Ciencias

Universidad Nacional de Rosario
Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

Geología y Geotecnia
Tema: CONSOLIDACIÓN
UNIDIMENSIONAL DE SUELOS

Adscriptos: Mauro Poliotti y Pablo Sierra
Dirección de la adscripción: Mter. Ing. Silvia Angelone
Co-dirección de la adscripción: Mter. Ing. María Teresa Garibay

Índice
1) Introducción

Pág 3

2)Analogía mecánica de Terzaghi

Pág 6

3) Teoría de Terzaghi para la consolidación vertical

Pág 8

3-a) Solución de la ecuación de comportamiento de la consolidación unidimensiona

Pág 13

4) Ensayo de consolidación

Pág 18

5) Tiempo de consolidación

Pág 20

5-a) Cálculo del coeficiente de consolidación Cv

Pág 20

5-a-a) Método de Casagrande

Pág 20

5-a-b) Métodode Taylor

Pág 23

6) Cálculo de asentamientos

Pág 27

6-a) Determinación de la carga de preconsolidación según Casagrande

Pág 29

6-b) Cálculo índice de compresibilidad y de expansión

Pág 31

6-b-a) Caso de suelos normalmente consolidados

Pág 31

6-b-b) Caso de suelos preconsolidados

Pág 33

6-c) Cálculo del asentamiento

Pág 39

7) Métodos para controlar laconsolidación

Pág 34

8) Bibliografía

Pág 41

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Geología y Geotecnia - Consolidación

Consolidación unidimensional de suelos
1) Introducción
Todos los materiales, al ser sujetos a cambios en las condiciones de esfuerzos, experimentan
deformaciones, que pueden o no ser dependientes del tiempo. Las relaciones entre los esfuerzos, las
deformaciones y el tiempo, varían según elmaterial a analizar. Las relaciones más sencillas se
producen en los materiales elásticos lineales, donde el esfuerzo y la deformación son proporcionales
e independientes del tiempo.
Las características esfuerzo-deformación-tiempo de un suelo dependerán, no solo del tipo de
suelo y su estado de consistencia, sino también de la forma en que es cargado, de su ubicación
estratigráfica, etc. Esnecesario estudiar estas características del suelo, debido a que en general éstos
sufren deformaciones superiores a las de la estructura que le transmite la carga y no siempre se
producen instantáneamente ante la aplicación misma de la carga.

Figura 1 Esquema ilustrativo - Capilla de Suurhusen, Alemania - Torre de Pisa, Italia

Una masa de suelo está compuesta por la fase sólida que forma unesqueleto granular y los
vacíos que la misma encierra, los cuales algunos pueden estar llenos de gas/aire y otros de
líquido/agua. Además se considera que tanto la masa sólida como el agua son incompresibles.
En la Figura 1 se observa en forma esquemática el fenómeno de la consolidación así como
también dos casos famosos de estructuras que sufrieron los efectos del proceso de consolidación.
Lasdeformaciones del suelo debidas a la aplicación de una carga externa (Figura 2) son
producto de una disminución del volumen total de la masa del suelo y particularmente una reducción
del volumen de vacíos, ya que el volumen de solidos es constante, por lo tanto dichas deformaciones
son producto de una disminución de la relación de vacíos del suelo como se muestra en la Figura 3.
Si estos vacíosestán llenos de agua (suelo saturado), como al fluido lo consideramos incompresible,
dicha disminución de la relación de vacíos, sólo es posible si el volumen de líquido disminuye por lo
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Geología y Geotecnia - Consolidación

tanto se produce un flujo de líquido hacia algún estrato permeable. Si en cambio el suelo en sus
vacíos posee aire y agua (suelo parcialmente saturado) o sóloaire, la disminución de la relación de
vacíos se produce por una compresión de los gases que posee.

Figura 2 Proceso de consolidación

Cuando un depósito saturado se somete a un incremento de esfuerzos totales, como resultado
de cargas externas aplicadas, se produce un exceso de presión intersticial (presión neutra). Puesto
que el agua no resiste al corte, la presión neutra se disipa...