LABORATORIO MECÁNICA DE SUELOS ENTREGA NÚMERO TRES Yaith lopez romero

LABORATORIO MECÁNICA DE SUELOS ENTREGA NÚMERO TRES

Yaith lopez romero

David Villada castro

Carolina ortegon

Kevin

Profesor

OSMAN DANIEL PERAFÁN

UNIVERSIDAD DE MEDELLIN

FACULTAD DE INGENERÍA CIVIL

MEDELLÍN

ANTIOQUIA

2015

CONTENIDO

1 INTRODUCCIÓN...............................................................................................52 OBJETIVOS ESPECIFICOS.............................................................................63 PROCEDIMIENTO............................................................................................74 RESULTADOS..................................................................................................85 CONCLUSIONES............................................................................................33

INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Datos iniciales del ensayo...........................................................................8Tabla 2 Relaciones calculadas.................................................................................9Tabla 3 Coeficientes calculados para graficas.........................................................9Tabla 4 Datos de carga y descarga........................................................................10Tabla 5 Tabla de tiempo y leturas..........................................................................11Tabla 6 Deformación carga 1.................................................................................12Tabla 7 Deformación carga 2.................................................................................13Tabla 8Deformación carga 3..................................................................................14Tabla 9 Deformación carga 4.................................................................................15Tabla 10 Deformación carga 5...............................................................................16

INDICE DE GRÁFICAS

Gráfica 1 Curva de consolidación...........................................................................17Gráfica 2 Deformación Taylor carga 1....................................................................18Gráfica 3 Deformación Taylor carga 2....................................................................19Gráfica 4 Deformación Taylor carga 3....................................................................20Gráfica 5 Deformación Taylor carga 4....................................................................21Gráfica 6 Deformación Taylor carga 5....................................................................22Gráfica 7 Deformación Casa Grande carga 1.......................................................23Gráfica 8 Deformación Casa Grande carga 2........................................................24Gráfica 9 Deformación Casa Grande 3..................................................................25Gráfica 10 Deformación Casa Grande carga 4......................................................26Gráfica 11 Deformación Casa Grande carga 5......................................................28Gráfica 12 Curva Taylor Cv....................................................................................28Gráfica 13 Curva Casa Grande Cv.........................................................................29Gráfica 14 Curva Mv..............................................................................................30Gráfica 15 Curva K Taylor......................................................................................31Gráfica 16 Curva K Casa Grande...........................................................................32

1 INTRODUCCIÓN

Cuando se va a realizar una obra civil es de gran importancia el conocimiento del suelo destinado al proyecto, se debe profundizar en sus características, ventajas y desventajas, las cuales nos proporcionen los datos suficientes con los cuales se pueda determinar la manipulación y consecuencias de su uso dentro del proyecto

La desventaja del suelo es que no es posible cambiarle sus propiedades mineralógicas, ni su formación inicial por lo que se debe ser muy riguroso en su estudio; y de esta manera determinar la viabilidad del suelo tanto como para la seguridad del proyecto como para la economía del mismo.

Posteriormente a esta introducción se encontraran una serie de ensayos en los que se reflejara y se dará una idea al lector de lo que se debe hacer para clasificar y analizar correctamente un suelo, que va desde catalogar sus textura manualmente, hasta someterlo a una serie de procedimientos que nos darán un resultado más óptimo, además de esto se verá el análisis de la capacidad de absorción, límites de plasticidad, compresibilidad, limite líquido y gravedad especifica adecuada para determinado suelo, en estas prácticas se contó siempre con el apoyo de la norma ASTM la cual se trató de seguir en la medida de lo posible

Estos métodos de ensayo son procedimientos para determinar la magnitud y la tasa de consolidación del suelo cuando está restringido lateralmente y drenado axialmente mientras se somete a una aplicación de forma incremental de carga de esfuerzo controlado. Tenemos dos alternativas los procedimientos se proporcionan como sigue:

Método de prueba A:

Este método de prueba se realiza con duración incremento de carga constante de 24 h, o sus múltiplos. Lecturas de tiempo de deformación se requieren en un mínimo de dos incrementos de carga.

Método de prueba B:

Se requieren lecturas de deformación en todos los incrementos de carga, los incrementos de carga sucesivas son aplicado después de la consolidación primaria, cuando el 100 % se alcanza, o por lo incrementos de tiempo constantes como se describe en el Método de Prueba A.

2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

* Determinar del decrecimiento del volumen y su respectiva velocidad mediante el ensayo descrito a continuación, hallando así la deformación y/o cambio de volumen usando cálculos y gráficas.

* Reconocer la importancia del fenómeno de consolidación para las obras y de este modo tener un conocimiento claro de cómo dar una solución a este.

* Se quiere determinar la magnitud y la tasa de consolidación del suelo, a condiciones establecidas por la norma.

Práctica: Consolidación de suelos

3 PROCEDIMIENTOSe debe seguir las condiciones que la norma ASTM D 2435 – 04 exige; como primer paso tenemos la muestra inalterada previamente puesta en un lugar fresco y/o húmedo luego se procede a la preparación de los discos porosos y otros aparatos dependerá de la muestra que se está probando; el consolidómetro debe ser montado de tal manera que se evite un cambio en contenido de agua de la muestra.

Como paso a seguir se pone la muestra en un anillo de dimensiones especificadas por la norma; al amillo se le pone una piedra porosa en la parte superior e inferior para permitir expulsar el agua mientras se le aplica la carga, el anillo debe estar bien centrado para que las cargas que reciba sean isotrópicas, se asegura la muestra con unos tornillos para proceder iniciar la saturación de la muestra, ya que la muestra debe estar en las condiciones más desfavorables.

Se comienza la aplicación de la carga en tiempos cortos alrededor de un minuto cada carga y al mismo tiempo se toma el dato de deformación correspondiente a cada aumento de carga.

El ensayo realizado es demostrativo ya que la realización correcta de este procedimiento es cambiando la carga cada 24 horas, este proceso dura alrededor de 5 días.

7


4 RESULTADOS

A continuación se darán los datos proporcionados por parte del profesor para la afianzar conceptos recibidos en clase y corroborados en la práctica por medio de gráficas para entender el ensayo de consolidación, enfatizando que no corresponden al laboratorio demostrativo que se dio en clase.

DATOS INICIALES

Descripción de la muestra: Suelo fino granular de color pardo claro, de plasticidad media a alta y de consistencia firme

Proyecto Estudio Fundación Edificio Balcones de Tierra Linda

Sondeo P1Muestra M18 - ShelbyProfundidad Muestra 18.75 m a 18.25 mProfundidad NF [m] 7.50Diámetro [mm] 49,56Altura [mm] 19,10Esfuerzo de saturación [kPa] 4,00Exp/Cont por saturación [mm] -0,16Peso inicial muestra humedad + anillo [gf] 134,68

Peso final muestra humedad + anillo [gf] 136,02

Peso anillo [gf] 61,13Peso muestra seca + anillo [gf] 125,55Gravedad específica de los sólidos 2,65

Tabla 1 Datos iniciales del ensayo

8


critico 280KPa

efectivo 302,68KPa

RSC 0,92507

relación de vacios inicial 0,515

Hs 12,6Tabla 2 Relaciones calculadas

De lo cual podemos deducir que es un suelo normalmente consolidado; esto quiere decir que es un suelo virgen, por tanto en su historial geológico no ha recibido cargas de gran magnitud.

t 50 cv t90 cv Mv k8 8,98E-06 6 5,16E-05 -0,0003515858 8,98E-06 8 3,87E-05 -0,00053 -0,0001978498 8,98E-06 9 3,44E-05 -0,0003 -0,000142057

8,5 8,46E-06 9,5 3,26E-05 -0,00022 -8,86506E-058 8,98E-06 10 3,09E-05 -0,00013

Tabla 3 Coeficientes calculados para graficas

Tiempo

[min]

Lectura

[mm]Tiempo

[min]Lectur

a [mm]

Tiempo[min]

Lectura

[mm]Tiempo

[min]Lectur

a [mm]

Tiempo[min]

Lectura

[mm]0 0,000 0 0,366 0 0,706 0 1,091 0,01 1,643

0,1 0,082 0,1 0,408 0,1 0,758 0,1 1,156 0,1 1,7210,25 0,095 0,25 0,422 0,25 0,771 0,25 1,176 0,25 1,7480,5 0,105 0,5 0,428 0,5 0,784 0,5 1,196 0,5 1,7771 0,118 1 0,441 1 0,804 1 1,222 1 1,8132 0,139 2 0,461 2 0,83 2 1,27 2 1,8784 0,16 4 0,484 4 0,863 4 1,331 4 1,948 0,188 8 0,528 8 0,912 8 1,399 8 2,044

9


15 0,229 15 0,559 15 0,961 15 1,467 15 2,14230 0,274 30 0,608 30 1,016 30 1,548 30 2,23760 0,317 60 0,65 60 1,049 60 1,591 60 2,28

120 0,336 120 0,673 120 1,065 120 1,61 120 2,299240 0,349 240 0,686 240 1,075 240 1,623 240 2,312480 0,359 480 0,696 480 1,082 480 1,633 480 2,322720 0,363 720 0,702 720 1,085 720 1,64 720 2,3261440 0,366 1440 0,706 1440 1,091 1440 1,643 1440 2,332

Descarga0 2,332 0 2,267 0 2,110 0 1,901 0 1,672

0,1 2,312 0,1 2,250 0,1 2,094 0,1 1,891 0,1 1,6460,25 2,309 0,25 2,244 0,25 2,090 0,25 1,885 0,25 1,6360,5 2,303 0,5 2,237 0,5 2,084 0,5 1,881 0,5 1,6271 2,296 1 2,227 1 2,074 1 1,875 1 1,6172 2,290 2 2,211 2 2,061 2 1,865 2 1,5974 2,283 4 2,192 4 2,041 4 1,852 4 1,5718 2,276 8 2,169 8 2,015 8 1,832 8 1,53515 2,273 15 2,146 15 1,986 15 1,806 15 1,48330 2,270 30 2,130 30 1,953 30 1,770 30 1,40560 2,267 60 2,116 60 1,924 60 1,731 60 1,297

120 2,267 120 2,110 120 1,911 120 1,702 120 1,160240 240 2,110 240 1,901 240 1,685 240 480 480 480 1,901 480 1,679 480 720 720 720 720 1,676 720 1440 1440 1440 1440 1,672 1440

Tabla 4 Datos de carga y descarga

Tiempo[min]

Lectura

[mm]Tiempo

[min]Lectur

a [mm]

Tiempo[min]

Lectura

[mm]Tiempo

[min]Lectur

a [mm]

Tiempo[min]

Lectura

[mm]0 0,000 0 0,366 0 0,706 0 1,091 0,1 1,643

0,316228 0,082 0,316228 0,408 0,316228 0,758 0,316228 1,156 0,316228 1,721

0,5 0,095 0,5 0,422 0,5 0,771 0,5 1,176 0,5 1,7480,70710

7 0,105 0,707107 0,428 0,707107 0,784 0,707107 1,196 0,707107 1,777

1 0,118 1 0,441 1 0,804 1 1,222 1 1,8131,41421

4 0,139 1,414214 0,461 1,414214 0,83 1,414214 1,27 1,414214 1,878

10


2 0,16 2 0,484 2 0,863 2 1,331 2 1,942,82842

7 0,188 2,828427 0,528 2,828427 0,912 2,828427 1,399 2,828427 2,044

3,872983 0,229 3,872983 0,559 3,872983 0,961 3,872983 1,467 3,872983 2,142

5,477226 0,274 5,477226 0,608 5,477226 1,016 5,477226 1,548 5,477226 2,237

7,745967 0,317 7,745967 0,65 7,745967 1,049 7,745967 1,591 7,745967 2,28

10,95445 0,336 10,95445 0,673 10,95445 1,065 10,95445 1,61 10,95445 2,299

15,49193 0,349 15,49193 0,686 15,49193 1,075 15,49193 1,623 15,49193 2,312

21,9089 0,359 21,9089 0,696 21,9089 1,082 21,9089 1,633 21,9089 2,32226,8328

2 0,363 26,83282 0,702 26,83282 1,085 26,83282 1,64 26,83282 2,326

37,94733 0,366 37,94733 0,706 37,94733 1,091 37,94733 1,643 37,94733 2,332

Descarga0 2,332 0 2,267 0 2,110 0 1,901 0 1,672

0,316228 2,312 0,316228 2,250 0,316228 2,094 0,316228 1,891 0,316228 1,646

0,5 2,309 0,5 2,244 0,5 2,090 1,885 0,5 1,6360,70710

7 2,303 0,707107 2,237 0,707107 2,084 0,707107 1,881 0,707107 1,627

1 2,296 1 2,227 1 2,074 1 1,875 1 1,6171,41421

4 2,290 1,414214 2,211 1,414214 2,061 1,414214 1,865 1,414214 1,597

2 2,283 2 2,192 2 2,041 2 1,852 2 1,5712,82842

7 2,276 2,828427 2,169 2,828427 2,015 2,828427 1,832 2,828427 1,535

3,872983 2,273 3,872983 2,146 3,872983 1,986 3,872983 1,806 3,872983 1,483

5,477226 2,270 5,477226 2,130 5,477226 1,953 5,477226 1,770 5,477226 1,405

7,745967 2,267 7,745967 2,116 7,745967 1,924 7,745967 1,731 7,745967 1,297

10,95445 2,267 10,95445 2,110 10,95445 1,911 10,95445 1,702 10,95445 1,160

15,49193 15,49193 2,110 15,49193 1,901 15,49193 1,685 15,49193

21,9089 21,9089 21,9089 1,901 21,9089 1,679 21,9089 26,8328

2 26,83282 26,83282 26,83282 1,676 26,83282

37,9473 37,94733 37,94733 37,94733 1,672 37,94733

11


3

Tabla 5 Tabla de tiempo y leturas

Carga 50,97KPa Deformación Hv (mm) Hv/Hs Relación de Vacíos

0 0 0,5150,082 0,006507937 0,5084920630,095 0,007539683 0,5074603170,105 0,008333333 0,5066666670,118 0,009365079 0,5056349210,139 0,011031746 0,5039682540,16 0,012698413 0,5023015870,188 0,014920635 0,5000793650,229 0,018174603 0,4968253970,274 0,021746032 0,4932539680,317 0,02515873 0,489841270,336 0,026666667 0,4883333330,349 0,027698413 0,4873015870,359 0,028492063 0,4865079370,363 0,028809524 0,4861904760,366 0,029047619 0,485952381

Descarga 0 0 0,515

1,672 0,132722258 0,3822777421,663 0,131944677 0,3830553231,653 0,131167096 0,3838329041,643 0,130389515 0,3846104851,623 0,128834354 0,3861656461,597 0,126760805 0,3882391951,561 0,123909676 0,3910903241,509 0,119762579 0,3952374211,431 0,113541933 0,4014580671,323 0,104988543 0,4100114571,186 0,09410241 0,42089759

Tabla 6 Deformación carga 1

12



0 0 0,5150,408 0,032380952 0,4826190480,422 0,033492063 0,4815079370,428 0,033968254 0,4810317460,441 0,035 0,480,461 0,036587302 0,4784126980,484 0,038412698 0,4765873020,528 0,041904762 0,4730952380,559 0,044365079 0,4706349210,608 0,048253968 0,4667460320,65 0,051587302 0,463412698

0,673 0,053412698 0,4615873020,686 0,054444444 0,4605555560,696 0,055238095 0,4597619050,702 0,055714286 0,4592857140,706 0,056031746 0,458968254

Descarga0 0 0,515

1,891 0,150088229 0,3649117711,885 0,149569842 0,3654301581,881 0,149310648 0,3656893521,875 0,148792261 0,3662077391,865 0,14801468 0,366985321,852 0,146977906 0,3680220941,832 0,145422745 0,3695772551,806 0,143349196 0,3716508041,770 0,140498066 0,3745019341,731 0,137387743 0,3776122571,702 0,135055 0,379945


13



0 0 0,5150,758 0,06015873 0,454841270,771 0,061190476 0,4538095240,784 0,062222222 0,4527777780,804 0,063809524 0,4511904760,83 0,065873016 0,4491269840,863 0,068492063 0,4465079370,912 0,072380952 0,4426190480,961 0,076269841 0,4387301591,016 0,080634921 0,4343650791,049 0,083253968 0,4317460321,065 0,08452381 0,430476191,075 0,08531746 0,429682541,082 0,085873016 0,4291269841,085 0,086111111 0,4288888891,091 0,086587302 0,428412698

Descarga0 0 0,515

2,094 0,166158232 0,3488417682,090 0,165899038 0,3491009622,084 0,165380651 0,3496193492,074 0,16460307 0,350396932,061 0,163566296 0,3514337042,041 0,162011135 0,3529888652,015 0,159937586 0,3550624141,986 0,157604844 0,3573951561,953 0,155012907 0,3599870931,924 0,152680165 0,3623198351,911 0,15164339 0,36335661

Tabla 8Deformación carga 3

14


Carga 407,13 Kpa Deformación Hv (mm) Hv/Hs Relación de Vacíos

0 0 0,5151,156 0,091746032 0,4232539681,176 0,093333333 0,4216666671,196 0,094920635 0,4200793651,222 0,096984127 0,4180158731,27 0,100793651 0,414206349

1,331 0,105634921 0,4093650791,399 0,111031746 0,4039682541,467 0,116428571 0,3985714291,548 0,122857143 0,3921428571,591 0,126269841 0,3887301591,61 0,127777778 0,387222222

1,623 0,128809524 0,3861904761,633 0,129603175 0,3853968251,64 0,13015873 0,38484127

1,643 0,130396825 0,384603175Descarga

0 0 0,5152,250 0,178599525 0,3364004752,244 0,178081138 0,3369188622,237 0,177562751 0,3374372492,227 0,17678517 0,338214832,211 0,175489202 0,3395107982,192 0,17393404 0,341065962,169 0,172119685 0,3428803152,146 0,17030533 0,344694672,130 0,169009362 0,3459906382,116 0,167972588 0,3470274122,110 0,1674542 0,3475458


15


Carga 814,28 Kpa Deformación Hv (mm) Hv/Hs Relación de Vacíos

0 0 0,5151,721 0,1365873 0,3784126981,748 0,13873016 0,3762698411,777 0,14103175 0,3739682541,813 0,14388889 0,3711111111,878 0,14904762 0,3659523811,94 0,15396825 0,3610317462,044 0,16222222 0,3527777782,142 0,17 0,3452,237 0,17753968 0,3374603172,28 0,18095238 0,3340476192,299 0,18246032 0,3325396832,312 0,18349206 0,3315079372,322 0,18428571 0,3307142862,326 0,18460317 0,3303968252,332 0,18507937 0,329920635

Descarga0 0 0,515

2,312 0,1835242 0,3314757972,309 0,18326501 0,331734992,303 0,18274662 0,3322533772,296 0,18222824 0,3327717652,290 0,18170985 0,3332901522,283 0,18119146 0,3338085392,276 0,18067307 0,3343269262,273 0,18041388 0,334586122,270 0,18015469 0,3348453132,267 0,17989549 0,3351045072,267 0,17989549 0,335104507


16


10 100 10000.3

0.4

0.5

0.6Curva Consolidacion

Esfuerzo[s]

Rela

cion

de

vaci

os [e

]

Gráfica 1 Curva de consolidación

17


0 5 10 15 20 25 30 35 400.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

Deformacion Carga 50,47KPa

Tiempo [min 1/2]

Defo

rmac

ion[

d]

Gráfica 2 Deformación Taylor carga 1

18


0 5 10 15 20 25 30 35 400.4

0.45

0.5

0.55

0.6

0.65

0.7

0.75


Tiempo [min 1/2]

Defo

rmac

ion

[d]


19


0 5 10 15 20 25 30 35 400.8

1.8

2.8

3.8

4.8

5.8

6.8

7.8

8.8

9.8

10.8


Tiempo [min 1/2]

Defo

rmac

ion[

d]


20


0 5 10 15 20 25 30 35 401.1

2.1

3.1

4.1

5.1

6.1

7.1

8.1

9.1

10.1

11.1


Timpo [min 1/2]

Defo

rmac

ion[

d]


21


0 5 10 15 20 25 30 35 401.7

1.8

1.9

2

2.1

2.2

2.3

2.4

Deformacion Carga 814,28KPaTiempo [min 1/2]

Defo

rmac

ion[

d]


22


1 10 100 1000 100000.05

2.05

4.05

6.05

8.05

10.05

12.05


Tiempo [min]

Defo

rmac

ion

[d]

Gráfica 7 Deformación Casa Grande carga 1

23


1 10 100 1000 100000.35

0.4

0.45

0.5

0.55

0.6

0.65

0.7

0.75

Deformacion Carga 101,63KPaTiempo [min]

Defo

rmac

ion

[d]


24


0.1 1 10 100 1000 100000.7

0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

1

1.05

1.1

1.15


Defo

rmac

ion

[d]

Gráfica 9 Deformación Casa Grande 3

25


1 10 100 1000 100001.1

1.2

1.3

1.4

1.5

1.6

1.7

Deformacion Carga 407,13 KPa

Tiempo [min]

Defo

rmac

ion

[d]


26


0.1 1 10 100 1000 100001.7

1.8

1.9

2

2.1

2.2

2.3

2.4


Defo

rmac

ion[

d]

27



0 100 200 300 400 500 600 700 800 9000

0.00001

0.00002

0.00003

0.00004

0.00005

0.00006

Cv Taylor

Esfuerzo [s]

CV

Gráfica 12 Curva Taylor Cv

28


0.1 100.1 200.1 300.1 400.1 500.1 600.1 700.1 800.1 900.10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Cv Casa Grande

Esfuerzo [s]

Cv

Gráfica 13 Curva Casa Grande Cv

29


050100150200250300350400450

-0.0004

-0.00035

-0.0003

-0.00025

-0.0002

-0.00015

-0.0001

-0.00005

0

MV

Esfuerzo [s]

Mv

Gráfica 14 Curva Mv

30


050100150200250300350400450

0

2

4

6

8

10

12

K Taylor

Esfuerzo [s]

K

Gráfica 15 Curva K Taylor

31


050100150200250300350400450

-0.000000035

-0.00000003

-0.000000025

-0.00000002

-0.000000015

-0.00000001

-0.000000005

0

K Casagrande

Esfuerzo[s]

K

Gráfica 16 Curva K Casa Grande

32


De las graficas que obtuvimos podemos decir que la diferencia entre el metodo de taylor y casagrande es el tiempo que se obtiene de cada una, para tylor podemos obtener la consolidacion en el t50 y para casagrande en el t90; además que al aplicar la carga y descarga se pueden hallar: El esferzo de preconsolidación (indica la mayor carga que ha soportado el suelo en su historial geografico), y con esto al sacar el esfuerzo prima deducir si es sobreconsolidado o normalmente consolidado; se puede analizar la capacidad que tiene el suelo a deformarse y lo que se puede seguir feformando despues de aplicada la carga maxima; tambien podemos encontrar el grado de consolidacion (grado de asentamiento del suelo según un incremento de carga paralelo al tiempo que se aplica)

5 CONCLUSIONES

Con los datos hallados y utilizados durante el proceso de ensayo de consolidación se puede estimar el asentamiento que se da en un intervalo dado de tiempo; se debe ser precavido con la precisión de estos resultados depende del cuidado de la muestra al tomar las dimensiones del anillo y peso de este; la coherencia del ensayo depende de que la segunda carga con respecto a la primera debe ser el doble.

Se puede obtener la densidad seca máxima y esta no se puede hallar en campo ni teórica solo puede ser hallada en el laboratorio.

6 Bibliografía

https://rincondelaprendizaje2.wordpress.com/2014/08/20/libro-de-geotecnia-para-ingenieria-civil-y-arquitectura/

LAMBE, W., WHITMAN, R.Mecánica de suelos. Limusa, 1972

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Documents

LABORATORIO MECÁNICA DE SUELOS ENTREGA NÚMERO TRES Yaith lopez romero