LAb mec suelos 2

Introducción:
La Mecánica de Suelos es la ciencia que se encarga del estudio de las propiedades
físicas y mecánicas del suelo, conformando una de las ramas más importantes de la Ingeniería
Civil. El estudio de un suelo se realiza mediante descripciones visuales y ensayes que permiten
establecer en forma cuantitativa el comportamiento del suelo frente a diversas adversidades,
tales como terremotos, cambios de temperatura, variaciones de humedad, etc.
En el presente informe se detalla el procedimiento y resultados obtenidos al efectuar un
ensaye de consolidación uniaxial, sobre una muestra de suelo producto de sedimentos lavados
por el agua o transportados por volcanes hasta las planicies. Posteriormente, los datos son
analizados para obtener el valor de la masa seca total de la probeta, contenido de agua inicial y
final, volumen de sólido, altura equivalente de sólido, grado de saturación y las propiedades de
carga deformación.
Objetivos:
-
Efectuar un ensaye de Consolidación Uniaxial sobre una muestra de suelo.
-
Obtener el contenido de agua de la muestra.
-
Obtener el volumen de sólido del suelo en estudio.
-
Obtener el grado de saturación y las propiedades de carga deformación para la
muestra de suelo.
Equipo:
- Dispositivo de Carga: Este dispositivo permite aplicar cargas verticales a la probeta de
suelo y debe ser capaz de mantener las cargas especificadas durante periodos de tiempo con
una desviación máxima con respecto al valor de la carga aplicada de
 0.5% .
-Consolidómetro: Es un equipo que permite fijar la probeta a un anillo fijo a la base,
además se instalan discos o piedras porosas en cada cara de la probeta. El diámetro interno
del anillo se determina para una tolerancia de 0.075[mm].
- Piedras porosas: el material de los discos porosos debe ser de silicona Carbida, óxido
de aluminio, o cualquier material no corrosivo. La granulometría de estos discos debe ser lo
suficientemente fina, con el fin impedir la intrusión de material particulado a los poros del disco.
-Indicador de deformación: equipo para medir y registrar la variación de altura de la
probeta, con una precisión de 0.025 [mm].
-Equipo tallado e la probeta: Permite tallar la muestra hasta obtener un diámetro menor
al diámetro interno del anillo del consolidómetro.
-Equipo adicional: Dentro de este equipamiento se encuentran el cronómetro, agua
destilada, espátulas, cuchillos, sierras, balanzas, horno secador y cámara húmeda.
3.2. Procedimiento de Ensayo
Muestreo del Suelo
Se realiza una muestra inalterada, es decir, protegida de la manipulación, del transporte
con el fin de que conserve sus propiedades naturales.
Preparación de la muestra:
Se busca la marca que indica la posición natural del suelo en la envoltura de parafina.
Se extrae la parafina sólida marcando la muestra de forma que indique su posición natural.
Se talla la muestra y luego se dispone
entre dos piedras porosas (Consolidómetro)
conectado a unos piezómetros.
Se satura la muestra para luego ser ensayada a consolidación drenada.
Ensaye:
En base al régimen de cargas se mide el asentamiento del suelo durando 24[hrs] las
mediciones, la primera presión es de 0.07[Kg/cm2], el sistema debe funcionar monolíticamente.
El tiempo que demora la transferencia y lo que se asienta la muestra se llama consolidación.
Este ensaye mide carga controlada v/s asentamiento, Se debe medir el esponjamiento del
suelo al ser descargado, esto para medir realmente el asentamiento del suelo in-situ.
El procedimiento corresponde a ajustar los diales a una lectura de 0 y determinar en,
en forma aparte el área de la muestra, luego se determinan las cargas para obtener una
progresión geométrica de presiones que va multiplicando la carga anterior por 2 comenzando
en 0,25-0,5-1-2-4-etc. Se aplica el primer incremento de carga de 0,25 kg/cm2 y se toman
lecturas de los diales exactamente a tiempos de 0’’,6’’,15’’,30’’,1’,2’,4’,8’,16’,30’,1hr, 2 hr.etc.
hata encontrar el 90% de la consolidación. Para el caso de suelos arcillosos el incremento de
carga, se recomienda, realizar mediciones para 24 hr también., aún cuando algunas arcillas
necesitan a veces de tiempo bastante diferente para realizar el incremento de cargas siguiente.
Luego se intenta conocer el hinchamiento del suelo bajo cargas decrecientes, para ello se
descarga la muestra a 2, 0,5, 0,1 kg/cm2 en al menos 12 hr de aplicación cada uno. Este
procedimiento es arbitrario y se debe informar en caso necesario.
Terminado con el proceso de descarga, se saca la caja de consolidación con el suelo del
aparato de carga, se seca superficialmente y pesa, luego se coloca en el horno durante 24 hr,
tiempo al cabo del cual se determina su peso seco, de tal forma de determinar la humedad final
de la probeta.
Calculos:
Masa seca total de la probeta:
Md 
Mtf
171,9

 143( gr )
1  Wtf
1,98
Contenido de agua inicial y final:
wi 
( Mto  Md )
*100  19,5%
Md
wf 
( Mtf  Md )
*100  19,8%
Md
Volumen de sólido:
Vsi 
Md
143,5

 52,01(cm3)
G  w 2,759
Altura Equivalente de Sólidos:
Hs 
Vs
 Hs  1, 644(cm)
A
Razón de Vacíos antes y después del ensayo:
o 
Ho  Hs
 0,554
Hs
f 
Hf  Hs
 0,552
Hs
Grado de Saturación antes y después del ensayo:
Soi 
( Mto  Mdo)
 97%
A w( Ho  Hsi )
Sof 
( Mtf  Md )
 99%
A w( Hf  Hs)
Luego calculando el índice de compresión con los gráficos que se indican a continuación,
obteniendo la pendiente de la línea recta, queda de la forma:
Cc 
e
 0.13
log( PP12 )
Resultados
Según los datos que se tienen en la tabla adjuntada con la norma se obtienen los siguientes
gráficos:
Conclusiones
Según lo observado en laboratorio, podemos destacar los siguientes aspectos:

Podemos confirmar la importancia del ensayo triaxial en la determinación confiable de
constantes que definen el comportamiento de un suelo, como lo son su cohesión, ángulo de
fricción y módulo de elasticidad, y que resultan esenciales en el cálculo de cualquier
estructura que interactúe con este medio.

Además, gracias a la confiabilidad y reproducción fehaciente de las condiciones naturales
del suelo, el ensaye triaxial permite obtener los valores de esfuerzo que determinan la
condición de falla de una suelo, aportando datos imprescindibles para el diseño.

Se comprueba que el valor del ángulo de fricción obtenido en este ensayo es menor al
calculado mediante el ensaye de corte directo. Esto se debe a que la presión de
confinamiento se ve disminuida por la presión de poros existente en el material.

Es preciso realizar los ensayos de la mejor manera posible, ya que un error en la toma de
un valor puede afectar en gran medida el resultado final. Por ello es conveniente que el
ensaye sea efectuado por personal calificado y experimentado, que siga estrechamente los
procedimientos descritos en la norma correspondiente.

Si bien la realización de este ensayo requiere bastante tiempo y un conjunto de estrictas
normas a cumplir, el aporte al momento de clasificar el tipo de suelo es muy valioso, pues
entrega características físicas que permiten desechar o aceptar un tipo de suelo para cierta
tarea.