Primer Informe de Suelso 2

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    CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL  MECÁNICA DE SUELOS II 

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA  1

    PRÁCTICA N° 01:

    CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL

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    CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL  MECÁNICA DE SUELOS II 

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    I. INTRODUCCIÓN

    El ensayo de consolidación, también llamado ensayo de compresión

    confinada, es de gran importancia, debido a que la consolidación es un problema

    natural de los suelos finos, como arcillas y limos, y todas las edificaciones

    fundadas sobre este tipo de suelo enfrentarán este fenómeno. Por lo anterior es

    de vital importancia conocer la velocidad de asentamiento total y diferencial de

    la estructura.

    La consolidación es el proceso de asentamiento de los suelos antes

    mencionados, cuando están saturados y sujetos a incrementos de carga debido

    a la disipación de la presión de poros. Todo lo anterior se refleja en los resultados

    obtenidos a partir del ensayo, el cual entrega la curva de esfuerzo deformación,

    la presión de preconsolidación y el coeficiente de consolidación.

    El ensayo de consolidación es un ensayo bastante complicado debido a

    que tiene un complejo procedimiento, en el cual debemos ver cómo va variando

    el volumen del suelo al aplicar la carga, con una duración de 2 semanasaproximadamente, aunque en nuestro caso se verá una forma simplificada del

    ensayo, ya que por motivos de tiempo y espacio en el laboratorio no se podrá

    hacer completo.

    II. OBJETIVOS:

    OBJETIVO GENERAL

      Conocer cuánto y en qué tiempo se deforma el suelo al sersometido a diferentes cargas, en el ensayo de consolidaciónunidimensional.

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    OBJETIVOS ESPÉCIFICOS

      Interpretar los datos obtenidos a través de formulaciones, ygráficos de manera que nos proporcionen conclusiones sobre

    el ensayo realizado.  Reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equiponecesario para realizar el ensayo de consolidaciónaprendiendo las características de cada uno.

      Obtener datos a partir de los ensayos y anotarlos en un formatoadecuado realizado especialmente para el ensayo.

      Construir las curvas de consolidación y establecer los puntosde importancia para la determinación de las características decompresibilidad del suelo y rapidez de consolidación.

      Determinar el módulo de elasticidad del suelo.

      Determinar el coeficiente de permeabilidad  Determinar el Cv50

    III. MATERIALES:

    4.1) REFERENCIAS:  ASTM D2435-96

    4.2) MATERIAL:  Muestra inalterada.

    4.3) EQUIPO:

      Equipo de consolidación unidimensional.

    Figura n°01: Equ ipo d e Con so lidac ión

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      Consolidómetro.

    Figura n°02: Con so lidómetro

      Dial de expansión con divisiones de 0.01mm.

    Fig u ra n°03: Dial de Expans ión

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    IV. MARCO TEÓRICO:

    CONSOL IDACIÓN UNIDIRECCIONAL O UNIDIMENSIONAL  

    A) DEFINICIÓN:

    Es un proceso de disminución de volumen, que tiene un lugar en un lapsode tiempo, provocado por un aumento de cargas sobre el suelo, se llamaProceso De Consolidación.Frecuentemente ocurre que durante el proceso de consolidación laposición relativa de las partículas sólidas sobre un mismo plano horizontalpermaneces especialmente la misma; así, el movimiento de las partículasdel suelo puede ocurrir sólo en dirección vertical; esto es ConsolidaciónUnidireccional O Unidimensional.

    Figura n°04: Con so lidómetro

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    Figura n°05:

    B) CURVA DE CONSOLIDACIÓN:

    El asentamiento total o consolidación ocurre cuando el agua recupera susituación de hidrostática y la carga ha sido totalmente transferida a laspartículas sólidas.

    Toda la deformación producto de esa transferencia (disminución de faselíquida) se denomina Consolidación Primaria.

    Si la carga se mantiene los sólidos del suelo se deforman por efectos defatiga, rotura de granos o reacomodo de partículas que provoca unadeformación adicional llamada Consolidación Secundaria. 

    Los efectos de consolidación secundaria son en la actualidad pocoestudiada, razón por la cual no son considerados en práctica, enconsecuencia es necesario distinguir:

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    Figu ra n°06: cur va de co ns oli dac ión

    b.1) 0% DE CONSOLIDACIÓN PRIMARIA:

      Ubicar un punto al inicio de la curva (A).  Ubicar un segundo punto con t = tA/4 (este es el punto B).  Ubicar un punto arriba del punto B una distancia = AB en el eje de

    ordenadas; y ese es el 0%.  Hacer tres tanteos y calcular el promedio.

    b.2) 100% DE CONSOLIDACIÓN SECUNDARIA:

      Trazar una recta por el punto de inflexión tangente a la curva.  Proyectar el tramo recto lineal.  Y por último ubicar el 100% de consolidación que es la intersección

    de las rectas.

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    b.3) T50: tiempo en que la muestra alcanza el 50% de consolidación

    C) COEFICIENTE DE CONSOLIDACION:

    Se define como coeficiente de variación volumétrica y físicamenteexpresa la compresibilidad del suelo, relacionándola con su volumeninicial.

    =  ∗  D) CURVA DE COMPRESIBILIDAD:

    De las gráficas tiempo-deformación para varias cargas se calcula elcambio de la relación de vacios se calcula el cambio de la relación devacíos (e).Con las Presiones Efectivas (σ=σ `) y las correspondientes relaciónde vacíos (e) se dibuja la Curva De Compresibilidad 

    Figu ra n°07: coefic ient e de compr esib il id ad  

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    El coeficiente de compresibilidad representa,  en módulo, lapendiente de la curva de compresibilidad, en escala natural, enel punto de que se trate. El valor  depende de la presión actuantesobre el suelo y no es una constante del mismo.

    Físicamente, el coeficiente de compresibilidad mide la razón devariación de la relación de vacíos con la presión;  un   altocaracteriza a un suelo muy compresible, mientras uno bajo es propiode un suelo no susceptible de grandes cambios de volumen.

    E) CARGA DE PRECONSOLIDACIÓN

    Es la presión máxima que algún momento soportó la muestraensayada y su ubicación es muy próxima al tramo recto (tramo virgen)de la curva de compresibilidad. Se obtiene:

      Una recta tangente por el punto de máxima curvatura (T)  Recta horizontal por el punto de tangencia (H)  Bisecamos el ángulo formado B  Proyectamos el tramo recto y ubicamos el punto de

    intersección con B que viene a ser el Pc.

    F) COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD:

    G) COEFICIENTE DE ELASTICIDAD:

    =  ∗ ∗ 1 +  

    = (2 − 1) ∗ ∆2 − ∆1  

    = −  ∗ 2 − 1 

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    H) ASENTAMIENTO DEL ESTRATO EN ESTUDIO:

    I) CURVA DE VARIACION DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACIONMEDIA

    El coeficiente de consolidación es aplicado tanto para el estrato realcomo para el ensayo de laboratorio. En el ensayo se utiliza la alturaefectiva de la muestra en el 50% de consolidación y el factor tiempo tcomo (1/5). T50 se obtiene gráficamente de la curva de consolidación

    y por lo tanto el valor CV50.

    La gráfica se construye con los valores Cv50 obtenidos y lasvariaciones de carga a escala natural.

    J) GRADO DE CONSOLIDACION

    Se define grado de consolidación de un suelo a una profundidad (Z)y en un tiempo (t) a la relación entre la consolidación que haya tenidoen ese lugar y la consolidación total que ha de producirse bajo elincremento de carga impuesto.El grado de consolidación es función del llamado factor tiempo (T) quees una cantidad adimensional resultante de la ecuación diferencial deconsolidación definida como:

    ∆ =   1 +  ∗ ∗ [ + ∆   ] 

     = 15

     

    = (1 + )  ∗   ∗    

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    V. PROCEDIMIENTO:

      Obtener una muestra inalterada con el anillo metálico de consolidación

    (puede ser con el diámetro de 4cm y h=2cm, o con el diámetro de 8cm yh= 2cm) y determinar la densidad natural.

      Ensamblar el anillo con la muestra en el Consolidómetro, el cual estáequipado con una piedra porosa en la parte inferior.

      Colocar otra piedra porosa sobre el anillo con la muestra.  Colocar la placa de distribución de carga sobre la piedra porosa.  Colocar el consolidó metro en el equipo de consolidación.  Colocar en ceros la escala de presiones.  Girar el tornillo de carga hasta que haya contacto con la placa de

    distribución de carga.  Colocar el dial en el porta reloj de tal manera que haya contacto con el

    tornillo de carga y estableces en ceros.  Aplicar el primer incremento de presión (0.25 kg/cm²).

    La presión aplicada se mantiene constante y se registran las lecturas deasentamiento de acuerdo a los siguientes tiempos en minutos 0.1´, 0.25´,0.50´, 1´, 2´, 4´, 8´, 15´, 30´, 1hora, 2h, 4h, 8h, 16h, 24h. Generalmentelas lecturas se registran hasta 24 horas o hasta que no se observe cambiode volumen significativo.

      Aplicar las siguientes presiones: 1 kg/cm², 2 kg/cm², 4 kg/cm², 8 kg/cm²,

    etc. (las presiones duplican el valor de la presión anterior) y seguir elmismo procedimiento del paso anterior.  Al terminar el ensayo determinar el peso de la muestra húmeda y el peso

    de la muestra seca.  Dibujar las curvas de consolidación con los datos obtenidos en escala

    semilogarítmica. Los datos de tiempo transcurrido se dibujarán en laabscisa en escala logarítmica y los datos de asentamiento se dibujaránen la ordenada en escala natural.

      Se determina el 0%, 100% y 50% de consolidación primaria y luego suscorrespondientes asentamientos en cada curva.

      Determinar los coeficientes de consolidación, de comprensibilidad, depermeabilidad y el módulo de elasticidad.

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    COEFICIENTE DE CONSOL IDACIÓN:

    Cv = T ∗ H

    Donde:

    T = Factor de tiempo para el 50% de grado de consolidaciónprimaria.H = Trayectoria física real que el agua tiene que correr para salirde la muestra.t = Tiempo correspondiente al 50% de consolidación primaria.

    H = h cuando la muestra es drenada por una sola cara.

    H = h/2 cuando la muestra es drenada por ambas caras.h = H − ∆H h = Altura de la muestra en el 50% de consolidación primariaH = Altura inicial de la muestraΔH = Asentamiento de la muestra en el 50% deconsolidación primaria.

    COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD :

    Donde:e = Relación de vacíos después de aplicar la presión P2.e = Relación de vacíos después de aplicar la presión P1.e = Hv

    Hs 

    Donde:

    e = Relación de vacíos.Hv = Altura de vacíos.Hs = Altura de sólidos.Hs = Ho − Hw − ∆Hn H = Altura inicial de la muestraHw = Altura del agua

    av = − e ∗ ep2 − p1 

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    ΔHn = Asentamiento total de la muestra

    Hw =  VwA anil

     

    Donde:Vw = Volumen del aguaAanil = Área anillo de consolidaciónCOEFICIENTE DE PERMEABILIDAD:

    K = av ∗ Cv ∗ γw

    1 + e 

    Donde: γw = Peso Específico del aguaCOEFICIENTE DE ELASTICIDAD:

    E = (P2 − P1) ∗ Ho∆H2 − ∆H1  Donde:

    ∆H2 = Asentamiento de la muestra cuando se aplica la presión

    P2.∆H1 = Asentamiento de la muestra cuando se aplica lapresión P1.

      Dibujar la curva de compresibilidad en escala semilogarítmica, para lo cuallos datos de las presiones aplicadas se dibujarán en el eje de abscisas enescala logarítmica y los datos correspondientes a la relación de vacíos sedibujará en el eje de ordenadas en escala natural.

      Dibujar la curva de coeficientes de consolidación versus presiones enescala natural. En el eje de abscisas se dibuja los datos de presiones yen el eje de ordenadas se dibuja los datos de coeficientes deconsolidación.

      Determinar el asentamiento del estrato en estudio.

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    ASENTAMIENTO DEL ESTRATO EN ESTUDIO:

    ∆H =   H1 + ei ∗ Cc ∗ log [P + ∆PP   ] Donde:

    ∆ =  Asentamiento probable.  = espesor de estrato.

     = Relación de vacíos inicial.

     = Índice de compresibilidad. = 0.009*(LL-10)LL =  Límite líquido =  Presión de apoyo∆ = Incremento de presión

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    VI. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE DATOS:

    DATOS INICIALES: 

    PROYECTO: ENSAYO: Consolidación UnidimensionalUBICACI N: UNC OPERADOR: El grupoCALICATA: E1 FECHA: / 10/2014POZO N° 1 SUELO: Arcilloso

    MUESTRA DE ENSAYO (INICIO): CONTENIDO DE HUMEDAD (INICIO)

    DIAM.(mm): 50.8 Tara N° 1 2 3

    ALT. (mm) 19.05 Wtara (gr) 29.7 28 26.7

    AREA (cm²): 20.27 Wt+Mh (gr): 45.4 44.8 46

    Vm (cm³): 38.61435 Wt+Ms (gr): 42.2 41.2 42.1

    Wanillo (gr): 58 Ww (gr): 3.2 3.6 3.9

    Wa+Mh (gr): 136 Ws (gr): 12.5 13.2 15.4

    Wmh (gr): 78 w(%): 26% 27% 25%

    m (gr/cm³): 2.02 w(%) PROMEDIO: 26%

    s (gr/cm³): 2.65 Factor de ampliación del sistema de carga:

    MUESTRA DE ENSAYO(FINAL):

    A (cm): 3

    Wa+Mh (gr): 140 B (cm): 27Wa+Ms (gr): 136 Factor: 10

    Wmh (gr): 82

    Wms (gr): 78 Dial del Lectura (mm): 0.01 x división

    w(%): 5% Lectura inicial: 2000 divisiones

      Cálculo del peso específico de sólidos:Fue dato dado por el docente

    s (gr/cm³) = 2.65

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    DATOS  Y CÁLCULOS: ENSAYO DE CARGA:

    Carga (kg): 1 P (kg/cm²) 0.49 Carga (kg): 2 P(kg/cm²)

    0

    TIEMPO

    (S/M/Hs)

    DIA/

    HORA

    LECTURA

    (divis)

    DEFORM

    (cm)

    TIEMPO

    (S/M/Hs)

    DIA/

    HORA

    LECTURA

    (divis)

    DEFOR

    (cm)0 Seg 2000 0 Seg 2037.7 0.03

    15 Seg 2001 0.001 15 Seg 2035 0.0

    30 Seg 2000.9 0.0009 30 Seg 2024.9 0.03

    1 Min 2000.8 0.0008 1 Min 2024.8 0.03

    2 Min 2000.2 0.0002 2 Min 2034.8 0.03

    4 Min 2000.1 1E-04 4 Min 2034.5 0.03

    8 Min 2001 0.001 8 Min 2034.3 0.03

    15 Min 2002.1 0.0021 15 Min 2034.2 0.03

    30 Min 2004.3 0.0043 30 Min 2034.1 0.03

    1 Hs 2009.1 0.0091 1 Hs 2034 0.02 Hs 2016.9 0.0169 2 Hs 2033.8 0.03

    4 Hs 2020.4 0.0204 4 Hs 2033.8 0.03

    8 Hs 2037.6 0.0376 8 Hs 2033.8 0.03

    24 Hs 2037.7 0.0377 24 Hs 2033.8 0.03

    Carga (kg): 4 P (kg/cm²) 1.97 Carga (kg): 8 P(kg/cm²)

    3

    TIEMPO(S/M/Hs)

    DIA/HORA

    LECTURA(divis)

    DEFORM(cm)

    TIEMPO(S/M/Hs)

    DIA/HORA

    LECTURA(divis)

    DEFOR(cm)

    0 Seg 2033.8 0.0338 0 Seg 1993 0.015 Seg 2022.5 0.0225 15 Seg 1967 0.0

    30 Seg 2021 0.021 30 Seg 1964.9 0.03

    1 Min 2019.9 0.0199 1 Min 1962.6 0.03

    2 Min 2018.5 0.0185 2 Min 1960.3 0.03

    4 Min 2017.1 0.0171 4 Min 1950.1 0.04

    8 Min 2014.6 0.0146 8 Min 1955.4 0.04

    15 Min 2012.9 0.0129 15 Min 1953.1 0.04

    30 Min 2012.1 0.0121 30 Min 1050.3 0.94

    1 Hs 2004 0.004 1 Hs 1944.2 0.05

    2 Hs 2002.8 0.0028 2 Hs 1928.5 0.074 Hs 2001.5 0.0015 4 Hs 1927.6 0.07

    8 Hs 1993 0.007 8 Hs 1927 0.0

    24 Hs 1993 0.007 24 Hs 1927 0.0

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    CURVA TEÓRICA DE CONSOLIDACIÓN:

    Imagen 1: Curva teórica de consolidación

    CÁLCULO DE 0 %  Y DEL 100% DE CONSOLIDACIÓN:

    0.1 1 10 100 1000

       D   E   F

       O   R   M   A   C   I   O   N    (   c   m    )

    TIEMPO ESCALA LOGARITMICA

    0.1 1 10 100 1000

       D   E   F   O   R   M

       A   C   I   O   N    (   c   m    )

    TIEMPO ESCALA LOGARITMICA

    Imagen 2: Muestra la obtención de O% y 100% de consolidación 

    A

    A

    0.041

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      Cálculo del 0% de consolidación:De la gráfica obtenemos el promedio:

    % = 0.001 +0.0022 +0.00343   = 0.0022   Cálculo del 100% de consolidación: De la gráfica podemos observar:100% = 0.041 

      Cálculo del t50 

    Cálculo de deformación para t50:

    = 0.0022 + 0.041

    2   = 0.0216 

    De la gráfica podemos observar que el 50% de consolidaciónse presenta para t = 8.7 minutos 

    Imagen 3: Muestra la obtención de T50

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      Cálculo de la altura final de la muestra: ℎ = ℎ − ∆ℎ ℎ = 1.905 − (0.041 − 0.0022) = 1.866    Cálculo del :  = ()  :  =   = ó    =   = 50% ó 

     = 15 ()  Calculo de :

     = ℎ + ℎ4   = 1.905 + 1.86624   = 0.9428 Reemplazando datos: = 15 (0.9428 )8.7   = 0.0213 

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    PARA 2 KG:

    Carga (kg): 2 P(kg/cm²)

    0.99

    TIEMPO

    (S/M/Hs)

    DIA/

    HORA

    LECTURA

    (divis)

    DEFORM

    (cm)0 Seg 2037.7 0.0377

    15 Seg 2035 0.035

    30 Seg 2024.9 0.0349

    1 Min 2024.8 0.0348

    2 Min 2034.8 0.0348

    4 Min 2034.5 0.0345

    8 Min 2034.3 0.0343

    15 Min 2034.2 0.0342

    30 Min 2034.1 0.0341

    1 Hs 2034 0.0342 Hs 2033.8 0.0338

    4 Hs 2033.8 0.0338

    8 Hs 2033.8 0.0338

    24 Hs 2033.8 0.0338

    CURVA TEÓRICA DE CONSOLIDACIÓN:  

    Imagen 3: Curva teórica de consolidación

    0.1 1 10 100 1000PRESION (kg/cm²) :0 Tiempo (min)

       D   e    f   o   r

       a   c   i    ó   n

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    CÁLCCULO DE 0 %  Y DEL 100% DE CONSOLIDACIÓN: 

      Cálculo del 0% de consolidación:Del 100% para la anterior carga obtenemos:

    % = 0.041 

      Cálculo del 100% de consolidación: De la gráfica podemos observar:100% = 0.0339 

      Cálculo del t50 

    Cálculo de deformación para t50:

     = 0.041 + 0.03392   = 0.0345 

    0.1 1 10 100 1000PRESION (kg/cm²) : Tiempo (min)

       D   e    f   o   r

       a   c   i    ó   n

    Imagen 4: Muestra la obtención de O% y 100% de consolidación 

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    Imagen 5: Muestra la obtención de T50

    De la gráfica podemos observar que el 50% de consolidación se presentapara t = 4.5 minutos 

      Cálculo de la altura final de la muestra: 

    ℎ = ℎ − ∆ℎ ℎ  = 1.905 − (0.0339 − 0.041) = 1.8733   Cálculo del : 

     = ()  :  =   = ó

     

     =   = 50% ó  = 15 ()

     

    0.1 1 10 100 1000PRESION (kg/cm²) :0 Tiempo (min)

       D   e    f   o   r

       a   c   i    ó   n

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    Calculo de :  = ℎ + ℎ4   = 0.9445  Reemplazando datos:

     = 0.0414 DATOS  Y CÁLCULOS PARA 4 KG: 

    Carga (kg): 4 P(kg/cm²)

    1.97

    TIEMPO(S/M/Hs)

    DIA/HORA

    LECTURA(divis)

    DEFORM(cm)

    0 Seg 2033.8 0.0338

    15 Seg 2022.5 0.0225

    30 Seg 2021 0.0211 Min 2019.9 0.0199

    2 Min 2018.5 0.0185

    4 Min 2017.1 0.0171

    8 Min 2014.6 0.0146

    15 Min 2012.9 0.0129

    30 Min 2012.1 0.0121

    1 Hs 2004 0.004

    2 Hs 2002.8 0.0028

    4 Hs 2001.5 0.0015

    8 Hs 1993 0.007

    24 Hs 1993 0.007

  • 8/17/2019 Primer Informe de Suelso 2

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    CURVA TEÓRICA DE CONSOLIDACIÓN:  Imagen 3: Curva teórica de consolidación

    CÁLCULO DE 0 %  Y DEL 100% DE CONSOLIDACIÓN:  

    0.1 1 10 100 1000PRESION (kg/cm²) :0 Tiempo (min)

       e    f   o   r

       a   c   i

        ó   n

        (   c

        )

    0.1 1 10 100 1000PRESION (kg/cm²) :0 Tiempo (min)

       e    f   o   r

       a   c   i

        ó   n

        (   c

        )

    Imagen: Muestra la obtención de O% y 100% de consolidación

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      Cálculo del 0% de consolidación:Del 100% para la anterior carga obtenemos:

    0% = 0.0339   Cálculo del 100% de consolidación: 

    De la gráfica podemos observar:100% = 0.019   Cálculo del t50 

    Cálculo de deformación para t50:

    t = 0.0339 + 0.0192   = 0.02645 

    De la gráfica podemos observar que el 50% de consolidaciónse presenta para t = 9.8 minutos 

    0.1 1 10 100 1000PRESION (kg/cm²) :0 Tiempo (min)

       e    f   o   r

       a   c   i    ó   n

        (   c

        )

    Imagen 4: Muestra la obtención de T50

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      Cálculo de la altura final de la muestra: ℎ = ℎ − ∆ℎ ℎ  = 1.8442 

      Cálculo del :  = ()  :  =   = ó  

     =  

     = 50% ó  = 15 ()

     Calculo de :  = ℎ + ℎ4   = 0.9373 

     = 1.258 

    Reemplazando datos:  = 0.0188 

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    PARA 8 KG:

    Carga (kg): 8 P(kg/cm²)

    3.95

    TIEMPO

    (S/M/Hs)

    DIA/

    HORA

    LECTURA

    (divis)

    DEFORM

    (cm)0 Seg 1993 0.007

    15 Seg 1967 0.033

    30 Seg 1964.9 0.0351

    1 Min 1962.6 0.0374

    2 Min 1960.3 0.0397

    4 Min 1950.1 0.0499

    8 Min 1955.4 0.0446

    15 Min 1953.1 0.0469

    30 Min 1050.3 0.9497

    1 Hs 1944.2 0.05582 Hs 1928.5 0.0715

    4 Hs 1927.6 0.0724

    8 Hs 1927 0.073

    24 Hs 1927 0.073

    CURVA TEÓRICA DE CONSOLIDACIÓN:  

    Imagen 9: Curva teórica de consolidación

    0.04

    0.05

    0.06

    0.07

    0.08

    0.09

    0.1

    0.1 1 10 100 1000PRESION (kg/cm²) :2.53 Tiempo (min)

       e    f   o   r

       a   c   i    ó   n    (   c

        )

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    CÁLCCULO DE 0 %  Y DEL 100% DE CONSOLIDACIÓN: 

      Cálculo del 0% de consolidación:Del 100% para la anterior carga obtenemos:

    % = 0.019 

      Cálculo del 100% de consolidación: De la gráfica podemos observar:100% = 0.062 

      Cálculo del t50 

    Cálculo de deformación para t50:

    = 0.019 + 0.0622   = 0.0405 

    0.1 1 10 100 1000PRESION (kg/cm²) :2.53 Tiempo (min)

       e    f   o   r

       a   c   i    ó   n    (   c

        )

    Imagen 10: Muestra la obtención de O% y 100% de consolidación 

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA  29

    Imagen 11: Muestra la obtención de T50

    De la gráfica podemos observar que el 50% de consolidación se presentapara t = 35 minutos 

      Cálculo de la altura final de la muestra: 

    ℎ = ℎ − ∆ℎ ℎ  = 1.8012   Cálculo del : 

     = ()  :  =

     

     = ó   =   = 50% ó  = 15 ()

     

    0.1 1 10 100 1000PRESION (kg/cm²) :2.53 Tiempo (min)

       D   e    f   o   r

       a   c   i    ó   n    (   c

        )

  • 8/17/2019 Primer Informe de Suelso 2

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA  30

    Calculo de :  = ℎ + ℎ4  

     = 0.9655  

    Reemplazando datos:  = 0.0041 CURVA DE COMPRESIBILIDAD

    DATOS:PRESION(kg/cm²)

    DEF (mm)0%

    DEF (mm)100%

    ASENTAM(cm)

    Hf(cm)

    Hef.(cm)

    t50 (min)

    Cv(cm²/kg

    0.49 0.0022 0.041 0.0388 1.8662 0.285 0.9428 8.7 0.0213

    0.99 0.041 0.0339 0.0071 1.8591 0.28 0.941025 4.5 0.0412

    1.97 0.0339 0.019 0.0149 1.8442 0.27 0.9373 9.8 0.0188

    3.95 0.019 0.062 0.043 1.8012 0.24 0.92655 45 0.0041

    DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE PRECONSOLIDACIÓN:

    0.22

    0.23

    0.24

    0.25

    0.26

    0.27

    0.28

    0.29

    0.1 1 10

    CURVA DE COMPRESIBILIDAD

    PRESION k cm²

       E   L

       I

       E

       I   S

    =  ×  -1 

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    Del gráfico podemos observar que el esfuerzo de pre consolidación es:1.53kg/cm2

    DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD:

    A =   ∆E

    LOG PP 

    A = 0.27 − 0.24LOG 1.973.95  A = −0.0992 CURVA DE VARIACIÓN DEL COEFICIENTE DECONSOLIDACIÓN MEDIA

    ΔP  Hf(cm) t50(min) cv50

    0.032 1.8662 8.7 0.041

    0.064 1.8591 4.5 0.0780.126 1.8442 9.8 0.027

    0.253 45 0.088

    0.22

    0.23

    0.24

    0.25

    0.26

    0.27

    0.28

    0.29

    0.1 1 10

    CURVA DE COMPRESIBILIDAD

    PRESION k cm²

       E   L

       I

       E

       I   S

    DEBERIA

    SER 0.001

    1.53

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    CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL  MECÁNICA DE SUELOS II 

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA  32

    0

    0.005

    0.01

    0.015

    0.02

    0.025

    0.03

    0.035

    0.04

    0.045

    0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

    VARIACION DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACIÓN MEDIO

    PRESION k cm²

       C   v    (   c

        ²    /    k   g    )

    0

    0.005

    0.01

    0.015

    0.02

    0.025

    0.03

    0.035

    0.04

    0.045

    0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

    VARIACION DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACIÓN MEDIO

    PRESION k cm²

       v    (   c

        ²    /    k   g    )

  • 8/17/2019 Primer Informe de Suelso 2

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    CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL  MECÁNICA DE SUELOS II 

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA  33

    Tomamos dos presiones:P1= 1.7P2= 2.2Luego interceptamos a la gráfica y con eso hallamos los valores de loscoeficientes de variación media de cada presión respectivamente. Luego

    vemos la distancia que existente entre estas dos abscisas, localizamos elmedio y proyectamos hacia el eje de los CV50, y así obtenemos el Cv50.Cv50=0.021

    PARÁMETROS:1. Calculo de Coeficiente de permeabilidad:

    =  ∗  ∗  ∗ (1 + )  Reemplazando datos:

    = 0.2 ∗ 0.021 ∗ 1 ∗ 1.258

    (1+0.414)4.1 

    = 0.2 ∗ 0.086 ∗ 1 ∗ 1.258(1+0.414)4.1   = 0.0043 

    2. E promedio:Calculo de E1

    = 2 − 1∆ ∆0  

    = 2 − 1∆ ∆0  

    = |   0.64 −0.320.0071.866 − 0.00861.902 | = 516.028 Calculo de E2

    = 3 − 2∆ ∆0  

  • 8/17/2019 Primer Informe de Suelso 2

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    CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL  MECÁNICA DE SUELOS II 

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA  34

    = |   1.26 −0.640.0171.8591 −   0.0071.8442| = 156.186 Calculo de E3

    = 4 − 3∆ ∆0  

    = |   2.54 −1.260.0481.832 −   0.0171.8012| = 103.134 Calculo de E promedio:

     = 516.028 + 156.186 + 103.1343   = 258.45 VII. CONCLUSIONES:

      Se logró determinar cuánto y en qué tiempo se logra deformarel suelo en estudio

      Se logró reconocer y utilizar correctamente los materiales y elequipo necesario para realizar el ensayo de consolidaciónaprendiendo las características de cada uno.

      Se logró determinar datos a partir de los ensayos en un formatoadecuado realizado especialmente para realizar lo cálculosrespectivos para el ensayo de consolidación

      Se realizó las curvas de consolidación y compresibilidadestableciendo los puntos de importancia como t50, Cv50 parala determinación de las características de compresibilidad delsuelo y rapidez de consolidación.

      El módulo de elasticidad es 258.45 kg/cm2  El coeficiente de permeabilidad es 0.0043  El Cv50 es 0.021

  • 8/17/2019 Primer Informe de Suelso 2

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    UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA  35

    VIII. BIOGRAFÍA:

      Mecánica de Suelos – Juáres Badilla

      www.wikipedia.org/consolidacióndesuelos.com

    IX.  ANEXOS:

    Montando el equipo

  • 8/17/2019 Primer Informe de Suelso 2

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    CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL  MECÁNICA DE SUELOS II 

    Consolidómetro utilizado

    Midiendo los brazos de palanca para encontrar el factor de

    ampliación