Resumen de la prueba de consolidación

Resumen de la prueba de consolidación

El objetivo de la prueba es determinar el decremento de volumen y la velocidad con que el decremento se produce, en un espécimen de suelo, confinado lateralmente y sujeto a una carga axial.

Equipo

1. Consolidómetro con el anillo para la ubicación de la muestra
2. Piedras porosas
3. Micrómetro de 0.001 cm
4. Cortadores para labrar el espécimen
5. Cronómetro
6. Cápsulas
7. Horno
8. Balanzas
9. Termómetros
10. Algodón hidrófilo

Descripción del mecanismo de transmisión de carga y calibración del aparato

La carga se aplica por medio de pesos colocados en una ménsula que cuelga del extremo de la vida de carga. La carga se transmite al marco por medio de un cable apoyado en una rótula fija de radio r1,, ligada al pedestal del aparato.

El peso de la viga y la ménsula de  carga se balancean con el contrapeso A. el peso de marco de carga se balancea, a su vez, con el contrapeso B.

Para dejar listo el aparato se obtiene una curva de calibración, una curva que dé las deformaciones propias, sin muestra. Para después poder obtener la curva que arroje la muestra.

Preparación de la muestra

1. Cortar un fragmento cuyo volumen sea el del anillo de consolidación, es recomendable usar un aparato cortador adecuado.
2. Se deben evitar pérdidas de humedad, por lo que se recomienda preparar la muestra en un lugar húmedo.
3. Determinar y anotar el peso propio del anillo para confinar la muestra de y de dos placas de vidrio de 15x15. Hacer lo mismo con el área y la altura del anillo.
4. Colocar una masa de arcilla inalterada del tamaño apropiado en el anillo de consolidación, girar el anillo y cortar la muestra con un cortador hasta sus dimensiones correctas. Se cuida que la muestra no pierda agua por evaporación. A medida que progresa el labrad de la muestra, ésta se va presionando hacia dentro del anillo usando una placa de vidrio. Se continúa labrando hasta que su base sobresalga algo por la cara inferior del anillo.
5. Retírese la porción de la muestra que sobresalga por la cara del anillo, hasta lograr una superficie continua a nivel. Se puede usar una segueta o un cuchillo dependiendo la dureza de la muestra.
6. Colocar una placa de vidrio pesada previamente. Invertir y repetir la remoción del material en la cara inferior. Al terminar colocar la otra placa de vidrio.
7. Anótese una muy cuidadosa y detallada descripción de la muestra.
8. Con una balanza pésese el conjunto muestra, anillo y placas de vidrio.
9. Retirar las placas de vidrio. Centrar las piedras porosas previamente humedecidas. Colocar el anillo en la cazuela del Consolidómetro, cuidando que no sufra movimientos posteriores.
10. Colocar un anillo de algodón hidrófilo, húmedo, en torno a la piedra porosa superior, cubriendo la parte superior del espacio entre el anillo y la cazuela. Cuidar que el algodón se mantenga húmedo durante la compresión de la muestra. Si la muestra se sumerge desde el principio, sin usar algodón, se puede producir una expansión excesiva bajo las pequeñas presiones iniciales.

Montaje de la prueba

1. Con cuidado para evitar movimientos del anillo y de las piedras en la cazuela, colocar ésta sobre la plataforma del banco de consolidación y centrar la piedra porosa bajo el marco de carga.
2. Balancear la palanca de carga y ajustar la elevación de la pieza transversal superior del marco de carga, hasta que el marco quede en contacto con la esfera metálica de la palanca.
3. Colocar el micrómetro, atornillando el puente que lo sostiene y poniéndolo en contacto con el marco de car; poner el micrómetro en cero.

Procedimiento de prueba

1. Después de quitar el peso actuante sobre el marco de carga, se coloca en la ménsula el primer incremento de carga. Anotar la carga. La carga que se escoja debe ser pequeña de manera que la presión no provoque que la muestra fluya por los espacios de la piedra porosa y el anillo. La carga que se le agregue posteriormente, será el doble de la anterior.
2. Observar y anotar las lecturas del micrómetro y cuidar que el tiempo sea en intervalos adecuados y medir con exactitud el tiempo de inicio hasta a fin.
3. Dibujar la curva de consolidación (trazo semilogarítmico).
4. Cuando en la curva de consolidación se define el tramo recto de consolidación secundaria, se ha alcanzado la primaria. Repetir pasos 2 y 3 hasta completar el ciclo de carga.
5. Observar todas las curvas de consolidación obtenidas y seleccionar un tiempo en el que coincida con la consolidación secundaria de  todas las curvas. Anotar las presiones y lecturas del micrómetro, usando las curvas correspondientes al tiempo escogido, interpolando en las curvas.
6. Quitar las cargas.
7. Hacer lecturas en diferentes tiempos en la descarga, dibujando curvas de expansión.
8. Dejar que la muestra se expanda por 48 horas.
9. Quitar micrómetro, desarmar Consolidómetro, secar el anillo de consolidación y de la superficie de la muestra, colocar placas de vidrio, cubriendo la muestra y el anillo. Pesar el conjunto.
10. Secar la muestra en horno y pesarla.

Datos de la prueba de consolidación

1. Determinar contenidos de agua inicial y final del espécimen y de la altura de sólidos.
2. Registrar en la forma de resumen de datos y cálculos, los datos ahí especificados.
3. Dibujar curva de compresibilidad en trazo semilogarítmico y determinar la carga de preconsolidación.

Errores posibles

1. En la teoría básica

1. La ley de Darcy es aplicable
2. La carga de velocidad de agua, (vv)/2g), es despreciable.
3. H, a y k se suponen constantes en cada etapa de la prueba.
4. No se consideran los efectos de la consolidación secundaria.
5. Se suponen que las constantes de consolidación, obtenidas de la prueba de laboratorio son las mismas que rigen el proceso real que ocurre en la naturaleza, mucho más lento.

1. En la preparación de la muestra

1. Muestras inalteradas.
2. El volumen debe ser exacto al del anillo.
3. Las muestras adyacentes tomadas para la determinación del peso específico relativo y de los límites de plasticidad pueden ser no representativas de la muestra de consolidación.
4. La muestra debe estar orientada en la misma dirección en que se encuentre en la naturaleza.
5. La muestra debe ser preparada en un cuarto húmedo.

1. En el procedimiento de la prueba

1. La muestra no debe sumergirse antes de que la presión aplicada sea igual a las presiones existentes en ella, por efectos capilares.
2. Las pesas deben colocarse en la ménsula de carga cuidadosamente, para evitar impacto.
3. La temperatura varía a través de toda la prueba.
4. Las lecturas de tiempos y las micrométricas deben efectuarse con cuidado.
5. Debe evitarse toda excentricidad en las cargas actuantes sobre la muestra.

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