En general las arcillas se caracterizan por su gran compresibilidad y su capacidad para retener a... more En general las arcillas se caracterizan por su gran compresibilidad y su capacidad para retener agua, es por eso que la estimación de asentamientos en este tipo de suelos se analiza principalmente basándose en la teoría clásica de consolidación de Terzagui. Se discutirán las hipótesis y limitaciones de esta teoría en conjunto con un revisión de los casos particulares donde los criterios 1-D y consolidación primaria no son suficientes, se presentan un caso histórico donde se realiza una comparación entre asentamientos estimados teóricamente y los reales medidos en terreno los cuales difieren considerablemente. ASENTAMIENTOS EN SUELOS FINOS En el diseño de fundaciones para estructuras de ingeniería, interesa cuánto asentamiento ocurrirá y en qué tiempo. Asentamientos excesivos pueden causar daños en la estructura, especialmente si los asentamientos ocurren rápidamente. El asentamiento total de un suelo cargado tiene estas tres componentes: (1) s c i t H H H H ∆ + ∆ + ∆ = ∆ i H ∆ : Asentamiento instantáneo: aunque en realidad no es elástico, es usualmente calculado con la teoría de la elasticidad, y en un suelo homogéneo e isótropo viene dado por la formula: (2) () E 1 B q H 2 s i µ − ∆ = ∆ El comportamiento esencialmente lineal-elástico que han observado diversos autores al aplicar una carga rápida en arcillas preconsolidadas, validan en principio el empleo de la teoría elástica. Por definición, en suelos finos, el asentamiento instantáneo tiene lugar sin disipación de presiones intersticiales. Esto quiere decir que si es una arcilla saturada no habrá cambio de volumen, con numero de poisson µ =0.5. c H ∆ : Asentamiento por consolidación: la arcilla, bajo cualquier tipo de carga, no se produce un cambio de volumen instantáneamente, sino que esto ocurre al cabo de un tiempo que a veces es muy largo. El proceso de disminución de volumen implica la necesidad de expulsar el agua sobrante, con el consiguiente aumento de la presión intersticial, la cual a medida que el agua es expulsada va disminuyendo y por otro lado van aumentando las cargas efectivas sobre el suelo. s H ∆ : Consolidación secundaria: El exceso de presión de poros del agua se ha disipado, la carga transmitida a las partículas de suelo, produciéndose un reacomodo de estas. TEORÍA DE CONSOLIDACIÓN. Una arcilla en estado saturado que es sometida a un proceso de carga de compresión sufrirá un aumento de las presiones intersticiales debido a que todo el esfuerzo, puramente compresivo, será transmitido al agua contenida en el suelo. Debido al gradiente producido por la sobre presión el agua comenzará a fluir disminuyendo el volumen del suelo. Este proceso se denomina Consolidación. Hipótesis de la Teoría Clásica de Consolidación La teoría clásica de consolidación fue propuesta por primera vez por Terzaghi (1925). Los principales supuestos en los que se basa esta teoría son los siguientes: 1. El suelo es inicialmente homogéneo. 2. El suelo está totalmente saturado con agua. 3. Partículas de suelo y agua incompresibles. La compresión del estrato ocurre solo por cambios de volumen producto de los vacíos que genera el agua al ser expulsada del estrato. 4. Se supone que el cálculo infinitesimal es aplicable a medios constituidos por partículas de tamaño fino. 5. Compresión unidimensional. 6. Flujo unidimensional. 7. Validez de la ley de Darcy, con respecto al flujo del agua que sale de los poros del suelo, la carga de velocidad g 2 v 2 es despreciable. 8. El índice de poros depende solo de la tensión efectiva. 9. Las deformaciones unitarias son pequeñas. 10. Coeficiente de Consolidación, Cv, el coeficiente de compresibilidad a v ,el coeficiente de permeabilidad de Darcy, k, permanecen constante durante todo el proceso de consolidación.
En general las arcillas se caracterizan por su gran compresibilidad y su capacidad para retener a... more En general las arcillas se caracterizan por su gran compresibilidad y su capacidad para retener agua, es por eso que la estimación de asentamientos en este tipo de suelos se analiza principalmente basándose en la teoría clásica de consolidación de Terzagui. Se discutirán las hipótesis y limitaciones de esta teoría en conjunto con un revisión de los casos particulares donde los criterios 1-D y consolidación primaria no son suficientes, se presentan un caso histórico donde se realiza una comparación entre asentamientos estimados teóricamente y los reales medidos en terreno los cuales difieren considerablemente. ASENTAMIENTOS EN SUELOS FINOS En el diseño de fundaciones para estructuras de ingeniería, interesa cuánto asentamiento ocurrirá y en qué tiempo. Asentamientos excesivos pueden causar daños en la estructura, especialmente si los asentamientos ocurren rápidamente. El asentamiento total de un suelo cargado tiene estas tres componentes: (1) s c i t H H H H ∆ + ∆ + ∆ = ∆ i H ∆ : Asentamiento instantáneo: aunque en realidad no es elástico, es usualmente calculado con la teoría de la elasticidad, y en un suelo homogéneo e isótropo viene dado por la formula: (2) () E 1 B q H 2 s i µ − ∆ = ∆ El comportamiento esencialmente lineal-elástico que han observado diversos autores al aplicar una carga rápida en arcillas preconsolidadas, validan en principio el empleo de la teoría elástica. Por definición, en suelos finos, el asentamiento instantáneo tiene lugar sin disipación de presiones intersticiales. Esto quiere decir que si es una arcilla saturada no habrá cambio de volumen, con numero de poisson µ =0.5. c H ∆ : Asentamiento por consolidación: la arcilla, bajo cualquier tipo de carga, no se produce un cambio de volumen instantáneamente, sino que esto ocurre al cabo de un tiempo que a veces es muy largo. El proceso de disminución de volumen implica la necesidad de expulsar el agua sobrante, con el consiguiente aumento de la presión intersticial, la cual a medida que el agua es expulsada va disminuyendo y por otro lado van aumentando las cargas efectivas sobre el suelo. s H ∆ : Consolidación secundaria: El exceso de presión de poros del agua se ha disipado, la carga transmitida a las partículas de suelo, produciéndose un reacomodo de estas. TEORÍA DE CONSOLIDACIÓN. Una arcilla en estado saturado que es sometida a un proceso de carga de compresión sufrirá un aumento de las presiones intersticiales debido a que todo el esfuerzo, puramente compresivo, será transmitido al agua contenida en el suelo. Debido al gradiente producido por la sobre presión el agua comenzará a fluir disminuyendo el volumen del suelo. Este proceso se denomina Consolidación. Hipótesis de la Teoría Clásica de Consolidación La teoría clásica de consolidación fue propuesta por primera vez por Terzaghi (1925). Los principales supuestos en los que se basa esta teoría son los siguientes: 1. El suelo es inicialmente homogéneo. 2. El suelo está totalmente saturado con agua. 3. Partículas de suelo y agua incompresibles. La compresión del estrato ocurre solo por cambios de volumen producto de los vacíos que genera el agua al ser expulsada del estrato. 4. Se supone que el cálculo infinitesimal es aplicable a medios constituidos por partículas de tamaño fino. 5. Compresión unidimensional. 6. Flujo unidimensional. 7. Validez de la ley de Darcy, con respecto al flujo del agua que sale de los poros del suelo, la carga de velocidad g 2 v 2 es despreciable. 8. El índice de poros depende solo de la tensión efectiva. 9. Las deformaciones unitarias son pequeñas. 10. Coeficiente de Consolidación, Cv, el coeficiente de compresibilidad a v ,el coeficiente de permeabilidad de Darcy, k, permanecen constante durante todo el proceso de consolidación.
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