ASTM D 2435-96 Método de Ensayo para Determinar las Propiedades de Consolidacin !nidimensional de S"elos #$ %&'eti(o 1.1 Este método de prueba abarca procedimientos para determinar la magnitud magnitud y proporción de consolidación del suelo cuando es refrenado lateralmente y vaciado axialmente mientras que este sujeto a una carga de esfuerzo controlado aplicado incrementalmente. Dos procedimientos alternativos son proporcionados a continuación: 1.1.1 Método de Prueba Prueba AA- Este método de prueba es realizado con una duración del incremento de la carga constante de ! "# o m$ltiples de eso. %as lecturas de la deformación del tiempo son requeridas en un m&nimo de dos incrementos de carga. 1.1. Método de Prueba Prueba BB- %as lecturas de la deformación del tiempo son requeridas en todos los incrementos de carga. 'ncrementos de carga sucesivas son aplicados luego de alcanzar la consolidación primaria al 1(()# o en incrementos del tiempo constante seg$n descrito en *étodo de +rueba ,. )%TA #- %a determinación de la proporción y magnitud de la consolidación de suelo cuando es sujeto a la carga de tensión controlada es abarcada por el *étodo de +rueba D !1-.
1. Este método de prueba es mayormente realizado en muestras no perturbadas de suelos de grano fino sedimentados naturalmente en agua# sin embargo# el procedimiento de prueba b/sica es aplicable# y adem/s# a espec&menes de suelos compactados y muestras de suelos no perturbados formados mediante otros procesos como desgaste o alteración qu&mica. 0écnicas de evaluación especificadas en este método de prueba generalmente son aplicables a suelos que son sedimentados naturalmente en agua. %as pruebas realizadas en otros suelos como suelos residuales y compactados desgastado o alterado qu&micamente2 quiz/s requieran técnicas de evaluación especial. 1.3 %a agencia quien pide esta prueba prueba ser/ responsable por especificar especificar la magnitud y secuencia de cada incremento de carga# incluyendo la ubicación de un ciclo de rebote# si es requerido# y# los incrementos de carga para las lecturas de la deformación del tiempo son deseados para *étodo de +rueba ,. )%TA 24 %as lecturas de la deformación del tiempo son requeridas para determinar el tiempo para el cumplimiento de la consolidación primaria y para evaluar el coeficiente de la consolidación# cV . Desde que cV varia varia con el nivel de esfuerzo y el incremento de carga cargante o no cargante2# los incrementos de carga con lecturas cronometradas deben ser elegidos con referencia especifica al proyecto individual. ,lternativamente# ,lternativamente# la agencia quien solicita puede especificar *étodo de +rueba 5 en donde las lecturas de deformación del tiempo son tomadas en todos los incrementos de carga.
1.! %os valores declarados en unidades 6' ser/n consideradas como el est/ndar. %os valores declarados en unidades pulg 7 libra son aproximados y proporcionados solo para una gu&a. El reporte de los resultados de prueba en unidades que no son 6' no ser/n considerados como no conforme con este método de prueba. 1.!.1 Es una practica practica "abitual# "abitual# en la la profesión profesión de ingenier&a# ingenier&a# usar usar unidades unidades que que representa representan n la masa y fuerza# intercambiablemente# a menos que se involucra c/lculos din/micos F F 8 8 Ma2. Ma2. Esto impl&citamente combina dos sistemas de unidades separados# es decir# el
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sistema absoluto y el sistema gravimétrico. Es cient&ficamente indeseable en combinar dos sistemas separados dentro de una norma. Este método de prueba fue escrito usando unidades 6'9 sin embargo# las conversiones pulg 7 libra son proporcionadas en el sistema gravimétrico# donde la libra lbf2 representa una unidad de fuerza peso2. El uso de balanzas o escalas que registran libras de masa lbm2# o el registro de densidad en lbft3 no se debe considerar como no conforme con este método de prueba. 1.; Esta norma no pretende dirigir todos los intereses de seguridad, si hay, asociado con el uso. Es la responsabilidad del usuario de esta norma en establecer practicas de salud y seguridad apropiadas y determinar la aplicabilidad de limitaciones reguladores antes del uso. 2$ Doc"mentos de *e+erencia .1 Normas ASTM : D ! *étodo para el ,n/lisis del 0amaluidos ?ontenidos D -;! *étodo de +rueba para la @ravedad Especifica de 6uelos D 1;-A +ractica para el *uestreo @eotecnico del 0ubo de +ared Delgada de 6uelos D 1 *étodo de +rueba para la Determinación del ?ontenido de ,gua Bumedad2 de 6uelo y =oca en el %aboratorio D !-A ?lasificación de 6uelos para >ines de 'ngenier&a D !-- +ractica para la Descripción e 'dentificación de 6uelos +rocedimiento Cisual 7 *anual2 D 3;;( +ractica para el *uestreo de 5arril de ,nillo de >orro de 6uelos D 3A!( +ractica para los =equerimientos *&nimos para ,gencias ?omprometidas en el Ensayo o 'nspección# o ambos# del 6uelo y =oca seg$n sado en la ?onstrucción y Diseatiga ?ontrolada D !( +ractica par +reservar y 0ransportar *uestras de 6uelo D !31- *étodo de +rueba para el %imite %iquido# %imite +l/stico# e 'ndice de +lasticidad de 6uelos D !!; *étodos para la =adiograf&a de =ayos de las *uestras de 6uelo D !;! *étodos de +rueba para el Binc"amiento Dimensional o el +otencial de =otura de 6uelos ?o"esivos 3$ Terminolo,a 3.1 Definiciones4 %as definiciones de los términos usados en este método de prueba estar/n de acuerdo con 0erminolog&a D ;3. 4$ *es"men del Método de Pr"e&a !.1 En este método de prueba# un espécimen de suelo es refrenado lateralmente y axialmente cargado con incrementos de esfuerzo total. ?ada incremento de esfuerzo es mantenido "asta que las presiones de agua dentro de los poros en exceso se disipan completamente. Durante el proceso de consolidación# las medidas son basadas e n el cambio de altura del espécimen y estos datos son usados para determinar la relación entre el esfuerzo eficaz y la relación de vac&o o tensión# y la proporción en donde la consolidación ocurra por medio de evaluar el coeficiente de la consolidación.
5$ Si,ni+icacin y !so ;.1 %os datos de la prueba de consolidación son usados para estimar la magnitud y la proporción de la rotura total y diferencial de una estructura o terraplén. Estimaciones de este tipo son importantes en el dise
;.3 %os resultados de la prueba de consolidación dependen de la magnitud de los incrementos de carga. 0radicionalmente# la carga es duplicada para cada incremento que resulta en una relación de incremento 7 carga de 1. +ara muestras no perturbadas# este procedimiento de carga "a proporcionado datos de lo cual las estimaciones de la presión de preconsolidación# que adem/s se refiere a la presión pasada m/xima# usando técnicas de evaluación establecidas# se comparan directamente con la medida en campo. Ftros programas de carga pueden ser usados para moldear condiciones particulares en campo o cumplir requerimientos especiales. +or ejemplo# quiz/s ser/ deseable inundar y cargar el espécimen seg$n el patrón mojado o cargante esperado en el campo para simular la respuesta. %as relaciones del incremento de carga est/ndar peque
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de la prueba y quiz/s incluye la aplicación de modelos teóricos que no son de la teor&a de consolidación convencional. ,lternativamente# la prueba puede ser realizada usando un aparato equipado para saturar el espécimen. ;. Este método de prueba usa la teor&a de consolidación convencional basada en la ecuación de consolidación de 0erzag"i para calcular el coeficiente de la consolidación# c. El an/lisis esta basado en las siguientes suposiciones: ;..1 El suelo es saturado y tiene propiedades "omogéneas: ;.. El flujo del agua dentro del poro esta en la dirección vertical9 ;..3 %a compresibilidad de las part&culas del suelo y el agua dentro del poro es insignificante a comparación de la compresibilidad de la estructura del suelo9 ;..! %a relación de tensión 7 esfuerzo es lineal sobre el incremento de carga9 ;..; %a relación de la permeabilidad del suelo a la compresibilidad del suelo es constante sobre el incremento de la carga9 y ;.. %a ley de Darcy para el flujo a través del medio poroso se aplica. 6$ Aparato .1 Aparato de !arga4 n aparato apropiado para aplicar cargas verticales o esfuerzos totales al espécimen. El aparato debe ser capaz de mantener cargas especificadas para largos periodos de tiempo con una exactitud al ±(.;) de la carga aplicada y debe permitir la aplicación r/pida de un incremento de carga proporcionada sin impacto significante. GF0, !4 %a aplicación de la carga generalmente debe ser completada en un tiempo que corresponde a (.(1 t 1(( o menos. +ara suelos en donde la consolidación primaria es completada en 3 min# la aplicación de la carga debe ser menos de s.
. Consolidómetro- n aparato para sostener el espécimen en un anillo que este fijo a la base o flotando soportado por fricción sobre la periferia del espécimen2 con discos porosos en cada cara del espécimen. El di/metro interno del anillo ser/ determinado a una tolerancia de (.(A; mm (.((3 pulg2. El consolidómetro también proporcionar/ medios para sumergir el espécimen# para transmitir la carga vertical concéntrica a los discos porosos# y para medir el cambio en altura del espécimen. ..1 Diámetro Mínimo del Espécimen- El di/metro m&nimo del espécimen ser/ ;( mm .(( pulg2. .. Altura Mínima del Espécimen4 %a altura m&nima inicial del espécimen ser/ 1 mm (.; pulg2# pero no ser/ menos que diez veces el di/metro m/xima de la part&cula. )%TA 5- 6i las part&culas grandes son "alladas en el espécimen luego del ensayo# incluir esta observación visual o los resultados de un an/lisis del tama
..3 Relación Mínima de la Altura a Diámetro del Espécimen- %a relación m&nima de la altura a di/metro del espécimen ser/ .;. )%TA 6- El uso de relaciones del di/metro a altura mayores es recomendada. +ara minimizar los efectos de fricción entre los costados del espécimen y anillo# una relación del di/metro a altura mayor de cuatro es preferible.
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..! Rigidez del Anillo del Espécimen- %a rigidez del anillo ser/ tal que# bajo condiciones de esfuerzo "idrost/ticos en el espécimen# el cambio en di/metro del anillo no exceder/ el (.(3) del di/metro bajo la carga mayor que es aplicada. ..; Material del Anillo del Espécimen- El anillo ser/ "ec"o de un material que no es corrosivo en relación con el suelo que es ensayado. %a superficie interna ser/ sumamente pulida o ser/ revestido con un material de baja fricción. %a grasa de silicón o bisulfuro de molibdeno es recomendada9 politetrafluoroetileno es recomendado para suelos no arenosos. .3 Discos Porosos- %os discos porosos ser/n de carburo de silicón# oxido de aluminio# o material no corrosivo similar. El grado de los discos ser bastante fino para impedir la intrusión del suelo en los poros. n papel filtro ver Gota A2 puede ser usado para impedir la intrusión del suelo en los discos9 sin embargo# la permeabilidad de los discos# y el papel filtro# si es usado# debe ser por lo menos un orden de magnitud alto que del espécimen. )%TA .4 El papel filtro H"atman Go. ;! fue "allado en cumplir los requerimientos para permeabilidad y durabilidad.
.3.1 Diámetro- El di/metro del disco superior ser/ de (. a (.; mm (.(1 a (.( pulg2 menos que el di/metro interno del anillo. 6i se usa un anillo flotante# el disco inferior tendr/ el mismo di/metro que el disco superior. )%TA /- El uso de los discos a"usados es recomendado# con el di/metro grande en contacto con el suelo.
.3. Espesor - El espesor de los discos ser/ suficiente para impedir ruptura. El disco superior ser/ cargado a través de una placa resistente a corrosión de rigidez suficiente para impedir la ruptura del disco. .3.3 Mantenimiento- %os discos estar/n limpios y libres de grietas# astillas# y no uniformidades. Guevos discos porosos ser/n "ervidos por 1( minutos y dejados en agua para enfriar a la temperatura de ambiente antes del uso. %impiar los discos porosos con un cepillo no abrasivo luego de cada uso y "ervir para retirar las part&culas de arcilla que pueden reducir la permeabilidad. Es recomendad o que los discos porosos sean guardados en un recipiente con agua desaereado entre las pruebas. .! Aparato Recortadora de Espécimen- na tornamesa recortadora o un anillo cortador cil&ndrico puede ser usado para recortar la muestra "asta el di/metro interno del anillo del consolidómetro con una perturbación m&nima. n cortador que tenga el mismo di/metro interno como el anillo del espécimen ser/ unido a o ser/ integro con el anillo del espécimen. El cortador tendr/ un borde afilado# una superficie sumamente pulida y ser/ revestido con un material de baja fricción. ,lternativamente# una tornamesa o torno recortadora puede ser usado. %a "erramienta cortadora debe ser alineada correctamente para formar un espécimen del mismo di/metro como del anillo. .; Indicador de Deormación- +ara medir el cambio en la altura del espécimen# con una legibilidad de (.((; mm (.(((1 pulg2. . E!uipo Misceláneo- 'ncluyendo el aparato contador de tiempo con una legibilidad de 1 s# agua destilada# esp/tulas# cuc"illos# y sierras de alambre# usados en preparar el espécimen. .A Balanza s# seg$n *étodo D 1. .- "orno #ecador # seg$n *étodo D 1. .I Recipientes del Contenido de Agua # seg$n *étodo D 1.
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.1( *edioambiente 7 %as pruebas ser/n realizadas en un medioambiente en donde las fluctuaciones de temperatura son menos de ±!J? ±AJ>2 y no "ay exposición directa a la luz del sol. .$ Cali&racin A.1 %as deformaciones verticales medidas deben ser corregidas para la flexibilidad del aparato cuando la corrección de la calibración que es determinada en A.! excede el ;) de la deformación medida y en todas las pruebas donde se usan los discos del papel filtro. A. ,rmar el consolidómetro con un disco de acero duro o de cobre de aproximadamente la misma altura como el espécimen de prueba y 1 mm (.(! pulg2 m/s pequeinalmente# espec&menes remoldeados pueden ser preparados de muestras a granel a densidad y condiciones de "umedad estipulados por la a,encia quien pide el ensayo. -. *uestras no perturbadas que son destinadas para ensayo seg$n este método de prueba ser/n preservadas# tratadas# y transportadas seg$n las practicas para las muestras del @rupo ? y D en las +racticas D !(. %as muestras a granel para espec&menes remoldeados deben ser tratadas y transportadas seg$n la practica para las muestras del @rupo 5. -.3 Acopio4 Go "abr/ perdida de "umedad durante el acopio de las muestras selladas# es decir# no "abr/ evidencia de contracción o el secado parcial de los extremos de las muestras. El tiempo de acopio debe ser minimizado# particularmente cuando el suelo o "umedad del suelo es esperado en reaccionar con los tubos de la muestra. -.! %a calidad de los resultados de la prueba de consolidación se disminuye grandemente con la perturbación de la muestra. 6e debe reconocer que ning$n procedimiento de muestreo puede asegurar muestras no perturbadas. De este modo# la examinacion cuidadosa de la muestra es esencial para la elección de espec&menes para ensayos. )%TA 9- %a examinacion para la perturbación de muestras# piedras# u otras inclusiones# y la elección de la ubicación del espécimen es facilitado por la radiograf&a de rayos 7 x de las muestras ver *étodos D !!;2.
9$ Preparacin del Espécimen
I.1 0odas las posibles precauciones ser/n tomadas para minimizar la perturbación del suelo o los cambios en "umedad y densidad durante la preparación del espécimen. Evitar vibración# distorsión# y compresión. I. +reparar los espec&menes de prueba en un medioambiente en donde el cambio de "umedad del suelo es minimizado durante la preparación. )%TA #0- !n medioam&iente de alta 1"medad ,eneralmente es "sada para este +in$
