Compresión Edométrica e ue os (64.08) Mecánica de Suelos FIUBA
Índice a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
• Defi Defini nici ción ón de comp compre resi sión ón edom edomét étri rica ca • Ensayo edométrico • Mo Mode delo lo de com comp pre resi sión ón de ar arci cillllas as – Recarga – Primera carga – Compresión secundaria secun daria –
• Arcillas na naturales •
Compresión de suelos σ v0 a c i r t é m o e n ó i s e r p m
Δσ ′
Δ H
σ v0
H
C
Δe
V = eV
V s
vacíos
sólidos
V v = (e - Δ e)V s
vacíos
V s
sólidos
Índice a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
• Defi Defini nici ción ón de co comp mpre resi sión ón ed edom omét étri rica ca • Ensayo edométrico • Mo Mode delo lo de com comp pre resi sión ón de ar arci cillllas as – Recarga – Primera carga – Compresión secundaria secun daria –
• Arcillas na naturales •
Ensayo edométrico Equipo a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
Ensayo edométrico Equipo a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
Tradicional (flexímetro, brazo de palanca, captura manual)
Moderno (LVDT, celda de carga, captura digital)
Ensayo edométrico Procedimiento Escalones de carga, descarga, recarga, descarga final ,
a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
21,0
20,5
o 20,0 t
e
, 1,10 1,05
n e i m a z l p 19,5 s e D
19,0
, 0,95
18,5
0,90 18,0
, 0,80
17,5 01
1
10
1 00
1000
Ensayo edométrico Procedimiento Escalones de carga, descarga, recarga, descarga final ,
a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
21,0
20,5
o 20,0 t
e
1,10
n e i m a z a l p 19,5 s e D
1,05
19,0
,
, 0,95
18,5
0,90 18,0
, 0,80
17,5 01
1
10
100
1000
Ensayo edométrico Procedimiento Escalones de carga, descarga, recarga, descarga final ,
a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
21,0
20,5
o 20,0 t
,
e 1,10 1,05
n e i m a z l p s 19,5 e D
19,0
, 0,95
18,5
0,90 18,0
, 0,80
17,5 01
1
10
100
1 00 0
Ensayo edométrico Procedimiento Escalones de carga, descarga, recarga, descarga final ,
a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
21,0
20,5
o 20,0 t
e
, 1,10 1,05
n e i m a z a l p s 19,5 e D
19,0
, 0,95
18,5
0,90 18,0
, 0,80
17,5 01
1
10
100
1 0 00
Ensayo edométrico Procedimiento Escalones de carga, descarga, recarga, descarga final ,
a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
21,0
20,5
o 20,0 t
e
, 1,10 1,05
n e i m a z a l p s 19,5 e D
19,0
, 0,95
18,5
0,90 18,0
, 0,80
17,5 01
1
10
100
1 00 0
Ensayo edométrico Procedimiento Escalones de carga, descarga, recarga, descarga final ,
a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
21,0
20,5
o 20,0 t
e
, 1,10 1,05
n e i m a z a l p s 19,5 e D
19,0
, 0,95
18,5
0,90 18,0
, 0,80
17,5 01
1
10
100
1 00 0
Ensayo edométrico Procedimiento Escalones de carga, descarga, recarga, descarga final ,
a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
21,0
20,5
o 20,0 t
e
, 1,10
n e i m a z a l p s 19,5 e D
1,05 19,0
, 0,95
18,5
0,90 18,0
, 0,80
17,5 01
1
10
10 0
10 0 0
Índice a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
• Defi Defini nici ción ón de co comp mpre resi sión ón ed edom omét étri rica ca • Ensayo edométrico • Mode Modelo lo de com comp presi resión ón de arci arcillllas as – Recarga – Primera carga – Compresión secundaria secun daria –
• Arcillas na naturales •
Modelo teórico de compresión de arcillas a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
e
e
1,15 , 1,05
C c
1,00 , 0,90 0,85
C r
, 0,10
1,00
10,00
Presion
• Se ostulan rectas en escala semilo arítmica • Se de defin finen la las pe pendientes tes C c y C r
log[σ]
Modelo teórico de compresión de arcillas a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
e
e
1,15 , 1,05
C c
1,00 , 0,90 0,85
C r
, 0,10
1,00
10,00
Presion
• La máxi máxima ma resi resión ón ue el suel suelo o alca alcanz nzó ó en su historia de tensiones se denomina
log[σ]
Compresión primaria: elastoplasticidad a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
tensión-deformación
e
C r
C c
C c
C r
C r ε
• La rama de recarga “ ” log[ • La ra rama de de pr primera ca carga es es “elastoplástica” σ
v0
17
σ
c
σ
vf
]
σ
Compresión secundaria: visco-elastoplasticidad a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
tensión-deformación
e
C r
C c
C c
C r
C r ε
• La rama de recarga “ ” log[ • La ra rama de de pr primera ca carga es es “elastoplástica” σ
v0
18
deformaciones viscoplásticas
σ
c
σ
vf
]
σ
Diferencias entre compresión primaria y secundaria a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
• Compresión primaria – Es una deformación plástica produci – Si el agua no tuviera tuv iera viscosidad sería un fenómeno instantáneo
• Compresión sec secundaria – Es una def. viscoplástica viscoplást ica producida a presión efectiva constante – Está asociada a un comportamiento Explica comportamientos comportamien tos como el de la Torre de Pisa
Diferencias entre compresión primaria y secundaria a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
Cálculo del cambio de altura de la muestra a c i r t é m o e n ó i s e r p m
e 1
Δn 1 =
C
⎡ σ ⎤ Δe = C log ⎢ c ⎥ σ
2
Δe 1
=
0
Δn 2 =
C r
Δe 2 0
v 0
0
=
⎡ σ vf ⎤ Δe 2 = C c log ⎢ ⎥
⎡ σ c ⎤ log ⎢ ⎥
C r
C c
σ
v 0
⎡ σ vf ⎤ log ⎢ ⎥
C c 0
c σ
v0
σ
c
σ
vf
log[σv]
Cálculo del cambio de altura de la mue muest stra ra – efec efecto to tiem tiempo po a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
⎡ σ ⎤ Δe 1 = C r log ⎢ c ⎥ ⎣ σ v 0 ⎦
e
= Δn 3 =
1
2
Δe 3 0
=
⎡ σ vf ⎤ Δe 2 = C c log ⎢ ⎥ σ ⎢⎣ c ⎥⎦
3
⎡ t ⎤ log ⎢ ⎥
C
α
0
p
Δe 3 = C log ⎢ ⎥ ⎢⎣ t p ⎥⎦ α
σ
v0
σ
c
σ
vf
log[σv]
Preconsolidación por tiempo a c i r t é m o e n ó i s e r p m
• Secuencia
e
– Se parte de un
C
σ
v0
log[σv]
Preconsolidación por tiempo a c i r t é m o e n ó i s e r p m
• Secuencia
e
– Se parte de un – Se recorre la rama preconsolidada
C
σ
v0
log[σv]
Preconsolidación por tiempo a c i r t é m o e n ó i s e r p m
• Secuencia
e
– Se parte de un – Se recorre la rama preconsolidada
C
σ
v0
log[σv]
Preconsolidación por tiempo a c i r t é m o e n ó i s e r p m
• Secuencia
e
– Se parte de un – Se recorre la rama preconsolidada – Se recorre la rama normalmente cons. cons.
C
σ
v0
σ
c
log[σv]
Preconsolidación por tiempo a c i r t é m o e n ó i s e r p m
• Secuencia
e
– Se parte de un
C
σ
v0
σ
c σ vf
log[σv]
– Se recorre la rama preconsolidada – Se recorre la rama normalmente cons. cons. – e a canza a tensión final
Preconsolidación por tiempo a c i r t é m o e n ó i s e r p m
• Secuencia
e
– Se parte de un 10 años
C
σ
v0
σ
c σ vf
log[σv]
– Se recorre la rama preconsolidada – Se recorre la rama normalmente cons. cons. – e a canza a tensión final –
Preconsolidación por tiempo a c i r t é m o e n ó i s e r p m
• Secuencia
e
– Se parte de un
C
1000 años
σ
v0
σ
c σ vf
log[σv]
– Se recorre la rama preconsolidada – Se recorre la rama normalmente cons. cons. – e a canza a tensión final – – Pasan 1000 años
Preconsolidación por tiempo a c i r t é m o e n ó i s e r p m
• El tiempo preconsolida
e
–
os a os se alcanza el punto – Al mismo unto se llega si se carga 10 hasta y
10 años
C
σ
años
c
vf σ
v0
σ
c σ vf
10 años
σ
c
log[σv]
– Entonces, NC con 10 años es preconsolidado
Preconsolidación por tiempo a c i r t é m o e n ó i s e r p m
• El tiempo preconsolida
e
–
os a os se alcanza el punto – Al mismo unto se llega si se carga hasta 1000 y
10 años
C
1000 años
σ
años
c
vf σ
v0
σ
c σ vf
10 años 1000 años
σ
c
σ
c
log[σv]
– Entonces, NC con 1000 años es más preconsolidado
Preconsolidación por tiempo a c i r t é m o e n ó i s e r p m
• El diagrama e – σv puede completarse
e
líneas paralelas que
C
del tiempo 0
σ
c
1000 años
σ
c
log[σv]
Ejercicios a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
• Cálculo de coe coefic ficientes tes c , r (pizarrón) • Asen Asenta tami mien ento to de un depó depósi sito to NC por por cam cambi bio o de de n ve re re co p zarr n • Asen Asenta tami mien ento to de de un depó depósi sito to OC OC por por rell rellen eno o super c a p zarr n • Asen Asenta tami mien ento to del del mis mismo mo depó depósi sito to a lar largo go plaz plazo o • Pre Precons consol olid idac ació ión n por por tiem tiempo po (piz (pizar arró rón) n)
Índice a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
• Defi Defini nici ción ón de co comp mpre resi sión ón ed edom omét étri rica ca • Ensayo edométrico • Mo Mode delo lo de com comp pre resi sión ón de ar arci cillllas as – Recarga – Primera carga – Compresión secundaria secun daria –
• Arcillas na naturales •
Determinación p a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
c
´
Errores experimentales a c i r t é m o e n ó i s e r p m
• Descarga elástica durante extracción • a curva e ensayo no sigue el camino
C
• Pérdida de presión (buen trato muestras, trans orte mani uleo en laboratorio)
Errores experimentales Método de muestreo a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
Suelos sensitivos a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
Arcillas de México México (Rutledge, (Rutledge, 1944) 1944)
Correlaciones de parámetros a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
• Arcillas remoldeadas C c
≅
0.007 ( w L
−
Índice de compresión co mpresión vs. Límite líquido líquido 0.65
10)
• Arcillas en estado natural 10 ) C c ≅ 0.009(w L − 10)
C r ≅ 0.10 C c C ≅ 0.02 C c α
Cc [-]
0.60 . 0.50 0.45
Cc = 0.0083(
0.40
l
- 18)
0.35 0.30 0.25 l
0.20 40
50
60
70
80
90
Arcillas del lecho del Río Río de La Plata
100
Índice a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
• Defi Defini nici ción ón de co comp mpre resi sión ón ed edom omét étri rica ca • Ensayo edométrico • Mo Mode delo lo de com comp pre resi sión ón de ar arci cillllas as – Recarga – Primera carga – Compresión secundaria secun daria –
• Arcillas na naturales •
Compresión isotrópica Isotropic sotropic compression compres sion - T oyoura sand s and a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
0.85
e .
.
0.55 e0 = 0.83, 0.77, 0.59
0.45
cb = 850
1 00
pr = 65
1000
10000
p10000a0
Compresión isotrópica Isotropic compression - Sacramento Sand a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
0.90
e 0 = 0.87, 0.78, 0.71, 0.61
e
cb = 700 pr = 35
.
.
0.60
0.50 100
1000
10000
p10000a0
Compresión edométrica 1D compression calibration - Nevada Sand a c i r t é m o e n ó i s e r p m
1
10
10 0
100a 00 p [KPa [KP ]
10 00
0 = .
1 2
e=0.661 c b = 600 pr = 35
C
3
ε4 [%] 5 En compresión edométrica hay plasticidad aún sin rotura de granos
Bibliografía a c i r t é m o e n ó i s e r p m C
• Básica – Juárez Badillo y otros. Mecánica de Suelos. Ed. – Powrie. Soil Mechanics. Ed. Spon Press
• – Mitchell. Fundamentals Fundame ntals of soil behavior. Wiley. – Terza hi Peck Mesri. Soil Mechanics Mechani cs in En ineerin Practice. Wiley
