Asentamientos y-consolidacion-katherine-morales

CURSO : MECANICA DE SUELOS II / UNIDAD II
INTEGRANTE :KATHERINE MILAGROS MORALES MENDOZA
DOCENTE : ING. PEDRO MAQUERA CRUZ
GRUPO : “B”
ASENTAMIENTOS Y
CONSOLIDACIÓN

I. INTRODUCCIÓN
La palabra “asentamiento” hace mención a la deformación vertical
que sufre el suelo, debido a la aplicación de cargas o debido al
peso propio de las capas, se puede decir que los asentamientos de
una cimentación superficial son el resultado de la deformación del
suelo en el que se apoya, causados por los esfuerzos inducidos en
él por la propia cimentación.
Al someter una masa de suelo saturado a un incremento de carga,
ésta es soportada inicialmente por el agua contenida en los poros. A
medida que el agua drena de los poros del suelo, el incremento de
carga es transmitido a la estructura del suelo. La transferencia de
carga es acompañada por un cambio en el volumen del suelo igual al
volumen de agua drenada. Este proceso es conocido como
consolidación.

FUNDAMENTOS
II. MARCO TEÓRICO: ASENTAMIENTO
Toda estructura de edificación siempre
sufrirá asentamientos por efecto de las
cargas actuantes (peso propio carga viva
y carga de sismo) y es función del
sistema de cimentación de la estructura
controlar para estos asientos se
mantengan dentro del rango tolerable
Como sabemos todo edificio a lo largo de
su periodo de vida experimentará
asentamientos en muchos casos no
perceptibles a simple vista pero de hecho
si hay un desplazamiento vertical cuya
magnitud depende del tipo de suelo y del
tipo de cimentación empleado.
Definición de asiento: asiento o
asentamiento es un movimiento
descendente vertical del terreno
(subsidencia) debido a la aplicación de
cargas.
Las tensiones transmitidas por las
cimentaciones al suelo dan lugar a
deformaciones del terreno que se
traducen en asentamientos,
desplazamientos horizontales y giros de
la estructura que, si resultan excesivos,
por encima de los tolerables, podrán
originar una pérdida de la funcionalidad.

CAUSAS
Rebajes
Clavados de estacas,
terremotos , etc.
presión transmitida por
las estructuras, por el
propio peso del suelo,
etc.
CARGAS ELASTICAS CARGAS DINAMICAS Erosión de variaciones
del niveldel agua
EFECTOS
Daños a la estructura del suelo,
cambios en la apariencia,
funcionabilidady estabilidad.

TIPOS
La compresión ocurre de
inmediato después la aplicación
de la carga. Movimiento
vertical debido a la
deformación (vertical) elástica
del medio poroso. En este tipo
de Asentamiento La
deformación elástica vertical es
preeminente A otra
deformación (ej. Horizontal)
El incremento de carga , debido a la
compresión y deformación elástica,
crea un incremento de presión
hidrostática en el medio poroso.
Esto exceso de presión de poro
puede reducirse en el tiempo
debido a una expulsión gradual de
agua. La expulsión de agua produce
un cambio de volumen que es
dependiente del tiempo
ASENTAMIENTO POR
CONSOLIDACION PRIMARIA
Asiento elástico que se
activa después de que
toda el agua drenable
haya sido expulsada del
suelo. Ocurre con el
tiempo a una tensión
efectiva constante
ASENTAMIENTO POR
CONSOLIDACIÓN
SECUNDARIA
ASENTAMIENTO
ELÁSTICO O INMEDIATO

II. MARCO TEÓRICO: CONSOLIDACIÓN
FUNDAMENTOS
La compresión gradual de un suelo por efecto de
los esfuerzos originados por la presión que
ejercen las estructuras superpuestas, recibe el
nombre de
consolidación.
La compresión que sufre un suelo se debe a la
disminucióndel volumende los poros, ya que
las partículasse asumen incompresibles o de
efecto despreciable.En suelos saturadosla
compresión ocurre solamentesi se presenta
drenaje de agua

FUNDAMENTOS
La consolidación es un proceso que
incrementa la densidad de un suelo
saturado, producto de la expulsión de
agua de los vacíos, es diferido en el
expulsión de agua de los vacíos, es
diferido en el tiempo.
Muchas veces es confundido con la
compactación. Para entender su diferencia
utilicemos un diagrama de fases:
La consolidación está generalmente
relacionada con suelos finos. Los suelos
gruesos expulsan el agua de sus vacíos
mucho más rápido, por su elevada
permeabilidad. Las arcillas saturadas
consolidan tardan mucho en
consolidarse por su baja permeabilidad.
La teoría de consolidación nos permite estimar
(o predecir) la magnitud de los asentamientos y
la velocidad (tiempo) en que ellos se
producirán. Asentamientos diferenciales
pueden ocasionar el colapso de la estructura.
IMPORTANCIA

TEORIA DE CONSOLIDACÓN UNIDIMENSIONAL
 El resorte representa el esqueleto del
suelo.
 Un suelo rígido se comprimirá menos
que un suelo suave.
 La rigidez de un suelo influye en la
magnitud de los asentamientos.
 El tamaño de la abertura es análogo a la
permeabilidad del suelo. Por lo tanto, la
consolidación de un suelo fino es más
lenta que la de un suelo grueso.
 La permeabilidad de un suelo influye en
la tasa de consolidación.

TIPOS
Primaria, cuando cargado el suelo, la
reducción de volumen se debe a la expulsión
del agua, fenómeno en el que se transfiere la
carga soportada por el agua al esqueleto
mineral, esta es la consolidación propiamente
dicha, típica del caso de los suelos de Ciudad
de México y de la Torre de Pisa, y con la que
nace la Mecánica de Suelos (Terzaghi, 1925).
Cuando el suelo se somete a una
sobrecarga “q” los esfuerzos totales
se incrementan en esa misma
cuantía. En suelos saturados, esto
conduce al incremento de la presión
de poros; pero dado que el agua no
resiste esfuerzos cortantes, sin que se
modifique el nuevo esfuerzo total, el
exceso de presión intersticial se disipa
a una velocidad controlada por la
permeabilidad k del suelo, con lo que
el esfuerzo efectivo se va
incrementando a medida que el agua
fluye. Así , en la cuantía de la
sobrecarga q , cuando se reduce la
presión de poros que se habían
incrementado se incrementa el
esfuerzo efectivo: esto significa
reducción de la relación de vacíos e
incremento del esfuerzo efectivo.
Secundaria, cuando la consolidación se da
por reajuste del esqueleto mineral y luego de
que la carga está casi toda soportada por este
y no por el agua.

PARÁMETROS
La consolidación impone la necesidad de
evaluar la magnitud y la velocidad de
los asentamientos. Si las deformaciones
totales del terreno varían en la dirección
horizontal, se producen asentamientos
diferenciales.
• Si el suelo es altamente deformable,
las sobrecargas cargas altas producen
asentamientos excesivos.
• Si el suelo es un limo arenoso, la
permeabilidad puede ofrecer
asentamientos rápidos que suelen
darse durante la construcción.
• Si el suelo es limo arcilloso, los
asentamientos pueden prolongarse
darse un tiempo importante después
de terminada la obra.
Pueden considerarse dos casos:
Para el caso de un área cargada de extensión
infinita, según Terzagui, las deformaciones y
el flujo de agua se dan en una dimensión que
es la dirección vertical, e interesa la
permeabilidad vertical del suelo. En este caso
se considerará el efecto de la sobrecarga
constante a cualquier profundidad del
terreno deformable.
Para el segundo caso, cuando el área cargada
es pequeña como suele darse en el caso de
una zapata, es evidente la deformación
tridimensional del subsuelo. Esta evaluación
se hará teniendo en cuenta la variación del
esfuerzo en profundidad y la rigidez o
flexibilidad de la cimentación causante de la
sobrecarga.
EVALUACIÓN ANÁLISIS

III. MARCO METODOLÓGICO
ENSAYO DE DENSIDAD IN SITU
PROCEDIMIENTO
1
Se seleccionó el lugar de ensayo, en nuestro caso en el
distrito de Pachía.
2
Antes de iniciar el ensayo, se calibró el equipo de densidad
de campo
3
Seguidamente se nivelo el suelo en el campo y se retiro el
material suelto
4
A continuación se coloco la placa y se comenzó a hacer una
perforación (cavando con cincel) a una profundidad de 10
cm aproximadamente. Todo el material que se sacó del
agujero en una bolsa plástica y se pesó.
5 Se determinó el volumen del agujero (peso de la arena
contenida en el agujero entre la densidad de la arena)
Finalmente se debe determinar en el laboratorio, la densidad seca máxima.6

ENSAYO DE HUMEDAD
PROCEDIMIENTO
1
Se divide 400 gr de la muestra extraída de la calicata en
tres muestras calicata (se anota los pesos) y se deja secar
en el horno por 24 horas.
2 Seguidamente , se pesa las tres muestras y se anotan los
resultados.
3 Finalmente se aplica la formula para hallar el contenido de
humedad de cada muestra y se hace un promedio de las
tres.

ENSAYO DE CORTE DIRECTO
Este ensayo consiste en colocar el espécimen en una caja de
corte directo (CD),
aplicando un esfuerzo normal determinado, humedeciendo o
drenando el espécimen de ensayo, o ambas cosas
consolidando el espécimen bajo el esfuerzo normal, soltando los
marcos que contiene la muestra
y desplazado un marco horizontalmente respecto al otro a una
velocidad constante de deformación
y medir la fuerza de corte y los desplazamientos horizontales a
medida que la muestra es llevada a la falla.

ALCANCE
Este método es desarrollado para la determinación de la
resistencia al corte de un suelo. Esta prueba es realizada
mediante la deformación de un espécimen en un rango de
deformación controlada.
Los esfuerzos de corte y los desplazamientos
no se distribuyen uniformemente dentro de
la muestra y no se puede definir una altura
apropiada para el cálculo de las
deformaciones.
Los resultados de ensayo pueden ser
afectados por la presencia de partículas de
suelo o fragmentos de roca, o ambos.
Las condiciones de prueba incluyendo el
esfuerzo normal y la humedad ambiental son
seleccionadas, las cuales representan las
condiciones del suelo que son investigadas.
La determinación de las envolventes de falla
y el desarrollo de criterios para interpretar y
evaluar los resultados del ensayo se dejan a
criterios del que solicita el ensayo.

EQUIPO Aparato de corte:
Proporcionará medios para
aplicar un esfuerzo normal a
las caras de la muestra. La
máquina debe ser capaz de
aplicar una fuerza cortante a
la muestra a lo largo de un
plano de corte
predeterminado paralelo a
las caras de la muestra.
Caja de corte:
Una caja de corte,
cuadrada, hecha de acero
inoxidable con aditamentos
que permiten el drenado a
través de la parte superior e
inferior. Esta dividida
verticalmente por un plano
horizontal. Es ajustada con
los tornillos de seguridad.

PROCEDIMIENTO
1 Se deja secar 400 gr de la muestra extraída en la calicata en el horno.
2
Posteriormente se determina la humedad de la muestra, la cantidad en ml de agua
que se le añadirá y la cantidad en peso que se utilizará, en este caso fue de 114.2
gr de esta cantidad se divide en 3 porciones iguales (38.04 gr)
3
Se ajusta adecuadamente la caja de corte, verificando que tanto la parte superior
como la inferior estén alineadas la una con la otra, y asegurándolas con los tornillos
, se coloca la tapa inferior, percatándose que las ranuras estén perpendiculares a la
dirección del corte.
4 Al obtener las porciones, la primera porción de introduce en la caja de corte y con
una espátula se distribuye por toda la superficie de la caja, tratando de formar una
capa uniforme.

PROCEDIMIENTO
5
Con el pisón de 5*5 cm se compacta la capa, colocando el pisón en cada una de las
esquinas de la caja y dando pisonadas suaves para que el material no vuele, tanto
en las esquinas como a la mitad de cada uno de sus lados.
6 Al terminar con la primera capa se procede a vaciar la siguiente porción de
material y se realiza el mismo procedimiento que se menciona en los pasos 4 y 5
hasta obtener las 3 capas.
7 Al tener las tres capas compactadas, se coloca la tapa superior observando que las
ranuras sean perpendiculares al movimiento de corte.
8 Después de haber preparado la muestra se conecta y ajusta la caja de corte dentro
del tazón.
MÁQUINA DE CORTE DIRECTO

PROCEDIMIENTO
9 Posteriormente antes de colocar la carga se verifica que el contrapeso del marco
esté bien colocado para que pueda cumplir con su función correctamente.
10 Se coloca y ajusta correctamente el aparato que mide los desplazamientos
horizontales que se utiliza para medir los desplazamientos.
11 Se verifica que todos los componentes del sistema estén alineados y asentados
12
Se toma la lectura de los datos de tiempo, desplazamiento horizontal y la fuerza de
corte a intervalos definidos de desplazamiento.
13
Se coloca y ajusta correctamente el aparato que mide los desplazamientos
horizontales que se utiliza para medir los desplazamientos. En este caso hasta los
2.40 mm de deformación horizontal.
14 Se calcula y grafica el esfuerzo de corte contra el desplazamiento lateral

IV. RESULTADOS
CONTENIDODE HUMEDAD
ESTADODE LA MUESTRA NATURAL NATURAL NATURAL
RecipienteN° 1.00 2.00 3.00
PesoSuelo Húmedo+Tara (gr.) 330.20 396.60 345.30
PesoSueloSeco+Tara (gr.) 324.30 391.00 337.90
Pesode Recipiente (gr.) 95.00 177.60 53.20
Contenidode Humedad (%) 2.57% 2.62% 2.60%
(ASTM - D3080)
CARACTERISTICASDELA MUESTRA
Diámetro (cm.) 6.00
Altura (cm.) 2.00
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑖𝑛 𝑠𝑖𝑡𝑢 (gr/cm3) 1.585
Area (cm2) 36.00
Volumen (cm3) 72.00
Peso (gr.) 400
DENSIDADIN SITU
DESCRIPCIÓN UND E-1
Pesode laarena + Frasco gr 8100
Pesode laarena que queda+Frasco gr 2845
Pesode laarena empleada gr 5260
Pesode laarena enel cono gr 1928
Pesode laarena enel hoyo gr 3332
Densidadde laArena gr/cc 1.5
Volumendel hoyo cc 2221.33
Pesode muestrahumeda gr 3520.00
Densidad humeda gr/cc 1.585

DATOS DE CAMPO CÁLCULO DE CANTIDADES
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑖𝑛 𝑠𝑖𝑡𝑢 = 1.585
𝑔𝑟
𝑐𝑚3
𝑤 = 2. 60 %
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑐𝑎𝑗𝑎 = 72 𝑐𝑚3
• Cantidadde agua:
400 𝑔𝑟 ×
2.6
100
= 10.4 𝑔𝑟 = 10.4 𝑚𝑙
• Masa total:
1.585
𝑔𝑟
𝑐𝑚3
× 72 𝑐𝑚3 = 114.12 𝑔𝑟
• Masa por capa:
114.2 𝑔𝑟
3
= 38.04 𝑔𝑟
IV. RESULTADOS

DATOS DE ENSAYO CÁLCULO DE ESFUERZOS
𝐴𝑟𝑒𝑎 = 36 𝑐𝑚2
• 𝜎0 =
0
36
= 0
• 𝜎5 =
1.46
36.09
= 0.04
• 𝜎10 =
2.28
36.18
= 0.06
• 𝜎15 =
3.03
36.27
= 0.08
• 𝜎20 =
3.79
36.36
= 0.10
• 𝜎30 =
5.09
36.55
= 0.14
• 𝜎40 =
6.13
36.73
= 0.17
• 𝜎50 =
7.00
36.92
= 0.19
• 𝜎65 =
8.01
37.21
= 0.22
• 𝜎80 =
8.83
37.50
= 0.24
• 𝜎100 =
9.60
37.89
= 0.25
• 𝜎120 =
10.16
38.30
= 0.27
• 𝜎140 =
10.97
38.71
= 0.28
• 𝜎160 =
11.27
39.13
= 0.29
• 𝜎180 =
12.01
39.56
= 0.30
• 𝜎200 =
12.48
40.00
= 0.31
• 𝜎220 =
12.68
40.45
= 0.31
• 𝜎2400 =
12.81
40.91
= 0.31
FUERZACORTANTE
(kg)
0.00
1.46
2.28
3.03
3.79
5.09
6.13
7.00
8.01
8.83
9.60
10.16
10.97
11.27
12.01
12.48
12.68
12.81
AREA
CORREGIDA
(cm²)
36.00
36.09
36.18
36.27
36.36
36.55
36.73
36.92
37.21
37.50
37.89
38.30
38.71
39.13
39.56
40.00
40.45
40.91
𝜎 =
𝐹
𝐴
ESFUERZO
CORTANTE
(Kg/cm²)
0.00
0.04
0.06
0.08
0.10
0.14
0.17
0.19
0.22
0.24
0.25
0.27
0.28
0.29
0.30
0.31
0.31
0.31
IV. RESULTADOS

IV. RESULTADOS
LECTURA
DEFORMACION
HORIZONTAL
FUERZACORTANTE FUERZACORTANTE
LECTURA
DEFORMACION
VERTICAL
DEFORMACION
HORIZONTAL
DEFORMACION
VERTICAL
DEFORMACION
UNITARIA
HORIZONTAL
AREA
CORREGIDA
ESFUERZO
CORTANTE
(0,01mm) (N) (kg) (0,0001") (mm) (mm) (cm²) (Kg/cm²)
0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.000 36.00 0.00
5 14.30 1.46 -11.00 0.05 -0.0011 0.003 36.09 0.04
10 22.40 2.28 -15.00 0.10 -0.0015 0.005 36.18 0.06
15 29.70 3.03 -17.50 0.15 -0.0018 0.008 36.27 0.08
20 37.20 3.79 -19.00 0.20 -0.0019 0.010 36.36 0.10
30 49.90 5.09 -20.00 0.30 -0.0020 0.015 36.55 0.14
40 60.10 6.13 -20.50 0.40 -0.0021 0.020 36.73 0.17
50 68.70 7.00 -20.50 0.50 -0.0021 0.025 36.92 0.19
65 78.60 8.01 -20.00 0.65 -0.0020 0.033 37.21 0.22
80 86.60 8.83 -17.00 0.80 -0.0017 0.040 37.50 0.24
100 94.20 9.60 -14.00 1.00 -0.0014 0.050 37.89 0.25
120 99.70 10.16 -8.00 1.20 -0.0008 0.060 38.30 0.27
140 107.60 10.97 -2.00 1.40 -0.0002 0.070 38.71 0.28
160 110.60 11.27 2.50 1.60 0.0003 0.080 39.13 0.29
180 117.80 12.01 5.00 1.80 0.0005 0.090 39.56 0.30
200 122.40 12.48 11.00 2.00 0.0011 0.100 40.00 0.31
220 124.40 12.68 18.50 2.20 0.0019 0.110 40.45 0.31
240 125.70 12.81 22.00 2.40 0.0022 0.120 40.91 0.31

IV. RESULTADOS
GRAFICO DE CORTE DIRECTO
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0 100 200 300 400 500
EsfuerzoCortante(kg/cm2)
Deformación Horizontal (mm)
DEFORMACION HORIZONTAL
Muestra 01
-0.004
-0.002
0.000
0.002
0.004
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
DeformaciónVertical(mm)
Desplazamiento Horizontal (mm)
DEFORMACION VERTICAL
Muestra 01

V. CONCLUSIONES
Para el ensayo se tomo una muestra del suelo de Pachía, donde se
calculó la densidad in situ (1.585
𝑔𝑟
𝑐𝑚3).
Se lograr hallar la humedad de la muestra (2.6 %).
Se determinó los esfuerzos cortantes correspondientes a cada
lectura de deformación horizontal.
Se determinó la curva de resistencia (Esfuerzo cortante vs
Deformación horizontal).
La curva presenta un crecimiento considerable hasta la deformación
de 200 (0.01mm) donde el esfuerzo cortante permanece constante.

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