FACULTAD DE INGENIERA, ARQUITECTURA y urbanismoEscuela Profesional de Ingeniera CivilENSAYOSUELO. MTODO NORMALIZADO DE ENSAYO PARA PROPIEDADES DE CONSOLIDACIN UNIDIMENSIONAL DE LOS SUELOS.Norma aplicable (NTP.339.154.2001)Asignatura: MECANICA DE SUELOS Y ROCAS

Docente :Ing. OMAR CORONADO ZULOETA

Alumno:MONTERO FLORES SEGUNDO YOEL

Ciclo : IV

GRUPO:1

Fecha de ensayo: 04/0/2015Fecha de presentacin: 04/03/2015

INTRODUCCINAl someter una masa de suelo saturado a incremento de carga, esta es soportada inicialmente por el agua contenida en los poros, ya que ella es incompresible en comparacin con la estructura del suelo. La presin que resulta en el agua a causa del incremento de la carga es llamada exceso de presin hidrosttica. A medida de que el agua drena de los poros del suelo. la transferencia de carga es acompaada por un cambio en el volumen del suelo igual al volumen de agua drenada. Este proceso es conocido como consolidacin.Este es un proceso que tiene un tiempo acotado de ocurrencia, comienza cuando se le aplica el incremento de carga, y finaliza cuando la presin de los poros es igual a la hidrosttica, o lo que es lo mismo, cuando se ha producido la totalidad de transferencia de carga del agua a la estructura del suelo. Terminado este proceso llamado consolidacin primaria el suelo continuo deformndose anuqu en menor magnitud, debido a un reacomodamiento de los granos. A este ltimo proceso se lo denomina consolidacin secundaria.El asiento total, suponiendo que el ultimo valor medido coincide con el momento con que desaparece la sobrepresin intersticial creada ala aplicar la carga, es un medida de la deformacin del esqueleto del suelo. Si se realiza varios escalones de carga, se obtendr una curva de compresibilidad, que relaciona la presin efectiva (escala logartmica) con la deformacin del esqueleto mineral, expresada por el ndice de poros o relacin de vacos.El propsito fundamental del ensayo de consolidacin es determinar ciertos parmetros que se utilizan para predecir la velocidad y la magnitud del asentamiento de estructuras fundadas sobre arcillas. Adems, el ensayo permite obtener informacin acerca de la historia de presiones a que ha sido sometido el suelo.

ndiceINTRODUCCIN22.-OBJETIVOS43.-ALCANCE44.-APARATOS45.-MUESTRA DE ENSAYO56.-PREPARACIN DE LA MUESTRA67.-PROCEDIMENTO88.-CALCULOS Y RESULTADOS109.-DISCUSIN1610.-CONCLUCIONES1711.- RECOMENDACIONES1712.- REFERNECIAS NORMATIVAS17

2.-OBJETIVOS

2.1.-Objetivo generalDeterminar el ndice de expansin, el ndice de compresin y el respectivo esfuerzo de pre consolidacin en una muestra de suelo inalterada.2.2.-Objetivos especficosRepresentar grficamente las variables de relacin de vacos contra esfuerzos efectivos.Establecer la importancia de realizar el ensayo de consolidacin en la vida prctica del ingeniero.Considerar las variables relacin de vacos y esfuerzos efectivos como parmetros relevantes al momento de considerar las deformaciones o asentamientos ocurridos en una masa de suelo.3.-ALCANCE Este ensayo describe el procedimiento para determinar el grado de asentamiento que experimenta una muestra de suelo al someterla a una serie de incrementos de presin o carga.4.-APARATOS4.1.-Aparato de carga: con una precisin de 5 % de la carga aplicada.

Piedras porosasCaja de consolidacin

4.2.-Anillo cortante cilndrico: con altura de 2.54 cm y el dimetro de 6.35 cm.

4.3.-Deformimetro: con una sensibilidad de 0.01 mm (0.00254 in)4.4.-Balanza: con aproximacin a 0.01 g.

4.5.-Otros equipos: recipientes para determinar el contenido de humedad de acuerdo a la norma ASTM D 2216, sierra de alambre, cuchillos, calibrador, cronometro.

5.-MUESTRA DE ENSAYO5.1.-Para este ensayo generalmente se utilizan muestras inalteradas (ASTM D 3550) obtenidos de los bloques inalterados grandes fabricados y sellados con parafina en el campo.

5.2.-El almacenamiento de muestras selladas deber ser tal que no pierdan humedad y que no haya evidencia de secamiento parcial ni de contraccin de los extremos de la muestra. El tiempo de almacenamiento deber reducirse al mnimo.6.-PREPARACIN DE LA MUESTRA6.1.-Retire la capa de parafina de las paredes del bloque inalterado.6.2.-Inserte el anillo cortante en el bloque inalterado y recorte la muestra utilizando el cuchillo o sierra de alambre.

6.3.-Enrase las caras superior e inferior de la muestra con un cuchillo y llene los vacos con el material recortado.

6.4.-Extraiga la muestra del anillo cortante y determine la altura inicial () y el dimetro (D) de la muestra tomando el promedio de por lo menos tres medidas.

6.5.-Calcule el volumen inicial () de la muestra, en funcin del dimetro y de la altura de la muestra.6.6.-Pese el anillo de consolidacin y registre su masa (), con precisin de 0.01 g.

6.7.-Inserte la muestra en el anillo de consolidacin y determine la masa inicial de la muestra () pesando el conjunto anillo ms muestra y restando la masa del anillo.

6.8.-Obtenga dos o tres determinaciones del contenido de humedad inicial, utilizando el material recortado de la muestra, de acuerdo con la norma ASTM D 2216.

7.-PROCEDIMENTO7.1.-Humedezca la piedras porosas y el papel filtro si el suelo est parcialmente saturado o mantngalas secas si el suelo es expansivo.7.2.-Ensamble la caja de consolidacin colocando la muestra entre papel filtro y las piedras porosas.

7.3.-Coloque la caja de consolidacin en el dispositivo de carga poniendo sobre la muestra el disco mvil de acero para uniformizar la carga.7.4.-Coloque el Deformimetro en el aparato de carga con su dispositivo para sujetarse.

7.5.-Aplique una carga de asentamiento de 5 KPa (100lb/) para suelos firmes y de 2 o 3 KPa (alrededor de 50 lb/) para suelos blandos, (para producir estas presiones se deben aplicar cargas de 160 y 80 g respectivamente).

7.6.-Aplicada la carga de asentamiento llene con agua la caja de consolidacin y deje que la muestra se sature.

7.7.-Coloque cargas sobre el consolidometro para obtener presiones sobre el suelo de aproximadamente 30.40, 61.80, 123.60, 248.20, 495.40, 991.80 etc. KPa, (para producir estas presiones se deben aplicar cargas de 1, 2, 4, 8, 16, 32 kg respectivamente). Antes de aplicar un incremento de presin, registre la altura de la muestra.7.8.-La duracin de cada incremento de carga debe ser de 24 horas. Inmediatamente aplicado cada incremento de carga, ponga en marcha el cronometro y registre las lecturas de deformacin de la muestra a intervalos de 0.1, 0.25, 0.5, 1, 2, 4, 8, 15 y 30 minutos y 1, 2, 4, 8 y 24 horas.

7.9.-Una vez tomada la ltima lectura con el ltimo incremento de carga, descargue el suelo mediante reducciones de carga.7.10.-Para disminuir la expansin durante la descarga, deber descargarse la muestra hasta la carga establecida de 5 KPa (100lb/) para suelos firmesy de 2 o 3 KPa (alrededor de 50 lb/) para suelos blandos. Una vez que se ha concluidos el ensayo, quite la carga final y desarme rpidamente la caja de consolidacin.7.11.-Pese la masa de la muestra extrada de la caja de consolidacin () pesando el conjunto anillo muestra y restando la masa del anillo, con precisin de 0.01 g.7.12.-Seque la muestra en el horno hasta una masa constante a una temperatura de 110 5 c (230 9 F), pese su masa seca () y determine el contenido de humedad final, ( ) de acuerdo con la norma ASTM D 2216.

8.-CALCULOS Y RESULTADOS

Calculo de contenido de humedad inicial y final, mediante la siguiente ecuacin.Contenido de humedad inicial

Dnde: = peso de recipiente + muestra hmeda antes del ensayo g. = peso de recipiente + suelo seca antes del ensayo g. = peso del recipiente g.

Contenido de humedad final.

Dnde: = peso del anillo + muestra hmeda despus del ensayo g. = peso del anillo + suelo seco despus del ensayo g. = peso del anillo g. Calculo de relacin de vacos inicial y final, mediante la siguiente ecuacin.

Relacin de vacos inicial

Relacin de vacos final

Calcule la densidad seca inicial de la muestra, como se indica.

DONDE: = densidad seca de la muestra, g/cm3 o kg/m3. = volumen inicial de la muestra, cm3 o m3.

Calculo de volumen de slidos, como se indica:

Dnde:

Volumen de slidos, cm3.= gravedad especifica de los slidos.= densidad del agua, 1.0 g/cm3 o mg/m3.

Calcular la altura de los slidos, como sigue

Dnde:

Altura de slidos, cm = rea de la muestra, cm2

Si no se conoce el valor de G, la altura de solidos (Hs) de la probeta, se puede calcular una vez concluido el ensayo, mediante la expresin:

Dnde:

Altura inicial de la muestra, cm Asentamiento total de la muestra al finalizar el ensayo, cm

Por lo tanto la altura se determina as:

Donde:

= altura inicial de la muestra en cm. =altura final de la muestra.

TIEMPO (t)LECTURA DEL DIAL

MinutosRaizde (t)1 Kg./cm22 Kg./cm24 Kg./cm28 Kg./cm216 Kg./cm28 Kg./cm24 Kg./cm22 Kg./cm21 Kg./cm2

4676121187262,0257,0250,0245,0

0,150,3931,060,099,0163,0200,0257,5251,5247,5241,5

0,300,5533,060,8100,5165,0202,8257,4251,4247,4241,4

1,001,0033,561,7102,0167,1201,5257,3251,3247,3241,3

2,001,4138,062,9103,8169,2201,6257,2251,2247,2241,2

4,002,0040,963,9105,6171,5201,7257,1251,1247,1241,2

8,002,8343,065,2107,8173,0201,8257,0251,05247,0241,0

15,003,8743,666,0108,9174,6201,9257,0251,05246,8241,0

30,005,4844,267,5110,9176,1202,0257,0251,0246,5240,9

60,007,7544,968,5112,5178,9202,1256,9250,8245,9240,9

120,0010,9545,269,8114,1180,9201,2256,9350,5245,5240,2

180,0013,4245,670,2115,1181,1201,3256,8250,4245,0240,1

240,0015,4945,770,5115,9182,0202,4256,8250,3244,9240,0

360,0018,9745,870,9116,4183,4255,5256,8250,2244,8239,9

480,0021,9145,971,3117,2184,1258,5256,8250,2244,6239,8

1440,0037,9546,076,0120,5186,9262,0256,8250,1244,9239,8

Datos obtenido en el laboratorio

DIMENSIONES DE LA MUESTRA

INICIAL

Dimetro, D (cm.)5

Altura, H (cm.)1,99

W.Anillo (gr.)59,32

W.Anillo + Muestra (gr.)130,55

PESO ESPECIFICO DEL SUELO

Temp. del ensayo (Tx)C20

W.Pic.+ agua temp Tx (Wa)gr.142,21

W.Pic+Muestra+agua (Wb)gr.158,64

Peso Muestra Seca (Wo)gr.26,48

Peso especifico suelo (Gs)gr/cm32,635

HUMEDAD

NATURAL

Recipiente No1

W.m. Hum + Rec. (gr.).64,47

W.m Seca + Rec. (gr.).59,17

W.r (gr.).25,58

Humedad. (%)15,78

Contenido de humedadPESO DE LA MUESTRAInicial

Peso anillo+muestra hum.g130,55

Peso anillo+muestra seca.g122,21

Peso anillog69,32

Peso del aguaWs8,34

Peso suelo seco%52,89

Humedad%15,78

CargaLecturaAlturaRelacin de

AplicadaFinal2Hvacos (plg.)Vacos

(kg/cm)(plg.)(plg.)2H - 2Hoe

000,78350,38100,9467

1,000,00460,77890,37640,9352

2,000,00760,77590,37340,9278

4,000,01210,77140,36890,9167

8,000,01870,76480,36230,9002

16,000,02620,75730,35480,8816

8,000,02570,75780,35530,8828

4,000,02500,75850,35600,8845

2,000,02450,75900,35650,8859

1,000,02400,75950,35700,8871

Relacin de vacos inicial0,9467

Relacin de vacos final0,8845

9.-DISCUSINDe los resultados obtenidos podemos decir, que despus de un proceso de carga y descarga sobre una misma muestra de suelo, durante un determinado intervalo de tiempo para que se efectu un establecido proceso de consolidacin, esta muestra presenta propiedades de estabilidad que se modifican continuamente con el proceso de carga, es decir el suelo comienza a deformarse y sus partculas internas inician un reacomodo como respuesta al esfuerzo al que se encuentran sometidas por el efecto de las cargas aplicadas sobre este suelo. Adems el agua atrapada trata de salir para compensar la presin al cual se encuentran y las partculas comienzan a soportar un esfuerzo de rose entre ellas, llamado esfuerzo efectivo. Resultado de la expulsin de agua. Con los datos obtenidos obtuvimos el esfuerzo efectivo producto de las cargas aplicadas sobre el suelo y su correspondiente relacin de vacos, los valores que obtuvimos en una curva parablica inicia desde el valor de e y comienza a bajar, haciendo notorio que en un punto determinado la relacin de vacos y el esfuerzo efectivo tienen magnitudes de 0.935 y 1 respectivamente, luego la curva inicia un retroceso producto del proceso descarga.

10.-CONCLUCIONESDespus de finalizar el ensayo de consolidacin, nos sentimos conformes con el desarrollo del ensayo, adems de alcanzar con los objetivos propuestos al inicio de esta prctica, determinamos un correspondiente valor de esfuerzo de pre- consolidacin al que podra est sometida nuestra muestra de suelo, determinado en la grfica e vs el log de esfuerzo efectivo, al finalizar el proceso de consolidacin.Los resultados que aqu se obtienen permiten conformar un patrn de comparacin entre la vida prctica del ingeniero civil y la teora pragmtica en los respectivos laboratorios de tal manera que se garanticen factores de seguridad en la vida constructiva del ingeniero geotecnia y que proponga la tranquilidad y/o seguridad manifestada en la estabilidad de las edificaciones que estn o estarn siempre sobre la superficie del suelo, y el cual estar o no en la capacidad de soportar dichas estructuras para lo cual realizamos ensayos de este tipo y asi cuantificar la mxima capacidad que podra soportar el suelo.

11.- RECOMENDACIONESPara mejorar el grado de confiabilidad de los resultados obtenidos en el laboratorio recomendamos. Realizar lecturas confiables en el Deformimetro de caratula.

Tratar de que la muestra en cuestin sea inalterada, es decir que contenga de algn modo sus propiedades intrnsecas de su configuracin.

Garantizar la permeabilidad en la muestra de suelo de tal manera que se permita la filtracin o expulsin del agua en el proceso de consolidacin.

Realizar los respectivos clculos al final de cada proceso de carga y descarga para garantizar obtener las deformaciones ltimas.

12.- REFERNECIAS NORMATIVAS

ASTM D2435

INVE 151-07