El esfuerzo de pre-consolidación, es conocido en geotecnia como el esfuerzo máximo al que ha sido sometido un suelo particular a lo largo de su historia geológica. Desde el punto de vista geotécnico, el esfuerzo de preconsolidación tiene una gran importancia porque separa deformaciones elásticas y reversibles de deformaciones inelásticas y sólo parcialmente irreversibles y marca el punto de partida de una alta compresibilidad. La tensión de preconsolidación ayuda a determinar la presión de sobrecarga más grande que se puede ejercer en un suelo sin cambio de volumen irrecuperable.
Este video presenta el método clásico de Casagrande, para determinar el esfuerzo de preconsolidación, usando un edómetro, o ensayo edométrico, en el que hemos realizado un ensayo de consolidación.
La presión de preconsolidación no se puede medir directamente, pero se puede estimar usando una serie de estrategias diferentes, entre ellas, la mostrada en este vídeo.
El concepto es especialmente importante para suelos de origen sedimentario. Un suelo es preconsolidado ó sobreconsolidado cuando los esfuerzos efectivos a los que esta sometido actualmente, son inferiores a los máximos históricos, deducidos estos en condiciones edométricas ó isotrópicas.
Dentro de los principales factores que determinan el origen de la preconsolidación en un suelo sedimentario, se encuentran procesos geológicos asociados con trayectorias de carga iniciales y posteriores descargas causadas por procesos erosivos (remoción de material por algún agente geológico), desecación (procesos de pérdida de humedad) con profundizaciones del nivel freático y descargas antrópicas realizadas por el hombre (excavaciones).
De la misma forma, el esfuerzo de preconsolidación, está íntimamente ligado con el valor del coeficiente lateral de presión de tierras en reposo (Ko), cuyo valor determina los esfuerzos laterales en obras subterráneas.
La aplicación del método es así:
Utilizando una curva de consolidación: (Casagrande 1936)
1) Dibujar los datos, en un diagrama semi-logarímico de: esfuerzo efectivo (σ’vc) frente al ratio de vacíos (e).
2) Elegir el punto de máxima curvatura, en la curva de consolidación dibujada.
3) Dibujar una línea horizontal desde este punto.
4) Dibujar una línea tangente, a la curva, en el punto encontrado en la punto N. 1.
5) Bisectar el ángulo formado por la línea horizontal en la punto N. 2 y la línea tangente del punto N. 3.
6) Extender la «porción recta» de la curva de compresión virgen (gran tensión efectiva, baja relación de vacíos: casi vertical a la derecha del gráfico) hasta la línea bisectriz en la parte 5.
7) El punto donde las líneas en la parte 5 y la parte 6 se intersectan es la presión de preconsolidación.