Transcription of 4.1. ENSAYO EDOMETRICO O DE CONSOLIDACION.
1 ENSAYO EDOMETRICO O DE CONSOLIDACION. Su finalidad es determinar la velocidad y grado de asentamiento que experimentar una muestra de suelo arcilloso saturado al someterla a una serie de incrementos de presi n o carga. El fen meno de consolidaci n, se origina debido a que si un suelo parcial o totalmente saturado se carga, en un comienzo el agua existente en los poros absorber parte de dicha carga puesto que esta es incompresible, pero con el transcurso del tiempo, escurrir y el suelo ir 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 (figura ).
2 Figura Esquema de consolidaci n en terreno(ELE Internacional Ltda., 1993). En suelo granulares, la reducci n del volumen de vac os se produce casi instant neamente cuando se aplica la carga, sin embargo en suelos arcillosos tomar mayor tiempo, dependiendo de factores como el grado de saturaci n, el coeficiente de permeabilidad, la longitud de la trayectoria que tenga que recorrer el flu do expulsado, las condiciones de drenaje y la magnitud de la sobrecarga. Metodolog a de ENSAYO . - Equipo necesario. - Un aparato de carga o ed metro de 250 kg.
3 De capacidad, provisto de un lector de carga y un dial lector de deformaci n de 0,01 mm. de precisi n (figura ). Figura Tipos de ed metro (Bowles J., 1982). - Un consolid metro, equipo compuesto por una caja de bronce estanca, un anillo de bronce de 63 mm. de di metro y 24 mm. de altura con sus bordes cortantes para tallar la muestra, un disco de moldeo para rebajar la muestra en una profundidad de 2 y 4 mm., dos piedras porosas, dos discos de papel filtro y un bloque o pist n de carga. - Un juego de masas para alcanzar las presiones de ENSAYO .
4 - Horno de secado con circulaci n de aire y temperatura regulable capaz de mantenerse en 110 5 C. - Balanza de capacidad superior a 1000 grs. y precisi n de 0,01 gr. - Herramientas y accesorios. Cuchillo, esp tula, recipientes pl sticos, escobilla, agua destilada y cron metro. - Procedimiento. Una vez determinado el peso del anillo de bronce (Mr). de una muestra inalterada de suelo, se talla la muestra de ensaye con el anillo, el cual posee sus bordes cortantes que facilitan el proceso. Del suelo sobrante, se toman muestras representativas para determinar: humedad natural, gravedad espec fica de los s lidos y l mites de consistencia.
5 Luego de obtenida la muestra de ensaye, de modo que las piedras porosas calcen dentro del anillo, se deber rebajar la altura de la muestra. Utilizando el disco de moldeo por su lado de 2 mm., se empuja la muestra y al otro extremo, con un cuchillo se corta el suelo sobrante y se coloca un disco de papel filtro. A continuaci n, se pasa el disco de moldeo al otro extremo, empujando la muestra con el lado de 4 mm, repitiendo el procedimiento. Por la cara reci n cortada, se empuja la muestra con el disco de moldeo por su lado de 2 mm. y se determina la altura inicial (Ho) de la probeta y el peso del anillo m s el suelo (W1).
6 Sobre cada cara de la probeta, se coloca una piedra porosa saturada, las que deben ajustar perfectamente dentro del anillo como se vio en la figura Luego se centra el conjunto dentro de la caja de bronce, se coloca el pist n o bloque de carga y se levanta el nivel de agua por encima de la piedra porosa superior. Se ajusta el consolid metro al aparato de carga y se aplica una carga de inicializaci n de 0,05 kgs/cm2 para suelos blandos y de 0,10 kgs/cm2. para suelos firmes. Sin retirar esta carga, se lleva a cero el dial de deformaci n.
7 La compresi n de la muestra consiste en aplicar el siguiente incremento de presiones o escalones de carga en kgs/cm2: 0,25 - 0,50 - 1,00 - 2,00 - 4,00 y 8,00. En cada una de ellas se registra la lectura del dial de deformaci n, en los siguientes tiempos: 0, 6, 15, 30 segundos; 1, 2, 4, 8, 15, 30 minutos y 1, 2, 4, 8, 16, 24 horas. Finalmente, se descarga la muestra ensayada, se retira el consolid metro y del anillo de bronce, se extrae el total de la muestra, se pesa (W2) y se coloca a horno durante 24 horas para determinar el peso seco (W3).
8 - C lculos y gr ficos. - Calcular el rea (A) de la probeta: A = * (D/2)2 ( cm2 ). donde: D= di metro interior del anillo de broce (cm.). - Calcular el volumen (V): V = A * Ho ( cm3 ). donde: Ho = altura inicial de la probeta (cm.). - Calcular el contenido de humedad inicial (wi) de la probeta, el que se compara con aquel obtenido a trav s de una muestra representativa, mediante la siguiente expresi n: wi = ( ( W1 - Mr ) - W3 ) / W3 * 100 ( % ). donde: Mr = peso del anillo de bronce (grs.). W1 = peso del anillo m s la probeta (grs.). W3 = peso de la probeta seca (grs.)
9 - Calcular el contenido de humedad final (wf) de la probeta (suponiendo S = 100%), mediante la siguiente expresi n: wf = ( W2 - W3 ) / W3 * 100 ( % ). donde: W2 = peso de la probeta luego de ensayada (grs.). - Calcular la altura de s lidos (Hs) de la probeta: Hs = W3 / ( Gs * w * A ) ( cm ). donde: Gs = valor de la gravedad espec fica de los s lidos w = densidad del agua (valor 1). Si no se conoce el valor de Gs, la altura de s lidos (Hs) de la probeta, se puede calcular una vez conclu do el ENSAYO , mediante la expresi n: Hs = ( Ho - H ) - ( W2 - W3 ) / A ( cm ).
10 Donde: H = asentamiento total de la probeta (cm.). - Calcular la altura inicial de vac os (Hvo) de la probeta, mediante la expresi n: Hvo = Ho - Hs ( cm ). - Calcular el grado de saturaci n inicial (So) de la probeta: So = ( ( W1 - Mr ) - W3 ) / ( Hvo * A ) * 100 ( % ). - Calcular la relaci n de vac os inicial (eo) de la probeta: eo = Hvo / Hs - Calcular la altura promedio (H') para cada incremento de carga, mediante la expresi n: H' = ( Hi + Hf ) / 2 ( cm ). donde: Hi= altura inicial de la muestra (cm.). Hf = altura final de la muestra (cm.)
