05 Flujo Deformacion (tt).pdf

MECANICA DE SUELOS ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA

TEMA 5 Acoplamiento flujo-deformación. Introducción: Acoplamiento de los problemas de flujo y mecánico. Teoría unidimensional de la consolidación: Ecuación de Terzaghi. Ensayo de consolidación. Grado de consolidación.

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Se denomina consolidación de un suelo a un proceso de reducción de volumen de los suelos finos cohesivos (arcil las y limos plásticos), provocado por la actuación de solicitaciones (cargas) sobre su masa y que ocurre en el transcurso de un tiempo generalmente largo. Producen asientos, es decir, hundimientos verticales, en las construcciones que pueden llegar a romper si se producen con gran amplitud

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Consolidación de Suelos

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Consolidación de Suelos

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• En los suelos granulares la permeabilidad es alta, lo cual permite un flujo rápido de agua, y se disipa rápidamente el exceso de presión neutra. En consecuencia, el asentamiento se completa en general, al finalizar la aplicación de las cargas. • En los suelos finos arcillosos, la permeabilidad es muy baja, por lo que el flujo de agua es muy lento, y la disipación del exceso de presión neutra es muy lenta. En consecuencia el suelo puede continuar deformándose durante varios años después de finalizada la construcción de la obra que trasmite la carga. • El proceso de consolidación se aplica a todos los suelos, pero es más importante estudiarlo en aquellos donde la permeabilidad es baja. Es necesario predecir: · El asentamiento total de la estructura. · El tiempo o velocidad a la cual se produce dicho asentamiento

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Consolidación de Suelos

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• Para comprender mejor el proceso de consolidación, Terzaghi propuso un modelo mecánico. • Éste consiste en un cilindro de sección A con un pistón sin fricción el cual posee una pequeña • perforación. Dicho pistón se encuentra unido a un resorte y el cilindro los resortes en su interior está lleno de un • fluido incompresible, tal como se muestra en la Figura 4.

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Consolidación de Suelos

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Consolidación de Suelos

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Consolidación de Suelos

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Esfuerzo total

Esfuerzo efectivo

Presión de Poros

Variación del Volumen

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Consolidación de Suelos

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Teoría de la consolidación unidimensional de Terzaghi

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Hipótesis simplificadoras

Relación lineal entre el índice de vacíos y el esfuerzo aplicado

8 COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD VOLUMETRICA (mv). COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD (K)

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Teoría de la consolidación unidimensional de Terzaghi

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Donde:

v = velocidad de descarga, k = coeficiente de permeabilidad, i = gradiente hidráulico

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Teoría de la consolidación unidimensional de Terzaghi

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Teoría de la consolidación unidimensional de Terzaghi

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como

Si

(suelo en equilibrio inicial)

y

(derivada respecto a dz)

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Donde:

por tanto

Recordando:

y

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Cv: coeficiente de consolidación

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Teoría de la consolidación unidimensional de Terzaghi

lo largo de la capa capa

capa

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Solución de la ecuación de consolidación unidimensional

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Teoría de la consolidación unidimensional de Terzaghi

Solamente los valores impares son relevantes, por tanto Trabajando

m y n son constantes

12 Tv: Factor de tiempo

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Uz: grado de consolidación

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Teoría de la consolidación unidimensional de Terzaghi

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Teoría de la consolidación unidimensional de Terzaghi

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Tv: Factor de tiempo

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Arcilla

Arcilla

Arena

Roca

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Ejemplo Ilustrativo

A. 12

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Ejemplo Ilustrativo

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Ejemplo Ilustrativo

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Cuando un suelo parcial o totalmente saturado se carga , en un comienzo el agua existente en los poros absorberá parte de dicha carga puesto que esta es incompresible, pero con el transcurso del tiempo, escurrirá y el suelo irá absorbiendo esa carga paulatinamente. Este proceso de transferencia de carga ,origina cambios de volumen en la masa de suelo , iguales al volumen de agua drenada

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Prueba de consolidación unidimensional en laboratorio

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Prueba de consolidación unidimensional en laboratorio

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Prueba de consolidación unidimensional en laboratorio

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Prueba de consolidación unidimensional en laboratorio

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Prueba de consolidación unidimensional en laboratorio

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Prueba de consolidación unidimensional en laboratorio

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Prueba de consolidación unidimensional en laboratorio

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Prueba de consolidación unidimensional en laboratorio

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Prueba de consolidación unidimensional en laboratorio

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Prueba de consolidación unidimensional en laboratorio

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Prueba de consolidación unidimensional en laboratorio

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Prueba de consolidación unidimensional en laboratorio

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Prueba de consolidación unidimensional en laboratorio

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Prueba de consolidación unidimensional en laboratorioAAQ

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Ejemplos Ilustrativos

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Ejemplos Ilustrativos

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Ejemplos Ilustrativos

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Ahora preparamos la siguiente tabla

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Ejemplos Ilustrativos

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Grado de Consolidación de un Suelo

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Grado de Consolidación de un Suelo

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Grado de Consolidación de un Suelo

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Grado de Consolidación de un Suelo

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Grado de Consolidación de un Suelo

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Calculo de los asentamientos causados por la consolidación

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Calculo de los asentamientos causados por la consolidación

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Calculo de los asentamientos causados por la consolidación

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Calculo de los asentamientos causados por la consolidación

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Calculo de los asentamientos causados por la consolidación

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