Consolidacin de suelosMoquegua, Marzo del 2015Esfuerzo y Deformacin

CONSOLIDACION DE SUELOS

CONSOLIDACION DE SUELOSTodos los materiales experimentan deformaciones cuando se sujeta a un cambio en las condiciones de esfuerzosLas caractersticas esfuerzo-deformacin del acero o del concreto son parte de los cursos de resistencia de materiales. Y pueden determinarse con un razonable de confianza.Las caractersticas esfuerzo- deformacin de un suelo depender:Del tipo del sueloDe la forma en que es cargadoDonde se ubica en la naturaleza

Consolidacin unidimensional de suelosDefinicin

Asentamiento que experimentan algunos suelos producto del escape del agua debido a sobrecargasConsolidacin unidimensional de suelosHiptesis fundamentales de la teora de consolidacinSe supone el suelo: Homogneo, cohesivo y saturadoLa compresin del suelo IN SITU es unidimensionalLa variacin de volumen tiene su origen en la relajacin del exceso de presin de porosEl flujo es unidimensionalEl Coeficiente de Consolidacin (Cv) y el de permeabilidad (k) permanecen constante a lo largo del procesoDeformacin PlsticaDefinicinEs una reduccin en la relacin de vacos, bajo un incremento de presin (o carga)

Deformacin plstica en suelos granularesDeformacin plstica en suelos finosEl suelo en general;

Sufre deformaciones superiores a las que se dan en la estructura que trasmite la carga.Estas deformaciones no siempre se producen instantneamente ante la aplicacin de ,la carga sino a lo largo del tiempo.

TEORIA DE CONSOLIDADCIONCuando un deposito de suelo se somete a un incremento de esfuerzos totales, como resultado de cargas externas aplicadas , se produce un exceso de presin intersticial.La presin neutra se disipa mediante un flujo de agua al exterior, cuya velocidad de drenaje de la permeabilidad del suelo.

TEORIA DE CONSOLIDADCIONEsta disipacin de presin intersticial debida al flujo de agua hacia el exterior se denomina consolidacin. Proceso que tiene dos consecuencias:

Deformacin plstica en suelos granulares (grano grueso)Condiciones en que se presenta:Suelo secoSuelo parcialmente saturadoSuelo completamente saturadoCarga aplicada al sueloDeformacin plstica en suelos granulares (grano grueso)Condiciones en que se presenta:Suelo secoSuelo parcialmente saturadoSuelo completamente saturadoCarga aplicada al sueloDeformacin prcticamente instantneaDeformacin plstica en suelos granulares (grano grueso)Condiciones en que se presenta:Suelo secoSuelo parcialmente saturadoSuelo completamente saturadoCarga aplicada al sueloDeformacin prcticamente instantneaDeformacin plstica en suelos finosCondiciones en que se presenta:

Grano fino saturado parcial o totalmente

El tiempo para lograr la deformacin plstica y la reduccin de vacos es mucho mayor y depender de:Deformacin plstica en suelos finosEl tiempo para lograr la deformacin plstica y la reduccin de vacos es mucho mayor y depender deGrado de saturacinEl coeficiente de permeabilidad del sueloLas propiedades del fluido de los porosLa longitud de la trayectoria que debe recorrer el fluido expulsado de la muestra para encontrar el equilibrioDeformacin plstica en suelos finosEl tiempo para lograr la deformacin plstica y la reduccin de vacos es mucho mayor y depender deGrado de saturacinEl coeficiente de permeabilidad del sueloLas propiedades del fluido de los porosLa longitud de la trayectoria que debe recorrer el fluido expulsado de la muestra para encontrar el equilibrioSe define consolidacin como la deformacin plstica debida a la reduccin en la relacin de vacos (generalmente llamada asentamiento) la cual es funcin del tiempo.

La diferencia entre compresin y asentamiento por consolidacin es que la consolidacin depende del tiempo.

TEORIA DE CONSOLIDADCIONSuelos granularesLa permeabilidad es altaSe disipa rpidamente las presiones neutrasEl asentamiento se termina durante la construccinSuelos finos y arcillososLa permeabilidad des muy bajaSe disipa muy lentamente las presiones neutras El asentamiento puede producirse varios aos despus de finalizada la construccin.

PROCES0 DE CONSOLIDACIONEl proceso de consolidacin se aplica a todos los suelos, pero es mas importante en aquellos donde la permeabilidad es baja. Es necesario predecir:El asentamiento total de la estructuraEl tiempo o velocidad a la cual se produce dicho asentamiento.

ASENTAMIENTO DE CONSOLIDACIONCuando el terreno el cual se desplanta una estructura esta formado por una capa de arcilla, por lo general se deben tomar todas las precauciones necesarias a fin de evitar que la estructura sufra asentamientos excesivos. Debido a que la consolidacin gradual de la arcilla es causa de asentamientos, en muchas ocasiones no previstas.ANALOGIA MECANICA DE TERZAGUI

ANALOGIA MECANICA DE TERZAGUI

ANALOGIA MECANICA DE TERZAGUI

Consolidmetro / Edmetro

edometroUn edmetro consiste en un anillo rgido de acero en cuyo interior se coloca una astilla de suelo. En la parte inferior y superior de la pastilla se colocan unas piedras porosas que permiten el drenaje del agua contenida en el suelo. El conjunto se introduce en una clula, que se llena de agua para mantener en todo instante las condiciones de saturacin completa. Sobre la piedra porosa superior se coloca una placa rgida y en su centro se aplica una carga vertical.

edometroLa carga se va aumentando en escalones, que no deben ser muy grandes para no perturbar la estructura del suelo. Normalmente, cada escaln duplica la presin vertical del anterior Se mide lo que se comprime o asienta la probeta de suelo con el tiempo en cada escaln. Se emplea para ello un comparador que aprecia 0,01 mm.

Definicin de trminosArcilla normalmente ConsolidadaEs aquella que nunca ha tenido una fatiga de consolidacin mayor a la existente en el momento actual.

Arcilla pre-consolidada (P.C.)Es aquella que ha tenido una fatiga de consolidacin mayor a la actual

Definicin de trminosFatiga mxima de consolidacinEs la fatiga mxima de consolidacin que ha actuado alguna vez en el suelo

Razn de pre-consolidacin RPC= vmx / vc Es el cuociente entre la vmx de consolidacin que ha sufrido el suelo en un tiempo t y la fatiga de consolidacin actual vc ( 1,5 2,0)

Caractersticas o parmetros de la consolidacin de suelosndice de compresin o de compresibilidad (Cc)

Caractersticas o parmetros de la consolidacin de suelosndice de compresin o de compresibilidad (Cc)

El Cc define caractersticas de esfuerzo-deformacin del suelo, y se relaciona con cuanta consolidacin o asentamiento tendr lugar.Caractersticas o parmetros de la consolidacin de suelosCoeficiente de pre-consolidacin o de compresibilidad ( )

Caractersticas o parmetros de la consolidacin de suelosCoeficiente de pre-consolidacin o de compresibilidad ( )

Caractersticas o parmetros de la consolidacin de suelosCoeficiente de pre-consolidacin o de compresibilidad ( )

El coeficiente mide la razn de variacin de la relacin de vacos con la presin.Y el valor de av depende de la presin actuante sobre el suelo y no es constante del mismo. Caractersticas o parmetros de la consolidacin de suelosCoeficiente de consolidacin vertical

Caractersticas o parmetros de la consolidacin de suelosCoeficiente de consolidacin vertical

El coeficiente de consolidacin se relaciona con el tiempo en que tendr lugar una determinada cantidad de consolidacin.Caractersticas o parmetros de la consolidacin de suelosCoeficiente de compresibilidad volumtrica

Caractersticas o parmetros de la consolidacin de suelosCoeficiente de compresibilidad volumtrica Fsicamente expresa la compresibilidad del suelo, relacionndola con su volumen inicial.

Determinacin del coeficiente de consolidacin (Cv) El Cv se determina por ajustes de curvas tiempo, experimental y terica, desarrollndose por alguno de los siguientes mtodos.

- Raz cuadrada del tiempo (Taylor)- Logaritmo del tiempo (Casagrande)Esquema del ensayo de consolidacin