Consolidación de los suelos

Trabajo sobre Consolidación de los suelos

1. CONSOLIDACIÓN DE LOS SUELOS ESTUDIANTE: GERARDO VICENTE CAÑIZALEZ MONTESDEOCA C.I.: 7.300.311 ASIGNATURA: MECÁNICA DE SUELOS

2. C o n t e n id o d e l a p r e s e n t a c i ó n I n t r o d u cc i ó n C o m p r e s i b ili da d C o n s o li da c i ó n T eor í a d e T er z ag u i E n s a y o d e C on s ol i da c i ón A s en t a m i en t os p or c on s ol i da c i ón C on s ol i da c i ón Sec un da r i a

3. C o n s o lida c i ó n I n t r odu cc i ó n R e l a c i o n e s e s f u e r z o – d e f o r m a c i ó n N o s o n f á c il e s d e d e t e r m i n a r , c u a n t i f i c a r e i n t e r p r e t a r e n l o s s u e l o s L a d e f o r m a c i ó n p r o p i e da d e s m e c á n i c a s d e l m a t e r i a l d e p e n d e T odo s l o s m a t e r i a l e s s u f r e n d e f o r m a c i ó n c u a n d o s e c a r g a n m ag n i t u d t i p o d u r a c i ó n c a r g a

4. C o n s o lida c i ó n I n t r odu cc i ó n c o m p o r t a m i e n t o m e c á n i c o d e l s u e l o pap e l f un da m e n t a l o b r a s c i v il e s c o n s o li da c i ó n o r d e n p r i o r i t a r i o f un da c i o n e s a s e n t a m i e n t o E l s u el o t i en e c ara c t er í s t i c a s y c o m p o r t a m i en t o m en os un i f o r m e q u e o t r os m a t er i a l e s . E s t o h a c e m en os p r e d ec i b l e el c o m p o r t a m i en t o d e l os s u el os

5. C o n s o lida c i ó n I n t r odu cc i ó n E l r e t o e s e l a n á li s i s d e l o s a s p e c t o s i n v o l u c r ad o s , q u e p e r m i ta n e s t i m a r la d e f o r m a c i ó n d e un a m a s a d e s u e l o s o m e t i d a a c a r g a y l a a f e c t a c i ó n d e la e s t r u c t u r a q u e s o p o r ta . E l a s e n t a m i e n t o t o t a l s e e s t i m a m e d i a n t e la t eo r í a d e c o n s o li da c i ó n . S i n e m ba r g o , r e s u l t a d e m a y o r i m p o r ta n c ia e l a n á li s i s d e l o s p o s i b l e s a s e n t a m i e n t o s d i f e r e n c i a l e s q u e s e p u e da n p r e s e n ta r .

6. C o n s o lida c i ó n C o m p r e s i b ili d a d C o m p r es i b ili da d P r o p i e d a d d e l s u e l o d e r e d u c i r s u t a m a ñ o S u e l o f u e r z a d e c o m p r e s i ó n s e r e d u c en s e l e ap li c a l o s e s pa c i o s v a c í o s p or L a c o m p r e s i ó n r e a c o m o d o d e s u s pa r t í c u l a s s ó li da s d e l a s pa r t í c u l a s d e l ag u a i n s i g n i f i c a n t e

7. C o n s o lida c i ó n C o m p r e s i b ili d a d s u e l o s s a t u r ad o s l a c o m p r e s i ó n S e d e b e a l a e x p u l s i ó n d e ag u a d e l o s v a c í o s c o m o e l ag u a f l u y e l e n t a m e n t e r e s u l t a u n p r o c e s o d i f e r i d o e n e l t i e m p o s u e l o pa r c i a l m e n t e s a t u r ad o s e p r o d u c i r s e r e a c o m o d o c a s i i n s t a n t á n e o p o r e x p u l s i ó n d e a i r e

8. C o n s o lida c i ó n C o m p r e s i b ili d a d s u e l o c o n f i n ad o e s c o m p r i m i d o s e v u e l v e m á s c o m pa c t o y p o r l o t a n t o m e n o s c o m p r e s i bl e S i e s t á s a t u r ad o s e p r e s e n t a un a r e s i s t e n c i a h i d r o d i n á m i c a q u e s e o p o n e a l c a m b i o v o l u m é t r i c o . S u e l o s n o c o h e s i v o s s e c o m p r i m i r á n e n u n t i e m p o r e l a t i v a m e n t e c o r t o d u r a n t e l a f a s e d e c o n s t r u cc i ó n d e l a e s t r u c t u r a

9. C o n s o lida c i ó n L o s s e d i m e n t o s c o n a l t o c o n t e n i d o d e a r c ill a ba j a p e r m e ab il id a d a l t a a m u y a l t a c o m p r e s i bi l ida d h a c e q u e s e c o m p r i m a n l e n t a m e n t e n e c e s i t a n m á s t i e m p o pa r a q u e e l ag u a d e s a l o j e l o s v a c í o s Un s u e l o n o e s n i e l á s t i c o n i p l á s t i c o p e r f e c t o , f r e n t e a s o li c i t u d e s d e c a r g a y d e s c a r g a s e o b s e r v a un a r e s p u e s t a e l a s t o - pla s t o - v i s c o s a L a c o m p r e s i b il ida d d e l o s m a t e r i a l e s q u e c o n s t i t u y e n l a f r a cc i ó n f i n a d e l s u e l o , s e e s t u d i a e n e l l ab o r a t o r i o p o r m e d i o d e u n apa r a t o d e n o m i n ad o c o n s o li d ó m e t r o

10. C o n s o lida c i ó n A s e n t a m i e n t o s e n un a c a p a d e s u e l o : E l a s e n ta m i e n t o e s d e f i n i d o c o m o la c o m p r e s i ó n d e u n a m a s a d e s u e l o d e b i d o a la ap l i c a c i ó n d e c a r g a s e n ( o c e r c a d e ) la s u p e r f i c i e . E l a s e n ta m i e n t o t o ta l d e u n s u e l o p u e d e e s ta r dad o p o r : C o m p r es i ón I n m e d i a t a ( E l á s t i c a ) . C on s ol i da c i ón Pr i m a r i a . C on s ol i da c i ón Sec un da r i a . E n e s t e t e m a , ap r e n d e r e m o s la t eo r í a d e la c o n s o li da c i ó n , q u e e s u t ili z ad a pa r a e s t i m a r e l a s e n ta m i e n t o d e b i d o a la c o n s o li da c i ó n p r i m a r i a .

11. C o n s o lida c i ó n ¿ Q u é e s c on s o li d a c i ón ? E s t o d o p r o c e s o q u e s i g n i f i q u e d i s m i nu c i ón d e v o l u m en en la m a s a d e s u e l o c on r e s p e c t o al ti e m p o y al e s t ad o d e c a r g a q u e a c t ú a s o b r e la m i s m a . A h o r a , r e t o m a n d o l os c on c e p t os a n t e r i o r e s : C on s o li d a c i ó n I n s t a n t á ne a : o c u r r e en s u e l o s n o s a t u r a d o s , m a n i f e s t á n d o s e c o m o un a d i s m i nu c i ón r áp i d a d e v o l u m en p or e x p u l s i ón d e a i r e .

12. C o n s o lida c i ó n C o n s o li d a c i ó n P r i m a r i a : es u n p r oc e s o h i d r o d i n á m i c o q u e s i g n i f i c a l a d i s i pa c i ón d el e x c e s o d e p r e s i ón s o b r e el h i d r o s t á t i c o y s u t r a n s f e r e n c i a e n e s f u e r z o e f ec t i v o . L a e xp u l s i ó n d el ag u a y el r ea c om od o d e l a s pa r t í c u l a s d e s u el o a p o s i c i o n e s m á s e s t ab l e s , p r od u c e l a d i s m i n uc i ón d e v ol u m e n . E s el a s e n t a m i e n t o m á s s i g n i f i c a t i v o d el p r oc e s o d e c o n s ol i da c i ó n . C o n s o li d a c i ó n S e c u n d a r i a : c o n s i s t e en u n p r oc e s o d e m a y o r y m ejor r e a c om od o d e l a s pa r t í c u l a s d e s u el o a p o s i c i o n es m á s e s t ab l e s , s i g n i f i c a l a m o v ili dad d el a g u a a l t a m e n t e v i s c o s a , p r o c e s o d i f e ri d o en m a y or g r ad o c on r e s p ec t o a l t i em p o .

13. C o n s o lida c i ó n ¿ Q u é e s c on s o li d a c i ó n ? M u c h a s v e c e s e s c o n f un d i d o c o n la c o m pa c ta c i ó n . P a r a e n t e n d e r s u d i f e r e n c ia u t ili c e m o s u n d i ag r a m a d e f a s e s : C o m p a c t a c i ó n ∆ V ∆ V C on s o li d a c i ó n

14. C o n s o lida c i ó n L a c o m p a c t a c i ó n i n c r e m e n t a la d e n s i da d d e u n s u e l o n o s at u r ad o , p o r r e d u cc i ó n e n e l v o l u m e n d e v a c í o s ( a i r e ) . L a c on s o li d a c i ó n e s u n p r o c e s o q u e i n c r e m e n t a la d e n s i da d d e u n s u e l o s at u r ad o , p r o d u c t o d e la e x p u l s i ó n d e a gu a d e l o s v a c ío s , e s d i f e r i d o e n e l t i e m p o . L a c o n s o li d a c i ó n e s t á g e n e r a l m e n t e r e l a c i o n ad a c o n s u e l o s f i no s . L o s s u e lo s g r u e s o s e x p u l s a n e l ag u a d e s u s v a c í o s m u c h o m á s r áp i d o , p o r s u e l e v ad a p e r m e a bilidad . L a s a r c il la s s at u r a d a s c o n s o l i da n ta r d a n m u c h o e n c o n s o li da r s e p o r s u ba j a p e r m e a bilidad .

15. C o n s o lida c i ó n ¿ P o r qu é e s n e c e s a r i o e s t ud i a r l a c on s o li d a c i ón ? L a t e o r í a d e c o n s o li da c i ón n os p e r m it e e s ti m a r ( o pr e d e c i r ) la m ag n it u d d e l o s a s en t a m i en t os y la v e l o c i d a d ( ti e m p o) en q u e e l l os s e p r o d u c i r á n . A s en t a m i e n t os d i f e r e n c i a l es p u e d en o c a s i on a r el c o l ap s o d e la e s t r u c t u r a .

16. C o n s o lida c i ó n T e o r í a d e c on s o li d a c i ó n U n i d i m e n s i on a l. P ar a un m ej or en t e n d i m i en t o d el p r oc es o q u e oc u rr e en l a m a s a d e s u el o , h a g a m os un a a n a l o g í a d el s u el o: C ond i c i ó n I n i c i a l V á l v u la C e r r ad a S i n C ar g a s P r e s i ó n e n e l m a n ó m e t r o : c e r o t = V á l v u la C e r r ad a P r e s i ó n ap li c ad a P r e s i ó n e n e l m a n ó m e t r o : m á x i m a t = t 1 V á l v u la A b i e r t a P r e s i ó n ap li c ad a P r e s i ó n e n e l m a n ó m e t r o : d i sm i nu y e E l ag u a f l u y e p o r la v á l v u la E l r e s o r t e s e c o m pr i m e C ond i c i ó n F i n a l V á l v u la A b i e r t a P r e s i ó n A p li c ad a P r e s i ó n e n e l m a n ó m e t r o : c e r o No h a y F l u j o d e ag u a . E l r e s o r t e ab s o rb i ó t o d a c ar g a y s e c o m pr i m i ó a l m á x i m o

17. C o n s o lida c i ó n E l r e s o r t e r e p r e s e n t a e l e s q u e l e t o d e l s u e l o . Un s u e l o r í g i d o s e c o m p r i m i r á m e n o s q u e u n s u e l o s u a v e . L a r i g i d e z d e u n s u e l o i n f l u y e e n la m a g n i t u d d e l o s a s e n ta m i e n t o s . E l ta m a ñ o d e la ab e r t u r a e s a n á l o g o a la p e r m e ab ili da d d e l s u e l o . P o r l o ta n t o , la c o n s o li da c i ó n d e u n s u e l o f i n o e s m á s l e n t a q u e la d e u n s u e l o g r u e s o . L a p e r m e a b ili da d d e u n s u e l o i n f l u y e e n la ta s a d e c o n s o li da c i ó n .

18. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( B r e v e D e s c r i p c i ón ) E l c o n s ol i d óm e tr o ( od ó m e tr o) e s u n apa r a t o q u e p e r m i t e e s t u d i a r l a c o n s ol i da c i ón un i d i m e n s i o n a l en s u el os f i n os . Se c ol oc a u n a m u e s t r a i m p e r t u r bada d e 20 m m d e a l t u r a y 50 mm d e d i á m e tr o , en u n a n ill o i n d e f o r m ab l e . L a m u e s t r a s e u b i c a s o b r e u n a o d os p i ed r a s p o r o s a s q u e s i m u l a n l a s c o n d i c i o n es d e d r e n a j e . D i c h a m u e s t r a s e s o m e t e a c a r g a s v e r t i c a l e s ( i n c r em e n t os g r ad u a l e s ) .

19. C o n s o lida c i ó n E s t e e n s a y o r e pr e s en t a u n e s t r a t o s a t u r ad o , c a r g a d o e x t e n s a m e n t e en s e n ti d o v e r ti c al y d on d e la d e f o r m a c i ón h o r i z on t al p e r m a n e c e nu la a l ap li c a r la c a r g a . E l p r o b l e m a s e r e d u c e a e s t u d i a r l o s e s f u e r zo s y d e f o r m a c i on es en s e n ti d o n o r m al ( un i d i m en s i on a l ) a l os p l a n os d e e s t r a ti f i c a c i ón .

20. C o n s o lida c i ó n L a c o m p r e s i ó n v e r t i c a l ( d e f o r m a c i ó n ) d e l s u e l o e s r e g i s t r ad a m e d i a n t e e x t e n s ó m e t r o s m u y p r e c i s o s . C o m o h e m o s v i s t o , en u n pr i m er m o m e n t o t o d a l a c a r g a a p l i c a d a e s r e c i b i d a po r l a p r e s i ó n d e p o r o s ( e l ag u a e s i n c o m p r e s i b l e y n o p u e d e s a li r r áp i da m e n t e p o r la ba ja p e r m e ab ili dad ) . L a c o m p r e s i ó n d e l s u e l o e s p o s i b l e s ó l o c u a n d o h a y u n i n c r e m e n t o e n l o s e s f u e r z o s e f e c t i v o s , q u e a s u v e z r e q u i e r e q u e la r e l a c i ó n d e v a c í o s ( e ) d i sm i nu y a p o r l a e x p u l s i ó n d e l ag u a c o n t e n i d a e n l o s p o r o s .

21. C o n s o lida c i ó n Asenta m iento t  '    U E s f u er z o t ot a l ( σ) E s f u er z os ef ec t i v os ( σ’) Sob r ep r es i ón d e p o r os ( U ) U σ' t Esfuerzos Luego de unos pocos segundos, el agua empieza a salir de los vacíos Esto resulta en una disminución de la sobrepresión de poros y de la relación de vacíos en la muestra. Lo que trae consigo un incremento del esfuerzo efectivo Como resultado la muestra de suelo se asienta como se muestra en la fig.

22. C o n s o lida c i ó n d e e s f u e r z os i n c r e m en t os el en s a y o ( d o b l a n d o el Se a p li c a n v a r i o s v e r ti c a l e s d u r a n t e i n c r e m en t o a n t e r i o r ) . P r ev i o al p r i m e r i n c r e m en t o s e r e g i s t r a la l e c t u r a i n i c i al d el e xt en s ó m e tr o , al c o l o c a r la p r i m e r a c a r g a s e a c ti v a el c r on ó m e tr o y s e r e g i s t r a n l a s l e c t u r a s d el e x t e n s ó m e tr o en i n t e r v a l os d e ti e m p o ad e c u ad os .

23. C o n s o lida c i ó n C o m p l e t a d o el p r o c e s o d e c a r g a s e p r o c e d e a q u it a r c a r g a s en d e c r e m en t o s . Se t o m a n l a s l e c t u r a s d el e x t en s ó m e tr o . p u e d e d e t e r m i n a r el el en s ay o s e d e h u m e d a d f i n al d e la m u e s t r a C on c l u i d o c on t en i d o en s a y ada .

24. Consolidación Cu r v a d e C o m p r e s i b ili da d ( E s c a la N a t u r a l ) e e o σ’ e 1 e 2 ∆ e σ ' 1 σ ' 2 ∆ σ’

25. C o n s o lida c i ó n V s R e c o r da n d o e  V v Se p u e d en d e f i n i r : C oe f i c i en t e d e C o m p r e s i b ili da d ( a v ) C oe f i c i en t e d e C o m p r e s i b ili da d V o l u m é t r i c o ( m v )    e   ' a v V   ' m   V 1 v P en d i en t e d e l a r ec t a s ec a n t e ( v a r í a d on d e s e c on s i d er e)

26. C o n s o lida c i ó n V a c í os Vv = e Á r e a C on s t a n t e L a s V a r i a c i on es d e V ol u m en s e r ep r es en t a n p or v a r i a c i on es d e a l t u r a s ∆ σ’ ∆ V = ∆ V v= ∆ e= ∆ H o o v m   V 1     e 1  a v V   ' 1  e   ' 1  e  H    e Ho 1  e Se t i en e E n t on c es Sól i d os V a c í os Sól i d os H o V s = 1 V o = 1 + e

27. C o n s o lida c i ó n Cu r v a d e C o m p r e s i b ili da d ( E s c a la N a t u r a l ) e e o σ’ e 1 e 2 ∆ e σ ' 1 σ ' 2 ∆ σ’

28. C o n s o lida c i ó n   '  e 1  e 2   e 2  e 1  Cc   l o g   '   l o g   '  C u r v a d e C o m p r e s i b ili da d ( E s c a la S e m i - L o g a r i t m i c a ) e log σ’ e 1 e 2 ∆ e logσ ' 1 logσ ' 2 ∆ logσ’ C c   2 2 1 l o g     ' 1  C c : C oef i c i en t e d e c o m p r es i ón

29. C o n s o lida c i ó n σ’ Si s e s o m e t e a i n c r e m en t o s - d e c r e m en t os d e c a r g a : e Cu r v a d e C o m p r es i ón V i r g en Cu r v a d e R ec o m p r es i ón Cu r v a d e E xp a n s i ón

30. C o n s o lida c i ó n R e p r e s en t á n d o l a en e s c a la Se m i - l o g a r it m i c a e Cu r v a d e C o m p r es i ón V i r g en log σ’ Cu r v a d e E xp a n s i ón Cu r v a d e R ec o m p r es i ón Cu r v a d e C o m p r es i ón V i r g en

31. C o n s o lida c i ó n E n la r e a li da d s u c e d e: e P r od u c t o d e: log σ’ Cu r v a d e R ec o m p r es i ón Cu r v a d e C o m p r es i ón V i r g en Cu r v a d e E xp a n s i ón Cu r v a d e R ec o m p r es i ón Cu r v a d e C o m p r es i ón V i r g en

32. C o n s o lida c i ó n P ar a ef ec t os d e c á l c u l os p or l o g e n e r a l n o s e c on s i d e r a n l o s p r oc esos d e d es c a r g a ( c on d i c i on es d e d i s eñ o) e C r Pr es i ón d e Prec on s ol i da c i ón σ' ( l og ) C c

33. C o n s o lida c i ó n σ ‘ c : Pr es i ón d e Prec on s ol i da c i ón L o q u e p u e d e ap r o xi m a r s e a e C r log σ’ C c

34. C o n s o lida c i ó n P r e s i ó n d e P r e c on s o li d a c i ó n M á x i m a pr e s i ón a la q u e h a e s t a d o s o m e t i d o en s u e l o a l o l a r g o d e s u h i s t o r ia g eo l ó g i c a

35. C o n s o lida c i ó n E s t i m a c i ó n d e l a p r e s i ó n d e p r e c on s o li d a c i ón . e σ ’ c σ' ( l og )

36. C o n s o lida c i ó n ( O C R : C o e f i c i e n te d e P r e c on s o li d a c i ó n O v e r c on s o li d a t i o n R a t i o ) O CR   ' c O C R = 1 . N o r m a l m en t e C on s o l i dad o O C R > 1 . P r e c on s o l i dad o 2 < O C R < 3 L i g e r a m en t e P r e c on s o l i dad o 7 < O C R < 1 A lt a m en t e P r e c on s o l i dad o O C R < 1 . I m p o s i b l e  ' o

37. C o n s o lida c i ó n A r c ill a s N o r m a l m e n t e C on s o li d a d a s σ ‘ c = σ ‘ o σ‘ c S e c o m p r i m e n m á s . R a m a d e c o m p r e s i ó n v i r g e n ( c o m p o r t a m i e n t o li n e al ) N unc a h a e s t ad o m á s c a r g ad o e n s u h i s t o r ia g eo l ó gi c a . B aja r e s i s t e nc ia al c o r t e

38. C o n s o lida c i ó n A r c ill a s P r e c on s o li d a d a s σ ‘ c > σ ‘ o σ‘ c σ‘ o S e c o m p r i m e n m e n o s R e c o m p r e s i ó n y C o m p r e s i ó n ( c o m p o r t a m i e n t o n o li n e al ) H a e s t ad o m á s c a r g ad o e n s u h i s t o r ia g eo l ó gi c a T i e n e n al t a o m u y al t a r e s i s t e nc ia al c o r t e

39. A s p e c t o s C l a v e s d e l a P r e s i ó n d e C o n s o lida c i ó n P r e c on s o li d a c i ó n L a p r e s i ó n d e p r e c on s o l i d a c i ón pa r a un s u e l o pr e c o n s o l i d a d o n o d e b e r í a s er e x c e d i da , d e s er p o s i b l e ( A s en t a m i en t os p e q u eñ o s ) Si el e s f u e r z o e f e c ti v o s u p e r a l a p r e s i ón d e p r e c on s o l i d a c i ón l os a s en t a m i en t os s e r á n m a y o r e s . L a e s ti m a c i ón d e l a p r e s i ón d e p r e c on s o l i d a c i ón p u e d e v e r s e a f e c t a d a p or el g r a d o d e a l t e r a c i ón d e la m u e s t r a d e s u e l o .

40. A s p e c t o s C l a v e s d e l a P r e s i ó n d e P r e c on s o l i d a c i ó n C o n s o lida c i ó n e A B La figura exhibe 2 curvas para dos muestras de suelos, la muestra A es relativamente impertubada y la B es alterada Un incremento en el grado de alteración resulta en (Log) una menor pendiente de la línea de compresión. También hace difícil de ubicar el punto de máxima curvatura debido a la transición gradual entre compresión y recompresión (error en la estimación del valor de la presión de preconsolidación). σ'

41. C o n s o lida c i ó n d e C o n s o l i d a c i ón s e d e b en E n l os p r o b l e m a s e s ti m a r d os co s a s : M ag n i t u d d e l o s A s e n t a m i e n t o s T i e m p o e n q u e e s t o s o cu rr e n .

42. C o n s o lida c i ó n A s e n t a m i e n t o s po r C on s o li d a c i ó n P a r a el c á l c u l o d e l os a s e n t a m i en t o s u s a n d o la t e o r í a 1 D s e n e c e s ita o b i e n el C o e f i c i en t e d e c o m pr e s ib ili d a d v o l u m é t r i c a ( m v ) o el c o e f i c i en t e d e c o m p r e s i ón ( C c ) . E n e s t e p un t o s e d e b e r e c o r da r :  H   e H o 1  e  e H o  H  Sc  1  e

43. C o n s o lida c i ó n A s e n t a m i e n t o s po r C on s o li d a c i ó n U t ili z a n do e l c oe f i c i e n t e de c o m p r e s i b i l i dad v o l u m é t r i c a m v : v  V  ' 1  e  ' 1  e m   V 1    e 1 a v R e c o r da n d o q u e:   '    e a v o o M a n i p u l a n d o y D e s p e j a n d o , s e o b ti en e:  1  e o  m v   '   e

44. C o n s o lida c i ó n A s e n t a m i e n t o s po r C on s o li d a c i ó n U t ili z a n do m v : T o m a n d o l a s s i g u i en t es e c u a c i on es Y s u s tit u y en d o ∆ e  e Ho  H  Sc  1  e  1  e o  m v   '   e Sc  m v   ' Ho

45. C o n s o lida c i ó n A s e n t a m i e n t o s po r C on s o li d a c i ó n U t ili z a n do e l c oe f i c i e n t e de c o m p r e s i ón C c : R e c o r d e m os q u e el s u e l o p u e d e s e r N o r m a l m en t e c on s o l i dad o y P r e c on s o l i dad o:

46. C o n s o lida c i ó n A s e n t a m i e n t o s po r C on s o li d a c i ó n N o r m a l m e n t e C on s o l i dado:   e Cc      ' f    o    ' f l og    '     e  Cc l og    ' o  e H o Sc  1  e   o Cc S c  H o l o g  1  e   '   ' f 

47. C o n s o lida c i ó n A s e n t a m i e n t o s po r C on s o li d a c i ó n P r e c on s o l i dado: C a s o A : Só l o R e c o m p r e s i ón ( σ ’ f = σ ’ o + ∆ σ ’ ≤ σ ’ c ) σ o σ f σ ’ c    e  C r l o g   f     ' o   '   o C r S c  H o l o g  1  e   '   ' f  Ho  e Sc  1  e

48. C o n s o lida c i ó n A s e n t a m i e n t o s po r C on s o li d a c i ó n P r e c on s o l i dado: C a s o B : ( σ ’ f = σ ’ o + ∆ σ ’ >σ ’ c ) σ ’ o σ ’ c σ ’ f       f Cc C r S c  H l o g H o l og   c    1  e o 1 1  e 1   ' c   '   '    ' o  p e r o     '      o o S c  Cc 1  e C r 1  e Ho l o g    ' f   '  Ho l o g c   H n  1  e n 1  e o 1  e 1 H o H 1  L  en t on c es o o

49. C o n s o lida c i ó n T e o r í a de C on s o l i da c i ón U n i d i m e n s i on al E n 1 92 3 K a r l T e r z a g u i a d e l a n t ó un a s o l u c i ón m a t e m á t i c a d el p r o c e s o d e c o n s o l i d a c i ón d e l o s s u e l o s . C o n s tit u yé n d o s e en u n o d e s u s m á s g r a n d e s ap o r t es a la m e c á n i c a d e s u e l o s . Un a t eo r í a g en e r al d e c on s o l i d a c i ón d e b e r í a c on s i d e r a r c o n d i c i o n es d e e s f u e r z o y d e f o r m a c i ó n t r i d i m en s i on a l e s .

50. C o n s o lida c i ó n T e o r í a d e C o n s olida c ió n U n idi m e n s io n a l S i n e m ba r g o , e n e s ta s c o n d i c i o n e s e l p r o b l e m a s e t o r n a r í a e n un a s o l u c i ó n m u y c o m p l e j a , p u e s l o s s u e l o s n o s o n d e c o m p o r ta m i e n t o i d e a l e n n i n g ú n s e n t i d o , r e s u l ta n d o p r á c t i c a m e n t e i m p o s i b l e e s t i m a r t o d a la a m p lia v a r i a c i ó n d e l a s p r o p i e dad e s d e l s u e l o . P o r e ll o , la t eo r í a d e c o n s o l i da c i ó n un i d i m e n s i o n a l s i m p li f i c a s u s ta n c i a l m e n t e e l p r o c e d i m i e n t o y s at i s f a c e la m a y o r í a d e l o s r e q u e r i m i e n t o s r e l at i v o s a l a s e n ta m i e n t o .

51. C o n s o lida c i ó n T e o r í a d e C o n s olida c ió n U n idi m e n s io n a l d e T e r z a g u i S e ba s a e n l a s s i g u i e n t e s h i p ó t e s i s : E l s u el o es h o m o g én eo E l s u el o es t á s a t u rad o ( S = 100 % ) P a r t í c u l a s d e s ól i d os y ag u a s on i n c o m p r es i b l es E l f l u j o d e ag u a y l a c o m p r es i ón s on un i d i m en s i o n a l es ( v e r t i c a l ) L a l e y d e D a r c y es v á li d a E l c oef i c i e n t e d e p e r m e a b ili da d ( K ) y el c o e f i c i en t e d e c o m p r es i b ili da d v ol u m é t r i c a ( m v ) p e r m a n ecen c on s t a n t e s d u ra n t e t o d o el p r oc es o d e c on s ol i da c i ón

52. C o n s o lida c i ó n L a T e o r í a de C o n s o l i da c i ó n U n i d i m e n s i o n al de T e r z a g u i r e l a c i on a t r e s pa r á m e t r o s : E l e x ce s o d e p r e s i ón d e p o r os ( u ) L a p r o f un d i da d ( z) d el e s t r a t o d e a r c illa Y el ti e m p o ( t ) m e d i d o d e s d e el i n i c i o d e la c on s o l i d a c i ón . P . E . en el m o m en t o en q u e s e ap l i c a el i n c r e m en t o d e e s f u e r z o t o t a l . L a e c u a c i ón d i f e r en c i al q u e g o b i e r n a la c on s o l i da c i ón es  z 2  2 u  Cv  t  u

53. C o n s o lida c i ó n h e c h o q u e d a e n s e r i e s c o n d i c i o n e s d e F o u r i e r d e b o r d e pa r a y s e n e c e s i t a n s o l u c i o n e s e m p l e a r l a s pa r t i c u l a r e s . D o n d e C v e s e l C oe f i c i e n t e d e C o n s o li da c i ó n V e r t i c a l y e s t á dad o p o r : Cv  K  K  1  e o  m v  w a v  w C o m o K y m v s o n c o n s ta n t e s C v ta m b i é n l o s e r á . L a s o l u c i ó n a e s t a e . d . d . p . e s ba s ta n t e c o m p l e j a , d e

54. C o n s o lida c i ó n E s p or e l l o q u e m u c h a s v e c es s e e m p l e a n s o l u c i on es g r á f i c a s pa r a c on d i c i on es d e b o r d e pa r ti c u l a r e s d d H D r en a j e D ob l e Pi ed r a p o r os a

55. C o n s o lida c i ó n Q u e p e r m it en d e t e r m i n a r el g r ad o d e c on s o l i da c i ón a c u a l q u i er p r o f un d i da d pa r a un T v dad o o el ti e m p o r e q u e r i d o pa r a a l c a n z a r un g r ad o d e c on s o l i da c i ón U , a d e t e r m i n ad a p r o f un d i da d

56. C o n s o lida c i ó n P a r a e f e c t os p r á c ti c os e s m u c h o m á s s e n c ill o y ú t i l d e t e r m i n a r , un g r a d o d e c o n s o l i d a c i ó n p r o m e d i o pa r a t o d a la c apa .

57. C o n s o lida c i ó n G r a d o d e C on s o li d a c i ó n Se d e f i n e c o m o g r a d o d e c on s o l i d a c i ón , a un a p r o f un d id a d z y a u n ti e m p o t [ U z ( % ) ] , a la r e l a c i ón en t r e l a c o n s o l i d a c i ón y a e x i s t en t e a e s a q u e h a br á d e p r o f un d id a d y l a c on s o l i d a c i ón p r o d u c i r s e ba j o la c a r g a i m p u e s t a . P a r a e f e c t os p r á c ti c os e s m u c h o m á s s e n c ill o y ú t i l d e t e r m i n a r , un g r a d o d e c o n s o l i d a c i ó n p r o m e d i o pa r a t o d a la c apa .

58. C o n s o lida c i ó n G r a d o d e C on s o li d a c i ó n M e d i o d e l E s t r a t o . Se d e f i n e el g r a d o m e d i o d e c on s o l i d a c i ón [ U ( % ) ] d e t o d o el e s t r a t o c o m o la r e l a c i ó n en t r e l a c on s o l i d a c i ón q u e h a t en i d o l u g a r en c i e r t o ti e m p o y la c on s o l i da c i ón t o t al q u e h ab r á d e p r o d u c i r s e . L u e g o d e la r e s o l u c i ón d e l a e c u a c i ón s e o b s e r v a q u e el g r a d o m e d i o d e c o n s o l i d a c i ón d e p en d e d e un nú m e r o a d i m en s i on al c o n o c i d o c o m o F a c t or T i e m p o ( T v ) . d 2 d 2 w v  a C t K  1  e  t w v v K  m T v  v  C  v m  a v  1  e 

59. C o n s o lida c i ó n A n a li c e m os a ún m á s e s ta e c u a c i ón : C v : C oef i c i en t e d e c on s ol i da c i ón . d : m á xi m a l on g i t u d d e d r en a j e T v  C v t d 2 Nótese que como la distancia está elevada al cuadrado, una capa drenada por una sola cara requiere 4 veces más tiempo que requeriría la misma capa del mismo espesor, pero drenada por las 2 caras

60. C o n s o lida c i ó n R e t o m a n d o e l t e m a , la r e l a c i ó n 8 2 2   100        n  Tv U  %   1   2 n  1  2  2 4   2 n  1  p u e d e s e r r e s u e l t a pa r a d i f e r e n t e s v a l o r e s d e T v , c a l c u l á n d o s e l o s c o r r e s p o n d i e n t e s v a l o r e s d e U ( % ) . E s t o p e r m i t e e s tab l e c e r la r e l a c i ó n t eó r i c a U ( % ) v s T v , q u e s e d a e n l a tab la m o s t r ada : O j o : ε e s la ba s e d e l o s l o g a r i t m o s n e p e r i a n o s ( e ) , u t ili z a n d o e s t e s í m b o l o pa r a e v i ta r c o n f u s i o n e s c o n la r e l a c i ó n d e v a c í o s ( e ) . 5 . 19 7 5 5 . 23 8 6 . 28 7 6 5 . 34 2 7 . 40 5 7 5 . 47 7 8 . 56 5 8 5 . 68 4 9 . 84 8 9 5 1 . 12 7 10 ∞ U (%) Tv . 00 5 . 00 2 1 . 00 8 1 5 . 01 8 2 . 03 1 2 5 . 04 9 3 . 07 1 3 5 . 09 6 4 . 12 6 4 5 . 15 9 

61. C o n s o lida c i ó n E n la f i g u r a s e d ib u ja la r e l a c i ón U ( % ) v s T v en e s c a l a s ar it m é t i c a y s e m il o g a r it m i c a , e s t a s c u r v a s t e ó r i c a s s e c on o c e n c o m o c u r v a s t e ó r i c a s d e c on s o l i da c i ón . T v ( n a t ) T v ( l og ) U ( % ) ( n a t ) U ( % ) ( n a t )

62. C o n s o lida c i ó n L a s o l u c i ón d e l a c on s o l i d a c i ón , c on s i d e r a n d o el p r i m er t é r m i n o s u f i c i en t e , E x p r e s i on e s e m p í r i c a s qu e r e l a c i on a n U ( % ) y T v . L a c u r v a t e ó r i c a d e la c o n s o l i d a c i ón s e a p r o x i m a m u c h o a un a pa r á b o l a en t r e U = % y U = 60 % d e c on s o l i da c i ón . A pa r ti r d e a ll í s e o b ti en e: 2    4  100 T v  d e l a e c u a c i ón d i f e r e n c i al   U (%)  ( n = ) , d a un g r ad o d e a p r o x i m a c i ón pa r a U ≥ 60 % Tv  1.78 1  0.93 3 l o g  10  U ( % ) 

63. C o n s o lida c i ó n L a d e t e r m i n a c i ón d e C v s e h a c e a pa r t i r d el e n s a y o d e c o n s o li da c i ón . E m p l e a n d o el m é t o d o d e C a s ag r a n d e o T a y l or

64. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e ) Se c o l o c a un a m u e s t r a i m p e r t u r ba d a d e 2 m m d e a lt u r a y 5 m m d e d i á m e tr o , en un a n ill o i n d e f o r m ab l e . L a m u e s t r a s e u b i c a s o b r e un a o d o s p i e d r a s p o r o s a s q u e s i m u l a n l a s c on d i c i on es d e d r en a j e .

65. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e ) L a m u e s t r a s e m a n ti en e s u m e r g i d a ba j o ag u a . D i c h a m u e s t r a s e s o m e t e a c a r g a s v e r ti c a l e s q u e s e ap li c a n m e d i a n t e un b r a z o d e pa l a n c a . Se r e g i s t r a la l e c t u r a i n i c i al d el e x t en s ó m e tr o . Se a p li c a n v a r i o s i n c r e m en t os d e e s f u e r z os v e r ti c a l e s d u r a n t e el en s a y o ( d o b l a n d o el i n c r e m en t o a n t e r i o r ) . P o r e j e m p l o 2 . 5 , 5 , 1 , 2 , 50 , 100 , 200 , 40 K g .

66. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e ) A l c ol oc a r c ada c a r g a s e a c t i v a el c r o n óm e tr o y s e r eg i s t r a n l a s l ec t u r a s d el e xt e n s óm e t r o en i n t e r v a l o s d e t i em p o ad ec u ad os . L o i m p o r t a n t e e s r eg i s t r a r el t i e m p o y c a d a l ec t u r a d el e xt e n s óm e tr o . E l s i g u i e n t e i n c r em e n t o d e c a r g a s e ap li c a c u a n d o y a s e h a c om p l e t ad o l a c o n s ol i da c i ón p ri m a ri a . N o r m a l m e n t e el t i em p o en q u e s e com p l e t a l a c o n s ol i da c i ó n p ri m a ri a pa r a c a d a i n c r em e n t o d e c a r g a es d e ap r o xi m ad a m e n t e 24 h o r a s , p e r o d ep e n d e d el t i p o d e m a t e r i a l .

67. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e ) C o m p l e tad o e l p r o c e s o d e c a r g a s e p r o c e d e a q u i t a r c a r g a s e n d e c r e m e n t o s , e n t r e s o c u at r o p o r c i o n e s . S e t o m a n l a s l e c t u r a s d e l e x t e n s ó m e t r o e n d i f e r e n t e s t i e m p o s pa r a d i b u j a r l a c u r v a d e e x pa n s i ó n . C u a n d o s e d e s e a la e x pa n s i ó n t o ta l s e t o m a la l e c t u r a i n i c i a l y f i n a l d e l e x t e n s ó m e t r o pa r a u n p e r í o d o d e m á s o m e n o s 2 4 h o r a s o h a s t a q u e y a n o s e p r o d u z c a m á s e x pa n s i ó n . C o n c l u i d o e l e n s a y o s e p u e d e d e t e r m i n a r e l c o n t e n id o d e hu m e da d f i n a l d e la m u e s t r a e n s a y ada .

68. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e ) ¿ Q u é s e d e b e m e di r a l c o m i e n z o ? A l t u r a d e la m u e s t r a . D i á m e t r o d e la m u e s t r a . Á r e a y V o l u m e n d e la m u e s t r a . D e n s i da d hú m e d a d e la m u e s t r a . P e s o d e la M u e s t r a ( p e s o d e l a n ill o , p e s o d e l a n ill o c o n la m u e s t r a ) . C o n t e n i d o d e H u m e da d I n i c i a l . R e l a c i ó n d e v a c i o s i n i c i a l .

69. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e )

70. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e )

71. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e )

72. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e ) S o m e t i e n d o la m u e s t r a d e s u e l o a c a r g a ( 2 4 h o r a s pa r a c ad a i n c r e m e n t o d e c a r g a ) , s e t i e n e :  C = I n c r e m e n t o d e c a r g a .  = I n c r e m e n t o d e e s f u e r z o .  H = v a r i a c i ó n d e la a l t u r a .  H  Lex t fi nal  Lex t i n i c i al P a r a c ad a i n c r e m e n t o d e c a r g a s e r e a li z a un a c u r v a d e c o n s o li d a c i ó n , p o r e l m é t o d o d e C a s ag r a n d e o p o r e l m é t o d o d e T a y l o r .

73. C o n s o lida c i ó n % d 2 1 t t E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e ) M é t o d o d e C a s ag r a n d e t 2 t 1 t 5  4 T ( l og ) d 50 % L ec t . E xt . ( n a t ) T d 2 v t 5 C v  P a r a U = 50 % T v = . 197 C on s ol i da c i ón Pr i m a r i a 100 % C on s ol i da c i ón Sec un da r i a Tiem p o (mi n ) Le c t u r a d el E x te n s ó me t ro L e xt ini c i a l 0.25 0.5 0.75 1 2 4 … 1440 L e xt f in a l

74. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e ) M é t o d o d e T a y l or ( e s c a la n a t u r a l ) t % t 9 d 2 L e xt 90 % 9 t 9 Cv  T v P a r a U = 90 % T v = . 848 a 1 . 15a . 15 a Tiem p o (mi n ) Le c t u r a d el E x te n s ó me t ro L e xt ini c i a l 0.25 0.5 0.75 1 2 4 … 1440 L e xt f in a l

75. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e ) D o n d e : T v , f a c t o r t i e m p o . t , t i e m p o e n q u e s e g e n e r a l a c o n s o li da c i ó n d e l a m u e s tr a o d e l e s tr a t o . d , m á x i m a a l t u r a q u e t i e n e q u e r e c o rr e r e l ag u a pa r a s a li r d e l a m u e s tr a o d e l e s tr a t o . d d H D r en a j e D ob l e Pi ed r a p o r os a d H D r en a j e S i m p l e Pi ed r a p o r os a Su p er f i c i e I m p e r m ea b l e

76. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e ) P a r a d e t e r m i n a r la p e r m e a b ili da d K , s e u tili z a la e c u a c i ón : K  1  e  D on d e: a v , c oe f i c i en t e d e c o m p r e s i b ili da d . K , c oe f i c i en t e d e p e r m e a b ili da d . a v  w C v      e a v

77. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e )

78. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e )  C i ( Kg ) C i ( Kg )  i (k g /c m 2 )  i (k g /c m 2 )  H i ( mm ) H i ( mm )  e e i H o e  C 1  1 =  C 1 / A m  H 1 = L e xt i – L e xt f  e 1 =  H 1 (1 + e ) / H o C 1 = +  C 1  1 = 0 +  1 H 1 = H o -  H 1 e 1 = e -  e 1  C 2  1 =  C 2 / A m  H 2 = L e xt i – L e xt f  e 2 =  H 2 (1 + e 1 ) / H 1 C 2 = C 1 +  C 2  2 =  1 +  2 H 2 = H 1 -  H 2 e 2 = e 1 -  e 2

79. C o n s o lida c i ó n E n s a y o d e C on s o li d a c i ó n ( a d e t a ll e ) a v m v H m t 9 C v K  e 1 /   1 a v /(1 + e) H m= (Ho + H 1 )/4*10 Gráfico Cv = H m 2 Tv 90 /t 9 K = H 2 a v  w Tv 90 /[ ( 1 + e ) t 90 ]

80. C o n s o lida c i ó n C on s o li d a c i ó n S e c und a r i a C u a n d o el e x c e s o d e p r e s i ó n s o b r e el h i d r o s t á t i c o h a s i d o t r a n s f e ri d o a e s f u e r z o e f e c t i v o s e c o n s i d e r a com p l e t ad o el p r oc e s o d e c o n s ol i da c i ón p ri m a ri a . Si n em ba r g o , l a c om p r e s i ó n d el s u el o c o n t i nú a a un a t a s a m u y r e d u c i da , s i g n i f i c a n d o u n m a y or a j u s t e e s t r u c t u r a l ba j o l a p r e s i ó n s o s t e n i da . L a c o n t ri b u c i ó n d e l a c o n s ol i da c i ón s e c un da ri a a l a s e n t a m i e n t o t o t a l v a r í a c on el t i p o d e s u el o . P a r a m u c h o s d ep ó s i t os d e s u el o l a c o n s ol i da c i ón s e c un da ri a es p eq u e ñ a , p e r o pa r a s u el os o r gá n i c o s , m i c á c eos y a l g u n os d ep ó s i t o s d e a r c ill a s , t a l c o n s ol i da c i ón p u e d e c o n s t i t u i r u n p o r c e n t a j e s u s t a n c i a l d el a s e n t a m i e n t o t o t a l .