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TEORÍA DE LA CONSOLIDACIÓN

UNIDIMENSIONAL (1-D)

Diego D. Pérez R.

Facultad de Ingeniería – Ingeniería Civil IGC-013 MECÁNICA DE SUELOS

Objetivos de Aprendizaje

 Entender el comportamiento del suelo durante el proceso

de consolidación

 Determinar las propiedades mecánicas que caracterizan la

consolidación en suelos

 Calcular el asentamiento por consolidación unidimensional

Facultad de Ingeniería – Ingeniería Civil IGC-013 MECÁNICA DE SUELOS

Definiciones

 Relación de sobre consolidación, OCR = s ’ c / s ’ o

 Asentamiento es la deformación vertical total resultante de la aplicación de carga.

 Expansión es la recuperación vertical del suelo cuando se descarga.

 Reducción del nivel freático puede causar un incremento en el esfuerzo efectivo del suelo produciéndose asentamiento

 Asentamiento total, St = Si + Sc + Ss

 Asentamiento inmediato, Si

 Asentamiento por consolidación, Sc, dependiente del tiempo, ocurre en suelos finos saturados con un bajo coeficiente de permeabilidad

 Compresión secundaria, Ss, dependiente del tiempo, esfuerzo efectivo constante y sin cambios en u

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Definiciones

 Tiempo de asentamiento por consolidación, depende de la velocidad de drenaje del agua en los poros

 Causas de deformación por carga:  Deformación de las partículas del suelo  Compresión de los espacios (drenaje de agua y compresión del aire)

 Generalmente, los suelos compresibles se encuentran bajo el nivel freático, los que se consideran completamente saturados

 El objetivo del ensayo de consolidación es simular la compresión del suelo, cuando se somete a cargar externas

 Cuando se evalúa el efecto de las cargas en una muestra inalterada, es posible predecir los asentamientos de un capa de suelo en el campo

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Diagrama de Fases

Fuente: Das, 2011

Volumen Peso^ Volumen Peso

Aire

Agua

Suelo

Nota:

Vs=

Facultad de Ingeniería – Ingeniería Civil IGC-013 MECÁNICA DE SUELOS

Ensayo de Consolidación 1-D (ASTM D2435)

Facultad de Ingeniería – Ingeniería Civil IGC-013 MECÁNICA DE SUELOS

Fuente: Knappet y Craig, (2012)

Fuente: Holtz y Kovacs (1981)

Ensayo de Consolidación 1-D (ASTM D2435)

Fuente: Knappet y Craig, (2012)

Fuente: Holtz y Kovacs (1981)

Ensayo de Consolidación 1-D (ASTM D2435)

Facultad de Ingeniería – Ingeniería Civil IGC-013 MECÁNICA DE SUELOS

eo = 0.

Fuente: Holtz y Kovacs (1981)

Esfuerzo de Preconsolidación

10 100 1000 Applied stress (kPa)

Void ratio,e

e (^) o^ Swell

Water Added

s ' (^) o =24 kPa s ' (^) p =137 kPa

C (^) c = 0.

s ' (^) s =34 kPa

OCR = 137/24 = 5.

Esfuerzo de Preconsolidación

Relación de Vacíos-Esfuerzo Efectivo

Recompresión

Pendiente, Cs (^) Expansión

Curva Virgen

Pendiente,

Fuente: Knappet y Craig, (2012)

Deformación Volumétrica,

Deformación Vertical,

Consolidación primaria, ,

Relación de vacíos final,

Consolidación Total

Fuente: Knappet y Craig, (2012)

Agua

Suelo

Relación de Vacíos-Esfuerzo Efectivo

Fuente: Holtz y Kovacs (1981)

Relación de Vacíos-Esfuerzo Efectivo

Fuente: Holtz y Kovacs (1981)

mv