formulometro primer parcial definitivo
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INTRODUCCIÓN A MECÁNICA DE SUELOS
FORMULÓMETRO - PRIMER PARCIAL
TENSIONES EN LA MASA DE SUELO
Principio de tensiones efectivas
Coeficiente de empuje (
Es la relación entre las tensiones efectivas verticales y horizontales. Se toma como hipótesis
que los desplazamientos horizontales son nulos. En la realidad depende de la profundidad
pero se considera para simplificar los cálculos que es constante.
- Tener en cuenta que
- Cambio de 2 tensiones horizontales diferentes a la misma altura
- Ascensión capilar 2 presiones de poros a la misma altura
Métodos de cálculos de distribución de tensiones
Método del tronco de pirámide
La fórmula anterior es para 2V:1H. Si y son , entonces (carga distribuida en
superficie).
- No hay variación de tensiones en planos horizontales
- No se conoce distribución de tensiones fuera de pirámide
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PROPIEDADES HIDRÁULICAS DE LOS SUELOS
Capilaridad
Altura capilar (carga capilar)
Siendo, la constante empírica función de impurezas superficiales y el índice de
vacíos.
- , se toma
Estimación de (coeficiente de conductividad hidráulica) usando curva granulométrica
-
-
Flujo unidireccional
Ley de Darcy
- : caudal
- : pérdida de carga hidráulica
- : longitud de la muestra
- : sección de la muestra
- : coeficiente de conductividad hidráulica
La Ley de Darcy es válida para todo suelo donde el flujo sea laminar (arenas finas a medias,
arenas gruesas bien graduadas, arcillas y limos).
Gradiente hidráulico
En una red de flujo el máximo gradiente, como es constante, se da para el mínimo
(largo de la línea de flujo entre equipotenciales).
Carga hidráulica
Carga piezométrica
En los suelos, .
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Flujo en suelos finamente estratificados
Flujo en dirección paralela a los estratos
Flujo en dirección normal a los estratos
Flujo bidireccional
- Línea de flujo: mu t “c m ” gu .
- Equipotenciales: puntos que tienen la misma carga
Caudal
- : número de canales de flujo de la red
- : caudal por canal de flujo si se considera malla aproximadamente cuadrada
- : diferencia de carga entre el comienzo y el fin de los canales de flujo
- : c t “cu t ” qu f m c f uj t cc
del mismo con las equipotenciales
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Coeficiente de conductividad hidráulica
Ensayo de carga constante
- : altura de la muestra
- : sección de la muestra
- : diferencia de carga hidráulica
- : volumen de agua
- : tiempo de ensayo
Ensayo de carga variable
- : altura de la muestra
- : sección de la muestra
- : sección de tubo alimentador
- : carga hidráulica inicial
- : carga hidráulica final
- : tiempo de ensayo
CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL
Razón de consolidación
- alto: arcilla muy sobreconsolidada
- bajo: arcilla poco consolidada
Determinación de las pendientes
- : coeficiente de entumecimiento
o hinchamiento
- : coeficiente de compresibilidad
Se obtiene de la curva de compresibilidad.
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Determinación de tensión de preconsolidación
Método Casagrande
1. Se identifica punto de máxima curvatura (ente curva de recompesión y curva virgen).
2. Se traza por dicho punto una recta horizontal y una recta tangente a la curva.
3. Se traza la bisectriz del ángulo que forman la horizontal y la recta tangente (el menor
ángulo).
4. El punto correspondiente a se halla con la intersección de la bisectriz y la tangente
a la curva virgen.
Método Pacheco-Silva
1. Se traza la tangente a la curva virgen ( ) y la recta horizontal por el índice de vacíos
inicial
2.
3. Se traza la recta vertical por
4.
5. Se traza la recta horizontal por
6.
7. Se traza la recta vertical por
8. , éste valor corresponde a
Determinación de asentamientos
Suelo preconsolidado:
Suelo preconsolidado:
Suelo normalmente consolidado:
Tener en cuenta que,
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Deformaciones a los largo del tiempo
Factor tiempo
- : coeficiente de consolidación
- : altura drenante (altura estrato cuando drena por una cara y mitad altura del estrato
cuando drena por las dos caras)
Grado de consolidación medio del estrato
Si ,
Si ,
Determinación del coeficiente de consolidación
Se obtiene de las curvas de consolidación, lectura (h) en función del tiempo.
Método Casagrande (escala logarítmica)
1. Se determina
a. Se elige un tiempo t en el tramo inicial
b. Se busca 4t
c. Se determina
d. se determina restando al valor de correspondiente al tiempo
2. Se determina : intersección de tangente de tramos del medio y el tramo final
3. Se determina : valor medio entre y . Con el se halla el .
Método de Taylor (escala raíz de tiempo)
1. Se traza tangente al tramo inicial
2. En cualquier punto de la recta (mejor abajo) se mide , distancia al eje vertical
3. En la misma horizontal se ubica el punto y se encuentra el punto
4. Trazo recta que pasa por el punto inicial y el punto
5. . se obtiene bajando hacia el eje horizontal por el punto .
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Factor de seguridad
- Resistencia: esfuerzos que quieren mantener el objeto quieto
- Motor: esfuerzos que quieren que el objeto se mueva (solicitaciones)