Suelos - Consolidación: Consideraciones Generales.

En campo, cuando el esfuerzo sobre una capa de arcilla saturada se incrementa —por ejemplo, por la construcción de una cimentación—, la presión de poro del agua se incrementará. Debido a que la permeabilidad hidráulica de las arcillas es muy pequeña, se requerirá algún tiempo para que el exceso de presión de poro del agua se disipe y el incremento del esfuerzo se transfiera gradualmente a la estructura del suelo. De acuerdo con la figura 1.16, si Δp es una sobrecarga en la superficie del terreno sobre un área muy grande, el incremento del esfuerzo total Δσ en cualquier profundidad del estrato de arcilla será igual a Δp, o

Δσ  = Δp

FIGURA 1.6  principios de consolidación.

Este incremento gradual ocasionará asentamientos durante cierto tiempo y se conoce como consolidación.
Pruebas de laboratorio sobre muestras de arcilla saturada inalteradas pueden efectuarse (Designación de prueba D-2435 del ASTM) para determinar el asentamiento por consolidación causado por varios incrementos de carga. Las muestras de prueba son generalmente de 2.5 pulg (63.5 mm) de diámetro y 1 pulg (25.4 mm) de altura. Los especírnenes se colocan dentro de un anillo, con una piedra porosa en la parte superior y otra en la parte inferior (figura L17a). Se aplica la carga sobre la muestra de manera que el esfuerzo vertical total sea igual a p. Las lecturas del asentamiento para el espécimen se toman por 24 horas.

Después, la carga se duplica y se tornan las lecturas respectivas. En todo momento durante la prueba, el espécimen se mantiene bajo agua. Este procedimiento continúa hasta que se alcanza el límite deseado de esfuerzo.

Con base en pruebas de laboratorio se traza una grafica que muestre la variación de la relación de vacíos e a l final de la consolidación contra el esfuerzo vertical correspondiente p (gráfica semilogarítmica: e sobre la escala aritmética y p sobre la escala log). 

FIGURA 1.7  (a) Diagrama esquemático del arreglo para la prueba de consolidación.

                      (b) curva e-log p para una arcilla suave de East St Louis Illinois

 FIGURA 117 (Continuación)

La naturaleza de la variación de e contra log p para un tipo de arcilla se muestra en la figura 1.17b. Después que la presión de consolidación deseada se alcanza, el espécimen puede descargarse gradualmente, lo que resultará en su expansión. La figura 1.17b también muestra la variación de la relación de vacíos durante el período de descarga.

De la curva elog p mostrada en la figura 1.17b, se determinan tres parámetros necesarios para calcular el asentamiento.

-Parámetros Necesarios para Calcular el Asentamiento.