El diagrama e-Iog p para una archa típica preconsolidada se muestra en la fig. 3.6. Se supone que la muestra se ha tomado con la alteración mínima; además, que en una etapa avanzada de la prueba, la muestra ha sido descargada y vuelto a cargar.
El punto a representa la relación de vacíos inicial de la muestra y la presión efectiva que actuaba en ella antes de extraerla del terreno. Cuando se coloca la muestra en el consolidómetro anegada en agua, es probable, que bajo las pequeñas presiones aplicadas inicialmente, tienda a expanderse. Se acostumbra evitar esta expansión aumentando rápidamente la carga. Así, la primera parte de la curva e-log p usualmente es casi plana; es probable que pase ligeramente abajo del punto a, mientras que la curva de campo debe pasar por l.
El punto a’ corresponde a la relación de vacíos e y a la presión po’ de la arcilla en el campo, cuando el estrato estaba bajo su carga máxima. Por algún proceso, como la erosión, la presión se redujo, y la relación de vacíos aumentó ligeramente por expansión hasta llegar al presente estado, representado por a. (En la figura se desprecia la pequeña expansión que se ha mencionado.) La curva de campo debe pasar cerca de a’, porque antes de la erosión, la relación de campo tendría que haber sido representada por a’f. No se puede construir esta curva con precisión, porque la presion po’ correspondiente al punto a’ ya no se conoce; la presión actual de la sobrecarga es solamente po. Sin embargo, se advierte que la curva Ku para presiones mayores que po consiste con frecuencia de dos segmentos muy diferentes parecidos a los segmentos de la curva m’n en la fig. 3.2. Por analogía con el comportamiento del material remoldeado sujeto a descarga y recompresión, se puede concluir que el primer segmento de Ku (fig. 3.6), a una presión mayor que po, es una curva de recompresión, mientras que el segundo tiene la pendiente de la curva virgen. El quiebre entre los dos segmientos debería, por lo tanto, corresponder a la presión de preconsolidación po’ y podría estimarse por el procedimiento de A. Casagrande. Además, la pendiente del tramo de recompresión de la curva debe ser similar a la del tramo de recompresión n’g (fig. 3.6).
Figura 3.6. Curva e-log p (Ku) para una muestra inalterada de una arcilla preconsolidada y reconstrucción de la relación de campo (K).
Estas consideraciones sugieren el siguiente procedimiento para obtener de manera aproximada, la curva e-log p que corresponde a las condiciones de campo para un material preconsolidado. La prueba de consolidación debe efectuarse en la mejor muestra que pueda obtenerse. Después de aumentar la presión suficientemente como para definir la rama virgen de la curva e-log p, debe efectuarse un ciclo de descarga y recompresión. La presión de preconsolidación puede obtenerse por el procedimiento de A. Casagrande. Luego se haría un bosquejo de la curva de campo de la cual pueden estimarse los asentamientos, empezando en el punto a, y continuando en una dirección paralela a la curva de recompresión n’g hasta un punto situado aproximadamente a la mitad de la abscisa de Po’. Luego se dirige la curva hacia el punto f, de manera que siga la forma de Ku. Este procedimiento depende del criterio de quien trabaja, pero conduce a resultados razonables. El asentamiento correspondiente a la presión comprendida entre la de sobrecarga actual y la de preconsolidación puede calcularse por medio de la ec. 3.3, pero el valor de Δe debe determinarse de la curva de campo K previamente dibujada (fig. 3.6).
Si no se identifica que la arcilla ha sido preconsolidada y se basa el cálculo de un asentamiento en af, el asentamiento calculado será muy grande. El cambio Δen en la relación de vacíos calculado para un aumento de presión Δp es probable que sea de 4 a 10 veces mayor que el cambio real Δep siempre que Δp no sea mayor de aproximadamente la mitad de po’ - po. Al aproximarse Δo a po’ - po, el error se hace menor.
En los problemas prácticos, el aspecto más importante es poder reconocer si una arcilla ha sido o no preconsolidada. Casi seguramente lo será si la humedad natural se aproxima más al límite plástico que al límite líquido. Además, ejecutando una prueba de consolidación en una muestra tomada cuidadosamente, con frecuencia se obtienen los datos necesarios para decidir al respecto. En la fig. 3.4, se puede advertir que la prolongación hacia arriba de la parte recta de Ku corta la línea e = e0 en el punto b, que está situado a la izquierda del punto a. Esto se cumple siempre en una arcilla normalmente consolidada de sensibilidad normal. Por otra parte, en la fig. 3.6, que se refiere a una arcilla preconsolidada de sensibilidad normal, b está situado al lado derecho de a. Desafortunadamente, la influencia de la alteración tiende, desalojando b a la izquierda, a destruir las evidencias de la preconsolidación. Por lo tanto, si hay probabilidades de que un depósito de arcilla pueda ser preconsolidado y se van a obtener muestras para las pruebas de consolidación, deberán de usarse las mejores técnicas posibles de muestreo. En el art. 4.8 se estudiará otro procedimiento más para investigar el estado de preconsolidacion de una arcilla blanda sedimentaria.
Las arcillas preconsolidadas abundan. Muchos depósitos estuvieron en alguna época sujetos al peso de capas de suelo sobreyacentes que subsecuentemente fueron eliminadas por la erosión. En algunos casos el hielo glacial cubrió y consolidó las capas de suelo inferiores; cuando el hielo se fundió, los depósitos quedaron sobreconsolidados con respecto a la presión que siguió actuando. La superficie de muchos depósitos, especialmente en las llanuras de inundación, estuvo expuesta durante su deposición, sufriendo evaporación y desecación. Los esfuerzos de contracción deben haber sido grandes comparados con las presiones efectivas de sobrecarga actuales y es probable que esos depósitos contengan capas o lentes de arcillas preconsolidadas. El descenso durante largo tiempo de los niveles freáticos producido por bombeo o por las actividades de construcción, puede haber inducido consolidación y precargado la arcilla, con respecto a las condiciones que existieron después del restablecimiento de los niveles freáticos. Para determinar la posibilidad o el grado de preconsolidación en un lugar, las consideraciones históricas y geológicas pueden dar valiosos datos.
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