Informe de Consolidacion Unidimensional

CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL

MECÁNICA DE SUELOS II

ÍNDICE:

I.

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................ 3

II. II.

OBJETIVOS........................................................................................................................ 4 A.

OBJETIVO GEN ERAL ................................................................................................ 4

B.

OBJETIVOS ESPECIFICOS ....................................................................................... 4

III.

MATERIALES .................................................................................................................. 5

A.

REFERENCIAS ........................................................................................................... 5

B.

MATERIAL .................................................................................................................. 5

C.

EQUIPO ...................................................................................................................... 5

IV. IV.

MARCO TEORICO .......................................................................................................... 7

A.

DEFINICION ................................................................................................................ 7

B.

CURVA DE CONSOLIDACION .................................................................................... 9

C.

COEFICIENTE DE CONSOLIDACION ...................................................................... 10

D.

CURVA DE COMPRESIBILIDAD ............................................................................... 11

E.

CARGA DE PRECONSOLIDACION .......................................................................... 12

F.

COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD ................................................................... 12

G.

COEFICIENTE DE ELASTICIDAD ............................................................................. 12

H.

ASENTAMIENTO ASENTAMIENTO DEL ESTRATO ESTRATO .................. ........................... .................. .................. .................. .................. ................... .............. .... 12

I.

CURVA DE VARIACION ............................................................................................ 13

J.

GRADO DE CONSOLIDACION ................................................................................. 13

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

1



V.

PROCEDIMIENTO ........................................................................................................ 14

VI. VI.

ANALISIS DE DATOS .................. ............................ ................... .................. .................. .................. .................. .................. .................. ................. ........ 18

A.

METODO DE TAYLOR .............................................................................................. 20

B.

METODO DE CASA GRANDE .................................................................................. 24

VII.

CONCLUSIONES .......................................................................................................... 44

VIII.

BIBLIOGRAFIA BIBLIOGR AFIA .................................. ................ ................................... .................................. ................................... ................................... ...................... ..... 45

IX. IX.

ANEXOS.................. ANEXOS........................... .................. .................. ................... ................... .................. .................. .................. .................. .................. .................. ........... .. 45


2



V.

PROCEDIMIENTO ........................................................................................................ 14

VI. VI.

ANALISIS DE DATOS .................. ............................ ................... .................. .................. .................. .................. .................. .................. ................. ........ 18

A.

METODO DE TAYLOR .............................................................................................. 20

B.

METODO DE CASA GRANDE .................................................................................. 24

VII.

CONCLUSIONES .......................................................................................................... 44

VIII.

BIBLIOGRAFIA BIBLIOGR AFIA .................................. ................ ................................... .................................. ................................... ................................... ...................... ..... 45

IX. IX.

ANEXOS.................. ANEXOS........................... .................. .................. ................... ................... .................. .................. .................. .................. .................. .................. ........... .. 45


2


I.


INTRODUCCIÓN El ensayo de consolidación, también llamado ensayo de compresión

confinada, es de gran importancia, debido a que la consolidación es un problema natural de los suelos finos, como arcillas y limos, y todas las edificaciones fundadas sobre este tipo de suelo enfrentarán este fenómeno. Por lo anterior es de vital importancia conocer la velocidad de asentamiento total y diferencial de la estructura. La consolidación es el proceso de asentamiento de los suelos antes mencionados, cuando están saturados y sujetos a incrementos de carga debido a la disipación de la presión de poros. Todo lo anterior se refleja en los resultados obtenidos a partir del ensayo, el cual entrega la curva de esfuerzo deformación, la presión de preconsolidación y el coeficiente de consolidación. El ensayo de consolidación es un ensayo bastante complicado debido a que tiene un complejo procedimiento, en el cual debemos ver cómo va variando el volumen del suelo al aplicar la carga, con una duración de 2 semanas aproximadamente, aunque en nuestro caso se verá una forma simplificada del ensayo, ya que por motivos de tiempo y espacio en el laboratorio no se podrá hacer completo.


3


II.


OBJETIVOS: OBJETIVO GENERAL 

Conocer cuánto y en qué tiempo se deforma el suelo al ser sometido a diferentes cargas, en el ensayo de consolidación unidimensional.

OBJETIVOS ESPÉCIFICOS 



 

  

Interpretar los datos obtenidos a través de formulaciones, y gráficos de manera que nos proporcionen conclusiones sobre el ensayo realizado. Reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo necesario para realizar el ensayo de consolidación aprendiendo las características de cada uno. Obtener datos a partir de los ensayos y anotarlos en un formato adecuado realizado especialmente para el ensayo. Construir las curvas de consolidación y establecer los puntos de importancia para la determinación de las características de compresibilidad del suelo y rapidez de consolidación. Determinar el módulo de elasticidad del suelo. Determinar el coeficiente de permeabilidad Determinar el Cv50


4


III.


MATERIALES: A) REFERENCIAS:  ASTM D2435-96  I.N.V.E-151-07- CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL DE LOS SUELOS  AASHTO T 216 B) MATERIAL:  Muestra inalterada. C) EQUIPO: 

Equipo de consolidación unidimensional.

Fig ura n° 01: E quipo de Consolidación


5

CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL 


Consolidómetro.

Fig ura n° 02: C onsolidómetro 

Piedras porosas.

Fig ura n° 03: Piedra porosa


6



Dial de expansión con divisiones de 0.01mm.

Fig ura n° 04: Dial de E xpans ión

IV.

MARCO TEÓRICO:

CONS OLIDAC IÓN UNIDIRE CC IONAL O UNIDIME NSIONAL A) DEFINICIÓN: Es un proceso de disminución de volumen, que tiene un lugar en un lapso de tiempo, provocado por un aumento de cargas sobre el suelo, se llama Proceso De Consolidación. Frecuentemente ocurre que durante el proceso de consolidación la posición relativa de las partículas sólidas sobre un mismo plano horizontal permaneces especialmente la misma; así, el movimiento de las partículas del suelo puede ocurrir sólo en dirección vertical; esto es Consolidación Unidireccional O Unidimensional.


7



Fig ura n° 05: C onsolidómetro

Fig ura n° 06


8



B) CURVA DE CONSOLIDACIÓN: El asentamiento total o consolidación ocurre cuando el agua recupera su situación de hidrostática y la carga ha sido totalmente transferida a las partículas sólidas. Toda la deformación producto de esa transferencia (disminución de fase líquida) se denomina Consolidación Primaria. Si la carga se mantiene los sólidos del suelo se deforman por efectos de fatiga, rotura de granos o reacomodo de partículas que provoca una deformación adicional llamada Consolidación Secundaria. Los efectos de consolidación secundaria son en la actualidad poco estudiada, razón por la cual no son considerados en práctica, en consecuencia es necesario distinguir:

Fig ura n° 07: curva de consolidación


9



b.1) 0% DE CONSOLIDACIÓN PRIMARIA:    

Ubicar un punto al inicio de la curva (A). Ubicar un segundo punto con t = tA/4 (este es el punto B). Ubicar un punto arriba del punto B una distancia = AB en el eje de ordenadas; y ese es el 0%. Hacer tres tanteos y calcular el promedio.

b.2) 100% DE CONSOLIDACIÓN SECUNDARIA:   

Trazar una recta por el punto de inflexión tangente a la curva. Proyectar el tramo recto lineal. Y por último ubicar el 100% de consolidación que es la intersección de las rectas.

b.3) T50: tiempo en que la muestra alcanza el 50% de consolidación C) COEFICIENTE DE CONSOLIDACION:

Se define como coeficiente de variación volumétrica y físicamente expresa la compresibilidad del suelo, relacionándola con su volumen inicial. Para Casagrande:

  ∗     = 

Para Taylor:

  ∗     =  UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

10



D) CURVA DE COMPRESIBILIDAD: De las gráficas tiempo-deformación para varias cargas se calcula el cambio de la relación de vacíos se calcula el cambio de la relación de vacíos (e). Con las Presiones Efectivas (σ=σ `) y las correspondientes relaciones de vacíos (e) se dibuja la Curva De Compresibilidad

Fig ura n° 08: coeficiente de compresibilidad El coeficiente de compresibilidad representa, en módulo, la pendiente de la curva de compresibilidad , en escala natural, en el punto de que se trate . El valor depende de la presión actuante sobre el suelo y no es una constante del mismo.





Físicamente, el coeficiente de compresibilidad mide la razón de variación de la relación de vacíos con la presión; un alto caracteriza a un suelo muy compresible, mientras uno bajo es propio de un suelo no susceptible de grandes cambios de volumen.

 ∗    = − 2 −1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

11



E) CARGA DE PRECONSOLIDACIÓN Es la presión máxima que algún momento soportó la muestra ensayada y su ubicación es muy próxima al tramo recto (tramo virgen) de la curva de compresibilidad. Se obtiene: Una recta tangente por el punto de máxima curvatura (T)  Recta horizontal por el punto de tangencia (H)  Bisecamos el ángulo formado B  Proyectamos el tramo recto y ubicamos el punto de intersección con B que viene a ser el Pc. 

F) COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD:

 =  ∗1+∗ G) COEFICIENTE DE ELASTICIDAD:

( ) 2−1 ∗   = ∆2−∆1 H) ASENTAMIENTO DEL ESTRATO EN ESTUDIO:

  + ∆ ∆ = 1 + ∗  ∗ [  ]


12



I) CURVA DE VARIACION DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACION MEDIA El coeficiente de consolidación es aplicado tanto para el estrato real como para el ensayo de laboratorio. En el ensayo se utiliza la altura efectiva de la muestra en el 50% de consolidación y el factor tiempo t como (1/5). T50 se obtiene gráficamente de la curva de consolidación y por lo tanto el valor CV50.

  1   = 5  La gráfica se construye con los valores Cv50 obtenidos y las variaciones de carga a escala natural.

J) GRADO DE CONSOLIDACION Se define grado de consolidación de un suelo a una profund idad (Z) y en un tiempo (t) a la relación entre la consolidación que haya tenido en ese lugar y la consolidación total que ha de producirse bajo el incremento de carga impuesto. El grado de consolidación es función del llamado factor tiempo (T) que es una cantidad adimensional resultante de la ecuación diferencial de consolidación definida como:

)    =  (1+ ∗  ∗  


13


V.


PROCEDIMIENTO:

Obtener una muestra inalterada (ASTM D2435-96) con el anillo metálico de consolidación (puede ser con el diámetro de 4cm y h=2cm, o con el diámetro de 8cm y h= 2cm) y determinar la densidad natural.  Ensamblar el anillo con la muestra en el Consolidómetro, el cual está equipado con una piedra porosa en la parte inferior.  Colocar otra piedra porosa sobre el anillo con la muestra.  Colocar la placa de distribución de carga sobre la piedra porosa.  Colocar el consolidometro en el equipo de consolidación.  Colocar en ceros la escala de presiones.  Girar el tornillo de carga hasta que haya contacto con la placa de distribución de carga.  Colocar el dial en el porta reloj de tal manera que haya contacto con el tornillo de carga y estableces en ceros.  Aplicar el primer incremento de presión (0.25 kg/cm²). La presión aplicada se mantiene constante y se registran las lecturas de asentamiento de acuerdo a los siguientes tiempos en minutos 0.1´, 0.25´, 0.50´, 1´, 2´, 4´, 8´, 15´, 30´, 1hora, 2h, 4h, 8h, 16h, 24h. Generalmente las lecturas se registran hasta 24 horas o hasta que no se observe cambio de volumen significativo.  Aplicar las siguientes presiones: 1 kg/cm², 2 kg/cm², 4 kg/cm², 8 kg/cm², etc. (las presiones duplican el valor de la presión anterior) y seguir el mismo procedimiento del paso anterior.  Al terminar el ensayo determinar el peso de la muestra húmeda y el peso de la muestra seca.  Dibujar las curvas de consolidación con los datos obtenidos en escala semilogarítmica. Los datos de tiempo transcurrido se dibujarán en la abscisa en escala logarítmica y los datos de asentamiento se dibujarán en la ordenada en escala natural.  Se determina el 0%, 100% y 50% de consolidación primaria y luego sus correspondientes asentamientos en cada curva.  Determinar los coeficientes de consolidación, de comprensibilidad, de permeabilidad y el módulo de elasticidad. 


14



COEFICIE NTE DE C ONSOLIDACIÓN:

 T ∗ H   Cv = t Donde:

T H tH Hh  hH ΔH

= Factor de tiempo para el 50% de grado de consolidación primaria. = Trayectoria física real que el agua tiene que correr para salir de la muestra. = Tiempo correspondiente al 50% de consolidación primaria. = h cuando la muestra es drenada por una sola cara. = h/2 cuando la muestra es drenada por ambas caras. = = Altura de la muestra en el 50% de consolidación primaria = Altura inicial de la muestra = Asentamiento de la muestra en el 50% de consolidación primaria.

H − ∆H

COEFICIENTE DE COMPR ES IBILIDAD :

e ∗ e  av = − p2−p1 ee

Donde:

= =

Relación de vacíos después de aplicar la presión P2. Relación de vacíos después de aplicar la presión P1.


15


eHv HsHs HHw ΔHn

e = HvHs

Donde:

=

= = = = = =

VwAanil

Donde:

= =


Relación de vacíos. Altura de vacíos. Altura de sólidos.

Ho− Hw− ∆Hn

Altura inicial de la muestra Altura del agua Asentamiento total de la muestra

Hw = AVwanil Volumen del agua Área anillo de consolidación

COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD:

Donde: =

γw

K = av ∗Cv1 +e∗γw Peso Específico del agua

COEFICIENTE DE ELASTICIDAD:

E = (P2−∆H2 P1)∗Ho −∆H1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

16


∆H2∆H1


Donde:

= =

Asentamiento de la muestra cuando se aplica la presión P2. Asentamiento de la muestra cuando se aplica la presión P1.

Dibujar la curva de compresibilidad en escala semilogarítmica, para lo cual los datos de las presiones aplicadas se dibujarán en el eje de abs cisas en escala logarítmica y los datos correspondientes a la relación de vacíos se dibujará en el eje de ordenadas en escala natural.  Dibujar la curva de coeficientes de consolidación versus presiones en escala natural. En el eje de abscisas se dibuja los datos de presiones y en el eje de ordenadas se dibuja los datos de coeficientes de consolidación.  Determinar el asentamiento del estrato en estudio. 

ASENTAMIENTO DEL ESTRATO EN ESTUDIO:

∆H = 1+eiH ∗ Cc∗log[P+P ∆P] Donde:

∆   ∆

= = = = = LL = = =

Asentamiento probable. Espesor de estrato. Relación de vacíos inicial. Índice de compresibilidad. 0.009*(LL-10) Límite líquido Presión de apoyo Incremento de presión


17


VI.


ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE DATOS:

DATOS INICIALES: PROYECTO: UBICACIÓN: CALICATA: POZO N°

ENSAYO: Consolidación Unidimensional OPERADOR: Grupo B2 FECHA: 02/07/2018 SUELO: Arcilloso

UNC E1 1

MUESTRA DE ENSAYO (INICIO):

CONTENIDO DE HUMEDAD (INICIO)

DIAM.(mm): ALT. (mm) AREA (cm²): Vm (cm³): Wanillo (gr): Wa+Mh (gr): Wmh (gr):

Tara N°

50.8

1

2

3

19.05

Wtara (gr)

29.7

28

26.7

20.27

Wt+Mh (gr):

45.4

44.8

46

38.61435

Wt+Ms (gr):

42.2

41.2

42.1

58

Ww (gr):

3.2

3.6

3.9

136

Ws (gr):

12.5

13.2

15.4

w(%):

26%

27%

25%

78

m (gr/cm³):

2.02

w(%) PROMEDIO:

s (gr/cm³):

2.65

Factor de ampliación del sistema de carga:

MUESTRA DE ENSAYO (FINAL): Wa+Mh (gr): Wa+Ms (gr): Wmh (gr): Wms (gr): w(%):



140 136

26%

A (cm):

3

B (cm): Factor:

27 10

82 78

Dial del Lectura (mm):

0.01

x división

5%

Lectura inicial:

2000

divisiones

Cálculo del peso específico de sólidos:

s (gr/cm³) = 2.65


18



DATOS Y CÁLCULOS: ENSAYO DE CARGA: Carga (kg): TIEMPO (S/M/Hs)

1

DIA/ HORA

0 Seg 15 Seg 30 Seg 1 Min 2 Min 4 Min 8 Min 15 Min 30 Min 1 Hs 2 Hs 4 Hs 8 Hs 24 Hs Carga (kg): TIEMPO (S/M/Hs) 0 Seg 15 Seg 30 Seg 1 Min 2 Min 4 Min 8 Min 15 Min 30 Min 1 Hs 2 Hs 4 Hs 8 Hs 24 Hs

0.49 Carga (kg):

P (kg/cm²) LECTURA (divis)

DEFORM (cm)

2000

4

DIA/ HORA

TIEMPO (S/M/Hs)

2

DIA/ HORA

0 Seg

P (kg/cm²) LECTURA (divis) 2037.7

0.99 DEFORM (cm) 0.0377

2001

0.001

15 Seg

2035

0.035

2000.9

0.0009

30 Seg

2024.9

0.0349

2000.8

0.0008

1 Min

2024.8

0.0348

2000.2

0.0002

2 Min

2034.8

0.0348

2000.1

1E-04

4 Min

2034.5

0.0345

2001

0.001

8 Min

2034.3

0.0343

2002.1

0.0021

15 Min

2034.2

0.0342

2004.3

0.0043

30 Min

2034.1

0.0341

2009.1

0.0091

1 Hs

2034

0.034

2016.9

0.0169

2 Hs

2033.8

0.0338

2020.4

0.0204

4 Hs

2033.8

0.0338

2037.6

0.0376

8 Hs

2033.8

0.0338

2037.7

0.0377

24 Hs

2033.8

0.0338

1.97 Carga (kg):


DEFORM (cm)

TIEMPO (S/M/Hs)

8

DIA/ HORA


3.95 DEFORM (cm)

2033.8

0.0338

0 Seg

1993

0.007

2022.5

0.0225

15 Seg

1967

0.033

2021

0.021

30 Seg

1964.9

0.0351

2019.9

0.0199

1 Min

1962.6

0.0374

2018.5

0.0185

2 Min

1960.3

0.0397

2017.1

0.0171

4 Min

1950.1

0.0499

2014.6

0.0146

8 Min

1955.4

0.0446

2012.9

0.0129

15 Min

1953.1

0.0469

2012.1

0.0121

30 Min

1050.3

0.9497

2004

0.004

1 Hs

1944.2

0.0558

2002.8

0.0028

2 Hs

1928.5

0.0715

2001.5

0.0015

4 Hs

1927.6

0.0724

1993

0.007

8 Hs

1927

0.073

1993

0.007

24 Hs

1927

0.073


19



A) METODO DE TAYLOR:

DATOS Y CALCULOS PARA 1 KG:

Lectura del dial vs Raiz del tiempo

L AI D L E D A R U T C E L

10

Según la gráfica tenemos que:

Para lo cual decimos:

Según esto se concluye que:

11

12

 = 4.4 1.15 ∗ () = 5.1  = 2.1

Hallando el coeficiente de consolidación

 T ∗ H   Cv = t


20



 0 . 8 48∗ H Cv = 2.1∗60 Cv = 0.00673 / DATOS Y CALCULOS PARA 2 KG:



10




11

12

 = 6.2 1.15 ∗() = 7.13  = 2.65


21




 T ∗ H  Cv = t Cv = 02..8648∗5∗60H Cv = 0.00533 /



L IA D L E D A R U T C E L

0

1

2

3

4

RAÍZ DEL TIEMPO




 = 2.1 1.15 ∗() = 2.42  = 1.6


22




 T ∗ H  Cv = t Cv = 01..8648∗∗60H Cv = 0.008833 /




0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4 .5

5.0

RAÍZ DEL TIEMPO




 = 2.7 1.15 ∗() = 3.11  = 1.18


23

5 .5




 T ∗ H  Cv = t Cv = 01..8148∗8∗60H Cv = 0.0012 /

B) METODO DE CASA GRANDE:

DATOS Y CALCULOS PARA 1 KG: Carga (kg): TIEMPO (S/M/Hs)

1 P (kg/cm²) DIA/ LECTURA HORA (divis)

0 Seg 15 Seg 30 Seg 1 Min 2 Min 4 Min 8 Min 15 Min 30 Min 1 Hs 2 Hs 4 Hs 8 Hs 24 Hs


0.49

DEFORM (cm)

2000 2001

0.001

2000.9

0.0009

2000.8

0.0008

2000.2

0.0002

2000.1

1E-04

2001

0.001

2002.1

0.0021

2004.3

0.0043

2009.1

0.0091

2016.9

0.0169

2020.4

0.0204

2037.6

0.0376

2037.7

0.0377

24



CURVA TEÓRICA DE CONSOLIDACIÓN: Imagen 1: Curva teórica de consolidación

TIEMPO ESCALA LOGARITMICA 0.1

1

10

100

1000

) m c ( N O I C A M R O F E D


25



CÁLCULO DE 0 % Y DEL 100% DE CONSOLIDACIÓN: Imagen 2: Muestra la obtención de O% y 100% de consolidación

TIEMPO ESCALA LOGARITMICA 0.1

1

10

100

1000

A

A

) m c ( N O I C A M R O F E D

0.041



Cálculo del 0% de consolidación: De la gráfica obtenemos el promedio:

% = 0.001 + 0.00223 + 0.0034 = 0.0022



Cálculo del 100% de consolidación: De la gráfica podemos observar:

100% = 0.041



Cálculo del t50

= 0.00222+ 0.041 = 0.0216

Cálculo de deformación para t 50:


26



Imagen 3: Muestra la obtención de T50

t = 8.7 minutos ℎ = ℎ − ∆ℎ   ℎ = 1.905 − (0.041 − 0.0022) = 1.866    ( )   =   : =    =           ó     = =  50%  ó

De la gráfica podemos observar que el 50% de consolidación se presenta para 



Cálculo de la altura final de la muestra:

Cálculo del

:


27


Calculo de




 ( ) 1   = 5  :

 1 .=905 ℎ ++41.ℎ8662  = = 0.9428 4  1 (0. 9 428 )  = 5 8.7 = 0.0213

Reemplazando datos:


2 DIA/ HORA



P (kg/cm²) LECTURA (divis) 2037.7

0.99 DEFORM (cm) 0.0377

2035

0.035

2024.9

0.0349

2024.8

0.0348

2034.8

0.0348

2034.5

0.0345

2034.3

0.0343

2034.2

0.0342

2034.1

0.0341

2034

0.034

2033.8

0.0338

2033.8

0.0338

2033.8

0.0338

2033.8

0.0338

28



CURVA TEÓRICA DE CONSOLIDACIÓN: Imagen 3: Curva teórica de consolidación 0.1

1

PRESION (kg/cm²) :0 10

Tiempo (min)

100

1000

n ó i c a r o f e D

CÁLCCULO DE 0 % Y DEL 100% DE CONSOLIDACIÓN: Imagen 4: Muestra la obtención de O% y 100% de consolidación

0.1

1

PRESION (kg/cm²) 0: 10

100

Tiempo (min)

1000



29



Cálculo del 0% de consolidación: Del 100% para la anterior carga obtenemos:

% = 0.041 


100% = 0.0339



Cálculo del t50 Cálculo de deformación para t 50:

 = 0.041 +20.0339 = 0.0345 Imagen 5: Muestra la obtención de T50 0.1

1

PRESION (kg/cm²) : 10

100

Tiempo (min)

1000


t = 4.5 minutos

De la gráfica podemos observar que el 50% de consolidación se presenta para


30






ℎ = ℎ − ∆ℎ   ℎ = 1.905 − (0.0339 −0.041) = 1.8733    ( )   =   : =    =           ó     = =  50%  ó  ( ) 1   = 5    = =0. ℎ9445 +4 ℎ  = 0.0414

Cálculo del

:

Calculo de

:

Reemplazando datos:


31



DATOS Y CÁLCULOS PARA 4 KG: Carga (kg):

4

TIEMPO (S/M/Hs)

DIA/ HORA



1.97 DEFORM (cm)

2033.8

0.0338

2022.5

0.0225

2021

0.021

2019.9

0.0199

2018.5

0.0185

2017.1

0.0171

2014.6

0.0146

2012.9

0.0129

2012.1

0.0121

2004

0.004

2002.8

0.0028

2001.5

0.0015

1993

0.007

1993

0.007

CURVA TEÓRICA DE CONSOLIDACIÓN: Imagen 3: Curva teórica de consolidación 0.1

1

PRESION (kg/cm²)0: 10

100

Tiempo (min)

1000

) c ( n ó i c a r o f e


32



CÁLCULO DE 0 % Y DEL 100% DE CONSOLIDACIÓN: Imagen: Muestra la obtención de O% y 100% de consolidación

0.1

1


100

Tiempo (min)

1000





0% = 0.0339 


100% = 0.019



Cálculo del t50

t = 0.03392+ 0.019 = 0.02645



33



Imagen 4: Muestra la obtención de T50

0.1

1


Tiempo (min)

100

1000


t = 9.8 minutos ℎ = ℎ − ∆ℎ ℎ = 1.8442   ( )   =   :  =      =  = ó   =    50%  ó  ( ) 1   = 5 

De la gráfica podemos observar que el 50% de consolidación se presenta para 




Cálculo del

:


34


Calculo de



:

Reemplazando datos:


 == ℎ0.9 +4373ℎ  = 1.258  = 0.0188


8 DIA/ HORA




3.95 DEFORM (cm)

1993

0.007

1967

0.033

1964.9

0.0351

1962.6

0.0374

1960.3

0.0397

1950.1

0.0499

1955.4

0.0446

1953.1

0.0469

1050.3

0.9497

1944.2

0.0558

1928.5

0.0715

1927.6

0.0724

1927

0.073

1927

0.073

35



CURVA TEÓRICA DE CONSOLIDACIÓN: Imagen 9: Curva teórica de consolidación

) 0.04 c ( n ó i c a0.05 r o f e

0.1

1

PRESION (kg/cm²)2.53 : 10

100

Tiempo (min)

1000

0.06 0.07 0.08 0.09 0.1

CÁLCCULO DE 0 % Y DEL 100% DE CONSOLIDACIÓN: Imagen 10: Muestra la obtención de O% y 100% de consolidación ) c ( n ó i c a r o f e

0.1

1



100

Tiempo (min)

1000

36




% = 0.019 




100% = 0.062

Cálculo del t50


= 0.019 +2 0.062 = 0.0405 Imagen 11: Muestra la obtención de T50

) c ( n ó i c a r o f e D

0.1

1


100

Tiempo (min)

1000

t = 35 minutos

De la gráfica podemos observar que el 50% de consolidación se presenta para


37






ℎ = ℎ − ∆ℎ ℎ = 1.8012   ( )   =   : =    =           ó     = =  50%  ó  ( ) 1   = 5    = =0. ℎ9655 +4 ℎ  = 0.0041

Cálculo del

:

Calculo de

:

Reemplazando datos:


38



CURVA DE COMPRESIBILIDAD DATOS: PRESION (kg/cm²) 0.49 0.99 1.97 3.95

DEF (mm) DEF (mm) ASENTAM 0% 100% (cm)

Hf (cm)

 = ×

-1

Hef. (cm)

t50 (min)

Cv (cm²/kg)

0.0022

0.041

0.0388

1.8662

0.285

0.9428

8.7

0.0213

0.041

0.0339

0.0071

1.8591

0.28

0.941025

4.5

0.0412

0.0339

0.019

0.0149

1.8442

0.27

0.9373

9.8

0.0188

0.019

0.062

0.043

1.8012

0.24

0.92655

45

0.0041

CURVA DE COMPRESIBILIDAD 0.29 S I 0.28 E

0.27

I

0.26

L E

0.25 0.24 0.23 0.22 0.1


1

PRESION k cm² 10

39



DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE PRECONSOLIDACIÓN: CURVA DE COMPRESIBILIDAD 0.29 S I 0.28 E

0.27

I

0.26

L E

0.25 0.24 0.23 0.22 0.1

1

1.53

PRESION k cm² 10

Del gráfico podemos observar que el esfuerzo de pre consolidación es: 1.53kg/cm2

DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD:

A = LOG∆EP P

A = 0LOG.27−1.0.9724

3.95 A = −0.0992


40



CURVA DE VARIACIÓN DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACIÓN MEDIA ΔP

Hf(cm) 0.032 1.8662 0.064 1.8591 0.126 1.8442 0.253

t50(min) cv50 0.041 8.7 0.078 4.5 0.027 9.8 45 0.088

DEBERIA SER 0.001

VARIACION DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACIÓN MEDIO 0.045 ) g k / ²

0.04

c ( v C

0.035 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

PRESION k cm²


41



VARIACION DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACIÓN MEDIO 0.045 ) g k / ² c ( v C

0.04 0.035 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

PRESION k cm²

Tomamos dos presiones: P1= 1.7 P2= 2.2 Luego interceptamos a la gráfica y con eso hallamos los valores de los coeficientes de variación media de cada presión respectivamente. Luego vemos la distancia que existente entre estas dos abscisas, localizamos el medio y proyectamos hacia el eje de los CV 50, y así obtenemos el Cv 50. Cv50=0.021


42



PARÁMETROS: 1. Calculo de Coeficiente de permeabilidad:

Reemplazando datos:

  ∗ ∗  ∗     = (1+ )  0 . 2 ∗0. 0 21 ∗1 ∗1. 2 58  = (1+ 0.414)4.1  0 . 2 ∗0. 0 86 ∗1 ∗1. 2 58  = (1+ 0.414)4.1  = 0.0043

2. E promedio: Calculo de E1

 = ∆2 −∆01  = ∆2 −∆01 Calculo de E2

 = |0.1. 008.076664− − 00.1..039086202 | = 516.028  = ∆3 −∆02  = |1.0. 1.805911726− − 0. 1.068.0442407 | = 156.186


43


Calculo de E3


 = ∆4 −∆03  = |0.1. 208.483254− − 1.1.08.20012617 | = 103.134

Calculo de E promedio:

 = 516.028 + 156.3186 + 103.134  = 258.45 VII.

CONCLUSIONES:  





  

Se logró determinar cuánto y en qué tiempo se logra deformar el suelo en estudio Se logró reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo necesario para realizar el ensayo de consolidación aprendiendo las características de cada uno. Se logró determinar datos a partir de los ensayos en un formato adecuado realizado especialmente para realizar los cálculos respectivos para el ensayo de consolidación Se realizó las curvas de consolidación y compresibilidad estableciendo los puntos de importancia como t50, Cv50 para la determinación de las características de compresibilidad del suelo y rapidez de consolidación. El módulo de elasticidad es 258.45 kg/cm2 El coeficiente de permeabilidad es 0.0043 El Cv50 es 0.021


44


VIII.

IX.


BIBLIOGRAFÍA: 

Mecánica de Suelos – Juáres Badilla



www.wikipedia.org/consolidacióndesuelos.com

ANEXOS:

Montando el equipo

Consolidómetro utilizado


45

Informe de Consolidacion Unidimensional

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