Consolidación unidimensional y expansión

PRÁCTICO 3 - CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL Y EXPANSIÓN

Consolidación Unidimensional

Ejercicio 1

Un ensayo edométrico se realiza sobre una muestra, extraída del plano medio de una capa de arcilla saturada homogénea de peso específico 16 kN/m3 (el nivel freático está a nivel del terreno natural) y potencia de 4 m. La relación de vacíos inicial de la arcilla eo es de 1,5 y la altura inicial de la muestra es de 20 mm. La tabla siguiente presenta los asentamientos finales medidos para los escalones de carga aplicados a la muestra:

v (kPa) 5 15 30 45 60 80 150 300 500 100 10

h (mm) 0,08 0,32 0,52 0,68 0,92 1,36 2,52 3,68 4,64 4,56 4,40

a) Determinar la presión de sobreconsolidación ’p. ¿El estrato arcilloso es sobreconsolidado? Justifique su respuesta.

b) Determinar el Índice de entumecimiento ce y el Índice de compresión cc de la arcilla.

c) Determinar el asentamiento del estrato arcilloso si se aplica una sobrecarga de 200 kPa, suponiendo que la muestra analizada es representativa de la masa de suelo arcilloso.

Ejercicio 2

Una muestra de arcilla saturada de 20 mm de espesor inicial es sometida en un edómetro a una carga constante de 100 kPa. La curva de consolidación resultante se representa en la figura. La muestra de arcilla está drenada por ambas caras. Determinar el coeficiente de consolidación cv de la arcilla.

Ejercicio 3

El terraplenado de una extensa zona de suelos compresibles se traduce en la aplicación en la superficie del suelo de una sobrecarga uniforme de 200 kPa. La estratificación del suelo compresible está representada en la figura, con los valores de los parámetros necesarios para el cálculo de los asentamientos. El nivel freático está al nivel del terreno natural. Calcular el asentamiento final del terreno compresible.

Ejercicio 4

Un depósito de grandes dimensiones aplica sobre la superficie del suelo una carga vertical uniforme de 150 kPa. El suelo está constituido por una capa de arena densa intercalada por dos niveles de arcilla compresible, de 5 m de espesor cada una, ubicadas a 12,5 m y 27,5 m de profundidad. El nivel freático se encuentra a nivel del terreno natural. Los pesos específicos de las diferentes capas y las características edométricas de la arcilla están indicados en la figura; se supondrá que luego de aplicada la carga, las capas de arena asientan instantáneamente 4 cm, globalmente.

a) Calcular el asentamiento final de la superficie del suelo.

b) En cuánto tiempo después de la aplicación de la carga se alcanza el 50% y el 90% del asentamiento final.

c) Trazar la curva de asentamiento de la superficie del suelo en función del tiempo.

Ejercicio 5

A partir de los datos del ejercicio 10 del Práctico de Tensiones en la masa del suelo ya visto; calcular los asentamientos teóricos de la capa de arcilla, supuesta normalmente consolidada, en el eje del terraplén (vertical 1) y en la vertical que pasa por la cresta del talud (vertical 2). La arcilla saturada tiene una relación de vacíos inicial eo = 0,7 y un índice de compresión cc = 0,17.

Ejercicio 6

Una estructura se apoya en un terreno con el perfil de subsuelo indicado en la figura mediante cuatro zapatas circulares iguales de 2,25 m de diámetro. Sobre cada una de ellas se produce una descarga de 500 kN. El proyecto suponía un perfil de subsuelo semejante bajo las cuatro zapatas, pero al realizarse la construcción se observa que bajo una de ellas la arcilla normalmente consolidada tiene 1 m de espesor, en vez de 0,50 m. La estructura no admite asentamientos diferenciales mayores a 1/450.

a) Verificar si se cumple la referida condición en el lapso de vida útil de la estructura, que se ha establecido en cincuenta años.

b) ¿En algún momento de ese lapso el asentamiento

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