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Mecánica de Suelos
64.08
Ensayo de consolidación
unidimensional
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E n s a y o
c o n s
o l i d a c i ó n
Objeto
• Conocer a priori el comportamiento de los sueloscompresibles frente a la acción de cargas (curvae – log p´ )
• Predecir la magnitud de los asentamientos y suevolución en el tiempo (parámetros C c , C r , C v)
• Estimar en forma indirecta el coeficiente de
permeabilidad vertical (v=k .i)
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E n s a y o
c o n s
o l i d a c i ó n
Muestreo
Pistón fijo(hidroneumático - ASTM D6519)
Tubos Shelby
(hinca)Muestra en dama
(tallado manual)
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E n s a y o
c o n s
o l i d a c i ó n
Equipos
Tradicional(flexímetro, brazo de palanca,
captura manual)
Moderno(LVDT, celda de carga,
captura digital)
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E n s a y o
c o n s
o l i d a c i ó n
Edómetro
anillo flotante
(menor fricción)
anillo fijo
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E n s a y o
c o n s
o l i d a c i ó n
Hipótesis asumidas
• La muestra ensayada está saturada en formatotal (Sr =100%)
• Flujo de agua vertical, no horizontal (k h=0)• Se desprecia la compresibilidad del agua y de las
partículas de suelo frente a la compresibilidad dela masa del suelo
• Es válida la ley de Darcy.
2
2
z
uC
t
uv
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E n s a y o
c o n s
o l i d a c i ó n
Tabla de ensayo
Tabla
Escalón de carga
s ´ DH DHac H De e H/2 t50 Cv av mv k
(kPa) (mm) (mm) (Ho-DHac) (DHac/Hs) (eo-D e) (mm) (seg) (cm2/seg) (kPa-1) (kPa-1) (cm/seg)
470
480
490
500
510
520
530
540
550
560
1 1000 1000000
Log T
L e c t u r a
50
2
502
t
H T
C v
´ p
eav
vwvmC k
e
am v
v
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Ecuaciones
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E n s a y o
c o n s o l i d a c i ó n
Ensayo edométrico
Procedimiento
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0,1 1 10 100 1000
D e s p l a z a m i e n t o
Log (t)
Escalones de carga, descarga,
recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
0,10 1,00 10,00
e
Presion
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E n s a y o
c o n s o l i d a c i ó n
Ensayo edométrico
Procedimiento
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0,1 1 10 100 1000
D e s p l a z a m i e n t o
Log (t)
Escalones de carga, descarga,
recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
0,10 1,00 10,00
e
Presion
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable
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E n s a y o
c o n s o l i d a c i ó n
Ensayo edométrico
Procedimiento
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0,1 1 10 100 1000
D e s p l a z a m i e n t o
Log (t)
Escalones de carga, descarga,
recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
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e
Presion
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable
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c o n s o l i d a c i ó n
Ensayo edométrico
Procedimiento
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0,1 1 10 100 1000
D e s p l a z a m i e n t o
Log (t)
Escalones de carga, descarga,recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
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Presion
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable
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Ensayo edométrico
Procedimiento
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18,0
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19,0
19,5
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0,1 1 10 100 1000
D e s p l a z a m i e n t o
Log (t)
Escalones de carga, descarga,recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
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Presion
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable
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c o n s o l i d a c i ó n
Ensayo edométrico
Procedimiento
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
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D e s p l a z a m i e n t o
Log (t)
Escalones de carga, descarga,recarga, descarga final
0,80
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Presion
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable
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Ensayo edométrico
Procedimiento
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0,1 1 10 100 1000
D e s p l a z a m i e n t o
Log (t)
Escalones de carga, descarga,recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
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0,10 1,00 10,00
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Presion
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable
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Ensayo edométrico
Procedimiento
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
0,1 1 10 100 1000
D e s p l a z a m i e n t o
Log (t)
Escalones de carga, descarga,
recarga, descarga final
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
1,05
1,10
1,15
0,10 1,00 10,00
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Presion
• Preparación de la muestra
• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable
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Coeficientes av - Cc
Gráfico e – p´ Gráfico e – log p´
´ p
eav
´log p
eC c
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Curvas experimentales
Comparación entre curva experimental y teórica(Terzaghi)
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Grado de consolidación
Comienzo y fin de consolidación primariapara cada escalón de carga(U=0% y 100%)
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Determinación p´c
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Comportamiento muestra
1- descarga elástica por extracción
2- la curva del ensayo no sigue elcamino de consolidación real
3- pérdida de carga depreconsolidación (buen tratomuestras, transporte y manipuleo
en laboratorio)
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Comportamiento muestra
Calidad muestra (pared delgada) Relación de incrementos decarga (LIR =< 1)
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Comportamiento muestra
Tiempo de duración de carga
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E n s a y o
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Curvas experimentales
Arcillas de México (Rutledge, 1944)
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Curvas experimentales
Efecto remoldeo en arcillas sensitivas(leda clay, Canadá)
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Curvas experimentales
Efecto remoldeo (muestra en bloque, muestrade sondeo, muestra disturbada)