Cambio de Volumen y Proceso de Deformacion (1)

CAMBIO DE VOLUMEN Y PROCESO DE DEFORMACION

CAMBIO DE VOLUMEN El cambio de volumen total de un suelo parcialmente saturado puede ser definido como un cambio en la relación de vacíos en respuesta a un cambio en el estado de esfuerzos

.

Es decir un cambio en el estado de compactación de un suelo resulta en un cambio de volumen causado por fuerzas que pueden originarse en fuentes mecánicas, m ecánicas, como las maquinas, animales, o fuentes naturales como humedecimientos y secamientos.

Cuatro factores que influyen en el cambio de volumen A) Compresión de las partículas sólidas, Causada por una deformación de naturaleza elástica se opina que un incremento en la densidad aparente produce cambios en la relación d humedad y el espacio aéreo decreciendo la proporción de los estados vacíos y modificando la distribución y el tamaño de los poros. B) Compresión de líquidos y gases dentro de los poros Si una unidad de volumen de líquido líquido se somete a un incremento en presion, ocurre una reducción en volumen.

C) Cambio en el contenido líquido y gases en los poros Los contenidos líquidos y gas de un suelo son raramente estáticos, cuando la cantidad de líquido disminuye y el contenido de gas se incrementa.

D) Re arreglo de las partículas del suelo Un cambio de volumen bajo cargas que se aplican en un suelo afecta el estado de compactación del mismo y este depende del movimiento de las fases liquidas, gaseosas o de ambas. El limite el cual las partículas de suelo pueden cambiar de posición por rodamiento o de slizamiento es el mayor factor en el cambio d volumen

Proceso de deformación Todos los materiales experimentan deformaciones cuando se sujeta a un cambio en las condiciones de esfuerzos Las características esfuerzo-deformación del acero o del hormigón son ya conocidas . Y pueden determinarse con un razonable de confianza. Las características esfuerzo- deformación de un suelo dependerá: 1.

Del tipo del suelo

2.

De la forma en que es cargado

3.

Donde se ubica en la naturaleza

El suelo en general sufre deformaciones superiores a las que se dan en la estructura que trasmite la carga. Estas deformaciones no siempre se producen instantáneamente ante la aplicación de, la carga sino a lo largo del tiempo.

Existen dos tipos de deformaciones: 

Consolidación (asentamientos)



Expansión

DEFORMACION POR CONSOLIDACION (asentamientos) Es la deformación de un suelo que se produce por la reducción de los vacíos, debida a los esfuerzos aplicados (o a la pérdida de agua en los suelos expansivos). Cuando un depósito de suelo se somete a un incremento de esfuerzos totales, como resultado de cargas externas aplicadas, se produce un exc eso de presión intersticial.

SUELOS NORMALMENTE CONSOLIDADOS: Son aquellos suelos que nunca estuvieron sometidos a presiones efectivas mayores que las actuales. SUELOS PRECONSOLIDADOS: Son aquellos suelos que alguna vez han sufrido presiones efectivas mayores que las actuales.

PROCES0 DE CONSOLIDACION El proceso de consolidación se aplica a todos los suelos, pero es más importante en aquellos donde la permeabilidad es baja. Es necesario predecir: 

El asentamiento total de la estructura



El tiempo o velocidad a la cual se produce dicho asentamiento.

Si graficamos la deformaciones para distintos valores “p” aplicados en función de la r elación de vacíos “e” obtendremos el grafico de la izquierda (a) que lógicamente parte de una relación de vacíos inicial que llamaremos “e” Este grafico se transforma en e l de la derecha (b) si solamente representamos en escala.

Suelos granulares 

La permeabilidad es alta



Se disipa rápidamente las presiones neutras



El asentamiento se termina durante la construcción

Suelos finos y arcillosos 

La permeabilidad des muy baja



Se disipa muy lentamente las presiones neutras



El asentamiento puede producirse varios años después de finalizada la construcción.

DEFORMACION POR EXPANSION Es la deformación de un suelo que se produce por el aumento del índice de los vacios, debida a la recuperación al retirar los esfuerzos aplicados( o a la acción de agua en los suelos expansivos)

ENSAYOS DE LABORATORIO EDOMETRO Un edómetro consiste en un anillo rígido de acero en cuyo interior se coloca una astilla de suelo. En la parte inferior y superior de la pastilla se colocan unas piedras porosas que permiten el drenaje del agua contenida en el suelo. El conjunto se introduce en una célula, que se llena de agua para mantener en todo instante las co ndiciones de saturación completa. Sobre la piedra porosa superior se coloca una placa rígida y en su centro se aplica una carga ver tical.

ANILLO FLOTANTE Cuando se somete un suelo a un incremento en presión(o carga) ocurre un reaj uste de la estructura de suelo que podría considerarse primeramente como una deformación plástica correspondiente a una reducción en la re lación de vacíos. Puede producirse también una pequeña cantidad de deformación elástica pero considerando la magnitud de las car gas involucradas y el hecho de que el módulo de elasticidad de los granos de suelo. Proceso de realización del ensayo: