Introducción: La Mecánica de Suelos es la ciencia que se encarga del estudio de las propiedades físicas y mecánicas del suelo, conformando una de las ramas más importantes de la Ingeniería Civil. El estudio de un suelo se realiza mediante descripciones visuales y ensayes que permiten establecer en forma cuantitativa el comportamiento del suelo frente a diversas adversidades, tales como terremotos, cambios de temperatura, variaciones de humedad, etc. En el presente informe se detalla el procedimiento y resultados obtenidos al efectuar un ensaye de consolidación uniaxial, sobre una muestra de suelo producto de sedimentos lavados por el agua o transportados por volcanes hasta las planicies. Posteriormente, los datos son analizados para obtener el valor de la masa seca total de la probeta, contenido de agua inicial y final, volumen de sólido, altura equivalente de sólido, grado de saturación y las propiedades de carga deformación. Objetivos: - Efectuar un ensaye de Consolidación Uniaxial sobre una muestra de suelo. - Obtener el contenido de agua de la muestra. - Obtener el volumen de sólido del suelo en estudio. - Obtener el grado de saturación y las propiedades de carga deformación para la muestra de suelo. Equipo: - Dispositivo de Carga: Este dispositivo permite aplicar cargas verticales a la probeta de suelo y debe ser capaz de mantener las cargas especificadas durante periodos de tiempo con una desviación máxima con respecto al valor de la carga aplicada de 0.5% . -Consolidómetro: Es un equipo que permite fijar la probeta a un anillo fijo a la base, además se instalan discos o piedras porosas en cada cara de la probeta. El diámetro interno del anillo se determina para una tolerancia de 0.075[mm]. - Piedras porosas: el material de los discos porosos debe ser de silicona Carbida, óxido de aluminio, o cualquier material no corrosivo. La granulometría de estos discos debe ser lo suficientemente fina, con el fin impedir la intrusión de material particulado a los poros del disco. -Indicador de deformación: equipo para medir y registrar la variación de altura de la probeta, con una precisión de 0.025 [mm]. -Equipo tallado e la probeta: Permite tallar la muestra hasta obtener un diámetro menor al diámetro interno del anillo del consolidómetro. -Equipo adicional: Dentro de este equipamiento se encuentran el cronómetro, agua destilada, espátulas, cuchillos, sierras, balanzas, horno secador y cámara húmeda. 3.2. Procedimiento de Ensayo Muestreo del Suelo Se realiza una muestra inalterada, es decir, protegida de la manipulación, del transporte con el fin de que conserve sus propiedades naturales. Preparación de la muestra: Se busca la marca que indica la posición natural del suelo en la envoltura de parafina. Se extrae la parafina sólida marcando la muestra de forma que indique su posición natural. Se talla la muestra y luego se dispone entre dos piedras porosas (Consolidómetro) conectado a unos piezómetros. Se satura la muestra para luego ser ensayada a consolidación drenada. Ensaye: En base al régimen de cargas se mide el asentamiento del suelo durando 24[hrs] las mediciones, la primera presión es de 0.07[Kg/cm2], el sistema debe funcionar monolíticamente. El tiempo que demora la transferencia y lo que se asienta la muestra se llama consolidación. Este ensaye mide carga controlada v/s asentamiento, Se debe medir el esponjamiento del suelo al ser descargado, esto para medir realmente el asentamiento del suelo in-situ. El procedimiento corresponde a ajustar los diales a una lectura de 0 y determinar en, en forma aparte el área de la muestra, luego se determinan las cargas para obtener una progresión geométrica de presiones que va multiplicando la carga anterior por 2 comenzando en 0,25-0,5-1-2-4-etc. Se aplica el primer incremento de carga de 0,25 kg/cm2 y se toman lecturas de los diales exactamente a tiempos de 0’’,6’’,15’’,30’’,1’,2’,4’,8’,16’,30’,1hr, 2 hr.etc. hata encontrar el 90% de la consolidación. Para el caso de suelos arcillosos el incremento de carga, se recomienda, realizar mediciones para 24 hr también., aún cuando algunas arcillas necesitan a veces de tiempo bastante diferente para realizar el incremento de cargas siguiente. Luego se intenta conocer el hinchamiento del suelo bajo cargas decrecientes, para ello se descarga la muestra a 2, 0,5, 0,1 kg/cm2 en al menos 12 hr de aplicación cada uno. Este procedimiento es arbitrario y se debe informar en caso necesario. Terminado con el proceso de descarga, se saca la caja de consolidación con el suelo del aparato de carga, se seca superficialmente y pesa, luego se coloca en el horno durante 24 hr, tiempo al cabo del cual se determina su peso seco, de tal forma de determinar la humedad final de la probeta. Calculos: Masa seca total de la probeta: Md Mtf 171,9 143( gr ) 1 Wtf 1,98 Contenido de agua inicial y final: wi ( Mto Md ) *100 19,5% Md wf ( Mtf Md ) *100 19,8% Md Volumen de sólido: Vsi Md 143,5 52,01(cm3) G w 2,759 Altura Equivalente de Sólidos: Hs Vs Hs 1, 644(cm) A Razón de Vacíos antes y después del ensayo: o Ho Hs 0,554 Hs f Hf Hs 0,552 Hs Grado de Saturación antes y después del ensayo: Soi ( Mto Mdo) 97% A w( Ho Hsi ) Sof ( Mtf Md ) 99% A w( Hf Hs) Luego calculando el índice de compresión con los gráficos que se indican a continuación, obteniendo la pendiente de la línea recta, queda de la forma: Cc e 0.13 log( PP12 ) Resultados Según los datos que se tienen en la tabla adjuntada con la norma se obtienen los siguientes gráficos: Conclusiones Según lo observado en laboratorio, podemos destacar los siguientes aspectos: Podemos confirmar la importancia del ensayo triaxial en la determinación confiable de constantes que definen el comportamiento de un suelo, como lo son su cohesión, ángulo de fricción y módulo de elasticidad, y que resultan esenciales en el cálculo de cualquier estructura que interactúe con este medio. Además, gracias a la confiabilidad y reproducción fehaciente de las condiciones naturales del suelo, el ensaye triaxial permite obtener los valores de esfuerzo que determinan la condición de falla de una suelo, aportando datos imprescindibles para el diseño. Se comprueba que el valor del ángulo de fricción obtenido en este ensayo es menor al calculado mediante el ensaye de corte directo. Esto se debe a que la presión de confinamiento se ve disminuida por la presión de poros existente en el material. Es preciso realizar los ensayos de la mejor manera posible, ya que un error en la toma de un valor puede afectar en gran medida el resultado final. Por ello es conveniente que el ensaye sea efectuado por personal calificado y experimentado, que siga estrechamente los procedimientos descritos en la norma correspondiente. Si bien la realización de este ensayo requiere bastante tiempo y un conjunto de estrictas normas a cumplir, el aporte al momento de clasificar el tipo de suelo es muy valioso, pues entrega características físicas que permiten desechar o aceptar un tipo de suelo para cierta tarea.