Analogía mecánicaEs usual en la descripción de modelos mecánicos recurrir a analogías que permiten visualizar de una forma simplificada el funcionamiento del paradigma estudiado.

Para representar el fenómeno de la consolidación se suele recurrir a la analogía mecánica propuesta por Terzaghi, según la cual la consolidación unidimensional que se produce en el caso de una capa de suelo compresible (arcilla) de espesor limitado y cargada de forma uniforme es asimilable al funcionamiento de un pistón con muelle.

En las estas condiciones indicadas, el flujo de agua en la capa de suelo es vertical y las deformaciones del suelo también son verticales.

 Condiciones de consolidación unidimensional (Iglesias, 1997)

Por analogía, el suelo se puede esquematizar como un cilindro hueco cuyo interior está ocupado por agua, y se encuentra equipado con un pistón y un muelle. El muelle representa la rigidez del esqueleto del suelo, o sea, la deformabilidad de éste. El pistón cuenta con una obertura, cuyo diámetro es análogo a la capacidad de drenaje del terreno (cuantificada por el coeficiente de permeabilidad del suelo.)

En el estadio anterior al inicial, previo a la aplicación de la carga sobre el pistón, la presión intersticial es nula (u = 0), al igual que la carga asumida por el muelle.

En t = 0 se aplica una carga Q sobre el pistón, manteniendo cerrada la válvula del orificio de drenaje. En tal situación, la totalidad de la carga es asumida por el líquido que llena el cilindro, cuya presión intersticial

corresponderá a u = Q (estrictamente seria Q/A, siendo A la superficie del pistón, igual a la sección del cilindro.)

Con posterioridad (t) se abre el grifo que permite el drenaje, posibilitando la salida del agua por el mismo. De forma sincrónica a la salida del agua, el valor de la presión en el interior del cilindro disminuye, aumentando en igual medida el valor de la carga soportada por el muelle.

En el estadio tfinal, en el cual deja de salir agua por el grifo de drenaje, la totalidad de la carga (Q) es asumida por el muelle, mientras que la presión intersticial vuelve a la situación inicial u = 0.

Analogía mecánica de la consolidación unidimensional (Iglesias, 1997)

Durante el tiempo transcurrido entre t = 0 y tfinal el muelle ha asumido de forma gradual la totalidad de la carga, acortando su longitud. En esta analogía el acortamiento del muelle se corresponde con la disminución del volumen total del sistema, y es equivalente al volumen de agua expulsada.

El acortamiento del muelle sería análogo, pues, al asiento por consolidación.