Consolidacion

LABORATORIO DE CONSOLIDACION
GENERALIDADES:
Cuando se somete un suelo cohesivo saturado a un incremento de carga, ocurre un traspaso de esta carga desde el agua a la estructura de suelo en el tiempo. Inicialmente, de acuerdo a la teoría, ese incremento de carga exterior lo toma integralmente el agua debido a que, por una parte, es incompresible, y por otra, el suelo del que estamos hablandopresenta una baja permeabilidad. Este incremento de carga tomado por el agua produce excesos en la presión neutra por sobre las presiones hidrostáticas. Al cabo de un tiempo t, parte de este exceso de presión neutra es disipado, transfiriéndose esa parte de la carga a la estructura de suelo, resultando en un incremento de tensiones efectivas. El resultado de este incremento gradual de tensionesverticales efectivas produce asentamientos en terreno.
Cuando el suelo es permeable, como es el caso de un suelo granular, o cuando la carga se aplica a un suelo fino seco (o con bajo grado de saturación), el proceso de deformación con reducción en el índice de vacíos tiene lugar en un período tan corto que es posible considerar el proceso como instantáneo. En estos casos existe una deformaciónvertical prácticamente inmediata, pero no se reconoce como consolidación.
PROCESOS EN LA CONSOLIDACIÓN:
Una arcilla puede encontrarse en terreno normalmente consolidada (arcilla NC) o preconsolidada (arcilla PC). Se dice que una arcilla es normalmente consolidada cuando nunca fue sometida en su pasado geológico a cargas mayores que las existentes ahora en terreno. Por otro lado, si la arcillaestuvo en el pasado cargada por estratos de suelo que fueron posteriormente erosionados, o por cargas de hielo en una época glacial, se la denomina preconsolidada (también existe la preconsolidación por secamiento o por descenso de la napa freática con posterior recuperación).
El ensayo permite igualmente conocer si se trata de una arcilla NC o PC tras comparar la tensión efectiva que la muestratiene en terreno (a partir de la estratigrafía y profundidad de la muestra) con la presión de preconsolidación que, como se verá más adelante, se obtiene de la curva de consolidación.

CONSOLIDACIÓN PRIMARIA:
De acuerdo a los resultados del ensayo, se obtiene la curva de consolidación, (ver figura 1). Esta curva representa el fin de la transferencia de cargas desde los excesos de presión neutraa la estructura de suelo, o en otras palabras, el fin del proceso de consolidación primaria. A partir de esta curva – siempre que ella sea representativa del estrato de suelo, por lo que suele ser el resultado de varios ensayos de consolidación sobre diferentes muestras inalteradas del mismo estrato -se puede calcular el asentamiento final de un estrato de arcilla saturada normalmente consolidadasometida a un incremento de carga Δq. El asentamiento está dado por:


Donde:
S: asentamiento del estrato de suelo (arcilla o suelo fino saturado)
H: espesor del estrato de suelo
eo: índice de vacíos inicial
σ’vo : tensión vertical efectiva inicial (antes de la aplicación de sobrecarga)
': incremento de tensión efectiva (o sobrecarga), la cual producirá laconsolidación
C = Cc índice de compresibilidad que es la inclinación de la recta virgen de la curva de consolidación en escala semi-logarítmica

Para el caso de un estrato de arcilla preconsolidada, existirán dos casos posibles:

* El primero corresponde a un incremento de carga tal, que sumado a la tensión vertical efectiva existente (a la profundidad que se obtuvo la muestra) no supera lapresión de preconsolidación (calculada gráficamente como se indica en Figura 1). En este caso se utiliza la misma fórmula anterior, pero con el valor de C = Cr (índice de recompresión)

* El segundo caso se refiere a un incremento de carga que sumado a la tensión vertical efectiva existente (a la profundidad de la muestra), supera la presión de preconsolidación. En este caso la fórmula...