E - 151 - 1 CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL DE LOS SUELOS

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CONSOLIDACION UNIDIMENSIONAL DE LOS SUELOS
I.N.V. E - 151
1.
OBJETO
Este método se refiere al procedimiento para determinar la rata y la magnitud de
la consolidación de muestras de suelos cuando se confinan lateralmente y se
cargan y drenan axialmente.
2.
DEFINICIONES.-
2.1
Consolidación inicial (CI).- Reducción casi instantánea en el volumen de
la masa de un suelo bajo una carga aplicada, que precede a la consolidación
primaria, debida principalmente a la expulsión y compresión del aire contenido
en los vacíos del suelo.
2.2
Consolidación primaria.- Reducción en el volumen de la masa de un
suelo originada por la aplicación de una carga permanente y la expulsión del
agua de los vacíos, acompañada por una transferencia de carga del agua a las
partículas sólidas del suelo.
2.3
Consolidación secundaria.- Reducción en el volumen de la masa del
suelo, causada por la aplicación de una carga permanente y el acomodo de la
estructura interna de su masa, luego de que la mayor parte de la carga ha sido
transferida a las partículas sólidas del suelo.
3.
RESUMEN DEL METODO
El método requiere que una muestra del suelo sea restringida lateralmente y que
se cargue axialmente con incrementos constantes de carga, aplicados hasta que
todo exceso de la presión de agua en los poros se disipe, para cada incremento.
Durante el proceso de compresión se efectuarán medidas de la disminución del
espesor de la muestra, datos que se usarán para calcular los parámetros que
describen la relación entre el esfuerzo efectivo y la relación de vacíos o
deformación, así como la rata a la cual pueda ocurrir ésta.
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4.
USO Y SIGNIFICADO
La compresibilidad de los suelos determinada mediante esta norma, es una de
las propiedades más útiles que pueden obtenerse a partir de ensayos de
laboratorio. Los datos que resultan del ensayo de consolidación pueden usarse
para hacer un estimativo tanto de la rata, como de la magnitud del asentamiento
diferencial y/o total, de una estructura o de un relleno. Estas apreciaciones
suelen tener una importancia decisiva para elegir el tipo de fundación y evaluar
su conveniencia.
5.
EQUIPO
5.1
Dispositivos de carga.- Un dispositivo adecuado para aplicar cargas
verticales a la muestra. El dispositivo deberá ser capaz de mantener las cargas
especificadas durante períodos prolongados con una precisión de ± 0.5 % de la
carga aplicada y deberá permitir la aplicación de un incremento de carga, dentro
de un período de 2 segundos sin que se produzca ningún impacto de
significación.
5.2
Consolidómetro.- Un dispositivo para mantener la muestra dentro de un
anillo el cual puede estar fijado a la base o puede ser flotante (sostenido por
fricción sobre la periferia de la muestra) con piedras porosas sobre cada cara de
la muestra. El consolidómetro deberá proporcionar también medios para
sumergir la muestra, aplicar la carga vertical, y medir el cambio de espesor de la
misma (véase Figura No.1). El anillo del consolidómetro deberá cumplir con los
siguientes requisitos:
-
El diámetro mínimo de la muestra (anillo),deberá ser de 50 mm (2.00") y al
menos 5 mm (1/4") menor que el diámetro interior del tubo de muestreo si
las muestras son sacadas por extrusión y desbastadas.
-
El espesor mínimo de la muestra deberá ser de 13 mm (0.5") pero deberá
ser menor de 10 veces el diámetro de la partícula de mayor tamaño.
-
La relación mínima del diámetro al espesor de la muestra deberá ser 2.5.
-
La rigidez del anillo deberá ser tal, bajo las condiciones de la presión
hidrostática de la muestra, que el cambio del diámetro del anillo no pasará
del 0.3 % del diámetro bajo la mayor carga que se aplique.
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-
El anillo deberá elaborarse de un material que no sea corrosivo en
relación con el suelo ensayado. La superficie interior deberá estar
altamente pulida o deberá pulirse con un material de baja fricción. Para
suelos no arenosos, puede usarse la grasa silicona o el
politetrafluoroetileno.
5.3
Piedras porosas.- Las piedras porosas podrán ser de carburo de sílice, o
de óxido de aluminio, o de un metal que no sea atacado ni por el suelo, ni por la
humedad del mismo. La constitución de su porosidad deberá ser lo
suficientemente fina para evitar la intrusión del suelo dentro de sus poros. Si
fuera necesario, podrá usarse papel de filtro para evitarlo. Sin embargo la
permeabilidad de éstas y del papel de filtro, cuando se use, deberá ser
suficientemente alta para evitar retardo en el drenaje de la muestra. Las piedras
deberán estar limpias y libres de grietas, astillas e irregularidades.
-
El diámetro de la piedra superior podrá ser entre 0.2 y 0.5 mm (0.01 a
0.02") menor que el diámetro interior del anillo. Cuando se emplee un
anillo flotante, la piedra del fondo deberá tener el mismo diámetro que la
piedra de la parte superior. Se recomienda el uso de piedras ahusadas
con el diámetro mayor en contacto con el suelo.
-
El espesor de la piedra deberá ser suficiente para evitar su rotura. La
piedra superior deberá cargarse a través de una platina resistente a la
corrosión que deberá ser suficientemente rígida para evitar el rompimiento
de la piedra.
5.4
Almacenamiento.- El almacenamiento de muestras selladas deberá ser tal
que no pierdan humedad durante el mismo y que no haya evidencia de
secamiento parcial ni de contracción de los extremos de la muestra. El tiempo de
almacenamiento deberá reducirse al mínimo, particularmente cuando se espera
que el suelo o la humedad reaccione con los tubos de muestreo.
-
Cuarto húmedo para la preparación de la muestra.- Las muestras deberán
prepararse en un cuarto donde el cambio de la humedad no sea mayor de
0.2 %. Debe emplearse preferiblemente una cámara con humedad
elevada.
5.5
Temperatura.- Los ensayos deberán efectuarse en un ambiente donde las
fluctuaciones de la temperatura no sean mayores que ± 4 °C (± 7 °F) y donde no
haya contacto directo con la luz del sol.
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5.6
Cizalla ó cortador cilíndrico, para tallar la muestra hasta el diámetro
interior del anillo del consolidómetro, con el mínimo de alteración. El cortador
deberá tener una superficie altamente pulida y deberá cubrirse con un material
de baja fricción.
5.7
Balanza, con aproximación a 0.1 g o a 0.1% del peso total de la muestra.
5.8
Horno, que pueda mantener una temperatura uniforme de 110° ±5 °C (230
± 9 °F).
5.9
Deformímetro, para medir el cambio de espesor de la muestra con una
sensibilidad de 0.0025 mm (0.0001").
5.10 Equipo misceláneo: incluye espátulas, navajas y sierras de alambre para
la preparación de la muestra. Además, cronómetro (ojalá con alarma
programable).
5.11 Recipientes para el contenido de humedad, los cuales deberán estar de
acuerdo con la Norma INV E-114.
Un trapo húmedo, una membrana de caucho, o papel parafinado para proteger la
muestra de pérdida de humedad debido a la evaporación.
6.
TOMA DE MUESTRAS
Deberán obtenerse y emplearse muestras relativamente inalteradas para el
ensayo de consolidación a causa de que la utilidad de los resultados del mismo
disminuye grandemente con la alteración de la muestra. Las Normas INV E-109
a E-111, cubren procedimientos y equipo que deben usarse para obtener
muestras satisfactorias para los ensayos.
7.
PREPARACION DE LA MUESTRA
7.1
La muestra se prepara en un ambiente conforme al numeral 5.4. La
muestra se moldeará de acuerdo con el interior del diámetro del consolidómetro,
forzándola directamente dentro del mismo. Se cortará cuando haya que
emparejarla con la superficie plana del anillo. En suelos blandos a medianos,
deberá usarse una sierra de alambre para cortar la parte superior e inferior de la
muestra con el fin de disminuir las zonas con agrietamientos. Una regla con un
borde cortante podrá usarse para el corte final después de que el exceso de
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suelo haya sido removido con una sierra de alambre. Para suelos duros, una
regla con borde cortante podrá usarse simplemente para perfilar el fondo y la
parte superior. Si se desea, el espesor de la muestra podrá hacerse menor que
la altura del anillo mediante extrusión y corte, pero deberá cumplirse con el
espesor mínimo de la muestra a que se refiere el numeral 5.2. Un anillo para
muestreo con el borde cortante debidamente acondicionado proporciona el
ajuste más adecuado, en muchos suelos.
-
Deberán tomarse precauciones para disminuir la alteración del suelo o los
cambios en la humedad y peso unitario durante el transporte y preparación
de la muestra, y deberá evitarse para la misma cualquier vibración,
distorsión y compresión.
7.2 Suelos orgánicos o fibrosos, como la turba y demás suelos que pueden
dañarse fácilmente al ser recortados, deberán transferirse directamente del tubo
muestreador al anillo, con la condición de que éste tenga el mismo diámetro de
aquél.
7.3
Podrán emplearse muestras obtenidas mediante un tubo muestreador de
camisa interior siempre y cuando cumplan con las exigencias de la Norma INV
E-109, y con el método descrito en este ensayo.
7.4
En seguida, se determinará el peso de la muestra dentro del anillo de
consolidación.
8.
CALIBRACION
8.1
Para su calibración ármese el consolidómetro con un disco de cobre o de
acero duro aproximadamente de la misma altura que la muestra de ensayo y de
1 mm (0.04") menor que el diámetro del anillo en el sitio de la muestra.
Humedézcanse las piedras porosas y si se usan filtros de papel (véase numeral
5.3), deberán humedecerse igualmente y dejar tiempo suficiente para permitir
que la humedad salga de ellos durante el proceso de calibración.
8.2
Cárguese y descárguese el consolidómetro como si se tratara del ensayo
y mídase la deformación para cada carga aplicada.
8.3
Dibújense o tabúlense las correcciones que puedan aplicarse a las
deformaciones de la muestra de ensayo para cada carga aplicada. Nótese que el
disco de metal puede deformarse también. Sin embargo, la corrección debida a
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esta deformación será despreciable para todos los suelos, excepto para los
extremadamente duros. Si fuere necesario, podrá calcularse la compresión del
disco de metal y aplicarse a las correcciones.
9.
DETERMINACIONES PREVIAS AL ENSAYO
9.1
Deberán determinarse previamente al ensayo de consolidación, las
determinaciones del contenido natural de humedad, peso, volumen, peso
específico, límite líquido y límite plástico, y granulometría del suelo.
9.2
Usese el material cortado adyacente a la muestra (véase numeral 7) para
determinar el contenido natural de humedad y el peso específico de acuerdo con
la Normas y INV E-122 y INV E-128, respectivamente. Determínese el peso
inicial de la muestra húmeda substrayendo el peso del anillo del peso combinado
del anillo y de la muestra, así como el volumen inicial de la muestra a partir del
diámetro y del espesor de la misma. El contenido de la humedad de los recortes
de suelo es aproximado pero permite determinar la relación de vacíos antes de
completar el ensayo. La determinación exacta del peso seco de la muestra y de
la humedad deberá efectuarse al final del ensayo, cuando se seque la muestra
entera. Este procedimiento deberá ser usado, a menos que se necesite una
porción de la muestra para los ensayos índices (véase numeral 10.9). En cuando
al peso específico, podrá estimarse cuando no se necesite una relación de
vacíos más exacta.
9.3
El límite líquido, determinado según la Norma INV E-125, el límite plástico
según la Norma INV E-126, y la granulometría, para los suelos con material
granular apreciable, de acuerdo con la Norma INV E-123 son útiles para
identificar el suelo y para correlacionarlo. Se recomienda que los límites líquido y
plástico sean determinados sobre recortes o sobre porciones representativas de
la muestra del ensayo si el suelo exhibe una heterogeneidad significativa.
10.
PROCEDIMIENTO
10.1 El objetivo de la preparación de las piedras y de los restantes elementos
antes de que se pongan en contacto con la muestra es el de evitar cambios en el
contenido de humedad de ésta. En esta forma, suelos altamente expansivos,
muy secos, deberán colocarse sobre piedras secas, pero muchos suelos
parcialmente saturados podrán colocarse sobre piedras que hayan sido
simplemente humedecidas.
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Si la muestra está saturada y si no se cree que tenga una elevada afinidad con
el agua, deberán hervirse las piedras porosas después de limpiarlas con un
cepillo no abrasivo y mantenerse saturadas hasta cuando se pongan en contacto
con la muestra.
Armese el anillo, la muestra y las piedras porosas. Con el conjunto del
consolidómetro ensamblado, envuélvase la muestra, el anillo, el papel de filtro
(cuando se use) y las piedras porosas con un plástico suelto o con una
membrana de caucho para evitar el cambio en el volumen de la muestra por
evaporación. Podrá omitirse esta etapa cuando la muestra se inunde después de
aplicado el primer incremento de carga como se prevé en el numeral 10.8.
10.2 Colóquese el consolidómetro en el dispositivo de carga y aplíquese una
carga de asentamiento de 5 kPa (0.05 kg/cm²) o de 100 lb/pie². Dentro de los
cinco minutos siguientes a la aplicación de ésta, ajústese el deformímetro para
la lectura inicial o para la lectura de cero. Para los suelos muy blandos es
deseable por lo menos una presión de (0.025 kg/cm² o 2 o 3 kPa, alrededor de
50 lb/pie²).
10.3 Colóquense cargas sobre el consolidómetro para obtener presiones sobre
el suelo de aproximadamente 0.025, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4 kg/cm² etc. o de 5, 10,
20, 40, 80, etc. kPa, o (100, 200, 400, 800, 1600, etc. lbf/pie²), con cada carga
mantenida constante como se describe en el numeral 10.4 (pueden requerirse
incrementos más pequeños sobre muestras muy blandas o cuando se desee
determinar con mayor precisión la carga de preconsolidación). El proceso del
cargue de la muestra deberá continuarse dentro de la zona de la compresión
virgen de manera que pueda apreciarse la forma de la curva en la parte
correspondiente a éste. Típicamente, una carga final igual o cuatro veces mayor
que la de preconsolidación de la muestra puede ser requerida con este fin. En
particular en el caso de arcillas preconsolidadas, puede ser deseable un ciclo de
carga-descarga para evaluar mejor los parámetros de recompresión, pero dicho
procedimiento es opcional.
10.4 Al menos para dos incrementos de carga incluido uno que exceda la
preconsolidación, anótese el espesor de la muestra o el cambio de ésta antes de
aplicar cada incremento y con intervalos de aproximadamente 0.1, 0.25, 0.5, 1,
2, 4, 8, 15 y 30 minutos, 1, 2, 4, 8, etc. horas, contados a partir del momento
cuando se aplicó la carga. Estas lecturas de tiempo-asentamiento sólo son
requeridas para muestras saturadas. Las lecturas deberán continuarse por lo
menos hasta que se haga patente la pendiente de la compresión lineal
secundaria característica del asentamiento, contra el logaritmo del tiempo
(véase el numeral 11.1), a menos que se use el método del numeral 11.6, en
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cuyo caso, la carga siguiente pueda aplicarse tan pronto como se complete el
100 % de la consolidación. Para suelos con una baja consolidación primaria, las
cargas deberán mantenerse por lo menos durante 24 horas. En casos extremos
o cuando quieran evaluarse las características de consolidación secundaria,
deberán aplicarse durante un período más largo.
Se aplica luego el incremento siguiente de carga. Cuando no se requieran datos
de tiempo contra asentamiento deberá mantenerse la carga sobre la muestra
esencialmente durante el mismo tiempo que cuando se hacen lecturas del
tiempo contra cada deformación. Deberá disponerse de suficientes lecturas
cerca del final del período del incremento de carga para permitir cualquier
extrapolación de la curva de tiempo vs. asentamiento.
10.5 Cuando se vayan a dibujar las deformaciones contra la raíz cuadrada del
tiempo, los intervalos pueden ajustarse a aquellos que correspondan a raíces
cuadradas, como por ejemplo 0.09, 0.25, 0.49, 1 minuto, 4 minutos, 9 minutos,
etc.
10.6 Rebote. Cuando se deseen conocer las características del rebote o de la
descarga, deberá descargarse el suelo mediante reducciones de la carga en
orden inverso. Sin embargo, si se desea, cada carga sucesiva puede ser tan
sólo un cuarto de la carga que la precede. Regístrense los intervalos de tiempo
como se sugirió en el numeral 10.4. Nótese, sin embargo, que para muchos
suelos el rebote se completará en menor tiempo del que había sido requerido
para un incremento de carga durante la consolidación primaria, pero deberán
hacerse suficientes lecturas para verificar que el rebote esté esencialmente
completo.
10.7 Como alternativa, podrá emplearse un programa de carga, descarga y
recarga, que reproduzca los cambios de esfuerzos que se presentarán durante la
construcción, o que obtenga una mejor definición de alguna parte de la curva de
carga-asentamiento, o que ayuden a la interpretación del comportamiento del
suelo en el terreno. Esto deberá indicarse claramente en los resultados del
ensayo.
10.8 Si el ensayo se efectúa sobre una muestra inalterada saturada bajo las
condiciones del terreno o que haya sido obtenida por debajo del nivel freático,
deberá inundarse antes de aplicar el primer incremento de carga. A medida que
ocurra la inundación y el humedecimiento de la muestra, deberá aumentarse la
carga cuando fuere necesario, para evitar que se expanda, a menos que ésta
tienda a hincharse bajo la carga vertical estimada en el sitio. Si la muestra se
comprime después de inundada, anótese simplemente la magnitud de la
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compresión. También pueden inundarse las muestras a presiones que simulen
una situación futura bajo las condiciones del terreno. En tales casos, la presión
de inundación y cualquier efecto resultante, como la expansión o el aumento de
la compresión, deberán anotarse en los resultados del ensayo.
Puede aplicarse contrapresión para la saturación si así se desea y cuando el
consolidómetro está capacitado para ello. La contrapresión deberá estimarse
como sigue:
En unidades del sistema internacional (SI):
(Profundidad de la muestra por
debajo del nivel freático, m ) x 1.000 kg/m 3
p (kg/cm²) =
10000 cm²/m²
En unidades del sistema inglés:
(Profundidad de la muestra por
debajo del nivel freático, pies) x 62.4 lb/pie 3
p (lb/pulg²)=
144 pulgadas²/pie²
Aplíquese la contrapresión mediante incremento cada 30 minutos de manera que
la aplicación total se cumpla en 6 horas. La contrapresión deberá mantenerse
mientras tiene lugar la saturación de la muestra (aproximadamente 3 días).
10.9 Para disminuir la expansión durante la descarga, deberá rebotarse la
muestra hasta un esfuerzo muy pequeño y desmontarse rápidamente después
de quitada la carga final. Remuévase el anillo con la muestra del consolidómetro
y quítese el agua libre del anillo y de la muestra, sáquese la muestra del anillo, y
determínese su peso, séquese al horno, y vuélvase a pesar para obtener el peso
de los sólidos y el contenido final de agua. Cuando la muestra original sea muy
heterogénea, los ensayos índice podrán efectuarse sobre una porción de la
muestra de ensayo y el remanente podrá usarse para la determinación del
contenido final de humedad.
-
Para suelos con cantidades apreciables de materia orgánica o de yeso, el
secado al horno deberá efectuarse según lo pertinente expresado en la
Norma INV E-122.
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11.
CALCULOS
11.1 A partir de los incrementos de carga para los cuales se obtienen las
lecturas del tiempo, dibújense las curvas: deformación contra el logaritmo del
tiempo (en minutos) y contra la raíz cuadrada del tiempo, (en minutos), por cada
incremento de carga a medida que progrese el ensayo, y para los decrementos
del rebote. (Véanse Figuras Nos.2 y 3).
11.2 Hállese el asentamiento que representa el 100 % de la consolidación
primaria para cada incremento de carga. Dibújese primero una línea recta a
través de los puntos que representan las lecturas finales y que exhiben una
tendencia recta y una inclinación suave. Dibújese una segunda recta tangente a
la parte más pronunciada de la curva de log. de tiempo vs. asentamiento. La
intersección representa el asentamiento primario. Corríjase la deformación para
el 100 % de acuerdo con los resultados de la calibración (véase el numeral 8).
La consolidación que ocurra después del 100 % de la consolidación primaria se
define como consolidación secundaria.
11.3 Hállese la deformación que representa el 0 % de la consolidación primaria.
Para ello se seleccionan dos tiempos (t B y t A ) que tengan una relación de 1 a 4
(t A = 4 t B ), de tal manera que la deformación correspondiente al mayor de los
dos tiempos será mayor que 1/4 pero menor que ½ del cambio total de la
deformación para el incremento de carga. La deformación correspondiente al 0
% de la consolidación primaria se obtiene al restar la diferencia de las
deformaciones para los dos tiempos t A y t B seleccionados, del valor de
deformación de t B . (Ver Figura No.2).
11.4 El asentamiento correspondiente al 50 % de la consolidación primaria para
cada incremento de carga, es igual al promedio de los asentamientos no
corregidos que corresponden al 0 y 100 %. El tiempo requerido para el 50 % de
la consolidación bajo cualquier incremento de carga, puede hallarse
gráficamente a partir de la curva de asentamiento-log del tiempo para dicho
incremento, observando el tiempo que corresponda al 50 % de la consolidación
primaria de la curva (Figura No.2).
11.5 Para cada incremento de carga en el cual se obtuvieron lecturas de
tiempo-asentamiento, calcúlese el coeficiente de consolidación, Cv, así:
0.05 H²
Cv =
t 50
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Siendo:
H =
Altura de la muestra en metros (pies) para una muestra con drenaje
doble al 50 % de consolidación.
t 50 =
Tiempo para el 50 % de consolidación en años, y
Cv = Coeficiente de Consolidación en m²/año (pies²/-año).
Si H está en mm y t en segundos o minutos, Cv quedará expresado en mm²/s o
mm²/min, respectivamente, y será preferible hacer la conversión a unidades más
convenientes.
11.6 Puede emplearse un procedimiento alterno que requiere un gráfico de
deformación contra √t para determinar los puntos del 0 y 100 % de
consolidación, así como el coeficiente de consolidación para cada incremento .
La parte inicial de la curva se aproxima mediante una línea recta. Se extrapola la
línea hasta t = 0. La correspondiente ordenada de deformación representa el 0
% de la consolidación primaria. Se dibuja una segunda línea recta a través de
este punto de manera que la abscisa de esta línea sea 1.15 veces la abscisa de
la aproximación en línea recta de la parte inicial de la curva. La intersección de
esta nueva línea con la curva de deformación-raíz cuadrada del tiempo
corresponde al 90 % de consolidación primaria. La deformación al 100 % de la
consolidación primaria es 1/9 mayor que la diferencia entre las deformaciones a
0 y 90 % de consolidación. Análogamente, la deformación al 50 % de
consolidación primaria es 5/9 de la diferencia en las deformaciones entre el 0 y
el 90 % de consolidación. (Véase Figura No.3).
Las deformaciones correspondientes al 50 % y 100 % de consolidación deberán
calcularse así:
5
D 50 = Do +
(D 90 - Do)
9
10
D 100 = Do +
(D 90 - Do)
9
Do, D 50 , D 100 serán las deformaciones correspondientes al 0 %, 50 % y 100 %
de consolidación.
El coeficiente de consolidación puede hallarse entonces a partir del tiempo del
90 % de consolidación así.
E - 151 - 12
0.21 H²
Cv =
t 90
donde:
H
=
t 90 =
Cv =
Espesor de la muestra en m (pies) para una muestra con drenaje
doble,
Tiempo para el 90 % de consolidación en años
Coeficiente de consolidación, en m²/año (pies²/año)
Si H está en milímetros y t en segundos o minutos, las unidades de Cv serán
mm²/seg o mm²/min respectivamente y será conveniente la conversión a
unidades más adecuadas. Si se desea, puede emplearse también el método de
la raíz cuadrada del tiempo para obtener un valor de t 90 .
Para cada incremento de carga deberán calcularse, además los siguientes
valores:
CI = D 100 (carga anterior) - Do (carga en análisis).
CT = D 100 (carga anterior) - D 100 (carga en análisis).
CI
% CI =
x 100
CT
siendo:
CI = Consolidación inicial
CT = Consolidación total.
11.7 Calcúlese la relación inicial de vacíos, la humedad, el peso unitario y el
grado de saturación, con base en el peso seco de la muestra total. El volumen
de la muestra se calcula a partir del diámetro y de la altura del anillo. El volumen
del suelo se calcula dividiendo el peso seco de la muestra por el peso específico
del suelo multiplicado éste por el peso unitario del agua. Se supone que el
volumen de vacíos es la diferencia entre el volumen de la muestra y el volumen
de los sólidos.
11.8 Calcúlese la relación de vacíos correspondiente al 100 % de la
consolidación primaria (empleando las lecturas de asentamientos corregidas
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para cada carga). A manera de alternativa, calcúlese el porcentaje de
compresión al 100 % de la consolidación primaria para cada carga a partir de la
altura inicial de la muestra. Como segunda alternativa, calcúlese la relación de
vacíos (o valores del porcentaje de compresión) empleando los valores de
deformación obtenidos después de un intervalo de tiempo escogido, el cual
incluirá alguna parte de consolidación secundaria; dicho intervalo deberá ser el
mismo para cada incremento de carga. Sin embargo, si el valor de "equilibrio"
escogido es diferente al punto del 100 % de la consolidación primaria, deberá
incluirse una anotación al respecto con los resultados del ensayo. Es de
observar que la segunda alternativa, atrás citada, se traducirá en valores algo
más bajos de la carga de preconsolidación que las obtenidas cuando se emplean
puntos del 100 % de la consolidación primaria.
12.
INFORME
12.1 El informe deberá incluir lo siguiente:
-
Identificación y descripción de la muestra, con indicación de si el suelo es
inalterado, remoldeado, compactado o preparado de manera diferente.
-
Humedades inicial y final.
-
Peso unitario seco y peso unitario húmedo, inicial y final.
-
Grado inicial de saturación.
-
Peso específico del suelo o límites de Atterberg y datos de granulometría
si se obtuvieron.
-
Dimensiones de la muestra.
-
Condiciones del ensayo (humedad natural o con saturación, presión de
saturación).
-
Procedimiento usado para la preparación en relación con el corte:
establecer si la muestra fue desbastada, obtenida directamente por
extrusión dentro del anillo, o ensayada directamente en un anillo
proveniente de un tubo de muestreador.
-
Gráficos del logaritmo y la raíz cuadrada del tiempo contra los
asentamientos, como se indica en los gráficos para cada uno de los
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incrementos de carga en las cuales se hicieron lecturas de tiempoasentamiento. Para suelos orgánicos o altamente micáceos, u otros suelos
con apreciable consolidación secundaria, es recomendable que el gráfico
del log del tiempo, se extienda de manera que quede incluida la zona de la
consolidación secundaria.
-
Dibújese la curva de relación de vacíos contra el log. de la carga (Figura
No.4) e indíquese en ésta la carga de preconsolidación obtenida mediante
el procedimiento gráfico y también el índice de compresión Cc. o
pendiente de la parte recta.
-
Puede dibujarse opcionalmente un gráfico de deformación unitaria contra
el log 10 . de la carga. Este gráfico es idéntico en cuanto a forma a la curva
e vs. log 10 p; pero la pendiente de la parte recta de la misma se denomina
relación de compresión C'c. (Ver Figura No.5).
-
Cuando se desean conocer las características de expansión, deberán
dibujarse las mismas curvas que para la consolidación.
-
En caso de que las lecturas de la rata de consolidación hayan sido
tomadas para varios incrementos de carga, deberá dibujarse un gráfico del
coeficiente de consolidación contra el log. de la carga. Deberá anotarse el
método usado para el cálculo de Cv. Si inicialmente se obtienen lecturas
para algunos incrementos de carga, tabúlense simplemente los valores de
Cv contra la carga promedia para el incremento.
-
Deberán anotarse todas las desviaciones a partir del procedimiento
delineado, incluyendo secuencias especiales de cargas. Por ejemplo,
puede ser deseable inundar y cargar la muestra de acuerdo con la
trayectoria de humedecimiento y carga esperada en el terreno. Relaciones
más pequeñas que los incrementos normales de carga pueden ser
deseables también para suelos altamente sensibles o cuyo
comportamiento dependa en gran parte de la rata de deformación.
13.
PRECISION Y EXACTITUD
13.1 El numeral 5 de este método especifica la sensibilidad de las mediciones
de carga y deformación. La precisión correspondiente de los esfuerzos aplicados
y de la deformación resultante en la muestra pueden calcularse a partir de las
dimensiones de ésta. La precisión con la cual los resultados de ensayo puedan
aplicarse al terreno varía de un caso a otro y depende de:
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-
Calidad de las muestras empleadas.
-
Del número de muestras ensayadas.
-
De la distribución vertical y horizontal de las muestras ensayadas.
-
De la heterogeneidad del perfil de suelos en el sitio.
13.2 Es necesario un método estadístico que incluya tanto el programa de
muestreo como los resultados del ensayo para establecer de manera
significativa la precisión con la cual pueden aplicarse los resultados en el
campo. A falta de un análisis de esta naturaleza, puede estimarse la
aplicabilidad de los resultados en el terreno de una manera cualitativa, teniendo
en cuenta la variación en los resultados de los ensayos y las variaciones en los
sondeos. Puede notarse, en general, que la precisión de las predicciones de
asentamientos con base en ensayos de consolidación aumenta (sobre la base de
un porcentaje) con la compresibilidad del suelo.
14.
CORRESPONDENCIA CON OTRAS NORMAS
AASHTO
T 216
ASTM
D 2435
ICONTEC
C 4.129