)25,70149,953/4/081:50PM3,0453,0601'5,8855,5852'6,6696,5085. Peso del anillo 194,30194,303/5/088:05AM3,0453,0652'5,9955,5974'6,6686,5066. Peso de Suelo Seco , ws (3-5)191,50191,506"0.25Kg3,2403,1654'5,9815,6258'6,6686,5057. Contenido de Humedad , w% (4/6)13,42%78,30%15"3,2453,1688'6,0195,64915'6,6656,50230"3,2473,16915'6,1525,78430'6,6636,5011'3,2483,16930'6,1775,79860'6,6626,5002'3,2493,16960'6,1925,811120'6,6616,4994'3,2493,168120'6,2015,8213/17/088:05AM6,6586,4928'3,2493,1683/11/088:05AM6,4635,9971'0.00Kg6,6386,46215'3,2433,1626"4.00Kg.6,6416,1532'6,6206,45930'3,2423,16215"6,8806,2424'6,6186,45860'3,2413,16130"6,6916,3128'6,6156,452120'3,2413,1611'6,6926,35015'6,6116,4513/6/088:05AM3,0003,1612'6,6956,43030'6,6086,4496"0.50Kg3,0003,1754'6,6986,47660'6,6056,44515"3,0003,1768'6,6986,512120'6,6046,44430"3,0003,17615'6,6986,5303/20/088:05AM6,5986,4401'3,0003,17630'6,6986,5502'3,0003,17660'6,6986,5734'3,0003,176120'6,6986,5938'3,0003,176DESCARGA15'3,0003,1763/12/088:05AM6,6986,63130'3,0003,1771'1.00Kg.6,6986,58960'3,0003,1772'6,6986,588120'3,0003,1774'6,6986,5853/7/088:05AM3,0003,1778'6,6986,5846"1.00Kg3,0003,21015'6,6986,58315"3,0003,20130'6,6986,58130"3,0003,20260'6,6976,5801'3,0003,202120'6,6976,5792'3,0003,2013/13/088:05AM6,6966,5784'3,0003,2011'0.50Kg6,6956,5508'3,0003,2002'6,6946,54815'3,0003,2004'6,6936,54730'3,0003,2008'6,6926,54560'3,0003,20015'6,6926,541120'3,0003,20030'6,6926,5403/10/088:05AM3,0003,20060'6,6926,5406"2.00Kg3,0003,280120'6,6926,538Fecha en la se aUNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLOFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOSENSAYO DE CONSOLIDACION(Resumen de datos y calculo)PROYECTO:RESPONSABLES:SONDEO : N3 PROFUNDIDAD : 1.10Edometro : 165Hs= 11.795 H1 =23.70 e1 = 1.0093


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