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FACULTAD DE INGENIERIA ARQUITECTURA Y URBANISMO

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

“ENSAYO DE CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL”

CURSO:

MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS

INTEGRANTES:

BURGA IRIGOIN RONNY JOISSER

DÍAZ DÍAS MISHEL YORELY

CAYATOPA ROJAS MULLER MARTHOS

PAREDES CUYAN WALTER SAMUEL

GALVEZ ASTONITAS VICTOR ANTONY

DOCENTE:

ING. CARLOS OCTAVIO CALDERÓN VÁSQUEZ

CICLO Y SECCIÓN:

VI- “A”

Pimentel – Perú

I. INTRODUCCIÓN
MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS

La mecánica de suelos y rocas está enfocada en el estudio y análisis del comportamiento de los
suelos. En la ingeniería civil es fundamental para el diseño confiable de una estructura.

EL ensayo de Consolidación unidimensional es esencialmente un ensayo Edométrico, que busca

exponer una determinada muestra del suelo a diferentes cargas y teniendo en consideración el
tiempo que esta carga sea colocada y el asentamiento que esta produzca sobre el suelo.

Este es un ensayo lento y un tanto costoso, pero la información que otorga suele ser muy precisa y
pertinente que imposible seria obtener de otros ensayos geotécnicos como el SPT o el CBR, por
ejemplo. El ensayo de Consolidación Unidimensional emula la compresión de un suelo. La Prueba
básicamente usa un anillo rígido de acero cuyas tapas están formadas por piedras porosas que
facilitan la salida del agua y en el interior del anillo se coloca la muestra del suelo.

Cuando un estrato de suelo saturado está sometido a un incremento de esfuerzos, la presión de poro
del agua aumenta repentinamente. En suelos arenosos que son altamente permeables, el drenaje
causado por el incremento en la presión de poro del agua se lleva a cabo inmediatamente. (Das,
2001).

De acuerdo a (Das, 2001) el procedimiento de la consolidación fue primero sugerido por Terzaghi
(1925), la cual se efectúa en un consolidómetro (odómetro). El espécimen de suelo se coloca dentro
de un anillo metálico con dos piedras porosas, una en la parte superior del espécimen y otra en el
fondo. El espécimen se mantiene bajo agua durante la prueba. Cada carga se mantiene usualmente
durante 24 horas. En el presente Informe se estima detallar, todo lo que concierne a la prueba de
Consolidación unidimensional según NTP 139.54.

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II. OBJETIVOS
MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS

2.1 OBJETIVO GENERAL:

 Analizar los criterios, parámetros y curvas mediante el método de casa grande y Taylor, en
el ensayo de pre consolidación unidimensional. Establecido en la norma (ASTM D – 2435).

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

 Construir las curvas de consolidación para el análisis por método de Casagrande y Taylor.
 Encontrar los elementos aplicando los parámetros en los dos métodos, como
también encontrar el Coeficiente de consolidación vertical (Cv).
 Definir la curva de compresibilidad o Edométrico y hallar el esfuerzo de preconsolidación.

III.MARCO TEÓRICO

3.1 CÁLCULO DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACIÓN (CV)

3.1.1 MÉTODO DE CASA GRANDE

𝑻𝒗(𝑼 = 𝟓𝟎%) ∗ 𝑯
𝟐
𝑪𝒗 = 𝒕𝟓𝟎 𝑫𝑶𝑵𝑫𝑬:

Tv = Factor tiempo (U=50 %)=0.196

H = 0.5 de la altura de la muestra (ya que existe doble drenaje).

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EN EL GRÁFICO DEFORMACIÓN V/S LOG(T).

MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS

1. En la parte inicial parabólica de la curva marcar t1 (si la parte inicial no es parabólica, utilizar D0
asociado a t = 0 y seguir en el paso 4.

2. Marcar t2 = 4 t1. Definidos t1 y t2, ellos determinan sobre la curva la distancia vertical Δ.

3. Dibujar la distancia 2Δ, y encontrar D0 en el eje de las ordenadas.

4. Dibujar la proyección Tangencial del final de la curva de deformación e intersecarla con el eje de
las ordenadas, punto que define D100.

5. Encontrar D50, como la distancia promedio entre D0 y D100 en el eje de las ordenadas.

6. Proyectar D50 en la curva de deformación y encontrar t50 en el eje de las abscisas.

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3.1.1 MÉTODO DE CASA TAYLOR

 MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS

𝑻𝒗(𝑼 = 𝟗𝟎%) ∗ 𝑯𝟐
𝑪𝒗 = 𝟗𝟎 𝑫𝑶𝑵𝑫𝑬:
𝒕

Tv = Factor tiempo (U=90 %)=0.848

H = 0.5 de la altura de la muestra (ya que existe doble drenaje).

En el gráfico deformación v/s raíz cuadrada del tiempo:

1. Trazar la mejor recta que pasa por los primeros puntos del gráfico

2. La intersección entre la recta definida con el eje de las abscisas, define

una distancia “A”.

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 MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS

3. Se define en el eje de las abscisas el punto A distanciado del origen en 1.15(A)

4. Se une el punto 0’ y A.

5. La intersección de esta recta con la curva define el valor t90 en el eje de

las abscisas.

6. Con este valor de t90 calcular el coeficiente de consolidación con la fórmula.

IV. DATOS PARA CURVAS DE CONSOLIDACIÓN “CASAGRANDE Y TAYLOR”

Lectura Lectura Presió N° 1 Presió N° 2 Presió N° 3 Presió N° 4

n n n n
cronómet 0.125 0.25 0.375 0.5
Raíz de ro
timp. (minutos) kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2 kg/cm2
deform. deform. deform. deform.
0 0 0 0 0.184 0 0.341 0 0.492 0
0.28284271 0.08 0.08 0.08 0.228 0.044 0.37 0.029 0.522 0.03
0.41231056 0.17 0.09 0.09 0.235 0.051 0.379 0.038 0.533 0.041
0.5 0.25 0.095 0.095 0.242 0.058 0.385 0.044 0.538 0.046
0.70710678 0.5 0.1 0.1 0.233 0.049 0.395 0.054 0.549 0.057
1 1 0.115 0.115 0.271 0.087 0.409 0.068 0.56 0.068
1.41421356 2 0.13 0.13 0.279 0.095 0.421 0.08 0.574 0.082
2 4 0.142 0.142 0.292 0.108 0.434 0.093 0.586 0.094
2.82842712 8 0.15 0.15 0.3 0.116 0.442 0.101 0.594 0.102
3.87298335 15 0.156 0.156 0.305 0.121 0.448 0.107 0.599 0.107
5.47722558 30 0.159 0.159 0.31 0.126 0.451 0.11 0.604 0.112
7.74596669 60 0.164 0.164 0.312 0.128 0.455 0.114 0.61 0.118
10.9544512 120 0.168 0.168 0.318 0.134 0.46 0.119 0.613 0.121
15.4919334 240 0.171 0.171 0.322 0.138 0.465 0.124 0.621 0.129
21.9089023 480 0.175 0.175 0.328 0.144 0.475 0.134 0.621 0.129
37.9473319 1440 0.184 0.184 0.341 0.157 0.492 0.151 0.65 0.158

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 MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS

Lectura Presió N° 5 Presión N Presió N° 7 Presió N° 8 Presió

n ° n n n
6
cronómet 0.7 1 2 4 8
ro
(minutos) kg/cm kg/cm2 kg/cm kg/cm kg/cm
2 2 2 2
defor deform. defor defor defor
m. m. m. m.

0 0.65 0 0.94 0 1.369 0 6.105 0 9.825

0.08 0.7 0.05 1.01 0.07 1.57 0.201 6.24 0.135 10.13
0.17 0.71 0.06 1.02 0.08 1.665 0.296 6.305 0.2 10.18
0.25 0.71 0.06 1.035 0.095 1.72 0.351 6.36 0.255 10.23
0.5 0.72 0.07 1.06 0.12 1.89 0.521 6.45 0.345 10.32
1 0.74 0.09 1.1 0.16 2.1 0.731 6.6 0.495 10.47

2 0.76 0.11 0.21 2.412 1.043 6.84 0.735 10.69

1.15
4 0.782 0.132 1.19 0.25 2.905 1.536 7.13 1.025 11.45
8 0.803 0.153 1.22 0.28 3.39 2.021 7.51 1.405 12.28
15 0.818 0.168 1.225 0.285 3.9 2.531 7.88 1.775 12.585
30 0.83 0.18 1.227 0.287 4.424 3.055 8.25 2.145 12.828
60 0.84 0.19 1.229 0.289 4.865 3.496 8.53 2.425 13.01
120 0.865 0.215 1.23 0.29 5.199 3.83 8.75 2.645 13.15
240 0.88 0.23 1.233 0.293 5.468 4.099 8.82 2.715 13.389
480 0.895 0.245 1.252 0.312 5.735 4.366 9.02 2.915 13.505
1440 0.94 0.29 1.369 0.429 6.105 4.736 9.825 3.72 13.506

4.1 CÁLCULOS PARA HALLAR CV POR LOS DOS MÉTODOS, CASAGRANDE Y TAYLOR
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V. CURVA DE COMPRESIBILIDAD Y ESFUERZO DE PRECONSOLIDACIÓN CURVA DE
COMPRESIBILIDAD – Terzaghi (Escala Semilogaritmica)

De acuerdo a Badillo & Rodríguez, (1997) para cada incremento de carga aplicado se tiene
finalmente un valor de relación de vacíos y otro de presión correspondiente, actuante sobre el
espécimen. De todo el ensayo de consolidación, una vez aplicados todos los incrementos de carga, 1

se tienen valores que permiten construir una curva en cuyas abscisas se representan los valores de
la presión actuante, en escala logarítmica y en ordenadas se anotan los valores de la relación de
vacíos en escala natural (pag.256).

5.1. ESFUERZO DE PRECONSOLIDACIÓN MEDIANTE CASAGRANDE

De la curva de compresibilidad, se puede observar que cuando se realiza la recarga por encima de
las presiones alcanzadas durante la carga inicial, la línea recta de re compresión es paralela a la
rama de carga. CASAGRANDE propuso un método empírico para la determinación grafica de la
carga preconsolidación, se define así a la mayor presión posible bajo la cual se consolido la muestra
durante su pasado geológico.

El método consiste en:

1. Se ubica un punto de mayor curvatura entre el rango elástico y rango plástico.

2. Se traza una tangente por el punto de mayor curvatura de la curva.

3. Por ese punto de tangencia se traza una línea horizontal.

4. Se traza la bisectriz del ángulo formado por la tangente y la línea horizontal.

5. Se prolonga la recta virgen hasta interceptar la bisectriz.

6. En el punto de intercepción del tramo recto y la bisectriz se traza una vertical que permite leer en
el eje de las abscisas el valor de la carga de preconsolidación.
 MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS

CURVA DE COMPRESIVILIDAD

VI. CONCLUSIONES

 La prueba de consolidación es un método muy importante para determinar qué tan resistente
podría ser el suelo sometido a esfuerzos cortantes y como serán sus asentamientos respecto
al pasar del tiempo.
 Todos los puntos elaborados en la curva son sucesivos y muestran un aumento de carga
que representa el incremento del esfuerzo efectivo. Se concluye que a mayor esfuerzo
efectivo que se produce con los aumentos de la carga va disminuir el volumen de vacíos.

MECÁNICA DE SUELOS Y ROCAS

9. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

 Badillo, J., & Rodríguez, R. (1997). MECÁNICA DE SUELOS. (N. Editores, Ed.) Ciudad de
 México, México: LIMUSA. Das, B. M. (2001).
 PRINCIPIOS DE INGENIERÍA DE CIMENTACIONES (4ta edición ed.). International
Thomson. Terzaghi, K., & Peck, R. (1973).
 MECÁNICA DE SUELOS EN LA INGENIERÍA PRÁCTICA (2da ed.). España: El ateneo.
Villalaz, C. (2004).