MECANICA DE SUELOS II

parte teorica

01. Qu es esfuerzo efectivo?a) Es la suma de las componentes verticales de las fuerzas desarrolladas en los puntos de contacto de las partculas slidas por rea de seccin transversal unitaria.b) Es el esfuerzo que absorbe las partculas slidas del suelo.c) es la fraccin del esfuerzo normal absorbida por el esqueleto del suelo en los puntos de contacto de las partculas. RESPUESTAd) Todas las anteriores son correctase) Ninguna anterior02. Por qu es importante conocer el esfuerzo cortante mximo?a) Para el clculo de la estabilidad de cimentos. RESPUESTAb) Para el clculo de esfuerzos normalesc) Para calcular los esfuerzos verticalesd) Todas las anteriores.e) Ninguna anterior.03. El conocimiento de los esfuerzos verticales es de gran importancia para:a) La elasticidadb) Los principios de la deformacinc) La consolidacind) Los asentamientose) Ms de una es correcta. RESPUESTA04. Describe los parmetros de la siguiente frmula:

Son los esfuerzos verticales totales por debajo de la superficie del suelo cuando actan sobrecargas en la superficie Esfuerzos efectivos de la masa de suelo Es la sumatoria de los esfuerzos provocados por las cargas existentes sobre la superficie del suelo05. Qu entiendes por esfuerzo total vertical?Es la suma del esfuerzo efectivo y el esfuerzo producido por una carga, que actan en la estructura del suelo06. Qu entiendes por esfuerzos Geostticos?El esfuerzo geos tatico es el resultado de la suma del esfuerzo efectivo ms la presin neutra

07. Qu es presin de poro?a) Es la presin hidrosttica que acta encima del suelob) Es la presin intersticial hidrosttica que acta sobre el suelo y se presenta cuando existe un nivel de capilaridad. RESPUESTAc) Es la presin intersticial hidrosttica que acta sobre el suelo y se presenta cuando existe un nivel de fretico.d) Es la diferencia del esfuerzo efectivo y el esfuerzo total.e) Ms de una respuesta es correcta.

08. Calcule el esfuerzo efectivo en el punto A.

N.S.C: nivel de saturacin capilarN.F: nivel fretico

--------RESPUESTA: Peso especfico sumergido09. Cules son los pasos para usar la carta de Newmark para el clculo de esfuerzos verticales correspondiente a cargas encima de la superficie terrestre?I. Ubicar el punto indicado sobre el centro de la carta de Newmark II. Dibujar a escala la grfica (escala de la grfica es equivalente a la profundidad)III. Sumar el nmero de reas que estn dentro de la graficaIV. Reemplazar los valores en la siguiente formula:

Dnde:

010. Dibuje los diagramas de esfuerzos totales, esfuerzos efectivos y presin de poro del ejercicio 8

011. Demostrar

012. Demostrar

parte practica

1) Determinar y graficar los Diagramas de esfuerzos totales, neutrales y efectivos del perfil del suelo que se indica.

00.00 a -8.40 Arena mal graduada medianamente densa(Encima del nivel fretico w = 6,5%)Relacin de vacos = 0,40G = 2,60N = 0,1128 ; D10 = 0,0006 -8,40 a -16,40Limo inorgnico; n = 0,55; G = 2,67 -16,40 a -18,20Arcilla inorgnica; e = 0,61; G = 2,79. -18,20 a -20,00Arena mal graduada; Gw = 100%; w = 25%; d = 1,60 gr/cm3. El nivel fretico est a -5.70

Solucin

Determinamos la altura del acenso capilarUsaremos la siguiente formula

Calculamos los pesos especficos en cada fasePara el estrato IPara peso especfico seco usaremos la formula siguiente

Para el peso especfico saturado usaremos la formula siguiente

Para el estrato IIEn este caso primero hallamos e para luego calcular

Para el estrato III

Para el estrato IV

Para

Para calculara (e)

Ahora reemplazamos los valores en la formula siguiente para hallar el peso especfico saturado

Ahora calculamos los esfuerzos totales , la presin de poros y los esfuerzos efectivos Formula del esfuerzo total

Frmula para la presin de poro

Formula del esfuerzo efectivo

Para el punto A calculamos

La presin de poro es negativo debido a que el agua asciende por capilaridad (esto se da solamente en el punto A)Para el punto B calculamos

Para el punto C calculamos

Para el punto D calculamos

Para el punto E calculamos

Para el punto F calculamos

Grafica

2) Calcular los esfuerzos verticales totales ( e + z ) debajo de los puntos A y B, en el medio del estrato de arcilla CL. del edificio, que se muestra en la figura. El nivel de saturacin por capilaridad llega hasta 2,00

Solucin

Ahora calculamos los esfuerzos totales , la presin de poros y los esfuerzos efectivos PUNTO A (edificio A)Para el punto A calculamos

Calculamos Sabemos que

Dnde:

Calculamos

Calculamos

Usaremos la siguiente formula

Dnde:

Para el punto A Z es igual a 9.5 mCalculamos el valor de m

Calculamos el valor de n

Con los valores de m y n hallamos en la tabla en valor de

Teniendo los valores de reemplazamos en la formula

PUNTO B (edificio B)Calculamos Sabemos que Calculamos

Calculamos

Usaremos la siguiente formula

Dnde:

Calculamos el valor de mPrimero calculamos para todo (edificio)

Calculamos el valor de n

Con los valores de m y n hallamos en la tabla en valor de (todo el edificio)

Calculamos para la mitad (edificio)Calculamos el valor de m

Calculamos el valor de n

Con los valores de m y n hallamos en la tabla en valor de (mitad del edificio)

Ahora restamos los valores de y reemplazamos en la formula

Hallamos

Ahora calculamos los esfuerzos totales , la presin de poros y los esfuerzos efectivos PUNTO B (edificio B)La profundidad Z para el punto B es igual a 10m

Calculamos m y n

Con los valores de m y n hallamos en la tabla en valor de

Los valores de reemplazamos en la formula

Hallamos

3) Utilizando el diagrama de Newmark y el Valor de influencia = 0,005. Calcular el esfuerzo z a una profundidad de 19,5 pies debajo del punto O Del edificio que transmite una carga distribuida en la superficie de 38,70 kN/m2, cuya figura en planta se muestra

SolucinPara convertir los valores de pies a metros se multiplican por (0.3048)

Z=19.5 piesZ=19.5*(0.3048)Z=5.94 mEl valor de influencia es de 0.005 y mide 3.9 cmCalculamos los valores en centmetros para graficar en la carta de NewmarkPrctica y teora resuelto de mecnica de suelos II1

Para 13.9cm5.94m Xcm1.21m X=0.79cm

Para 23.9cm5.94m Xcm1.82m X=1.19cmPara 33.9cm5.94m Xcm12.19m X=8cm

Para 43.9cm5.94m Xcm6.09m X=4cmPara 53.9cm5.94m Xcm7.92m X=5.2cmPara 63.9cm5.94m Xcm2.13m X=1.39cm

parte teorica

1. A qu se debe el proceso de consolidacin secundaria? Y en qu tipos de suelos se presenta?Se produce despus de la consolidacin primaria, se debe a la alta compresibilidad del suelo, porque las partculas del suelo presentan fluencia viscosa (lenta) que hace que estos se reacomoden. Y se presentan en suelos arcillosos y turbas 2. A qu se debe el proceso de consolidacin primaria? Y en qu tipos de suelos se presenta?Se debe a la expulsin del agua que ocupa los espacios vacos (el agua intersticial se drena) producido a lo largo del tiempo. Y se presenta en suelos como la arcilla saturada 3. Defina los siguientes conceptos. Emplee un croquis en caso sea necesario Incremento de pre-consolidacin: Es el resultado de la diferencia del esfuerzo de pre-consolidacin y el esfuerzo efectivo

Relacin de pre-consolidacin: es el resultado de la divisin del esfuerzo de pre-consolidacin y el esfuerzo efectivo

ndice de compresibilidad: es el resultado de la divisin de la variacin de los vacos y el logaritmo de los esfuerzos efectivo mayor entre el esfuerzo efectivo menor

4. A partir de curva de compresibilidad del ensayo de consolidacin se puede determinar la presin de pre-consolidacin por el mtodo de casa grande. Explique el mtodo y dibuje se toma un punto a en la curva donde presenta menor radio se traza una lnea horizontal ab desde el punto a se traza una lnea tangente ac en el punto a se traza una lnea bisectriz ad del Angulo bac se prolonga la lnea gh o hasta intersectar la lnea bisectriz en el punto f la abscisa del punto f es el esfuerzo de pre-consolidacin

5. En qu teora se basa el asentamiento instantneo?En la teora de la elasticidad, y est presente el simultaneo en construccin de obres civiles 6. Cmo se denomina las presiones verticales en la masa de los suelos saturados? Explique cmo acta cada uno A la suma del esfuerzo de sobre carga y el esfuerzo geos tatico esfuerzo de sobre carga: producida por la presin de las estructuras civiles esfuerzo gestltico: es la suma del esfuerzo efectivo ms la presin de poro Presin efectiva: es la presin que absorbe las partculas slidas del suelo presin de poro: es la presin que genera el agua en los poros 7. Qu entiendes por un suelo pre-consolidado? Y debido a que aspectos se debeLa presin de sobrecargas efectiva es menor que la que el suelo experimento en su pasadoEs debido a procesos geolgicos y/o intervencin del hombre8. Qu entiendes por suelo normalmente consolidado?La presin de sobrecarga efectiva presente es la presin mxima a la que el suelo fue sometido en su pasado

parte practica

1. La zapata tpica de una edificacin tiene un rea de 3.50 x 5.50 m y esta cimentada a 1.70 m de profundidad, transmite una carga de 2.25 kg/cm2.cuyo perfil del suelo es el siguiente

Considerar estratos de un metro obligatoriamente a) Determinar y graficar los diagramas de los esfuerzos geos taticos, neutrales y efectivos b) Calcular el asentamiento total

Solucin

Calculamos:

Calculando:

Antes hallamos e

Hallamos los esfuerzos geos taticos, neutrales y efectivosa. A una profundidad de 0.8 metros

b. A una profundidad de 2.70 metros

c. A una profundidad de 5.70 metros

d. A una profundidad de 8.60 metros

Dibujamos los diagramas de los esfuerzos geos taticos, neutrales y efectivos

NHi (m)Zi(m)mnW0Sobrecarga

formulaS(mm)

13.205.977.911.501.171.830.20918.8124.78>7.91III72.70

24.206.768.702.500.71.10.15213.6820.44>8.70III54.26

35.207.569.503.500.50.780.1099.8117.37>9.50III38.93

total165.89

3.10-2.70=0.40 es lo que falta para llegar a 3.10 metros

1) 2) 3)

NHi (m)Zi(m)mnW0Sobrecarga

formulaS(mm)

46.208.54523.1694.500.390.610.0787.0215.565