Subido por Brayan Monterroza

MATERIAL CONSOLIDACIÓN PRIMARIA Y SECUNDARIA

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MATERIAL DE MONITORIAS GEOTECNIA I
SUAREZ NAVARRO DIEGO ANDRES
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL
UNIVERSIDAD DE SUCRE
2023-01
MONITORIAS GEO I
CONSOLIDACIÓN
Nomenclatura:
𝒆: 𝑹𝒆𝒍𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒗𝒂𝒄𝒊𝒐𝒔
𝑬𝒔 : 𝒎𝒐𝒅𝒖𝒍𝒐 𝒅𝒆 𝒆𝒍𝒂𝒔𝒕𝒊𝒄𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒅𝒆𝒍 𝒔𝒖𝒆𝒍𝒐
𝑪𝒄 : 𝑰𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒎𝒑𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏
𝑮𝒔 : 𝑮𝒓𝒂𝒗𝒆𝒅𝒂𝒅 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄𝒊𝒇𝒊𝒄𝒂
𝑶𝑪𝑹: 𝒓𝒆𝒍𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒔𝒐𝒃𝒓𝒆𝒄𝒐𝒏𝒔𝒐𝒍𝒊𝒅𝒂𝒄𝒊ó𝒏
𝐻: 𝑨𝒍𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒅𝒆 𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂𝒕𝒐
𝑺𝑻 : 𝑨𝒔𝒆𝒏𝒕𝒂𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒆𝒔𝒕𝒓𝒖𝒄𝒕𝒖𝒓𝒂
𝑺𝒑 : 𝑨𝒔𝒆𝒏𝒕𝒂𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒑𝒐𝒓 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒐𝒍𝒊𝒅𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒑𝒓𝒊𝒎𝒂𝒓𝒊𝒂
𝑺𝒔 : 𝑨𝒔𝒆𝒏𝒕𝒂𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 𝒑𝒐𝒓 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒐𝒍𝒊𝒅𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒔𝒆𝒄𝒖𝒏𝒅𝒂𝒓𝒊𝒂
𝒖: 𝑷𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒑𝒐𝒓𝒐𝒔
𝑷𝒐 : 𝑷𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝒑𝒓𝒆𝒄𝒐𝒏𝒔𝒐𝒍𝒊𝒅𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒅𝒆𝒍 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄𝒊𝒎𝒆𝒏
𝜸: 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒖𝒏𝒊𝒕𝒂𝒓𝒊𝒐
𝜸𝒅 : 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒖𝒏𝒊𝒕𝒂𝒓𝒊𝒐 𝑺𝒆𝒄𝒐
𝜸𝒔𝒂𝒕 : 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒖𝒏𝒊𝒕𝒂𝒓𝒊𝒐 𝑺𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂𝒅𝒐
𝜸𝒘 : 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒖𝒏𝒊𝒕𝒂𝒓𝒊𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒖𝒂
𝑼: 𝑮𝒓𝒂𝒅𝒐 𝒅𝒆 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒐𝒍𝒊𝒅𝒂𝒄𝒊ó𝒏
𝝆: 𝑫𝒆𝒏𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅
𝝆𝒅 : 𝑫𝒆𝒏𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒔𝒆𝒄𝒂
𝝆𝒔𝒂𝒕 : 𝑫𝒆𝒏𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅 𝑺𝒂𝒕𝒖𝒓𝒂𝒅𝒂
Nomenclatura de colores:
Formula fundamental de aprender
Formula derivada de las fundamentales
Cambios o variables que intervienen en una sustitucion de una demostración
Expresiones Finales
MONITORIAS GEO I
FORMULAS FUNDAMENTALES
Consolidación primaria:
MONITORIAS GEO I
Relaciones empiricas
Consolidación secundaria:
MONITORIAS GEO I
MONITORIAS GEO I
EJERCICIOS CONSOLIDACIÓ PRIMARIA
Problema 1
Para el perfil de suelo que se muestra a continuación, Determinar
a. Cuánto subirá el nivel de agua en el piezómetro luego de la aplicación de la cara
de 3 kN/m en la superficie
Asumiendo un incremento uniforme del exceso de presión intersticial en todo el espesor
de 3 m de arcilla
La presión de poros del agua es
𝑢 = Δ𝑃 = 𝛾 ∗ ℎ
Sabiendo que Δ𝑃 = 3 𝑘𝑁/𝑚 y despejando h
ℎ=
ℎ=
Δ𝑃
𝛾
140 𝑘𝑁/𝑚
= 14.27 𝑚
9.81 𝑘𝑁/𝑚
MONITORIAS GEO I
b.
Determinar le grado de consolidación de los 140 kN/m^2 en el punto A cuando h =4.5 m
Aplicando la ecuación 9.39
𝑈
𝑈 %= 1−
𝑈
𝑘𝑁
𝑚
∗ 100 = 1 −
∗ 100 = 68.46%
𝑘𝑁
14.27𝑚 ∗ 9.81
𝑚
4.5𝑚 ∗ 9.81
c. ¿Cuál es será la altura h en el piezometro cuando el grado de consolidación es del 60%?
𝑈
𝑈
𝑈 = 0.6 = 1 −
0.6 − 1 = −
= 1−
𝑢
140
𝑘𝑁
𝑚
𝑢
140
𝑘𝑁
𝑚
Simplificando el signo negativo
𝑢
140
𝑘𝑁
𝑚
= 0.4
𝑢 = 0.4 ∗ 140
𝑘𝑁
= 56 𝑘𝑁/𝑚
𝑚
Sabiendo que:
𝑢 =𝛾 ∗ℎ
𝑘𝑁
56
𝑢
𝑚 = 5.70𝑚
ℎ=
=
𝑘𝑁
𝛾
9.81
𝑚
MONITORIAS GEO I
Problema 2
Se planea realizar una construcción encima del perfil mostrado a continuación.
Asumiendo que el suelo arcilloso tiene una gravedad especifica de 2.67. Encontrar el
asentamiento primario por consolidación si la arcilla está normalmente consolidada
La expresión para determinar el asentamiento primario por consolidación en arcillas
normalmente consolidadas está dada por:
Δ𝐻 =
𝐻∗𝐶
log
1+𝑒
𝜎 + Δ𝜎
𝜎
Sabiendo que el estrato de arcilla se encuentra saturado, tenemos que el grado de
saturación es igual a 1, S=1
𝑆𝑒 = 𝑤𝐺 → 𝑒 = 𝑤𝐺
Se calcula la relación de vacíos
𝑒 = (0.34)(2.67) = 0.91
Aplicando la expresión de correlación de fórmula de Skempton, determinamos el
coeficiente Cc
𝐶 = 0.009(𝐿𝐿 − 10) = 0.009(50 − 10) = 0.36
MONITORIAS GEO I
El esfuerzo en la mitad del estrato de arcilla, antes de la construcción del edificio es
𝜎 = 𝛾 ∗ 𝐻 + (𝛾
𝜎 = 17.3 𝑘𝑁/𝑚 ∗ 2.45𝑚 + 18
− 𝛾 ) ∗ 𝐻 + (𝛾
−𝛾 )∗
𝐻
2
𝑘𝑁 9.81𝑘𝑁
𝑘𝑁 9.81𝑘𝑁 5.2𝑚
−
∗ 2.15𝑚 + 18
−
∗
𝑚
𝑚
𝑚
𝑚
2
𝜎 = 81.287 𝑘𝑃𝑎
Se calcula el asentamiento por consolidación primaria en la arcilla
𝐻∗𝐶
Δ𝐻 =
log
1+𝑒
𝜎 + Δ𝜎
5.2𝑚 ∗ 0.36
= Δ𝐻 =
log
𝜎
1 + 0.91
𝑘𝑁 47kN
+
𝑚
m
= 0.194𝑚
𝑘𝑁
81.287
𝑚
81.287
Problema 3
Calcular el asentamiento en el centro de la capa de arcilla de 3 m de espesor que se
muestra a continuación, a la cual se le transmite la carga de una columna que está
apoyada en una zapata de 1.5m x 1.5 m. Se sabe que el OCR= 1.
Aplique la fórmula de Boussinesq para encontrar el asentamiento producido por el
esfuerzo vertical con la profundidad
MONITORIAS GEO I
Aplicando la expresión de correlación de fórmula de Skempton, determinamos el
coeficiente Cc
𝐶 = 0.009(𝐿𝐿 − 10) = 0.009(40 − 10) = 0.27
El esfuerzo en la mitad del estrato de arcilla, antes de la construcción del edificio es
𝜎 = 𝛾 ∗ 𝐻 + (𝛾
𝜎 = 15.7
− 𝛾 ) ∗ 𝐻 + (𝛾
−𝛾 )∗
𝐻
2
𝑘𝑁
𝑘𝑁 9.81𝑘𝑁
𝑘𝑁 9.81𝑘𝑁 3𝑚
∗ 3𝑚 + 17.5
−
∗ 1.5𝑚 + 19
−
∗
= 72.42𝑘𝑃𝑎
𝑚
𝑚
𝑚
𝑚
𝑚
2
El incremento de esfuerzos bajo el centro de la zapata, entre las profundidades Z=4.5m
y Z=7.5m, está dada por según la ecuación de Boussinesq
Se sabe que mediante la ecuación de buossinesq podemos determinar el incremento
de esfuerzos bajo la esquina de un área cargada rectangularmente, por ende, la zapata
se subdivide en 4 áreas iguales, y se calcula el incremento bajo una esquina; dicho
valor será multiplicado por 4
Δ𝜎 = 4𝑞𝐼
Donde:
𝐼 = 𝑓 𝑚 = ,𝑛 =
B=L
La zapata fue subdividida, por ende, la dimensión B= 1.5m/2
𝐵 = 0.75𝑚
Para la mitad del estrato
𝑚 = 𝑛′ =
𝐼
(
)
0.75𝑚
= 0.125
6𝑚
= 0.0731
MONITORIAS GEO I
Finalmente aplicamos la expresión para determinar el incremento de esfuerzos y el
asentamiento
Δ𝜎 = 4
800𝑘𝑁
(0.0731) = 103.96 𝑘𝑁/𝑚
1.5𝑚 ∗ 1.5𝑚
Asentamiento
𝐻∗𝐶
Δ𝐻 =
log
1+𝑒
𝜎 + Δ𝜎
3𝑚 ∗ 0.27
= Δ𝐻 =
log
𝜎
1+1
72.42𝑘𝑃𝑎 + 103.96
𝑘𝑁
𝑚
72.42𝑘𝑃𝑎
Δ𝐻 = 0.1565𝑚
Problema 4
Determinar el asentamiento total debajo de la construcción que aplica las cargas que se
muestran:
MONITORIAS GEO I
Primeramente, se debe determinar el peso unitario del estrato de arcilla saturada por
medio de la información dada y la aplicación de relaciones
𝛾 = 𝛾 ∗ 𝐺 = 9,81
𝑘𝑁
∗ 2,78 = 27.8 𝑘𝑁/𝑚
𝑚
Determinar la relación de vacíos, sabiendo que, si el estrato está saturado, el grado de
saturación será S=1
𝑆𝑒 = (1)𝑒 = 𝑤𝐺 = . 40(2.78) = 1.11
Por consiguiente, el peso unitario de la arcilla es:
𝛾
=
(𝐺 + 𝑒 ) (2.78 + 1.11) ∗ 9.81 𝑘𝑁/𝑚^3
=
= 18.1 𝑘𝑁/𝑚
1+𝑒
1 + 1.11
Peso unitario efectivo de la arcilla:
𝛾 =𝛾
− 𝛾 = 18.1
𝑘𝑁
𝑘𝑁
𝑘𝑁
− 9.81
= 8.3
𝑚
𝑚
𝑚
Aplicando la correlación de Skempton, de obtiene el índice de compresión Cc
𝐶 = 0.009(𝐿𝐿 − 10) = 0.009(40 − 10) = 0.27
Se calcula el esfuerzo efectivo en la mitad del estrato de arcilla
𝜎 = (4.6𝑚) ∗ 17.6
𝑘𝑁
𝑘𝑁
7.6𝑚
𝑘𝑁
𝑘𝑁
+ (6.0𝑚) ∗ 10.4
+
∗ 8.3
= 175
𝑚
𝑚
2
𝑚
𝑚
Finalmente, el asentamiento para una arcilla normalmente consolidada será:
𝐻𝐶
Δ𝐻 =
log
1+𝑒
𝜎 + Δ𝜎
7.6𝑚 ∗ 0.27
=
log
𝜎
1 + 1.11
𝑘𝑁 120kN
+
𝑚
m
= 0.22𝑚 = 220𝑚𝑚
175 𝑘𝑁/𝑚
175
MONITORIAS GEO I
Problema 5
Se presentan los resultados de una prueba de consolidación en laboratorio, la
información está dada en la siguiente tabla (Ver tabla).
a. Haga una gráfica de e - log(P)
b. Determine el esfuerzo de precosolidación
c. Halle el índice de compresión Cc,
Presión (kN/m2)
23,94
47,88
95,76
191,52
383,04
766,08
𝑃 = 500 𝑘𝑁/𝑚
Relación de vacios ,e
1,112
1,105
1,08
0,985
0,85
0,731
𝑃 = 300 𝑘𝑁/𝑚
𝑃 = 120 𝑘𝑁/𝑚^2
MONITORIAS GEO I
Los valores de P2 y P2 corresponden con los valores de la presión en los puntos donde
se mantiene constante la rama virgen
Determinar el índice de compresión, Cc
𝐶 =
𝑒 −𝑒
0.9 − 0.82
=
= 0.36
𝑃
500
log
log
𝑃
300
Problema 6 (Propuesto)
El estrato de arcilla que se muestra en el siguiente perfil tiene un esfuerzo vertical total
de 200 kN/m2 en su altura media con una relación de vacíos de 0.98, Cuando el
esfuerzo vertical aumenta a 500 kN/m 2, la relación de vacíos disminuye a 0.81,
Encuentre:
a. La presión de sobrecarga efectiva a la altura media de la capa de arcilla
comprimible
b. La relación de vacíos de la arcilla si el esfuerzo total a su altura media es de
1000 kN/m2
MONITORIAS GEO I
Problema 7 (Propuesto)
Encuentre el asentamiento debido al descenso de la superficie freática desde la cota
349.5 a 344.0
Tenga en cuenta el informe geotécnico del sondeo realizado en el perfil. (ver grafica)
MONITORIAS GEO I
CONSOLIDACIÓN SECUNDARIA
Problema 1
Se realizó una prueba de edómetro en una muestra de suelo de la universidad de sucre
para un proyecto construcción de un bloque de posgrados. Los resultados se muestran
a continuación
El espesor inicial de la muestra es de 20mm, con drenaje bidireccional a través de
piedras porosas, simulando condiciones de campo. El incremento de tensión vertical es
de 10 Kpa .
Determine el coeficiente de consolidación Cv, como:
𝐶𝑣 =
3𝐻
4𝑡
a. Realice la gráfica de asentamiento contra la raíz cuadrada del tiempo
MONITORIAS GEO I
b. Determine el valor de coeficiente de consolidación cv
𝑉𝑡 = 3.40𝑚𝑖𝑛 y tiempo (tx) =11.56 min
𝐶𝑣 =
3𝑑
3(10𝑚𝑚) (1min)(1𝑚)
=
= 1.08𝑋10
4𝑡
4(11.56min)(60sec)(1000mm)
𝑚
𝑠
c. Estime cual podría ser una buena estimación del módulo elástico del suelo Eo
(Kpa)
Relación de vacíos (ev)
1𝑚𝑚
= 0.05 = 5%
20𝑚𝑚
𝜎
10𝑋20 𝑁
𝐸 =
=
= 200𝑋10 𝑃𝑎 = 200 𝐾𝑝𝑎
𝑒
0.05𝑚
𝑒 =
d. ¿Qué tipo de permeabilidad k (m/s) podría estimar para este suelo en base al
Eo?
𝑒≈
𝐶
1+𝑒
MONITORIAS GEO I
𝐶𝑣 =
2.30𝜎 ′𝑘 1 + 𝑒
𝜎
→
𝛾
𝐶
𝑒
𝑘
𝛾
=𝐸
𝑘
𝛾
𝑚
𝑘𝑁
1.08𝑋10
9.81
𝐶 ∗𝛾
𝑠
𝑚
𝑘=
=
= 5.3𝑥10
𝑘𝑁
𝐸
200
𝑚
𝑚
𝑠
Problema 2
Se realiza una prueba de edómetro (consolidación) en un estrato de arcilla normalmente
consolidado que tiene un espesor de 2,6m pies y se encontró que la relación de vacíos
inicial de la arcilla era eo= 0,8 y su índice de compresión primaria es Cc = 0,28. El
esfuerzo in situ en la capa media de arcilla es Po = 126,8 kPa y el edificio ejerce una
presión a través de su cimiento de malla de 46,45 kPa. El índice de compresión
secundario C = 0,02.
El tiempo de finalización de la Consolidación primaria es de aproximadamente 18 meses.
¿Cuál es la consolidación total del estrato de arcilla de 2,6 m pies 5 años después de la
consolidación primaria?
La consolidación primaria es:
Δ𝐻 =
𝐶𝐻
𝜎 + Δ𝜎
log
1+𝑒
𝜎′
=
(0.28)(2,6𝑚)
126,8 kPa + 46,45 kPa
log
1 + 0.8
126,8 kPa
Δ𝐻 = 0.05482𝑚 = 54.82 𝑚𝑚
La consolidación secundaria ses:
Δ𝐻 =
𝐶 𝐻
𝑡
log
1+𝑒
𝑡
Primeramente, debemos determinar el valor de e p, como el cambio en la relación de vacíos
durante la consolidación primaria
MONITORIAS GEO I
𝑒 = 𝑒 − Δ𝑒 = 𝑒 − 𝐶 log
𝜎 + Δ𝜎
𝜎′
= 0.8 − (0.28) log
126,8 kPa + 46,45 kPa
= 0.762
126,8 kPa
Se determina entonces, la consolidación secundaria:
Δ𝐻 =
𝐶 𝐻
𝑡
log
1+𝑒
𝑡
= Δ𝐻 =
(0.02)(2.6𝑚 − 0.05482𝑚)
5 𝑎ñ𝑜𝑠
log
= 0.01511𝑚
1 + 0.762
1.5 𝑎ñ𝑜𝑠
La consolidación total en el estrato de arcilla será de:
Δ𝐻 + Δ𝐻 = 0.05482𝑚 + 0.01511𝑚 = 0.06993𝑚 = 69.93𝑚𝑚
Problema 3
Un estrato saturado de arcilla de 3 m de espesor y doble drenaje se encuentra bajo una
carga de sobrecarga que experimentó una consolidación primaria del 90% en 75 días.
Encuentre el coeficiente de consolidación cv de esta arcilla en cm2/seg.
La capa de arcilla tiene drenaje bidireccional y Tv = 0.848 para 90% de consolidación.
𝐶 =
𝑇 𝐻
𝑡
=
(0.848)(150𝑐𝑚)
𝑐𝑚
= 0.00294
(75 𝑑𝑖𝑎𝑠 ∗ 24ℎ ∗ 60𝑚𝑖𝑛 ∗ 60𝑠)
𝑠
MONITORIAS GEO I
Problema 4
Se realiza una prueba de edómetro (consolidación) en una muestra de 4” de espesor,
drenada por arriba y por abajo. Se observó que se alcanzó el 45% de consolidación (Tv=
0,15) en 78 horas.
a. Determine el tiempo requerido para alcanzar el 70 por ciento de consolidación (Tv
= 0.40) en un sitio de trabajo donde el estrato de arcilla se muestra a continuación.
b. ¿cuánto tiempo le tomará a una muestra de arcilla no perturbada de 30 mm de
espesor obtenida del campo experimentar una consolidación del 90% en el
laboratorio?
Carga de
edificación
q=191.52 kPa
WT
20’
Arena
25’
Arcilla
Arena
a. El coeficiente de consolidación: 𝐶 =
, debe ser el mismo en laboratorio y en
campo, en base a ello se hace la equivalencia:
MONITORIAS GEO I
𝐶 =
𝑇 𝐻
𝑡
= 𝐶 =
4𝑖𝑛
2
78 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠
(0.15)
𝐶 =
𝑡
(0.40)
=
1𝑑𝑖𝑎
= 78 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 ∗
ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠
24
𝑇 𝐻
𝑡
25
𝑖𝑛
2
𝑡
1𝑎ñ𝑜
365 𝑑𝑖𝑎𝑠
25
𝑖𝑛
2
4𝑖𝑛
(0.15)
2
(0.40)
El estrato de arcilla alcanza el 70% de consolidación luego de:
𝑡
= 134 𝑑𝑖𝑎𝑠
b. ¿cuánto tiempo le tomará a una muestra de arcilla no perturbada de 30 mm de
espesor obtenida del campo experimentar una consolidación del 90% en el
laboratorio?
𝑇
=
𝑡
𝐶 𝑡
𝐻
=
=
𝐶 (75 𝑑𝑖𝑎𝑠 ∗ 24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 ∗ 60𝑚𝑖𝑛 ∗ 60𝑠)
3000𝑚𝑚
2
=
𝐶 𝑡
30𝑚𝑚
2
(75 𝑑𝑖𝑎𝑠 ∗ 24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 ∗ 60𝑚𝑖𝑛 ∗ 60𝑠) ∗ (15𝑚𝑚𝑚)
= 648 𝑠 = 10.8 𝑚𝑖𝑛
(15000𝑚𝑚)
MONITORIAS GEO I
Problema 5
Las pruebas de laboratorio en una muestra de arcilla de 25 mm de espesor drenada tanto
por la parte superior como por la inferior muestran que se produce una consolidación del
50 % en 8,5 minutos.
(1) ¿Cuánto tiempo tardará una capa de arcilla similar en el campo, de 3,2 m de espesor,
pero drenada solo en la parte superior, en consolidarse al 50 %?
(2) Encuentre el tiempo requerido para que la capa de arcilla en el campo, como se
describe en la parte (a) anterior, alcance una consolidación del 65%.
𝑡
=
𝐻
𝑡
𝐻
1. Despejando el tiempo de campo
𝑡
=
(𝐻
)(𝑡
)
𝐻
=
(3.2𝑚) (8.5𝑚𝑖𝑛)
= 557 min = 387 𝑑𝑖𝑎𝑠
25𝑚𝑚
(
)
2 ∗ 1000𝑚𝑚
2.
𝑇 𝐻
𝐶 =
𝑡
=
25
2 ∗ 1000
8.5𝑚𝑖𝑛
0.197 ∗
= 0.36𝑋10
Se determina el tiempo en campo para el 65% de consolidación:
𝑡
=
(𝐻 )𝑇
𝑡
=
(3.2𝑚) (0.34)
961.4 min = 668 𝑑𝑖𝑎𝑠
0.36𝑋10 𝑚 /𝑚𝑖𝑛
MONITORIAS GEO I
Problema 6 (propuesto)
Una prueba con un edómetro en una muestra doblemente drenada de 1” de espesor
del estrato de arcilla (que se muestra a continuación) logró una consolidación del 50 %
en 6,5 minutos. Encontrar:
(a) El asentamiento diferencial total del tanque totalmente cargado.
(b) El tiempo requerido para una consolidación del 75% en el campo.
(c) La profundidad de la excavación para un asentamiento mínimo.
MONITORIAS GEO I
Problema 7 (Propuesto)
Un método común utilizado para acelerar la consolidación de un estrato de arcilla es una
sobrecarga de arena, como se muestra a continuación. La sobrecarga de carga obligará
a la arcilla a alcanzar gran parte de su asentamiento antes de que se construya la
estructura con la misma carga. Este método minimiza el asentamiento de la estructura.
Se planea construir un edificio de oficinas en el sitio que se muestra a continuación. El
peso total del edificio es de 920 kN distribuidos sobre una base cuadrada de tipo losa de
cimentación de 60m x 60 m. Las pruebas de campo mostraron que el estrato de arcilla
tiene un límite líquido del 28 por ciento, una relación de vacío inicial de 0.95, un γ = 20
kN/m3 y un coeficiente de consolidación de0.0065cm2/s. El estrato de arena tiene un Cc
= 0.01, un γ = 19.6 kN/m3 y una relación de vacío inicial de 0.70, El relleno de arena tiene
un γ = 8 kN/m3
a. Determine el asentamiento total a mitad de la arcilla bajo el centro de la sobrecarga.
b. El tiempo requerido para alcanzar el 60% de consolidación del estrato de arcilla (es
decir, TV = 0,30). Este es el tiempo de espera requerido para colocar el recargo antes
de la construcción.
Tenga en cuenta que el SPT en el estrato de arena es N = 15.
h ( m)
Relleno de arena
(Área = 60m x 60)
NF
T
4.5m
9m
6m
Arena
Arcilla
Roca
impermeable
MONITORIAS GEO I
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