Ensayo Edométrico Ensayo de consolidación unidimensional de un suelo en edómetro

UNE 103-405-94 Realización: Grupos GInTE / Ingenia / Interes

Material: Equipo edométrico y célula edométrica

Anillo edométrico

Papel de filtro

Piedra porosa inferior

Piedra porosa superior

Tuercas fijación collarín

Célula edométrica

Pistón de carga

Cuerpo lateral de cierre

(Collarín)

Yugo

LVDT

Cargadero

Palanca

Célula edométrica

Contrapeso

Bancada

Juego de pesas

Preparación de la muestra por extrusión. La muestra también podría prepararse por tallado o remoldeo.

Anillo edométrico

La muestra sobrante se usa para el cálculo de su humedad natural

Se coloca la muestra en el anillo cortador y se pesa

Se monta una placa porosa inferior dentro de la célula edométrica, y se coloca sobre ella el anillo con la muestra

Colocación de la parte superior de la célula edométrica

Se fija la parte superior de la célula y se coloca el papel de filtro

Se coloca la piedra porosa superior y posteriormente el pistón de carga

Célula edométrica montada

Bancada edométrica

LVDT

Yugo

Ni

Wi Colocación pesa

En el ensayo edómetrico, la carga (Wi) induce una fuerza (Ni) sobre la muestra de suelo a través del yugo. La relación entre Wi y Ni viene dada por la relación de palanca existente.

Yugo

Ni

Wi

Contrapeso

Colgadero

Pesa

Wi

Ni

Yugo

Colgadero

Contrapeso Reacción

Lc LN

LW

WC

Aplicando momentos respecto de O podemos conocer la fuerza Ni que aplicamos sobre la muestra de suelo al colocar una carga Wi en el colgadero: NOTA: En este cálculo, cuya finalidad es simplemente conocer el funcionamiento del sistema, se ha despreciado el peso de las barras y el colgadero. En la realidad el sistema está calibrado para que exista una relación de palanca Ni-Wi conocida.

O

Colocación de la célula edométrica en la bancada

Aporte de agua en la célula edométrica para que la muestra esté saturada

Se coloca una carga y se toman medidas de deformación vertical de la probeta durante 24 horas. Pasadas las 24 horas el proceso se repite para otra carga diferente, haciendo tantos escalones como se haya establecido.

Aplicación de diferentes escalones de carga mediante la colocación de pesas (Wi). La secuencia usual de carga (Ni) es: 5, 10, 20, 40, 80, 150, 300, 600, 1000 y 1500 kPa. Posteriormente se llevará a cabo la descarga con, como mínimo, dos escalones.

Inicio descarga Carga Fin carga

W1 à N1 à σ1 W2 à N2 à σ2 W3 à N3 à σ3 W4 à N4 à σ4 W5 à N5 à σ5 W6 à N6 à σ6

Inicio carga

W7 à N7 à σ7 W8 à N8 à σ8 W9 à N9 à σ9 W10 à N10 à σ10 W11 à N11 à σ11

Fin descarga / Fin ensayo

Wi: Peso colocado en el colgadero Ni: Fuerza aplicada a la muestra σi=Ni/A: Tensión aplicada a la muestra A: Sección de la probeta

σi

Ni

Muestra

Cada escalón de carga se mantiene durante al menos 24 h. Para cada escalón de carga se mide la deformación vertical de la probeta a lo largo del tiempo (10, 15, 30, 45 segundos, 1, 2, 3, 5, 7, 10, 15, 20, 30, 45 minutos y 1, 2, 3, 5, 7, 24 horas)

7550

7600

7650

7700

7750

7800

10 100 1000 10000 100000

Lect

ura

(en

0,00

1 m

m)

Tiempo (seg)

Escalón de carga 0,2 - 0,4 kg/cm2

7300

7350

7400

7450

7500

7550

7600

10 100 1000 10000 100000

Lect

ura

(en

0,00

1 m

m)

Tiempo (seg)

Escalón de carga 0,4 - 0,8 kg/cm2

6950 7000 7050 7100 7150 7200 7250 7300

10 100 1000 10000 100000

Lect

ura

(en

0,00

1 m

m)

Tiempo (seg)

Escalón de carga 0,8 - 1,5 kg/cm2

6550 6600 6650 6700 6750 6800 6850 6900 6950 7000

10 100 1000 10000 100000

Lect

ura

(en

0,00

1 m

m)

Tiempo (seg)

Escalón de carga 1,5 - 3,0 kg/cm2

6150 6200 6250 6300 6350 6400 6450 6500 6550 6600

10 100 1000 10000 100000

Lect

ura

(en

0,00

1 m

m)

Tiempo (seg)

Escalón de carga 3,0 - 6,0 kg/cm2

5850 5900 5950 6000 6050 6100 6150 6200

10 100 1000 10000 100000

Lect

ura

(en

0,00

1 m

m)

Tiempo (seg)

Escalón de carga 6,0 - 10,0 kg/cm2

Curvas de consolidación

Calculando el índice de huecos (ei) final correspondiente a cada escalón de carga (σi) se obtiene la curva edométrica. El índice de huecos final se calculará a partir de las lecturas de deformación vertical de la muestra en cada escalón de carga.

7550

7600

7650

7700

7750

7800

10 100 1000 10000 100000

Lect

ura

(en

0,00

1 m

m)

Tiempo (seg)

Escalón de carga 0,2 - 0,4 kg/cm2

7300

7350

7400

7450

7500

7550

7600

10 100 1000 10000 100000

Lect

ura

(en

0,00

1 m

m)

Tiempo (seg)

Escalón de carga 0,4 - 0,8 kg/cm2

6950 7000 7050 7100 7150 7200 7250 7300

10 100 1000 10000 100000

Lect

ura

(en

0,00

1 m

m)

Tiempo (seg)

Escalón de carga 0,8 - 1,5 kg/cm2

6550 6600 6650 6700 6750 6800 6850 6900 6950 7000

10 100 1000 10000 100000

Lect

ura

(en

0,00

1 m

m)

Tiempo (seg)

Escalón de carga 1,5 - 3,0 kg/cm2

6150 6200 6250 6300 6350 6400 6450 6500 6550 6600

10 100 1000 10000 100000

Lect

ura

(en

0,00

1 m

m)

Tiempo (seg)

Escalón de carga 3,0 - 6,0 kg/cm2

0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00

0,1 1,0 10,0

Índi

ce d

e hu

ecos

(e)

Tensión vertical efectiva (kg/cm2)

Curva edométrica

Calculando el índice de huecos (ei) final correspondiente a cada escalón de carga (σi) se obtiene la curva edométrica.

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

0,1 1,0 10,0

Índi

ce d

e hu

ecos

(e)

Tensión vertical efectiva (kg/cm2)

Curva edométrica

Profesores Roberto Tomás Jover (Coordinador UA)

Miguel Cano González (UA) Javier García Barba (UA)

Juan Carlos Santamarta Cerezal (Coordinador ULL) Luis Enrique Hernández Gutiérrez (ULL)

Edición y Montaje

Rubén Carlos Zamora Mozo (UA)

Técnico Victoriano Rodrigo Ramírez (UA)

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GITE de Ingeniería del Terreno (GInTE)

COMO CITAR ESTE MATERIAL:

Tomás, R., Cano, M., García-Barba, J., Santamarta, J.C., Hernández, L.E., Rodriguez, J.A., Zamora, R. (2013). Prácticas de Ingeniería del Terreno.

Universidades de Alicante y de La Laguna. http://web.ua.es/es/ginter/ ó http://ocw.ull.es/ (fecha de acceso). License: Creative Commons BY-NC-SA.

http://web.ua.es/es/ginter/ http://ocw.ull.es/

http://web.ua.es/es/interes/interes-ingenieria-del-terreno-y-sus-estructuras.html http://webpages.ull.es/users/jcsanta/

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