Este informe presenta los resultados de las pruebas de consolidación unidimensional y corte directo realizadas en muestras de suelo. La consolidación unidimensional evalúa cómo la muestra de suelo se comprime bajo cargas incrementales aplicadas durante períodos prolongados, mientras que la prueba de corte directo mide la resistencia al corte de la muestra bajo diferentes cargas normales. El informe describe el procedimiento experimental utilizado, los equipos requeridos, y presenta tablas con los datos recolectados de las mediciones de deformación, tiempo y
Informe mecanica de suelos consolidacion unidimensional final
1. INFORME MECANICA DE SUELOS
CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL
DIEGO FERNANDO LOPEZ MONTERO
JUAN PABLO ORTIZ
DAVID ALEJANDRO RAMIREZ CAJIGAS
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA CALI
MECANICA DE SUELOS
2015
2. INTRODUCCION
Los materiales que se utilizan en ingeniería al aplicarse fuerzas exteriores, sufren
deformaciones, de acuerdo con una determinada relación esfuerzo – deformación.
En un suelo saturado al que se le aplican fuerzas exteriores se le provoca una
deformación pero no es instantánea.
A un proceso de disminución de volumen provocado por un aumento de las cargas
sobre el suelo se le llama proceso de consolidación; el movimiento de las partículas
de suelo ocurren en dirección vertical, esta es la consolidación unidimensional.
Según la norma ASTM: D2435, el proceso de consolidación es un proceso de
disminución de volumen, que tiene en un lapso provocado por un aumento de
cargas en el suelo.
En la consolidación unidimensional el volumen de la masa de un suelo disminuye,
pero los desplazamientos horizontales de las partículas sólidas son nulos. Si el
material depositado llega a subyacer en el lugar donde se construya una estructura
se podrá notar que los estratos se comprimen bajo las cargas.
Para que los desplazamientos horizontales de la arcilla sean o no nulos dependerá
de factores como si el estrato de la arcilla es delgado y si está confinado entre
estratos de arena o grava, lo que provoca que la deformación lateral de la arcilla se
restringe tanto que puede despreciarse si se compara con los desplazamientos
verticales.
Las características de la consolidación de los estratos de arcilla pueden realizarse
en esta prueba y de esta manera calcular la magnitud y velocidad de los
asentamientos debido a las cargas aplicadas.
Este método según la norma ASTM D3080 que describe el ensayo para la
determinación de la resistencia al corte de una muestra de suelo, sometida
previamente a un proceso de consolidación, cuando se le aplica un esfuerzo de
corte directo mientras se permite un drenaje completo de ella. El ensayo se lleva a
cabo deformando una muestra a velocidad controlada, cerca de un plano de
cizalladura determinado por una configuración previa. Se ensayan 3 muestras, cada
una bajo una carga normal diferente para determinar su efecto sobre la resistencia
al corte y al desplazamiento y propiedades de resistencia a partir de las envolventes
de resistencia de Mohr.
3. OBJETIVOS
Objetivo general
Determinar la deformación y el ángulo de fricción interno para una muestra.
Determinar la rata y la magnitud de la consolidación de la muestra de suelo
cuando se confina uniaxial en incrementos de carga controlados.
Objetivos específicos
Obtener la gráfica de distribución de esfuerzos cortantes vs deformación, para
unas determinadas cargas aplicadas a dicha muestra.
Encontrar los valores máximos de los esfuerzos cortantes para las diferentes
cargas aplicadas. Obtener la gráfica de esfuerzo normal contra cortantes
máximos.
4. PROCEDIMIENTO:
Se coloca en el interior de la base del molde de consolidación la piedra
porosa inferior y sobre esta un papel.
Se introduce el anillo que contiene la muestra de suelo, se coloca sobre la
muestra el papel filtro y la piedra porosa superior.
Se fija con los tornillos el anillo de sujeción de la piedra porosa superior, el
que permite mantener el agua, para evitar la pérdida de humedad por
evaporación. Para prevenir que las piedras porosas tomen humedad de la
muestra, deben estar libres de aire entrampado antes de montar el ensayo.
Es importante centrar correctamente las piedras porosas para prevenir que
se atasquen con el anillo durante la prueba.
Después de armarlo, el consolidometro se asienta sobre la plataforma del
mecanismo de transmisión de cargas, ubicando el cabezal de carga sobre la
piedra porosa superior, y se llenan de agua los tubos laterales que comunican
con la piedra porosa inferior comenzando con la saturación de la muestra.
Cuando está preparado para iniciar el ensayo, el extensómetro para medir
las deformaciones verticales debe ser puesto en cero y la palanca de
aplicación de carga debe estar en posición horizontal.
Se aplica una carga en el sistema de tal manera de obtener una presión en
kpa en la muestra de suelo. Se comienza a tomar lecturas de tiempo y
deformaciones verticales. Las mediciones se realizan hasta que la velocidad
de deformación se reduzca prácticamente a cero, o sea cuando se haya
sobrepasado la consolidación primaria y se encuentra la consolidación
secundaria. Para la mayoría de las arcillas el periodo necesario de aplicación
de la carga para obtener el 100% de consolidación es de 24 horas.
Luego de obtenida la lectura final de un escalón, se prosigue el ensayo
descargando en 2 o 3 tramos hasta la presión inicial.
Al terminar la prueba, se quita el extensómetro y se desarma el consolido
metro. Se seca el agua del anillo para conocer el peso seco.
6. Los materialesutilizadosenambasprácticas(corte directoyconsolidación) se muestrana
continuación.
Descripción Fotografía, dibujo y/o esquema
Un dispositivo adecuado para aplicar
cargas verticales a la muestra. El
dispositivo deberá́ ser capaz de
mantener las cargas especificadas
durante periodos prolongados con una
precisión de ± 0.5 % , aquí se ponen
las pesas.
Aparato de cizalladura: Instrumento
utilizado para contener de manera
segura la muestra entre 2 bloques
porosos de tal modo que no se aplique
un torque a la muestra.
La máquina a la que tenemos acceso
en el laboratorio de suelos de la
universidad a javeriana cali, tiene la
capacidad de ser usada como
Consolido metro y máquina de cizalla.
Fig 1
Fig 1
7. Balanza: Con aproximación a 0.1 g o a
0.1% del peso total de la muestra. Fig
2
Fig 2
Piedras porosas : Son implementos
que se ponen en el ensayo para evitar
que se deforme la muestra, pero
permitir que el agua drene atreves de
ellas, según la norma deben ser de
carburo de sílice, o de oxido de
aluminio, o de un metal que no sea
atacado ni por el suelo, ni por la
humedad del mismo. Fig3
Fig3
Caja de corte: Es una caja que puede
ser circular o cuadrada hecha de acero
inoxidable con dispositivos para el
drenaje a través de su parte superior e
inferior. Esta caja debe estar dividida
verticalmente por un plano horizontal
en 2 mitades de espesor iguales que
se ajustan con tornillos de alineación.
La caja esta provista de tornillos de
Fig 4
8. separación que controlan el espacio
entre sus mitades superior e inferior.
Fig 4
Botas con puntera metálica: estos
zapatos son utilizados en el laboratorio
debido a que ofrecen una buena
fricción con el suelo del mismo
evitando posibles resbalones y poseen
una armadura metálica la cual protege
los dedos de los objetos que pueden
caer de la mesa de trabajo al pie. Fig5
Fig 5
Bata de laboratorio: Este atuendo es
importante en el laboratorio de suelos
porque protege la rapa de manchas,
protege la piel de ciertos químicos del
suelo y los bolcillos ofrecen utilidad a
la hora de guardar esferos y cuadernos
de apuntes. Fig 6
Fig6
9. Cronometro: Es una maquina capaz de
medir intervalos de tiempo, de manera
precisa. Es muy importante en el
ensayo pues con este instrumento
medimos el tiempo. Fig 7
Fig 7
Agua: El ensayo de consolidación se
hace con la muestra saturada, es un
ensayo donde el agua es importante,
por tanto es un material esencial.
Fig8
Fig 8
Deformímetro: este instrumento es
capaz de medir las variaciones en la
altura, esto es en otras palabras la
deformación que sufre la muestra. Fig
9
Fig 9
Pie de rey: es un instrumento que mide
distancias, es importante para tomar
las distancias de la muestra, de la caja
de cizalladura, etc. Fig 10 Fig 10
10. Muestra de suelo: Es la muestra de
suelo a la cual se va a someter al
ensayo. Fig 11
Fig
11
Equipo misceláneo
Incluye cuchillos, espátulas, cucharas
y todo lo relacionado a darle la forma
adecuada a la muestra. Fig 12
Fig 12
CALCULOS
14. RECOMENDACIONES
Para el ensayo de consolidación es muy importante observar de forma
adecuada el deformimetro, la forma correcta es ver la medida de forma
perpendicular a la aguja.
Llevar de forma ordenada, un formato donde se tomen los datos arrojados
en la práctica.
Evitar cualquier vibración en la maquina
Poner las pesas suavemente
Llevar el tiempo de forma adecuada.
Si se hace entre varios grupos, cumplir los horarios para el correcto resultado.
La muestra se debe precargar y tomar en cuenta la precarga.
Poner de forma adecuada la piedra porosa
Al momento de poner el suelo dentro de la caja de cizalladora, no someterla
a una presión con la mano.
La prueba se tiene que hacer con agua, ya que es una prueba saturada.
LA prueba de corte directo n fue realizada por mi grupo, asi que las
recomendaciones para esta prueba corresponden a las mimas de que se
pueden encontrar en la Norma I.N.V. E – 154 – 07
Se recomienda seguir la norma INVI siempre.
CONCLUSIONES
El volumen de vacíos depende de la carga aplicada, ya que al aplicarle carga
al suelo, las partículas de agua arrastraran a las de aire buscando salida del
mismo.
Los cálculos realizados son de vital importancia para el cálculo de alguna
estructura en nuestro suelo, ya que debemos comprender muy bien de qué
manera las partículas de aire y agua en nuestro suelo salen del mismo.
Los datos tomados por el observador del deformimetro pueden variar según
el observador, de debe tener presente que los datos no son exactos.
Se deben tener en cuenta las condiciones de saturación de la muestra ya
que influyen en los resultados y deben ser interpretados con una teoría
diferente a la convencional de la consolidación de Terzagui en el caso que
15. los especímenes de ensayo no se encuentren totalmente saturados.
“Norma INVE 151-07”
El volumen de los sólidos nunca cambia.
REFERENCIAS
Norma INVE 151-07
Astm D2435/D2435M – 11
http://www.academia.edu/8812561/56837385-Informe-III-Consolidacion-de-
suelos
http://uningenierocivil.blogspot.com/2011/03/densidad-porosidad-e-indice-
de-vacios.html
https://aulavirtual.javerianacali.edu.co/bbcswebdav/pid-476510-dt-content-
rid-978705_1/courses/300IGC013-20151-B/D2435.1207668-
1%20Consolidaci%C3%B3n%20unidimensional.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Consolidaci%C3%B3n_de_suelos
http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/03_clases_catedra/clases_catedra_
ms1/10_consolidacion.pdf
