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 Mecánica de Suelos 64.08 Ensayo de consolidación unidimensional

Lab Ensayo Consolidación Unidimensional

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Ensayo de consolidación unidimensionalMecánica de Suelos 64.08Objeto• Conocer a priori el comportamiento de los suelos compresibles frente a la acción de cargas (curva e – log p´) • Predecir la magnitud de los asentamientos y su evolución en el tiempo (parámetros Cc , Cr , Cv) • Estimar en forma indirecta el coeficiente de permeabilidad vertical (v=k .i)Ensayo consolidación2MuestreoPistón fijo (hidroneumático - ASTM D6519)Ensayo consolidaciónMuestra en dama (tallado manual)3T

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Mecánica de Suelos

64.08

Ensayo de consolidación

unidimensional

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  c  o  n  s

  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Objeto

• Conocer a priori el comportamiento de los sueloscompresibles frente a la acción de cargas (curvae – log p´ )

• Predecir la magnitud de los asentamientos y suevolución en el tiempo (parámetros C c , C r  , C v)

• Estimar en forma indirecta el coeficiente de

permeabilidad vertical (v=k .i)

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3

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  c  o  n  s

  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Muestreo

Pistón fijo(hidroneumático - ASTM D6519)

Tubos Shelby

(hinca)Muestra en dama

(tallado manual)

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n  s

  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Equipos

Tradicional(flexímetro, brazo de palanca,

captura manual)

Moderno(LVDT, celda de carga,

captura digital)

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Edómetro

anillo flotante

(menor fricción)

anillo fijo

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  c  o  n  s

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Hipótesis asumidas

• La muestra ensayada está saturada en formatotal (Sr =100%)

• Flujo de agua vertical, no horizontal (k h=0)• Se desprecia la compresibilidad del agua y de las

partículas de suelo frente a la compresibilidad dela masa del suelo

• Es válida la ley de Darcy.

2

2

 z

uC 

uv

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n  s

  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Tabla de ensayo

Tabla

Escalón de carga

s ´ DH DHac H De e H/2 t50 Cv av mv k

(kPa) (mm) (mm) (Ho-DHac) (DHac/Hs) (eo-D e) (mm) (seg) (cm2/seg) (kPa-1) (kPa-1) (cm/seg)

470

480

490

500

510

520

530

540

550

560

1 1000 1000000

Log T

     L    e    c     t    u    r    a

50

2

502

 H T 

C v

 

  

 

´ p

eav

vwvmC k   

e

am v

v

1

Ecuaciones

  

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  c  o  n  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Ensayo edométrico

Procedimiento

• Preparación de la muestra

• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable

17,5

18,0

18,5

19,0

19,5

20,0

20,5

21,0

21,5

0,1 1 10 100 1000

     D    e    s    p     l    a    z    a    m     i    e    n     t    o

Log (t)

Escalones de carga, descarga,

recarga, descarga final

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15

0,10 1,00 10,00

e

Presion

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Ensayo edométrico

Procedimiento

17,5

18,0

18,5

19,0

19,5

20,0

20,5

21,0

21,5

0,1 1 10 100 1000

     D    e    s    p     l    a    z    a    m     i    e    n     t    o

Log (t)

Escalones de carga, descarga,

recarga, descarga final

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15

0,10 1,00 10,00

e

Presion

• Preparación de la muestra

• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable

 

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  c  o  n  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Ensayo edométrico

Procedimiento

17,5

18,0

18,5

19,0

19,5

20,0

20,5

21,0

21,5

0,1 1 10 100 1000

     D    e    s    p     l    a    z    a    m     i    e    n     t    o

Log (t)

Escalones de carga, descarga,

recarga, descarga final

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15

0,10 1,00 10,00

e

Presion

• Preparación de la muestra

• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Ensayo edométrico

Procedimiento

17,5

18,0

18,5

19,0

19,5

20,0

20,5

21,0

21,5

0,1 1 10 100 1000

     D    e    s    p     l    a    z    a    m     i    e    n     t    o

Log (t)

Escalones de carga, descarga,recarga, descarga final

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15

0,10 1,00 10,00

e

Presion

• Preparación de la muestra

• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Ensayo edométrico

Procedimiento

17,5

18,0

18,5

19,0

19,5

20,0

20,5

21,0

21,5

0,1 1 10 100 1000

     D    e    s    p     l    a    z    a    m     i    e    n     t    o

Log (t)

Escalones de carga, descarga,recarga, descarga final

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15

0,10 1,00 10,00

e

Presion

• Preparación de la muestra

• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Ensayo edométrico

Procedimiento

17,5

18,0

18,5

19,0

19,5

20,0

20,5

21,0

21,5

0,1 1 10 100 1000

     D    e    s    p     l    a    z    a    m     i    e    n     t    o

Log (t)

Escalones de carga, descarga,recarga, descarga final

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15

0,10 1,00 10,00

e

Presion

• Preparación de la muestra

• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Ensayo edométrico

Procedimiento

17,5

18,0

18,5

19,0

19,5

20,0

20,5

21,0

21,5

0,1 1 10 100 1000

     D    e    s    p     l    a    z    a    m     i    e    n     t    o

Log (t)

Escalones de carga, descarga,recarga, descarga final

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15

0,10 1,00 10,00

e

Presion

• Preparación de la muestra

• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Ensayo edométrico

Procedimiento

17,5

18,0

18,5

19,0

19,5

20,0

20,5

21,0

21,5

0,1 1 10 100 1000

     D    e    s    p     l    a    z    a    m     i    e    n     t    o

Log (t)

Escalones de carga, descarga,

recarga, descarga final

0,80

0,85

0,90

0,95

1,00

1,05

1,10

1,15

0,10 1,00 10,00

e

Presion

• Preparación de la muestra

• Se aplican incrementos decarga de magnitud variable

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Coeficientes av - Cc

Gráfico e – p´ Gráfico e – log p´

´ p

eav

´log p

eC c

 

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   E  n  s  a  y  o

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Curvas experimentales

Comparación entre curva experimental y teórica(Terzaghi)

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Grado de consolidación

Comienzo y fin de consolidación primariapara cada escalón de carga(U=0% y 100%)

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Determinación p´c

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Comportamiento muestra

1- descarga elástica por extracción

2- la curva del ensayo no sigue elcamino de consolidación real

3- pérdida de carga depreconsolidación (buen tratomuestras, transporte y manipuleo

en laboratorio)

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n

  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Comportamiento muestra

Calidad muestra (pared delgada) Relación de incrementos decarga (LIR =< 1)

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n

  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Comportamiento muestra

Tiempo de duración de carga

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n

  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Curvas experimentales

Arcillas de México (Rutledge, 1944)

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n

  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Curvas experimentales

Efecto remoldeo en arcillas sensitivas(leda clay, Canadá)

 

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   E  n  s  a  y  o

  c  o  n

  s  o   l   i   d  a  c   i   ó  n

Curvas experimentales

Efecto remoldeo (muestra en bloque, muestrade sondeo, muestra disturbada)