Construcciòn

Consolidación de suelos

(64.08) Mecánica de Suelos FIUBA

La consolidación estudia el efecto del tiempo de la compresión
σv0
Co onsolidación de suelos d

Δσv
ΔH

σv0′

H

Vv = eVs VsΔe
vacíos

Vv = (e - Δ e)Vs Vs

vacíos sólidos

sólidos

2

Antes

Después

Ensayo edométrico
¿dónde entra el tiempo?
Escalones de carga, descarga, recarga, descarga final
21,521 5

Co onsolidación de suelos d

21,0

20,5

20,0

1,15 1 15

e
1,10 1,05

19,5

19,0

1,00 1 00 0,95 0,90
18,0 18,5

0,85 0 85 0,80 0,10 1,00 10,00

17,5 0,1 1 10 100 1000Presion

Desplazamiento

3

Log (t)

El problema de la consolidación

Co onsolidación de suelos d 4

Teoría de la consolidación
• Hipótesis
– Granos y agua incompresibles – S lsaturado Suelo t d – Flujo y movimiento unidireccionales – Ley de Darcy – Permeabilidad y rigidez constantes en todo el proceso
Δσ ´v

Co onsolidación de suelos d

εh = 0
ΔQ

dz

5

Teoría dela consolidación
Δσ ´v
Co onsolidación de suelos d

Δσ ´v

ΔQ

dz

ΔQ

∂Q ∂v ∂i ∂2 h k ∂2 u dV = dzdt = Adzdt = k Adzdt = k. 2 Adzdt = Adzdt ∂z ∂z ∂z ∂z γ W ∂z 2

dV =

∂e 1 a ∂p´ ∂u∂ε dtAdz = dtAdz = v dtAdz = −mv m dtAdz ∂t ∂t 1 + e0 1 + e0 ∂t ∂t

k ∂ 2 u ∂u + =0 2 mv .γ w ∂z ∂t
6

Teoría de la consolidación Solución de Taylor (1961)
Co onsolidación de suelos d

tv
ζ

7u/p´0

Teoría de la consolidación Solución de Taylor (1961)
Co onsolidación de suelos d

U%
0 25 50 75 90 95 ≈ 99 100

Tv
0 0.049 0.197 0.477 0.848 1.129 1 129 ≈3 ∞

1 U = f (tv ) = u.dζ Δp´ ∫ 0 U < 60% U > 60%
Tv H 2 f t= Cv

1

4 Tv ≈ −0.9332 log (1− U ) − 0.0851
Tiempo para alcanzar la consolidación

Tv ≈

π

U2

U%: Área bajo las curvas
8

Teoría de laconsolidación Solución de Taylor (1961)
Co onsolidación de suelos d

U%
0 25 50 75 90 95 ≈ 99 100

Tv
0 0.049 0.197 0.477 0.848 1.129 1 129 ≈3 ∞

1 U = f (tv ) = u. dζ Δp´ ∫ 0 U < 60% U > 60%...