OBJETIVO:
Determinar el decremento de volumen y la velocidad con que este se produce, en una muestra de suelo, confinado lateralmente y sujeto a una carga axial, para finalmente llegar a la curva de compresibilidad y con esta poder obtener parámetros de cuanto se nos puede asentar el terreno teniendo cierta carga.
INTRODUCCIÒN:
Los materiales que se utilizan en ingeniería, al aplicarles fuerzas exteriores, sufren deformaciones, de acuerdo con una determinada relación esfuerzo-deformación. En un suelo saturado al que se le aplican fuerzas exteriores se le provoca una deformación, pero no es instantánea.
A un proceso de disminución de volumen, que tenga lugar en un lapso, provocado por un aumento de las cargas sobre el suelo se le llama proceso de consolidación.
Frecuentemente ocurre durante el proceso de consolidación la posición relativa de las partículas sólidas sobre un mismo plano horizontal permanece esencialmente la misma; así el movimiento de las partículas de suelo puede ocurrir solo en dirección vertical; esta es la consolidación unidimensional o unidireccional.
En la consolidación unidimensional el volumen de la masa de suelo disminuye, pero los desplazamientos horizontales de las partículas sólidas son nulos. Si el material depositado llega a subyacer en el lugar donde se construya una estructura y se observa el comportamiento ulterior del suelo, podrá notarse que los estratos se comprimen aún más
Bajo las nuevas cargas que se les comunica.
El que los desplazamientos horizontales de la arcilla sean o no esencialmente nulos, dependerá de varios factores. Si el estrato de la arcilla es relativamente delgado y esta confinado entre estratos de arena o grava o de materiales mas rígidos, o si el estrato de arcilla, aun siendo grueso, contiene gran cantidad de capas delgadas de arena, ocurre que la deformación lateral de la arcilla se restringe tanto que puede despreciarse, en comparación con los desplazamientos verticales.
Las características de la consolidación de los estratos de arcilla pueden realizarse en esta prueba y así calcular la magnitud y la velocidad de los asentamientos probables debidos a las cargas aplicadas.
Una prueba de consolidación unidimensional estandar se realiza sobre una muestra labrada en forma de cilindro aplastado, es decir; como pequeña altura en comparación al diámetro de la sección recta. La muestra se coloca en el interior de un anillo, generalmente de bronce, que la proporciona un completo confinamiento lateral. El anillo se coloca entre dos piedras porosas, una en cada cara de la muestra las piedras son de sección circular y de diámetro ligeramente menor que el diámetro interior del anillo.
Por medio del marco de carga se aplican cargas a la muestra repartiéndolas unifórmenle en toda su área con el dispositivo formado por la esfera metálica y la placa colocada sobre la piedra porosa superior. Un micrómetro apoyado en el marco de la carga móvil y ligada a la cazuela fija permite llevar un registro de las deformaciones en el suelo. Las cargas se aplican en incrementos permitiendo que cada incremento obre por un periodo de tiempo suficiente para que la velocidad o deformación se reduzca prácticamente a cero.
En cada incremento de carga se hacen lecturas en el micrómetro para conocer la deformación correspondiente a diferentes tiempos. Los datos de esas lecturas se dibujan en una gráfica que tenga por abscisas los valores de los tiempos transcurridos, en escala logarítmica como ordenada las correspondientes lecturas del micrómetro en escala natural. Estas curvas se llaman de consolidación y se obtiene una para cada incremento de carga aplicado.
La prueba se debe a su facilidad, respecto a una ideal en que solo hubiera cambio de volumen, prueba que sería difícil de realizar, parece indicar que la compresibilidad volumétrica del suelo en el consolido metro es similar a la que se manifiesta en condiciones de aplicación de la misma presión por igual en todas direcciones, en la forma en que se ocurriría hacerlo en la prueba ideal, quizás sobre un espécimen esférico.
Una vez que se alcanza su máxima deformación bajo un incremento de carga aplicado su relación de vació llega a un valor menor que el iniciado y que puede determinarse a partir de los datos iniciales de la muestra y de los datos del micrómetro; así como para cada incremento de carga aplicado se tiene un valor de la relación de vació y otro para la presión correspondiente. Una vez aplicado todos los incrementos de carga tienen valores para construir una gráfica de presión y de vacío a esta curva se le llama de compresibilidad
MATERIAL Y EQUIPO:
Muestra Inalterada de suelo
Torno de labrado
Cútter
Consolidómetro compuesto de: anillo, base con piedra porosa,
piezómetro calibrado, placa con puente para apoyar micrómetro,
balín, piedra porosa y
micrómetro con soporte.
Banco de consolidación.
Una cuerda de guitarra
2 vidrios planos
Bascula
Parafina
Brea
Manta de cielo
Nivel de mano o de gota
Agua destilada
Cronometro
PROCEDIMIENTO:
1. De la muestra cúbica e inalterada, obtenida en la primera práctica, en un extremo colocar el anillo y se llena completamente.
2. Enrasamos las caras de la probeta cortando el material sobrante esto es sobre los vidrios planos.
3. Tomamos una porciòn de la misma muestra para determinar el contenido de humedad y se introduce en el horno.
4. Pesamos el material contenido en el anillo. Después colocarlo en el consolidó- metro, con una carga de 0.500kg.
5. Tomamos las lecturas del micrómetro según de indique en el formato de registro de cargas. Cuando la deformación se haga constante aumentar la carga al doble, esto es , 1, 2, 4 y 8 Kg.
6. Tomamos las lecturas con las diferentes cargas, como en el de carga de O.5 Kg.
7. Descargamos poco a poco la muestra y tomar registros.
8. Pesamos la muestra ya consolidada.
9. Metimos al horno la muestra ya consolidada por 24 hrs. Tomar las medidas del anillo (diámetro y espesor).
CONSOLIDACION
| DATOS GENERALES: Datos iniciales | |
| Peso anillo= 409.0 gr. | Peso probeta + anillo= 516.5gr |
| Peso probeta saturada + anillo =516.5 gr | |
| Peso probeta + anillo después de consolidada =517gr. | |
| Peso cápsula No.= Peso probeta seca + cápsula = | |
| Espesor inicial: 1.85cm Diámetro: 7 cm Área: 38.48 cm2 | |
| Antes consolidación | |
| WH = 516.5gr. W % = 311.9 o 312 | |
| Ws =26.1 V T = 30 | |
| Ww = 81.4 gr Vv =4.9 | |
| Después de consolidación | |
| WH = 517 gr. VT = 38.48 W % = 311.87 o 312 | |
| Ws = 26.1 V s = 6.68 | |
| Ww = 81.4 gr Vv = 31.8 | |
