Programa de Ingeniería Civil, Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Universidad del Norte

CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL DE LOS SUELOS

Mecánica de Suelos – NRC 3609

Programa de Ingeniería Civil, Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental Universidad del Norte

Noviembre 16, 2016

Hernando Ceballos, 200063918

Kelly De Armas, 200062621

Alejandra Fonseca, 200064072

Miguel Sarmiento, 200061931

Keven Pinilla, 200062822

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1. INTRODUCCIÓN

El suelo, es aquella estructura a la cual llegan todas las cargas generadas debido la implantación de cualquier obra de la ingeniería civil, lo cual, incrementa los esfuerzos del suelo, que trae consigo, la compresión de los estratos que lo forman. Durante este proceso, es posible que se deformen o se reacomoden las partículas y se dé la expulsión de agua o aire de los espacios vacíos, todos estos cambios producen el asentamiento del terreno. Existen 3 tipos de asentamiento, el inmediato: donde no hay cambio en el volumen de agua, por consolidación primaria: debido a la expulsión del agua que se encontraba en los vacíos y finalmente por consolidación secundaria: como resultado del ajuste plástico de la estructura del suelo. 

El asentamiento por consolidación es dependiente del tiempo, ya que es necesario esperar que el exceso de presión de poros por agua sea transferido a esfuerzos efectivos por la expulsión del agua, factor que depende de la permeabilidad del estrato. Igualmente, el reajuste plástico de la estructura, ocurre después de la disipación del agua. Este cambio, puede tardar años en ocurrir, sin embargo, medir los 3 tipos de asentamientos del suelo, es de vital importancia para evitar el colapso de una edificación y reducir el riesgo de falla. 

El presente informe corresponde a la determinación experimental de la magnitud de la consolidación de una muestra de suelo saturada, confinada lateralmente, pero drenada axialmente con incrementos controlados de esfuerzo vertical, dados por la adición de carga cada cierto periodo de tiempo. La norma de referencia para este ensayo fue la INV E-151-13. El material utilizado para este ensayo fue arcilla proveniente del barrio Campo Alegre de Barranquilla.  Los procedimientos experimentales se llevaron a cabo en el Laboratorio de Materiales de Construcción y Geotecnia de la Universidad del Norte. 

1. EQUIPOS EXPERIMENTALES

• Dispositivo de carga.
• Consolidómetro.
• Discos porosos.
• Pantalla filtrante.
• Cortador cilíndrico.
• Deformímetro.
• Placa espaciadora.
• Balanza.
• Horno.
• Recipientes para determinar la humedad.
• Equipos misceláneos.

1. PROCEDIMIENTO

Para la realización del laboratorio de consolidación unidimensional de los suelos, se hizo uso de la norma INV E -151-13, la cual se llevó a cabo con el siguiente procedimiento:

• Se procedió a armar el dispositivo de carga, que es donde se va a ubicar el consolidómetro y es el encargado de aplicar las cargas verticales a la muestra. (Figura 1)
• Una vez armado el dispositivo, se realiza la mezcla de arcilla. Se moldeó la muestra de acuerdo al diámetro interior del consolidómetro. (Figura 2)
• La muestra se almacena en el consolidómetro, dentro de un anillo que se encuentra fijado a la base y se le colocaron piedras porosas a cada lado de la cara de la arcilla. (Figura 3)
• Una vez puesta la muestra en el consolidómetro, esta se sumerge en agua para garantizar que se encuentre en estado saturado.
• El consolidómetro se coloca en el dispositivo de carga y se procede a calibrar el dial que marca la deformación que experimenta la muestra. (Figura 4)
• Una vez armado el ensayo se realiza la primera lectura con una pesa de 5 kPa, esta se realiza en los siguientes tiempos: 0 seg, 15 seg, 1 min y 30 seg, 15 min.
• Durante 12 días que va a durar el ensayo, se procede a realizar lo siguiente: en los primeros 6 días se incrementaron las masas aplicadas al dispositivo de carga, y en los 6 restantes se hace el descargue de la muestra.
• Por último, se toma una pequeña muestra y se realiza el ensayo de humedad.

1. DATOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS

Una vez realizado el ensayo de consolidación se obtuvieron los siguientes datos los cuales se utilizaron para realizar los respectivos cálculos con las fórmulas indicadas:

1. Ensayo de Consolidación

1. Datos:

Tabla 1. Datos de los equipos del ensayo de consolidación.

Tabla 2. Lectura inicial del ensayo de consolidación.

Tabla 3. Ensayo de humedad.

Tabla 4. Lecturas del Dial.

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