TEORÍA DE LA CONSOLIDACIÓN
UNIDIMENSIONAL PARA CÁLCULOS DE
ASENTAMIENTOS
MECÁNICA DE SUELOS APLICADA
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE CINTALAPA.
CATEDRATICO:
ING. JOSÉ MANUEL DÍAZ MÉNDEZ.
MATERIA:
“MECANICA DE SUELOS APLICADA”.
-EQUIPO DE TRABAJO :
CESAR AUGUSTO AGUILERA LÓPEZ.LESLIE JAQUELINE CAMACHO PACHECO.REYNA GUADALUPE CARRILLO ESCOBAR.ARELI ESTRELLA CRUZ PÉREZ. ARTURO LÓPEZ MELGAR.GUADALUPE PADILLA ROMERO.ALEXIS GUILLERMO PÉREZ CHACÓN.NOEMI PÉREZ PÉREZ.MITCHEL RAMOS CRUZ.GABRIEL ROMAN MORENO.
¿Qué es la consolidación unidimensional?
La consolidación es un proceso que se produce en los suelos y consiste en la reducción del volumen total (eliminación de poros y expulsión de agua) del suelo provocado por la colocación de una carga o el drenaje del terreno.
NORMA: ASTM: D2435L
LA CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL ES LA DEFORMACIÓN PLÁSTICA O UNA RELACIÓN DE VACIOS DEL SUELO LO CUAL ES DEPENDIENTE DE UN FACTOR COMO:
presión de poros La permeabilidad del suelo en un
determinado tiempo.
TEORÍA DE LA CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL PARA CÁLCULOS DE ASENTAMIENTOS
En 1923 Karl Terzaghi adelanto una solución matemática para el proceso de consolidación de los suelos.
La teoría de consolidación unidimensional simplifica sustancialmente el procedimiento y satisface la mayoría de los requerimientos relativos al asentamiento.
Bases de la Teoría. Esta basada en las siguientes hipótesis:
El suelo es homogéneo Suelo saturado (s=100%) Partículas y solidos y agua son incompresibles El flujo de agua y la compresión son unidimensionales
(verticales)
La ley de Darcy es valida El coeficiente de permeabilidad (K) y el coeficiente de
compresibilidad volumétrica (Mv) permanecen constantes durante todo el proceso de consolidación.
FASES DE CONSOLIDACIÓN:
*Consolidación instantánea: reducción de vacíos por eliminación de aire.
FASES DE CONSOLIDACIÓN:
*Primaria: reducción de volumen por la expulsión del agua. Fenómeno en el que se transfiere la carga soportada por el agua al esqueleto mineral, esta es la consolidación propiamente dicha.
FASES DE CONSOLIDACIÓN:
*Secundaria: cuando la consolidación se da por reajuste del esqueleto mineral y luego de que la carga está casi toda soportada por este y no por el agua.
CÁLCULO DE ASENTAMIENTOS TOTALES.
Este cálculo supone un estrato horizontal en condiciones Geo - estáticas.
Para un estrato de diferentes propiedades o para diferentes estratos, el asentamiento total es igual a la suma de los asentamientos de dichos estratos.
TV: factor tiempo. t: tiempo en que se genera la consolidación de
la muestra o sondeo. d: máxima altura que tiene que correr el agua
para salir de la muestra o sondeo.
En relación con esta teoría se puede calcular el asentamiento diferido para suelos finos, utilizando la siguiente expresión:
MÉTODO DE CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DE ASENTAMIENTO DEL ESTRATO EN CADA FASE DEL PROCESO DE LA CONSOLIDACIÓN.
El método comprende los pasos siguientes :
1. Toma de muestras representativas de cada estrato.
2. Realización de ensayos Edo métricos . Determinación de parámetros iniciales Cc y eo.
3. Cálculo de las tensiones efectivas iniciales verticales existente en cada punto σ , y los incrementos en la tensión debido a la carga aplicada ∆ σ
4. Obtención del asiento por estrato según la fórmula :
5. Obtención del asiento total por suma de los anteriores :
∆ H total = Σ ∆ Hi
6. En el caso del terreno homogéneo, el tiempo de asentamiento viene dado por :
siendo :
T = Factor de tiempo adimensional.
H = Espesor del terreno que drena hacia superficies permeables existentes. No tiene por qué coincidir con la altura del estrato.
Cv = Coeficiente de Consolidación deducida de la curva asientos tiempo del ensayo Edo métrico para el escalón de carga correspondiente .
GRADO DE CONSOLIDACION MEDIO DEL ESTRATO:
Se define el grado medio de consolidación (U(%)) de todo el estrato como la relación entre la consolidación que ha tenido lugar en cierto tiempo y la consolidación total que habrá de producirse.
Luego de la resolución de la ecuación se observa que el grado medio de consolidación depende de un numero adimensional conocido como factor tiempo (Tv).
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