Consolidacion

CONSOLIDACIÓN DE SUELOS

El proceso de consolidación es un proceso de disminución de volumen de los suelos finos cohesivos (arcillas y limos plásticos), que tiene en un lapso de tiempo (generalmente largo) provocado por un aumento de las cargas sobre el suelo. Producen asientos, es decir, hundimientos verticales, en las construcciones que pueden llegar a romper si se producen con granamplitud, Es un proceso asintótico, es decir, que al comienzo es más veloz, y se va haciendo cada vez más lento, hasta que el suelo llega a una nueva situación de equilibro en la que ya no se mueve. Frecuentemente ocurre que durante el proceso de consolidación la posición relativa de las partículas sólidas sobre un mismo plano horizontal permanece esencialmente la misma; así, el movimiento de laspartículas de suelo puede ocurrir solo en dirección vertical. Al observar los depósitos de material muy suave situados en el fondo de una masa de agua, por ejemplo el de un lago, se nota que el suelo reduce su volumen conforme pasa el tiempo y aumentan las cargas por sedimentación sucesiva. En este caso citado, la consolidación seria de este tipo, considerado que los estratos depositados tienen granextensión horizontal, en comparación con su espesor. En la consolidación unidimensional el volumen de la masa de suelo disminuye, pero los desplazamientos horizontales de las partículas sólidas son nulos. En este caso, las características de la consolidación de los estratos de arcilla pueden investigarse cuantitativamente con aproximación razonable, realizando la prueba de consolidaciónunidimensional sobre especimenes representativos del suelo, extraídos en forma tan inalterada como sea posible.

Consolidación primaria
Este método asume que la consolidación ocurre en una sola dimensión. Los datos de laboratorio permiten construir una interpolación entre la deformación o el índice de huecos y la tensión efectiva en una escala logarítmica. La pendiente de la interpolación es el índice decompresión. La ecuación para el asiento de consolidación de un suelo normalmente consolidado puede ser determinada entonces como:

donde:
δc es el asiento debido a la consolidación.
Cc es el índice de compresión.
e0 es el índice de huecos inicial.
H es la altura de suelo consolidable.
σzf es la tensión vertical final.
σz0 es la tensión vertical inicial.
Cc puede ser reemplazada porCr (índice de recompresión) para usar en suelos sobreconsolidados donde la tensión final efectiva es menor que la tensión de preconsolidación, o lo que es lo mismo, para suelos que hubieran sido consolidados con más intensidad en el pasado. Cuando la tensión final efectiva sea mayor que la tensión de preconsolidación, las dos ecuaciones deben ser usadas en combinación de un modelo conjunto como sigue:donde σzc es la tensión de preconsolidación del suelo.
Consolidación secundaria
La consolidación secundaria tiene lugar después de la consolidación primaria a consecuencia de procesos más complejos que el simple drenaje como pueden ser la reptación, la viscosidad, la materia orgánica o el agua unida mediante enlace químico algunas arcillas. En arenas el asiento secundario es imperceptiblepero puede llegar a ser muy importante para otros materiales como la turba.
La consolidación secundaria se puede aproximar mediante la siguiente fórmula:

Donde H0 es la altura de consolidación media
e0 es el índice inicial de huecos
Ca es el índice secundario de compresión
Dependencia del tiempo
Dependiendo del material la consolidación puede variar entre un proceso en segundos (como laarena) o un proceso que dure décadas como la arcilla debido a la diferencia de conductividad hidráulica.

Diferencia entre consolidación y compactación
La consolidación es proceso natural, que ocurre en función de la carga aplicada en un suelo y el tiempo que transcurra soportando esta carga. Por el contrario, la compactación es un proceso mecánico llevado a cabo por el hombre, generalmente...