LABORATORIO DE CONSOLIDACION DE SUELOS

CALCULOS
Planteamiento:
Para determinar las siguientes cantidades se requiere conocer algunos datos iniciales obtenidos en el laboratorio. Dichos datos se muestran en la tabla 1.
Esfuerzos: a partir de la carga dada (C) en Kg, el área transversal (A) de la muestra cuyo valor es 31,589 cm2 y el brazo multiplicador de fuerza cuya constante es 10 se obtiene el valor del esfuerzo, que se incrementacada determinado tiempo, en KPa, de la siguiente manera:

Las cargas aplicadas y los respectivos esfuerzos generados se muestran en la tabla 2.
ΔHi (cm): es el cambio acumulado de altura de la muestra después de haber dejado actuar a cada una de las cargas durante 24 horas, este dato se obtiene de cada una de las curvas de consolidación en las cuales corresponde a la máxima deformación () causadapor la carga. Esta deformación es acumulada porque se genera a partir de un incremento (en carga y recarga) o decremento (en descarga) de carga. Dado que las deformaciones se miden en mm, dicha deformación máxima en cm se obtiene de la siguiente forma:

Hi (cm): es la nueva altura de la muestra después de haber aplicado la respectiva carga o descarga. Se nota que en el proceso de carga Hidisminuye y ocurre lo contrario en el proceso de descarga. Se calcula de la siguiente manera:

ei: es la relación de vacíos de la muestra después de haber aplicado la respectiva carga. Se nota que en el proceso de carga, ei disminuye y ocurre lo contrario en el proceso de descarga. Se calcula de la siguiente manera:

Donde Hi: altura de la muestra después de aplicar carga, Hse: altura de solidosequivalente. Hse es la altura de únicamente los sólidos en la muestra y se calcula de la siguiente manera

Donde Vs: volumen de los sólidos Vs = AsxHse. As es el área transversal de los sólidos que coincide con el área transversal de la muestra.
En este caso
εi (%): es la deformación unitaria, o el porcentaje de deformación con respecto a la altura inicial. Se calcula de la siguiente manera.

Todos loscálculos antes mencionados se realizan para cada etapa de carga, descarga, recarga, carga final y descarga final. Los resultados se muestran en la tabla 3.
Construcción de la curva de compresibilidad
Con los datos de esfuerzo () y relación de vacíos (ei) mostrados en la tabla 3 se grafica la curva de compresibilidad semilogaritmica (grafica 1) de la cual se obtienen el índice de compresión, elíndice de re compresión y el esfuerzo de pre consolidación.
Determinación del esfuerzo de pre consolidación : con la metodología de Casagrande para este efecto, descrita en el marco teórico se obtiene en la gráfica un punto que intersecta a la línea verde (Bisectriz) y la línea naranja (prolongación del tramo virgen), la abscisa correspondiente a este punto es el esfuerzo critico o de pre consolidaciónque para este caso su valor es de 105 KPa.
Calculo de la relación de sobre consolidación (OCR): conocidos los datos del esfuerzo actual de la muestra y una vez determinado el esfuerzo de preconsolidacion () se calcula la OCR de la siguiente manera

Determinación del índice de compresión Cc: una vez prolongado el tramo recto de la curva correspondiente al tramo virgen (línea naranja) se obtiene lapendiente de la línea de prolongación que corresponde al índice de compresión; para esto se necesita dos puntos por los que pase la recta. Estos puntos son (esfuerzo, relación de vacíos).
Punto 1= (30, 0,97), Punto2= (800, 0,77)
Para determinar la pendiente m = Cc se hace de la siguiente manera:


Determinación del índice de re-compresión Cr: para determinar este índice se traza una líneatangente a la curva de compresibilidad en el tramo de recarga, la pendiente de dicha recta corresponde al Cr. Para esto se necesita dos puntos por los que pase la recta. Estos puntos son (esfuerzo, relación de vacios).
Punto 1= (10, 0,8726), Punto2= (500, 0,8371)
Para determinar la pendiente m = Cr se hace de la siguiente manera:

Determinación del módulo de compresibilidad volumétrica (mv): en cada...