Tecnico Dibujante

COMPRESIBILIDAD CONSOLIDACIÓN ASENTAMIENTOS
Fabián Hoyos Patiño
Grupo de Geotecnia Escuela de Ingeniería Civil Facultad de Minas GIGA
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Objetivo
Establecer los conceptos de deformación compresiva, consolidación y asentamiento. Identificar las propiedades del suelo relacionadas con estos procesos: coeficiente de compresibilidad, módulo edométrico, índice de compresión, índice derecompresión, coeficiente de consolidación. Establecer las relaciones entre compresibilidad, consolidación, permeabilidad y tiempo de consolidación
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Consolidación
Término polisémico: Sentido corriente • Sentido geológico Doble sentido geotécnico
•

•

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Deformación compresiva y consolidación
Cuando una arcilla saturada recibe unacarga externa,

Arcilla saturada
• Disminuye la relación de vacíos • Aumenta la presión del agua • Se establece un gradiente hidráulico • El agua fluye desde la arcilla hacia otros estratos más permeables • El proceso toma un tiempo prolongado debido a la baja permeabilidad de la arcilla

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Deformación compresiva, consolidación, asentamientos
Dos problemasrelacionados:
•magnitud de la deformación/asentamiento •tiempo durante el que ocurre la deformación

asentamiento

tiempo

El tiempo de asentamiento en suelos cohesivos puede demorar decenas o centenares de años.

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Palacio de Bellas Artes. México DF

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En suelos granulares…
Lossuelos granulares tienen drenaje libre, y su adentamiento es instantáneo .
asentamiento

tiempo

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Compresibilidad Relación ∆H -∆e
∆H Deformación vertical media = Ho
q kPa ∆H q kPa GL Ho

Arcilla saturada
e = eo Tiempo = 0+

Arcilla saturada
e = eo - ∆e Tiempo = ∝
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Relación ∆H -∆e
Considere un elemento Vs = 1
eo ∆e1

Tiempo = 0+

Tiempo = ∞

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∆e deformación vertical unitaria= 1 + eo

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Relación ∆H -∆e
Al hacer iguales las dos ecuaciones, Asentamiento Cambio en la GIGA relación de vacíos

∆H ∆e = Ho 1 + eo
Espesor inicial de la capa de arcilla

relación de vacíos inicial

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Ensayo de compresión confinada/consolidación
~simulación de consolidacion 1-D de campo en el laboratorio.

Pieza permeable Especimen inalterado Dia = 50-75 mm Altura = 20-30 mm Anillo de metal (oedometer)

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laboratorio
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Consolidómetro/ edómetro

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Ensayo de compresión confinada/consolidación
incrementos de carga
Permitiendo la consolidación completa en cadaincremento ∆q1 ∆H1 ∆q2

Ho eo

eo- ∆e1

∆H 1 ∆e1 = (1 + eo ) Ho

∆e2 =

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Ensayo de compresión confinada/consolidación
descarga

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Coeficiente de compresibilidad volumétrica
~ deformación volumétrica por unidad de carga aplicada ~ conocido también como módulo edométrico
El valor de mv depende de la magnitud delos esfuerzos aplicados. Debe registrarse el intervalo de validez del módulo

i.e.,

m

σ2 v σ1

]

=

∆V

∆σ

V
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kPa-1 or MPa-1

kPa o MPa

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Gráfico e – log σv’
- a partir de los datos anteriores
Relación de vacíos

Carga σv’ aaumenta & descarga σv’ disminuye & e aumenta (rebote) e disminuye

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log σv’

17Indices de compresión y recompresión
Relación de vacíos

Cr 1

Cc ~ índice de compresión
Cc

Cr ~ índice de recompression
Cr 1

1

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log σv’

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Ejercicio de aplicación
Un espécimen de suelo con un área basal de 81,08 cm2 , espesor: 3.175 cm, masa seca 410.5 g, gravedad específica de los sólidos del suelo 2.68, ha sido sometido a un ensayo...