Universidad La Salle Pachuca
Licenciatura en Ingeniería Civil
Pruebas (Anillo flotante, anillo fijo y celdas Rowe)
Docente: Ing. Juan Carlos García Sánchez.
Alumno: Ana Ana Victoria Vázquez Vázquez Cruz. Cruz.
15/03/18
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Consolidación unidimensional de los suelos. Teóricamente con el uso de las pruebas de compresión triaxial se pueden obtener todas las características esfuerzo-deformación para describir el comportamiento mecánico de los suelos. En los aparatos de compresión triaxial dos de los e sfuerzos principales son iguales y se producen por la presión de un líquido que rodea a un espécimen cilíndrico. Se llama compresión simple, si la prueba se realiza sin presión de líquido y en forma similar a la que se realiza sobre un espécimen de concreto. Otro tipo de prueba de compresión desarrollada por Terzaghi, llamada prueba de compresión confinada o mejor conocida como “prueba de consolidación”, es de
suma importancia para el estudio y obtención de características de los suelos finos compresibles, esta prueba se realiza confinando lateralmente una muestra, labrada cilíndricamente con una altura menor a su diámetro de sección recta, con un anillo metálico generalmente de bronce de 63 mm de diámetro y 24 mm de altura, y colocándola entre dos piedras porosas. La finalidad del anillo es impedir la deformación lateral de la muestra. El conjunto se coloca en una cazuela de un consolidómetro, con la finalidad de obtener datos como la relación entre esfuerzo, volumen y tiempo; al igual que nos puede proporcionar información sobre la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos. Durante el proceso de consolidación el movimiento de las partículas del suelo puede ocurrir sólo en dirección vertical, a esto se le llama consolidación unidireccional o unidimensional. En las pruebas se supone que todas las constantes de consolidación son las mismas en el proceso rápido de laboratorio, que en el mucho más lento que tiene lugar en la naturaleza. Esto genera que los asentamientos calcu lados sean mayores a los reales. La norma que cubre estas pruebas es la ASTM D-2435. Para dichas pruebas existen aparatos especiales llamados consolidómetros o también conocidos como edómetros, los cuales son aparatos utilizados para
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conocer la compresibilidad del suelo, su asentamiento y para realizar ensayos de colapso de los suelos. Existen diferentes clases de consolidómetros: De Anillo Flotante:
Este tipo de consolidrómetro es el que actualmente se usa y es llamado así porque se puede desplazar durante la consolidación. Consolidómetro neumático “Geotec”.
o
Es una modificación del aparato tradicional. El sistema de aplicación de la carga es accionado mediante presión de aire, la cual se controla con un regulador de presión constante, midiéndose directamente la carga con un anillo calibrado de la precisión y capacidad requeridas.
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De Anillo Fijo:
Este tipo de consolidómetro es poco usado actualmente, excepto para la realización de pruebas de permeabilidad, esto con la medición de un piezómetro, ejecutadas simultáneamente con la de la consolidación.
Por medio del marco de carga se aplican cargas a la muestra, las cuales se repar ten uniformemente en toda su área. Un extensómetro apoyado en el marco de carga móvil y ligado a la cazuela fija, permite la medición de las deformaciones. Las cargas se aplican en incrementos, dejando pasar un período de tiempo suficiente para que la velocidad de deformación se reduzca prácticamente a cero. En cada incremento de carga se hacen lecturas en el extensómetro, para conocer la deformación correspondiente a diferentes tiempos.
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Celda Rowe .
En caso de querer realizar el ensayo para arenas, gravillas o para muestras remoldeadas, se puede emplear un edómetro especial de gran diámetro propuesto por Rowe y Barden (1966) La celda Rowe es un equipo con el objetivo de efectuar pruebas de consolidación en suelos de baja permeabilidad. Lo que diferencia a la celda de los demás consolidómetros es que la muestra de suelo es cargada hidráulicamente, mediante presión aplicada en un diafragma flexible ubicado en su parte superior. Con este dispositivo es posible controlar las condiciones de drenaje de la muestra, e igualmente pueden efectuarse mediciones de presión de poro. Los tres tamaños de celda Rowe más comerciales según su diámetro: tres, seis y diez pulgadas. La celda Rowe consta de tres partes: el cuerpo, la cubierta y la base, fabricados con una aleación de aluminio apropiadamente tratada para eliminar la porosidad. El interior del cuerpo y la parte superior de la base se encuentran recubiertos de un material plástico suave, similar al teflón.
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El montaje realizado para efectuar las pruebas de consolidación en este equipo consta de dos sistemas independientes para control de presión, una para la aplicación de la carga axial al diafragma y otro para la contrapresión. Ambos sistemas cuentan con reguladores e interfaces que reciben aire a presión y la transmiten al agua que posteriormente llega a la celda. Se pueden obtener cuatro diferentes condiciones de drenaje. Asimismo, la aplicación de la carga puede realizarse con deformación uniforme de la muestra de suelo (ubicando el disco rígido para la distribución de la carga axial) o con deformación libre (ubicando únicamente el disco de plástico poroso, el cual al ser flexible permite una distribución de esfuerzos uniforme sobre la muestra). Con lo anterior se obtienen entonces ocho posibilidades para efectuar los ensayes:
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Las etapas de este tipo de consolidación son las siguientes: 1. Saturación del sistema y ensamblaje del equipo. 2. Inicio del programa de computadora para monitoreo. 3. Aplicación de carga axial y contrapresión a la muestra, para someterla a un determinado esfuerzo efectivo e inducir su saturación. 4. Verificación del grado de saturación de la muestra de suelo 5. Consolidación de la probeta bajo diferentes valores de carga axial. 6. Descarga de la probeta. 7. Cálculos y análisis de resultados. Con ayuda del software se va conformando una tabla de resultados: a) Carga axial total aplicada sobre la muestra de suelo ( P). b) Incremento de carga axial (∆P). c) Altura final de la muestra ( H). d) Diferencia de altura respecto a la altura final de la anterior etapa ( ∆H). e) Volumen final de la muestra ( V). f) Diferencia de volumen respecto al volumen final para la anterior etapa ( ∆V). g) Relación ( ∆V/V). h) Relación de vacíos final ( e). Referencias:
Juárez Badillo, R. R. (2005). Mecánica de Suelos. Tomo 1. México: Limusa.
Hidalgo, J. (2007). Consolidación de suelos visco – plásticos: generación de presión de poro y deformaciones diferidas. Marzo 13, 2018, de Universidad
Nacional
Autónoma
de
México
Sitio
web:
http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.5 2.100/1848/hidalgomejia.pdf?sequence=1
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