ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURAUNIDAD
TECAMACHALCO
LABORATORIO DE CIENCIAS DE LA TIERRAPRACTICAS DE
CIENCIAS DE LA TIERRA
Sobre un estrato de 10 m de arcilla, drenado por una sola cara,
se construir un terrapln, en una pastilla de muestra de 2 cm de
espesor, drenado por ambas caras se determin mediante una prueba de
consolidacin que el 50% del exceso de presin hidrosttica, se disipo
en 20 minutos despus de haberle puesto el incremento de carga,
determinar los tso & tgo para el estrato.Ho = 10.0 m
Ho = 2.0 cm
tso = 20 mm
C = 1.64 x10-4 cm2/seg
Tgo = 51.70x 108 seg = 164 aos
tso = 1.2 x 109 seg = 38 aos
Una muestra de 2 cm de altura drenada por ambas caras alcanzo el
50% de consolidacin en 5 minutos. La muestra representa a un
estrato de 10 m de espesor drenado por una sola cara.
a).- Cunto tiempo le llevara al estrato alcanzar el 50% de
consolidacin?
b).-en cunto tiempo se avanzara el 90% d consolidacin si a la
mitad del estrato existiese una capa delgada de arena que diera
drenado libre?Ho = 2.0 cm
Tso = 5.0 min
Ho = 10.0 mts
PROBLEMA.-Determinar el coeficiente de compresibilidad
volumtrica M de un estrato de arcilla de 10 mts de espesor, si se
conoce que el asentamiento total de un edificio construido sobre
esa arcilla es de 4.53 cm, bajo un incremento de presin G2 de 0.52
kg/cm2Datos.-
AH = 4.53 cm
H = 10 mts = 1000 cm
q = 0.52 kg/cm2
Solucin.-
Apoyndose en la formula general del asentamiento
AH = M q H
Tenemos que PROBLEMA.-Determinar el asentamiento total de un
edificio cimentado en un estrato de 10 mts de espesor, sujeto a un
incremento de presin de 0.52 kg/cm2 ; el valor del coeficiente de
reduccin volumtrica fue de 0.0087 cm2/kgDatos.-
H = 10 mts = 1000 cm
M = 0.0087 cm2/kg
q = 0.52 kg/cm2Solucin.-
Aplicando la formula general del asentamiento
AH = M q H
AH = 0.0087 x 0.52 x 1000 cm = 4.52cm
Determinacin del coeficiente de permeabilidad a partir de la
prueba d consolidacin.
Una de las formas ms sencillas para determinar el coeficiente de
permeabilidad a partir de datos obtenidos de la prueba de
consolidacin es aplicando la frmula:
PROBLEMA.-Determinar el coeficiente de permeabilidad de un suelo
de el cual se obtuvieron los siguientes datos:
Coeficiente de consolidacin C = 0.002 cm2/seg
Coeficiente de compresibilidad a = 0.029 cm2/segRelacin de vacos
e = 0.85
Solucin. -
PROBLEMA.-De los resultados de una prueba de consolidacin se
obtuvo que el coeficiente de permeabilidad de 5.2 x 10-9 cm/seg;
correspondiente a un incremento de carga de 2 kg/cm2 que redujo la
relacin de vacios de 7.8 a 7.0. La muestra sobre la que se ejecuta
la prueba se extrajo de una capa de 9 metros de espesor y esta
drenada por ambas caras
Calcule el coeficiente de consolidacin, y el tiempo en aos
necesarios para alcanzar el 50% de consolidacin
Datos.-
K = 5.2 x 10-9 cm/seg
q = 2.0 kg/cm2eo = 7.8
ef = 7.0
Ho = 9.0 mts
Una muestra de suelo de 2 cm de altura alcanzo el 50% de
consolidacion en 5 min bajo un cierto incremento de carga. Si el
suelo tiene e = 1 k= 10-5 cm/seg calcule el a medio en el interval
de presiones considerado.Tso = 5 min
Ho = 2.0 cm
Eo = 1
K = 10-5 cm/seg
T = 0.197
De una capa de arcilla de 6 m de espesor localizada entre 2
estratos de arena se obtuvieron varias muestras representativas;
haciendo pruebas de consolidacin se encontr un valor de coeficiente
de consolidacin de 4.92 x 10-4 cm2/seg
Un edificio construido sobre dicha capa produjo un desequilibrio
de esfuerzos y el edificio empez a asentarse. Determinar el tiempo
necesario para que se produzca el 50% de consolidacin.
C = 4.92 x 10-4 cm2/seg
H = 6m
Tso = 0.197
tso = x
De los resultados de una prueba de consolidacin se obtuvo que el
coeficiente de permeabilidad es 5.2 x 10-9 cm/seg correspondiente a
un incremento de carga de 2 kg/cm2 que redujo la relacin de vacios
de 7.8 a 7.0, la muestra sobre la que se efectu la prueba se
extrajo de un estrato de 9 mts de espesor y esta drenada por ambas
caras. Calcule el coeficiente de consolidacin y el tiempo en aos
necesario para alcanzar el 50% de consolidacin.K = 5.2 x 10-9
cm/seg
q = 2.0 kg/cm2
eo = 7.8
ef = 7.0
Ho = 9.0 mts
Al incrementar de 0.5 a 1kg/cm2 la presion sobre un specimen
sujeto a una prueba de consolidacion, la relacion de vacos
disminuyo de 3.5 a 3.0, el espesor de la pastilla fue de 2.5 cm y
estaba drenada por ambas caras. Alcanzo el 50% de consolidacin en
10 min. Calcule el coeficiente de permeabilidad al final de la
consolidacin bajo el incremento de carga dado.
q = 0.5kg/cm2
eo = 3.5
ef = 3.0
Ho = 2.5 cmtso = 10 min
PROBLEMA.-Un estrato de arcilla de 6 mts de espesor se localiza
entre dos estratos de arena y de la cual, en pruebas de
consolidacin se obtuvieron valores del coeficiente de consolidacin
de 4.92 x 10-4 cm2/seg. Un edificio construido sobre dicha capa
produjo un desequilibrio de esfuerzos y el edificio empez a
asentarse.Determinar el tiempo necesario para que se produzca el
50% de consolidacin.
C = 4.02 x 10-4 cm2/seg
H = 6m
Tso = 0.197
tso = x
Una muestra de suelo de 2 cm de altura alcanzo el 50% de
consolidacion en 5 min bajo un cierto incremento de carga. Si el
suelo tiene e = 1 k= 10-5 cm/seg calcule el a medio en el interval
de presiones considerado.
Tso = 5 min
Ho = 2.0 cm
Eo = 1
K = 10-5 cm/seg
T = 0.197
PROBLEMADeducir una formula para obtener el asentamiento de un
estrato compresible en funcin de la relacin de vacios y el espesor
del estrato
1+e
h e = H 1+e h= (e 1+e ) H Apoyados en el problema anterior
encontrar formula para obtener el asentamiento en base al
incremento de carga aplicado al suelo en estudio
Multiplicamos la ecuacin h= (e 1+e )H
Por q q
(e 1+e )H (q q ) = ( eq ) x (q 1+e ) x H
Como e bp= av se tiene
av x (q 1+e ) x H y como av 1+e = mv tenemos
(mv x q) x H
H= mv q H
A) Dibujar la curva e-log y determinar la presin y
consolidacin
B) Determinar los valores de mv para los incrementos de
esfuerzos de 100-200 y de 1000-1500
C) Cual es el valor del ndice de compresin
Cc= Ci-Cf log (i o)
PROBLEMA: En una prueba de consolidacin se determinaron los
siguientes datos PresinU54107214429858171634320
Lectura micro5.0004.7474.4934.1083.4492.6081.6760.7371.480
H
H00.2530.5070.8921.5512.3923.3244.2633.520
e00.0250.0500.0890.1550.2380.3310.4240.350
Lu0.8910.8660.8410.8020.7370.6530.5600.4070.541
Datos: altura inicial de la muestra de 19mm
W% final 19.8 %
SS--------------------------- = 2.73
a) Se calcula la relacin de vacios que tiene la muestra al final
de la prueba ef= mf.ss= 19.8x 2.73= 0.541
b) Se calcula la relacin de vacios al iniciar la prueba
Li = lf+ e
Ahora
e h = (1 + li )Ho = ((1+lf) + e Ho)
Es decir
e 3.520= 1.541+ l 19 = l = 0.350
Por lo tanto:
Li= lf + e = 0.541+0.350 = 0.891
En general la relacin entre l y H esta dada por
l / H = 1.891 / 19 = l= 0.0996 H
PROBLEMA Calcular el asentamiento total de un estrato de arcilla
cuyas caractersticas mecnicas se muestran en la fig (a) el cual
recibe un incremento de carga T2 = 1.2 kg / cmSolucin: calcule el
ndice de liquidez para tener una idea si el suelo puede
consolidarse consolidado
IL= (Wn-L.P I. p) = (28-19 12) = 0.75
Si el valor es cercano a la unidad se considera suelo
normalmente consolidado; se recomienda aplicar la formula
H = ( CC 1+l ) ( log 10 ( pi+ t2 pi) H
CC= 0.009 ( LL-10) = 0.189
Se calcula la presion vertical Pi en el centro del estrato
Pi= ( 1.68 x3) + ( 2.057 x 0.90) = 6.89 T/ m 0.689 kg/ cm
Finalmente calculamos el asentamiento
H= (0.189 1.68 ) (log10 (( 0.689 +1.2) 0.689) 180 = 8.87 cm
PROBLEMAUna prueba de consolidacin afectuada sobre una arcilla
saturada se obtuvieron los siguientes datos:
Presin054107214429858171634320
Lectura del
micrometro5.0004.7474.4934.1083.4482.6081.6760.7371.480
Hi= 19.00 mm
W= 19.8 % al finalizar la prueba
s.s = 2.73
a= trazar la curva de vacios-presiones
b= determinar la presin de preconsolidacion
c= determinar mv
se recomienda obtener :
1. La relacin de vacios final
Lf = m.ss= 0.198 x 2.73= 0.540
2. Relacin de vacio inicial
H= 5.000 1.480= 3.520 = e = H H = 3.520 19.00 = 0.352
En general la relacin entre e y H esta dada por
e H = if li H = 1+0.89 19.00 = 1.892 19
e= 0.0996
PRESIONMICROMETROHEE
05.000000.891
544.7470.2530.0250.866
1074.4930.5070.0500.841
2144.1080.8920.0890.802
4293.4491.5510.1540.737
8582.6082.3920.2380.653
17161.6763.3240.3310.560
34320.7374.2630.4240.467
01.4803.5200.3500.541
e
e
h
e
e
H
6.00
1.80
3.00
LABORATORIO CIENCIAS DE LA TIERRA
