Consolidacion De Suelos

Universidad Nacional Experimental
“Francisco de Miranda”
Área de Tecnología
Programa de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos



Prof. Ing. Eliezer Chirinos



Santa Ana deCoro; Marzo de 2012
Consolidación de suelos.

Se denomina consolidación de un suelo a un proceso de reducción de volumen de los suelos finos cohesivos (arcillas y limos plásticos), provocado por la actuación de cargas sobre su masa y que ocurre en el transcurso de un tiempo generalmente largo. Producen asientos, es decir, hundimientos verticales, en las construcciones que pueden llegar a romper sise producen con gran amplitud.
Al observar los depósitos de material muy suaves situados en el fondo de una masa de agua, por ejemplo un lago, se nota que el suelo reduce su volumen conforme pasa el tiempo y aumentan las cargas sobre el suelo, se les llama proceso de consolidación.
Frecuentemente ocurre que durante el proceso de consolidación permanece esencialmente igual la posición relativa delas partículas sólidas sobre un mismo plano horizontal. Así, el movimiento de las partículas de suelo puede ocurrir sólo en la dirección vertical, proceso denominado consolidación unidimensional.
La consolidación de un suelo es un proceso lento, puede durar meses y hasta años. Es un proceso asintótico, es decir, que al comienzo es más veloz, y se va haciendo cada vez más lento, hasta que elsuelo llega a una nueva situación de equilibro en la que ya no se mueve.
El no tomar en cuenta este posible movimiento del suelo al proyectar una estructura sobre él puede llevar a consecuencias catastróficas tales como la inclinación, fisuración e incluso el colapso de la misma. En muchos casos es necesario pre-consolidar el suelo antes de proceder a la construcción de una obra importante, comopuede ser, por ejemplo, un edificio o una carretera. La preconsolidación se hace el terreno con un peso semejante o mayor que el que deberá soportar una vez construida la obra, para esto se deposita en la zona interesada una cantidad de tierra con el peso equivalente de la obra.

Análisis de la consolidación.

El proceso de consolidación suele ser explicado con el modelo idealizado de un sistemacompuesto por un muelle, un cilindro con un agujero y relleno de agua. En este sistema el muelle representa la compresibilidad o la estructura propia del suelo, y el agua es el fluido que se encuentra en los huecos entre los poros.

La consolidación primaria se puede asemejar al mecanismo de un émbolo relleno de agua y sin salida.
1. El cilindro está completamente lleno de agua, y el agujeroestá cerrado (Suelo saturado)
2. Una carga es aplicada sobre el muelle mientras el orificio sigue cerrado. En esta etapa, el agua resiste la carga aplicada. (Desarrollo de presiones excesivas en los poros de agua)
3. Cuando se abre el orificio, el agua comienza a drenar y el muelle se acorta. (Drenaje excesivo de los poros de agua)
4. Después de cierto tiempo, el drenaje de aguatermina. Ahora el muelle resiste por si solo la carga aplicada. (Total disipación del exceso de presión de agua en los poros. Fin de la consolidación.
Consolidación primaria
Este método asume que la consolidación ocurre en una sola dimensión. Los datos de laboratorio utilizados han permitido construir una interpolación entre la deformación o el índice de huecos y la tensión efectiva en una escalalogarítmica. La pendiente de la interpolación es el índice de compresión. La ecuación para el asiento de consolidación de un suelo normalmente consolidado puede ser determinada entonces como:

Donde:
δc es el asiento debido a la consolidación.
Cc es el índice de compresión.
e0 es el índice de huecos inicial.
H es la altura de suelo consolidable.
σzf es la tensión vertical final.
σz0 es la...