Ensayo de consolidacion

Introducción

Su finalidad es determinar la velocidad y grado de asentamiento que experimentará una muestra de suelo arcilloso saturado al someterla a una serie de incrementos de presión o carga.
El fenómeno de consolidación, en un comienzo el agua existente en los poros absorberá parte de dicha carga puesto que ésta es incompresible, pero con el transcurso del tiempo, escurrirá y el sueloirá absorbiendo esa carga paulatinamente. Este proceso de transferencia de carga, origina cambios de volumen en la masa de suelo, iguales al volumen de agua drenada.

Teoría de la Consolidación

Principio de las tensiones efectivas
El principio de las tensiones efectivas fue propuesto por Terzaghi en la década de los años veinte y probablemente marca el inicio de la Mecánica de Suelos como unaciencia de Ingeniería. Este principio establece el valor de la tensión que “efectivamente” se transmite a través del esqueleto granular; también denominada, tensión intergranular, la cual se define como:

La presión efectiva puede ser conceptualizada como la sumatoria de fuerzas de contactos por unidad de área. En la Figura se muestra la situación particular del contacto entre dos partículas,ilustrándose lo que ocurre, en general, en un área transversal A. Un equilibrio vertical requiere que:

Cambios en la presión efectiva debidos a cambios en las presiones de poros.

Definiciones:

* En suelos cohesivos saturados, el efecto del aumento de la carga (externa o por peso propio) consiste en expulsar algo de agua en los poros, lo cual implica un cambio de volumen de la masa desuelo.
* La reducción gradual del volumen hasta que se alcanza la presión interna de equilibrio se llama consolidación.
* Por el contrario, una reducción de la carga puede causar un proceso de expansión, cuando el suelo permanece saturado.

Asentamiento por consolidación, a tiempo infinito:

DH = H0 * De / (1+e0)
Donde:

* H0= espesor inicial del estrato,
* e0 = Indice de huecosinicial del estrato de suelo,
* De = Variación del índice de huecos producto de la “sobrecarga”
* DH= Variación del espesor del estrato,

Coeficiente de compresibilidad volumétrica (mv)

* Representa el grado de variación del volumen unitario que se produce a consecuencia de un aumento unitario del esfuerzo efectivo.
* El valor de mv no es constante para un suelo dado, sino quevaría con el incremento del esfuerzo efectivo (Ds’).

mv= De / (Ds’ * (1+eo))

* Es = 1 / mv (módulo deformación edométrica)
* Por lo tanto el asentamiento por consolidación se puede escribir:

Sc=DH= mv*Ds’*H0
Suelos NC y PC
* Los suelos más susceptibles son las arcillas y limos normalmente consolidados.
También las turbas pueden ser altamente compresibles.
* Suelonormalmente consolidado: su volumen permanece constante bajo la acción de un estado de esfuerzo constante y las condiciones actuales corresponden a su presión de consolidación final.
* Cuando un suelo está sometido a una sobrecarga que es inferior a la presión extrema de consolidación que existió en algún momento de su historia, se dice que está preconsolidado.

Índice de compresión y expansión(recomprensión):
* Cuando se traza una curva “e” en función de log s’ a partir de los datos de un ensayo edométrico (ó consolidación), se encuentra que la parte inicial representa a la preconsolidación, para luego seguir a la curva normalmente consolidada o curva virgen.

Asentamiento por consolidación:
* En términos del índice de compresión, el asentamiento por consolidación puede serdefinido de la siguiente forma:
Sc=Ho*Cc/(1+eo) *log (s1’/ s0’)
Donde:
* H0= Espesor del estrato que se asienta por consolidación,
* s1’ = Tensión efectiva final en el punto de análisis (s0’+Ds’),
* s0’ = Tensión efectiva inicial en el punto de análisis.

Coeficiente de consolidación Cv:
* El coeficiente de consolidación permite obtener el grado de consolidación, o bien, el...