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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
INT(ODUCCI/N
Cuando o! !ueo! e!t$n !aturado! % !e e! incre#enta a car&a' ocurre un(roce!o de a!enta#iento de o! !ueo! )reducci"n de *ou#en+' a!, co#o
a di!i(aci"n de a (re!i"n de (oro!- A .!te (roce!o !e e conoce co#ocon!oidaci"n-
E!te en!a%o' ta#bi.n a#ado en!a%o de co#(re!i"n con/nada' e! de &rani#(ortancia' debido a 0ue a con!oidaci"n e! un (robe#a natura de o! !ueo!/no!' co#o arcia! % i#o!' % toda! a! edi/cacione! 1undada! !obre e!te ti(o de!ueo en1rentar$n e!te 1en"#eno- De e!ta #anera' a con!trucci"n de obra!ci*ie! !obre !ueo! arcio!o! %2o i#o!o!' &eneran (roce!o! de car&a %de!car&a' o! cuae! !e (ueden dar a corto o ar&o (a3o de acuerdo con a(ro(iedad de !ueo 0ue e!t.n a1ectando4 (or e5e#(o' (ara e ca!o de a
ci#entaci"n de un edi/cio' !e &eneran o! do! ti(o! de re!(ue!ta %a 0ue aca#biar a di!(o!ici"n ori&ina de a! (art,cua! de !ueo !e (roducena!enta#iento! in#ediato! % a #edida 0ue !e au#enta e (eriodo de tie#(o' acar&a coocada &enerar$ ca#bio! en a (re!i"n inter!ticia de !ueo' (roduciendode e!ta #anera ca#bio! *ou#.trico!' deno#inado! a!enta#iento! (orcon!oidaci"n- Por o tanto % (artiendo de o e6(ue!to anterior#ente' e! de *itai#(ortancia conocer a *eocidad de a!enta#iento tota % di1erencia de ae!tructura' con e /n de e*itar % controar e!to! a!enta#iento! en a! obra!ci*ie! concebida! &enera#ente (ara a#(io! (eriodo! de *ida 7ti- Sin e#bar&o(ara (oder e!tudiar % controar e!to! ca#bio! e! nece!ario identi/car a cau!a
de o! #i!#o! (ara o cua e conoci#iento de o! (roce!o! de con!oidaci"n e!un re0ui!ito-
Laboratorio De Mecanica de Sueo! IICon!oidaci"n Unidi#en!iona
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O#0ETI1OS
O#0ETI1O "(INCI"AL
• Cacuar de #anera e6(eri#enta' con ba!e en a teor,a decon!oidaci"n unidi#en!iona (ro(ue!ta (or Ter3a&8i' o! (ar$#etro! decon!oidaci"n de/nido! co#o e coe/ciente de con!oidaci"n *ertica CV'% e coe/ciente de co#(re!ibiidad *ou#.trica #*' a (artir de o! dato!to#ado! en e aboratorio' #ediante e u!o de 8erra#ienta! &r$/ca!-
O#0ETI1OS SECUNDA(IOS
• Con!truir a! cur*a! de con!oidaci"n de a #ue!tra en!a%ada-.
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+. Marco TeoricoE e6ce!o de (re!i"n inter!ticia &enerado (or o! incre#ento! dee!1uer3o! debido! a a !obrecar&a 0ue re(re!enta una e!tructura' !edi!i(an #ediante e 9u5o de a&ua contenida en a #a!a de !ueo- Ladi!i(aci"n de dic8o e6ce!o (or #edio de 9u5o de a&ua !e debe a ainca(acidad 0ue .!ta tiene (ara re!i!tir e!1uer3o! de corte % !e deno#inacon!oidaci"n- E!te (roce!o !e ori&ina debido a 0ue a car&ar una #a!a de!ueo dic8a car&a e! inicia#ente ab!orbida (or e a&ua contenida en o!(oro! de !ueo' no ob!tante' a tran!currir e tie#(o e a&ua iniciar$ un9u5o a!cendente obi&ando a a! (art,cua! de !ueo a !o(ortar o!
incre#ento! de e!1uer3o! &enerado! (or a car&a- E anterior(antea#iento % de/nici"n i#(ica:
Una reducci"n en e *ou#en de (oro!' (or tanto un ca#bio *ou#.trico#ani1e!tado en a!enta#iento! en e !ueo de 1undaci"n % (or ende ena e!tructura-
Un au#ento de e!1uer3o e1ecti*o' 0ue a !u *e3 incre#enta are!i!tencia a corte de !ueo-
E e!tudio de (roce!o de con!oidaci"n !e ba!a en a teor,aunidi#en!iona (ro(ue!ta (or Ter3a&ui' a cua concu%e 0ue a ecuaci"nde co#(orta#iento 0ue ri&e o! (roce!o! de con!oidaci"n *ertica e!:
t
u
z
uC
ee
V
∂
∂=
∂
∂
2
2
);+
Donde C* e! e coe/ciente de con!oidaci"n *ertica e6(re!ado (or:
( )V W
V V
gaek C
ρ += 1
)<+
Lo! e!tudio! de Ter3a&ui ta#bi.n de/nen e coe/ciente de co#(re!ibiidad*ou#.trica #* co#o:
e
am
v
v
+=1
)=+
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Para !oucionar a ecuaci"n );+ !e a!u#e un $rea car&ada de di#en!ione!in/nita!' donde a (re!i"n a(icada q e! con!tante % ab!orbida en (ri#erain!tancia (or e a&ua inter!ticia en 1or#a de un e6ce!o de (re!i"n u oe- Deo anterior % ue&o de un an$i!i! di1erencia a !ouci"n a e!ta ecuaci"n e!:
( )V
m
moe
e T M H
z M sen
M u
u 2
0exp1
2−
−= ∑ ∞=
=
)>+
Donde:
( )122
+= m M π
con # ? @' ;'<'' ? on&itud #$6i#a de a atura de drena5e- T* ? 1actor de tie#(o *ertica de/nido (or:
2 H t cT v
V =
)+
La ecuaci"n > (uede !i#(i/car!e a de/nir e &rado de con!oidaci"n U V
co#o:
t o
e
V
ee
eeU
−
−=
)+E6(re!i"n 0ue a a(icar e (rinci(io de e!1uer3o! e1ecti*o! e! e0ui*aentea:
oe
eV
u
uU −= 1
)+
E!ta reaci"n de#ue!tra 0ue e &rado de con!oidaci"n de un ee#ento e!i&ua a a di!i(aci"n de e6ce!o de (re!i"n inter!ticia- Por tanto a
ecuaci"n 0ue de/ne e &rado de con!oidaci"n e!:
( )V
m
mV T M H
z M sen
M U 2
0exp1
21 −
−−= ∑ ∞=
=
)+
De a ecuaci"n )+ !e deduce 0ue e &rado de con!oidaci"n e! 1unci"n de1actor de (ro1undidad 32 % de 1actor de tie#(o *ertica T *- E!te 8ec8o 8a(er#itido a creaci"n de un #.todo a(ro6i#ado re!utante de a! &r$/ca!
de UV en 1unci"n de 32 % TV' cu%a (reci!i"n % e6actitud e! ace(tabe en e$#bito in&enieri actua-
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2iura +.Grado de con!oidaci"n U* en 1unci"n de 1actor de (ro1undidad32 % de 1actor de tie#(o T*
Sin e#bar&o e c$cuo de e!te *aor de(ende de do! (ar$#etro!anterior#ente e6(ue!to! 0ue !on e coe/ciente de con!oidaci"n *erticac* % e coe/ciente de co#(re!ibiidad #*3 o! cuae! !e deter#inane6(eri#enta#ente a tra*.! de en!a%o de con!oidaci"n-
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). E4UI"OS EM"LEADOS
E e0ui(o utii3ado (ara reai3ar e en!a%o de con!oidaci"n e! e !i&uiente:
• Un a(arato de car&a o ed"#etro' (ro*i!to de un ector de car&a % un dia
ector de de1or#aci"n de @-@@@; (u&ada! de (reci!i"n )Fi&ura <+
2iura ). Ti(o! de ed"#etro! )BoHe! -' ;J<+-
• Un con!oid"#etro' e0ui(o co#(ue!to (or una ca5a de bronce' un anio debronce de =-J ## de di$#etro % ;-J ## de atura con !u! borde! cortante!(ara taar a #ue!tra' un di!co de #odeo (ara reba5ar a #ue!tra en una(ro1undidad dada' do! (iedra! (oro!a!' do! di!co! de (a(e /tro % un bo0ueo (i!t"n de car&a-
• Un 5ue&o de (e!a! (ara acan3ar a! (re!ione! de en!a%o-
• orno de !ecado aire % te#(eratura re&uabe ca(a3 de #antener!e en ;;@K K C-
• Baan3a-
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E ob5eti*o de en!a%o de con!oidaci"n e! e!ti#ar a #a&nitud de acon!oidaci"n de #ue!tra! de !ueo! cuando !e con/nan atera#ente %!e car&an % drenan a6ia#ente- En !, !u /naidad e! deter#inar a *eocidad % &rado de a!enta#iento 0uee6(eri#entar$ una #ue!tra de !ueo arcio!o !aturado a !o#etera a una!erie de incre#ento! de (re!i"n o car&a-
De e!ta #anera !e tiene 0ue e (rocedi#iento de!arroado durante eaboratorio de con!oidaci"n e! e !i&uiente:
;- Se deter#in" e (e!o' a atura % e di$#etro de anio' a!, co#o e (e!o de a(iedra (oro!a 0ue 1ueron coocada! !obre a #ue!tra-
<- Se to#" una #ue!tra inaterada de !ueo (ro*eniente de a cantera- La(ro1undidad a(ro6i#ada de a #ue!tra o!cia entre o! ;->@# % ;-@#
=- Se ta" a #ue!tra dentro de anio a(ro*ec8ando o! borde! cortante!0ue (o!ee 1aciitando de e!ta #anera e (roce!o-
>- Sobre cada cara de a (robeta' !e cooc" cada una de a! (iedra!(oro!a! !aturada!' 0ue !e a5u!taban dentro de anio- E!te con5unto !ee*" a con!oid"#etro-
- Se cooc" e con!oid"#etro en e di!(o!iti*o de car&a cu%a reaci"n debra3o !e to#" de ;:;@-
- Se inici" e (roce!o de car&a con < &' ba5o a condici"n de 0ue deb,a dobar!edic8a cantidad cada *e3 0ue !e reto#ar$ e!te (rocedi#iento- La #ue!tra !ecar&" 8a!ta acan3ar un *aor de =< & en e bra3o-
Para cada incre#ento de car&a !e to#aron o! *aore! de de1or#aci"nante! de a nue*a car&a % o! *aore! de de1or#aci"n (ara o!
!i&uiente! tie#(o! )dado! en #inuto!: !e&undo!+- A co#(etar e cico de car&a !e inici" e de de!car&a' e cua !e reai3" en1or#a (ro(orciona a a car&a )!e 0uit" a #itad de a car&a 0ue !e encontrabaen e bra3o+- Lo! *aore! de de1or#aci"n !e to#aron (ara o! in!tante! detie#(o ue&o de a de!car&a
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