Consolidacion de un suelo

Consolidación

Hace referencia a la disminución de volumen que presenta el suelo cuando se le aplican una serie de cargas y dependiendo al tiempo, este llega a su máxima compresión. Para que este proceso ocurra, es necesario que el suelo sea saturado, que las partículas del suelo se deformen o se reorienten, sin embargo, la consolidación ocurre cuando el agua y/o el aire es expulsado del suelo. Lo que representa un proceso contrario al hinchamiento, que ocurre cuando un suelo no saturado absorbe agua aumentando su volumen.

Para hacer una consolidación, se le aplican unos esfuerzos a la capa del suelo aumentando la presión intersticial del agua, de modo que esta fluya al exterior del suelo. Si el tiempo de aplicación de esfuerzo es infinito, el agua se drenaría totalmente por todos los poros de la capa de arcilla, haciendo que este proceso sea dependiente del tiempo. Por tanto, a medida que el tiempo transcurre, la deformación pasa por una serie de etapas desde la comprensión hasta que ocurre la consolidación, es decir, cuando la aplicación de la precarga hace que la presión del agua intersticial aumente y se convierta en esfuerzo efectivo, hasta que se reajusta el índice plástico del suelo causado por la deformación.

Luego que se completa el proceso de consolidación, se debe calcular el cambio en el índice de vacíos, es decir, calcular la diferencia de la altura(volumen) del suelo y la presión efectiva del suelo, en el momento inicial y final. Cuando se quiere determinar si el suelo ha sido sometido a una presión mayor histórica, se toma una muestra y se le hace la consolidación, si la presión es menor a la que fue sometido, se producirá un cambio leve en el índice de vacío (lo que se denomina sobreconsolidada), mientras que, si la presión es mayor que la máxima (presión de preconsolidación), el cambio en el índice será más grande, es decir, una arcilla normalmente consolidada. (Braja, 2015)

Para hacer el cálculo de asentamiento, lo tenemos a partir de una consolidación primaria, para ello, se aplica la sobrecarga efectiva en la arcilla saturada, como tendremos un aumento de presión, el volumen sufrirá un cambio, esto se puede calcular así:

[pic 1]

Para un cálculo más preciso en capas arcillosas más gruesas, se divide la capa en subcapas y se calculan cada una de ellas, por lo que quedaría un cálculo de sumatoria como sigue:

[pic 2]

Una vez se ha calculado el asentamiento primario, se logra observar una fluencia, que es el asentamiento que queda por el ajuste plástico del sueño. Para calcular este asentamiento secundario, tenemos que:

[pic 3]

Donde

[pic 4]

 índice de vacío en el extremo de la consolidación primaria.
H = Espesor de capa de arcilla. . (Braja, 2015)[pic 5]

El asentamiento por consolidación secundaria es más importante que la consolidación

primaria en suelos inorgánicos y orgánicos altamente compresibles. En arcillas inorgánicas

sobreconsolidadas, el índice de compresión secundaria es muy pequeño y tiene menos importancia

práctica. (Braja, 2015).

Para calcular el coeficiente de consolidación, Cv, que disminuye cuando incrementa el límite líquido del sueño, se usa el método de logaritmo del tiempo o el método de la raíz cuadrada del tiempo.

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