resistencia cortante del suelo

PRCTICA N7

RESISTENCIA CORTANTE DEL SUELO

Problema 1.- Se llev a cabo una prueba de corte directo en un espcimen de arena seca con un esfuerzo normal de . La falla ocurri bajo un esfuerzo cortante de . El tamao del espcimen probado fue de 50mmx50mmx25mm (altura). Determnese el ngulo de friccin . Para un esfuerzo normal de , Qu fuerza cortante se requiere para ocasionar la falla del espcimen?Solucin:

Datos

Espcimen= 50x50x25

,

Problema 2.- El tamao de un espcimen de arena en una prueba de corte directo fue de 50mmx50mmx30mm (altura). Se sabe que, para la arena, (donde e=relacin de vacos) y que la densidad de solidos . Durante la prueba se aplic un esfuerzo normal de . La falla ocurri bajo un esfuerzo cortante de . Cul fue el peso del espcimen de arena?Solucin:

Datos

Espcimen= 50x50x30

Problema 3.- El ngulo de friccin de una arena seca compactada es de 38. En una prueba de corte directo sobre la se aplic un esfuerzo normal de . El tamao del espcimen fue de 50mmx50mmx30mm (altura). Qu fuerza cortante (en kN) ocasionara la falla?Solucin:

Datos

Espcimen= 50x50x30

?

Problema 4.- Resuelva el problema 7.3 con los siguientes datos: ngulo de friccin=37 esfuerzo normal= .Solucin:

Datos

Espcimen= 50x50x30

?

Problema 5.- A continuacin se dan los resultados de cuatro probetas de corte directo con drenaje sobre una arcilla normalmente consolidada:

Prueba NFuerza normal(N)Fuerza cortanteEn la falla (N)

1271120.6

2406.25170.64

3474204.1

4541.65244.3

Dibuje una grfica del esfuerzo cortante en la falla versus el esfuerzo normal. Determine el ngulo de friccin a partir de la grfica.

Solucin:

Prueba NFuerza Normal(N)Esfuerzo Normal()Fuerza Cortante(N)Esfuerzo Cortante()

1271138.02120.661.42

2406.25206.90170.6486.91

3474241.41204.1103.95

4541.65275.86244.3124.42

De la grfica se observa claramente que , y ngulo de friccin interna igual a

Problema 6.- La relacin entre la compacidad relativa Cr y el ngulo de friccin de una arena seca se da como . Una prueba triaxial drenada sobre la misma arena fue conducida en una cmara con presin de confinamiento de . La compacidad relativa de compactacin fue de 45%. Calcule el esfuerzo principal mayor de la falla.Solucin:

Datos

Problema 7.- Considere la prueba triaxial descrita en el problema 7.6.a) Estime el ngulo que el plano de falla forma con el plano principal mayor-b) Determine los esfuerzos normal y cortante (cuando falla el especimen) sobre un plano que forma un ngulo de 30 con el plano principal mayor.Solucin:

Datos

Problema 8.- La envolvente de falla del esfuerzo efectivo de una arena se expresa como . Se llev a cabo una prueba triaxial drenada sobre la misma arena. El espcimen fallo cuando el esfuerzo desviador alcanzo el valor de . Cul fue la presin de confinamiento en la cmara durante la prueba?Solucin:

Datos

Arena

Determinar:

Problema 9.- Refirase al problema 8:a) Estime el ngulo que el plano de falla forma con el plano principal menor.b) Determine el esfuerzo normal y el esfuerzo cortante sobre un plano que forma un ngulo de 35 con el plano principal menor.Solucin:

Datos

Problema 10.- Para una arcilla normalmente consolidada, los resultados de una prueba triaxial drenada son los siguientes:Presin de confinamiento

Esfuerzo desviador

Determine el ngulo de friccin.

Solucin:

Reemplazando valores tenemos:

Problema 11.- Para una arcilla normalmente consolidada, . En una prueba triaxial drenada, el espcimen fallo bajo un esfuerzo desviador de . Cul fue la presin de confinamiento en la cmara?Solucin:

Datos

Igualando las ecuaciones (1) y (2) y reemplazando valores tenemos:

Problema 12.- Una prueba triaxial consolidada-drenada fue conducida sobre una arcilla normalmente consolidada. Los resultados fueron los siguientes:Presin de confinamiento

Esfuerzo desviador

a) Encuentre el ngulo de friccin .b) Cul es el ngulo que el plano de falla forma con el esfuerzo principal mayor?c) Determine el esfuerzo normal y el esfuerzo cortante sobre el plano de falla.Solucin:Reemplazando valores tenemos:

Problema 13.- Refirase al problema 12:a) Determine el esfuerzo normal efectivo sobre el plano de esfuerzo cortante mximo.b) Explique porque la falla cortante tuvo lugar a lo largo del plano que se determin en la parte (b) y no a lo largo del plano del esfuerzo cortante mximo.Solucin:a)

b) Porque la falla se presenta por una combinacin del esfuerzo normal y esfuerzo cortante, y no as por la presencia nicamente de una de ellas o porque uno de ellos sea el mximo.

Problema 14.- Los resultados de pruebas triaxiales drenadas en una arcilla saturada son los siguientes:Espcimen IEspcimen II

Calcule los parmetros de la resistencia cortante del suelo .Solucin:

Espcimen I:

Espcimen II:

Reemplazando en la ecuacin (3), tenemos:

C

Problema 15.- Un suelo arenoso tiene un ngulo de friccin drenado de 36. En una prueba triaxial drenado sobre el mismo suelo, el esuerzo desviador en la falla fue de .Cul fue la presin de confinamiento en la cmara?Solucin:

Datos

Igualando las ecuaciones (1) y (2) y reemplazando valores tenemos:

Problema 16.- Una prueba consolidada no-drenada fue conducida sobre un espcimen normalmente consolidado con una presin de confinamiento en la cmara de . El espcimen fallo cuando el esfuerzo desviador fue de . La presin de poro del agua en el espcimen en ese momento fue de . Determine los ngulos de friccin consolidada no-drenada y drenada.Solucin:

Datos

En condiciones consolidadas drenadas tenemos:

Luego:

Reemplazando valores en (1) tenemos:


Problema 17.- Resuelva el problema 16 con los siguientes valores:Solucin:

Datos


En condiciones consolidadas drenadas tenemos:

Luego:


Problema 18.- La resistencia cortante de una arcilla normalmente consolidada se da por la ecuacin. Una prueba triaxial consolidada no-drenada fue conducida sobre la arcilla. Los resultados de la prueba fueron los siguientes:Presin de confinamiento

Esfuerzo desviador

a) Determine el ngulo de friccin consolidado no drenado.b) Cul es la presin de poro de agua desarrollada en el espcimen de arcilla ene la falla?Solucin:

Resolviendo las ecuaciones (1) y (2) tenemos:

a) Reemplazando valores en (1) tenemos:

Problema 19.- Para el espcimen de arcilla descrito en el problema 18, Cul habra sido el esfuerzo desviador en la falla si se hubiese conducido una prueba drenada con la misma presin de confinamiento en cmara (es decir ).

Solucin:

Datos

Igualando las ecuaciones (1) y (2), tenemos:

Problema 20.- Para un suelo de arcilla, se da . Se condujo una prueba triaxial consolidada no-drenada sobre esta arcilla con una presin de confinamiento en cmara de . Determine el esfuerzo desviador y la presin del poro de agua en la falla.Solucin:

Datos

Igualando las ecuaciones (1) y (2), tenemos:


Problema 21.- Durante una prueba triaxial consolidada no-drenada sobre un espcimen de suelo arcilloso, los esfuerzos principales mayor y menor en la falla fueron , respectivamente. Cul ser el esfuerzo axial en la falla si un espcimen similar es sometido a una prueba de compresin simple?Solucin:PRUEBA TRIAXIAL

EN COMPRESIN SIMPLE

Problema 22.- El ngulo de friccin de un espcimen de arcilla normalmente consolidad obtenido durante una exploracin de campo se determin en pruebas triaxiales drenadas igual a 22. La resistencia a compresin simple de un espcimen similar se encontr igual a . Determine la presin de poro de agua en la falla para la prueba de compresin simple.Solucin:


Problema 23.- Resuelva el problema 7.22 con: =25 y . Determine la presin de poro de agua en la falla para la prueba de compresinSolucin:


resistencia cortante del suelo

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