Estudiante

CONSOLIDACIÓN DE SUELOS
Ing. Silvia Angelone
Bibliografía
Juárez Badillo Cap. X
Berry y Reid Cap. 4
Introducción
Todos los materiales experimentan deformaciones cuando se los sujeta a un cambio en
las condiciones de esfuerzos.
Las características esfuerzo-deformación del acero o del hormigón son ya conocidas
por Uds. y pueden determinarse con un razonable grado de confianza.
Lascaracterísticas esfuerzo-deformación de un suelo dependerá del tipo de suelo, de la
forma en que es cargada, donde se ubica en la naturales, etc. Sufriendo en general
deformaciones superiores a las que sufre la estructura que transmite la carga por
ejemplo. Además estas deformaciones no siempre se producen instantáneamente ante
la aplicación de la carga, sino a lo largo del tiempo.

Cuando undepósito se somete a un incremento de esfuerzos totales, como resultado
de cargas externas aplicadas, se produce un exceso de presión intersticial. Puesto
que el agua no resiste al corte, la presión neutra se disipa mediante un flujo de agua al
exterior, cuya velocidad de drenaje depende de la permeabilidad del suelo.
Esta disipación de presión intersticial debida al flujo de agua hacia el exteriorse
denomina CONSOLIDACION, proceso que tiene dos consecuencias:
Ø Reducción del volumen de poros, por lo tanto reducción del volumen total,
produciéndose un asentamiento. Se considera que en el proceso de
consolidación unidimensional la posición relativa de las partículas sobre un
mismo plano horizontal permace esencialmente la igual, el movimiento de las
mismas sólo puede ocurrirverticalmente.
Ø Durante la disipación del exceso de presión intersticial, la presión efectiva
aumenta y se incrementa la resistencia del suelo.
Por lo tanto cuando un suelo se consolida ante una carga externa se produce una
disminución de la relación de vacíos y un incremento del esfuerzo efectivo .
En los suelos granulares la permeabilidad es alta por lo tanto y se disipa rápidamente
las presionesneutras. En consecuencia, el asentamiento se termina al final de la
construcción.
En los suelos finos arcillosos, la permeabilidad es muy baja y se disipa muy
lentamente las presiones neutras. En consecuencia puede seguir deformándose varios
años después de finalizada la construcción.
El proceso de consolidación se aplica a todos los suelos, pero es más importante en
aquellos donde lapermeabilidad es baja. Es necesario predecir:
Ø El asentamiento total de la estructura
Ø El tiempo o velocidad a la cual se produce dicho asentamiento
Ø

ANALOGÍA MECÁNICA DE TERZAGHI
Modelo mecánico propuesto por Terzaghi para estudiar el proceso de consolidación
unidimensional
Cilindro de sección A
Pistón sin fricción con una perforación
Fluído incompresible
Resorte

P

♦ .Se aplica Pcon el orificio cerrado ⇒ el resorte no se puede deformar ⇒ la carga P
la soporta el fluído
♦ Se abre el orificio ⇒ hay un gradiente de presión P/A que hace que el agua slaga al
exterior ⇒ la carga se transfiere al resorte
♦ La velocidad de transferencia de la carga depende del tamaño del orificio y de la
viscosidad del fluido.
♦ La posición final ⇒ la carga la toma el resorte
u: presión enexceso de la hidrostática

P

h

P/A

U P’

γω h

P/A

p’: presión en el resorte
En el suelo: Estructura de partículas sólidas ⇒ Resorte
Agua intersticial ⇒ Fluído incompresible
Capilares contínuos (vacíos) ⇒ Orificios

TEORÍA DE TERZAGHI PARA LA CONSOLIDACIÓN VERTICAL
Deducción de la ecuación de comportamiento
Considérese un depósito de suelo homogéneo, saturado, delongitud lateral infinita y
sometido a una carga uniforme q aplicada en toda al área superficial. El suelo reposa
sobre una base impermeable y drena libremente por su cara superior. La disipación del
exceso de presión intersticial en cualquier punto sólo se producirá mediante el flujo del
agua intersticial en sentido vertical ascendente hacia la superficie, ya que el gradiente
hidráulico...