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• Yola Coa Noa

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Alumno: VALERIANO MAMANI WILMER DIEGO

• 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, producir fisuras, agrietamientos, u otras patologías.

I. DEFINICION • En una zapata, el asiento crece al hacerlo la carga vertical. Las curvas presión–asiento dependen, en general, de su forma y tamaño, de la naturaleza y resistencia del suelo y de la carga aplicada (tipo, velocidad de aplicación, frecuencia, etc.).

St = Si + Sc + Ss

El asiento total El asiento total debido a ladebido a la aplicación de una aplicación de una carga es la suma de carga es ladesuma de tres tipos asiento tres tipos de asiento

TIPO DE ASENTAMIENTOS EN SUELOS •Instantáneo (Si): se produce simultáneamente a la carga por un aumento de las tensiones totales en el suelo. Ocurre por el peso de la estructura, sin que tenga que ver nada con el desplazamiento del agua (sin drenaje). Domina en suelos granulares •Consolidación primaria (Sc): asentamiento diferido en el tiempo causado por el drenaje de la humedad del suelo lo que produce cambios en las tensiones efectivas. La expulsión de humedad del suelo generalmente es un proceso a largo plazo que puede llevar de semanas a años. •Fluencia o asiento de compresión secundaria (Ss): 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

a. Instantáneo

Asentamiento de suelos

• se produce simultáneamente a la carga por un aumento de las tensiones totales en el suelo. Ocurre por el peso de la estructura, sin que tenga que ver nada con el desplazamiento del agua (sin drenaje). Domina en suelos granulares

b. Consolidación primaria (Sc) • asentamiento diferido en el tiempo causado por el drenaje de la humedad del suelo lo que produce cambios en las tensiones efectivas. La expulsión de humedad del suelo generalmente es un proceso a largo plazo que puede llevar de semanas a años.

c. Consolidación secundaria (Sc)

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 de suelos iv: causas de los

asentamientos

El asentamiento diferencial de los suelos de cimentación puede ser causada por múltiples factores, muchas veces no fácilmente identificables. En la animación se muestran sólo algunas de las causas posibles, las más frecuentes. Hay indicios que advierten del hundimiento de la cimentación.

)

Cuando la carga traspasa la tensión de pre-densificación el asentamiento se calcula en dos etapas: de la tensión existente hasta la tensión de pre-densificación y desde la tensión de pre-densificación hasta la tensión final resultante de la carga. Donde Ce es el coeficiente de expansibilidad o coeficiente de re compresión (Cr) que es la inclinación del espacio descarga-carga

Los que aún no se densificaron completamente

Se denomina consolidación de un suelo a un proceso de reducción de volumen de los suelos finos cohesivos (arcillas y limos plásticos), provocado por la actuación de solicitaciones (cargas) sobre su masa y que ocurre en el transcurso de un tiempo generalmente largo. Producen asientos, es decir, hundimientos verticales, en las construcciones que pueden llegar a romper si se producen con gran amplitud.

Consolidación primaria Este método asume que la consolidación ocurre en una sola dimensión. Los datos de laboratorio utilizados han permitido construir una interpolación entre la deformación o el índice de vacíos y la tensión efectiva en una escala logarítmica. La pendiente de la interpolación es el índice de compresión. La ecuación para el asiento de consolidación de un suelo normalmente consolidado puede ser determinada entonces como:

Consolidación secundaria La consolidación secundaria tiene lugar después de la consolidación primaria a consecuencia de procesos más complejos que el simple flujo de agua como pueden ser la reptación, la viscosidad, la materia orgánica, la fluencia o el agua unida mediante enlace químico algunas arcillas. En arenas el asiento secundario es imperceptible, pero puede llegar a ser muy importante para otros materiales como la turba. La consolidación secundaria se puede aproximar mediante la siguiente fórmula:

Diferencia entre consolidación y compactación La consolidación es un proceso acoplado de flujo y deformación producida en suelos totalmente saturados. Por lo tanto, no es posible hablar de consolidación en terrenos en los que el grado de saturación es inferior a 1 ya que en ese caso hablamos de compactación. A raíz de esto, hablamos de compactación cuando el terreno no está totalmente saturado y actúan fuerzas sobre el terreno tales como la succión capilar del agua intersticial.

Cuando el suelo se somete a una sobrecarga, 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.

• • • • •

Incremento en el esfuerzo efectivo Reducción en el volumen de vacios Reducción en el volumen total Asentamientos en el terreno Asentamientos en la estructura

• SUELOS ARENOSOS K alta … el asentamiento ocurre rápidamente, generalmente al final de la construcción. • SUELOS ARCILLOSOS K baja … el asentamiento ocurre lentamente, estructura sique asentándose durante anos después de la construcción.

ARENAS • Métodos o teorías de elasticidad. ARCILLAS (teoría de Terzaghi) • ASENTAMIENTO TOTAL • VELOCIDAD DE ASENTAMIENTOS

Tiempo en que se desarrolla asentamiento • Depende de: – Carga externa (q) – Conductividad hidráulica (k)

• Asentamiento instantáneo: Controlable en tiempo de obra

• Asentamiento diferido: Debe preverse en etapa de proyecto para evitar falla de obra

• TEORIA (Terzaghi) • LABORATORIO (ensayo de consolidación)

 Consolidación instantánea: reducción de vacios por eliminación de aire.  Primaria: reducción de volumen por 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.  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.

Causas de la Sobre-consolidación o pre -consolidación • Procesos de erosión • Zonas que han sufrido avance y retroceso de glaciaciones • Procesos de desecación y humedecimiento • Fluctuación de nivel freático • Antiguos terraplenes – cambios en morfología del suelo

esfuerzos de las arcillas

Comportamiento - ε depende de historia de tensiones • Arcilla Normalmente Consolidada: Aquélla que nunca estuvo sometida a esfuerzos mayores a las actualmente existentes • Arcilla Sobreconsolidada: Aquélla que alguna vez estuvo sometida a esfuerzos mayores a las actualmente existentes • Presion de Sobreconsolidación ( ’p ): Máximo esfuerzo a que ha estado sometido el suelo en su historia

ENSAYO DE CORTE DIRECTO GENERALIDADES

El ensayo de corte directo consiste en inducir una falla en una muestra de suelo, a través de la imposición de dos esfuerzos: El primero de ellos un esfuerzo normal, que se da mediante la aplicación de un carga vertical y que esta direccionado a inducir las condiciones de presión a las que está sometida dicha muestra en su entorno natural y un esfuerzo cortante que se da mediante la aplicación de una carga horizontal y que cuyos valores de esfuerzos obtenidos a través del ensayo permiten obtener un plano de ejes coordenados y a través del cual se determinan los valores de cohesión y ángulo de fricción.

ENSAYO DE CORTE DIRECTO

OBJETIVO DEL ENSAYO Tiene por objetivo establecer el procedimiento de ensayo para determinar por el método de corte directo, la resistencia al corte de una muestra de suelo, y a partir de ello determinar la cohesión y ángulo de fricción, parámetros de resistencia al corte del suelo.

LOS ENSAYOS QUE SE PUEDEN REALIZAR SON LOS SIGUIENTES

 Corte directo no consolidado – no drenado (UU): se considera un ensayo rápido, donde los esfuerzos cortantes se empiezan a aplicar antes de la etapa de consolidación bajo la carga normal.  Corte directo consolidado – no drenado (CU): en este ensayo se permite que la etapa de consolidación se presente antes de someter la muestra a esfuerzos cortantes.  Corte directo consolidado – drenado (CD):se considera como el ensayo más lento y por ende demorado de todos. Se efectúa de igual manera que en ensayo CU, pero al aplicar el esfuerzo cortante, estese aplica de la manera más lenta posible permitiendo así el drenaje de la muestra en todo momento y la disipación de las presiones de poros.

EQUIPOS Y MATERIALES El equipo de corte debe ser una máquina con la capacidad de producir tanto esfuerzos normales como horizontales (esfuerzos de corte).

 Dotado con un carro móvil que lleva dentro de sí una caja en la cual se desarrollara el centro del ensayo y dentro de ella la muestra con piedras porosas en sus extremos para permitir el drenaje, así como deformímetros que permitan registrar asentamientos y deformaciones horizontales y una celda que registre con precisión las fuerzas de corte aplicadas

EQUIPO DCORTE DIRECTO



 Dispositivo de carga

• Dispositivo para la aplicación de la fuerza normal • Dispositivo para la aplicación de la fuerza de corte • Piedras porosas • Deformímetros para asentamientos y deformaciones horizontales 

CAJA DE CORTE:

• Cuarto húmedo: • Equipo para el corte de la muestra: • Base de la caja de corte:

• Balanza • Horno de secado • Recipientes

• Herramientas y accesorios

Muestra • Si se usa una muestra inalterada, debe ser suficientemente grande para proveer un mínimo de tres muestras idénticas. • La muestra se talla sobre medida para las dimensiones del dispositivo de corte directo. • Se determina el peso inicial de la muestra para el cálculo posterior del contenido inicial de humedad de acuerdo con la norma MTC E 108. • El material requerido para el espécimen será mezclado con suficiente agua para producir el contenido de humedad deseado. Se debe permitir al espécimen permanecer listo antes de la compactación, de acuerdo a la guía siguiente:



EJECUCIÓN DEL ENSAYO

Se ensambla la caja de corte con los marcos alineados y se bloquea. Se aplica una capa de grasa entre los marcos para lograr impermeabilidad durante la consolidación y reducir la fricción durante el corte. Pueden también usarse espaciadores o superficies recubiertas con tetrafluoretileno fluoruro carbono, para reducir la fricción durante el corte.

Ensamble de la caja de corte: Colocar las piedras porosas húmedas sobre los extremos expuestos de la muestra en la caja de corte; colocar la caja de corte conteniendo la muestra inalterada y piedras porosas en el soporte de la caja de corte y fijar la misma.

 PROCEDIMIENTO

B. Se introduce la muestra de ensayo con sumo cuidado. Se conecta el dispositivo de carga y se ajusta el dial para medir tanto la deformación durante el corte, como el cambio del espesor de la muestra y luego se determina el espesor inicial. La costumbre de humedecer las piedras porosas antes de la colocación y aplicación de la fuerza normal sobre las muestras, dependerá del tipo de problema en estudio. Para muestras inalteradas obtenidas bajo el nivel freático, deben humedecerse las piedras. Para suelos expansivos se debe efectuar el humedecimiento después de la aplicación de la fuerza normal, para evitar expansiones que no son representativas de las condiciones de campo.

C. Se debe permitir una consolidación inicial de la muestra bajo una fuerza normal adecuada. Después de aplicar la fuerza normal predeterminada, se llena el depósito de agua hasta un nivel por encima de la muestra, permitiendo el drenaje y una nueva consolidación de la misma. El nivel del agua se debe mantener durante la consolidación y en las fases siguientes de corte de tal manera que la muestra esté saturada en todo momento. D. La fuerza normal que se aplique a cada una de las

muestras depende de la información requerida. Un solo incremento de ella puede ser apropiado para suelos relativamente firmes. Para los demás suelos pueden ser necesarios varios incrementos con el objeto de prevenir el daño de la muestra. El primer incremento dependerá de la resistencia y de la sensibilidad del suelo. En general, esta fuerza no debe ser tan grande que haga fluir el material constitutivo de la muestra por fuera del dispositivo de corte.

E. Se debe llevar registro de la fuerza de corte aplicada y la deformación normal y de corte para intervalos convenientes de tiempo. Con preferencia, el incremento de la fuerza de corte debe ser continuo.

CÁLCULOS ENSAYO DE CORTE DIRECTO • PROYECTO : ESTUDIO DE SUELOS EN EL DIST. DE CALANA • UBICACIÓN : DISTRITO DE CALANA ; PROVINCIA DE TACNA , REGION DE TACNA. • MUESTRA

: TERRENO NATURAL CALICATA 01

• FECHA

: OCTUBRE DEL 2018

DATOS OBTENIDOS CARACTERISTICAS DE LA MUESTRA

Diametro Altura Densidad Natural Area Volumen Peso Densidad Seca

(cm.) (cm.) (gr/cm3 ) (cm2 ) (cm3 ) (gr.) (gr/cm3 )

6.00 2.00 1.49 36.00 72.00 107.50 1.48

CONTENIDO DE HUMEDAD FINAL

P. Suelo Humedo + Tara (gr.) P. Suelo Seco + Taca (gr.) P. de Tara (gr.) Contenido de Humedad

140.50 139.30 35.40 1.15%

DATOS DE CORTE

Sobre carga (gr.) Peso de Muestra (gr.) Carga Adicionada (kg.) Relación de Carga Carga Normal Total (kg.) Velocidad de Carga (mm/min) 2 Esfuerzo Normal (kg/cm )

503.50 107.50 36.00 1.00 36.50 0.138 1.014

TIPO DE MUESTRA

Natural Compactado Humedad Natural Clacificación

(SUCS)

X 1.45% SM

PRI MER ESPECI MEN

DESPLAZAMIENTO

DEFORMACION

FUERZA

ESFUERZO

HORIZONTAL

VERTICAL

CORTANTE

CORTANTE 2

DIAL

mm

DIAL

mm

(N)

(kg/cm )

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 30.00 40.00 50.00 65.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 180.00 200.00 220.00 240.00 260.00 280.00 300.00 320.00 340.00 360.00 380.00 400.00 420.00 440.00 460.00 480.00 500.00

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50 0.65 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 3.00 3.20 3.40 3.60 3.80 4.00 4.20 4.40 4.60 4.80 5.00

0.00 -7.00 -8.00 -11.00 -13.00 -16.00 -17.50 -17.50 -16.00 -14.00 -8.00 2.00 11.00 19.00 30.00 41.00 55.00 72.00 88.00 105.00 120.00 126.00 128.00 128.00 128.00 128.00 128.00 128.00 128.00 128.00 128.00

0.0000 -0.0007 -0.0008 -0.0011 -0.0013 -0.0016 -0.0018 -0.0018 -0.0016 -0.0014 -0.0008 0.0002 0.0011 0.0019 0.0030 0.0041 0.0055 0.0072 0.0088 0.0105 0.0120 0.0126 0.0128 0.0128 0.0128 0.0128 0.0128 0.0128 0.0128 0.0128 0.0128

0.00 47.00 76.00 96.00 123.00 163.00 192.00 224.00 262.00 294.00 330.00 361.00 385.00 401.00 412.00 420.00 425.00 424.00 420.00 414.00 411.00 408.00 405.00 402.00 402.00 402.00 402.00 402.00 402.00 402.00 402.00

0.00 0.13 0.21 0.27 0.34 0.45 0.53 0.62 0.72 0.80 0.89 0.96 1.01 1.04 1.06 1.07 1.07 1.06 1.03 1.01 0.99 0.97 0.95 0.93 0.92 0.91 0.90 0.89 0.88 0.87 0.85