Guía Mec de Suelos II(Completa)

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCOACADMIA DE GEOTECNIAGUA DE MECANICA DE SUELOS II

Los exmenes departamentales tienen por objeto garantizar que se cumpla el programa de estudios de la materia. Es recomendable contestar esta gua de estudios a fin de asegurar los mnimos conocimientos que el profesor debe ensear para que el alumno cuente con los conocimientos requeridos en los siguientes cursos de geotecnia e indispensable en la comprensin de otras asignaturas de ingeniera civil. INTRODUCCIN 1. Calcular y dibujar de 0 a 10 m de profundidad, los diagramas de esfuerzos totales efectivos y presin hidrosttica en condiciones iniciales e inmediatamente despus de haber sido abatido el nivel del agua a 4.0 m debajo del fondo del lago de la siguiente figura. Considerar que el suelo en estos 4 m queda saturado por capilaridad. a) Condiciones iniciales.Superficie libre del agua

AguaFondo del lago.

5.0 m Arcilla m = 1.65 /m3 Limo m = 1.78 /m3 Arena m = 2.00 /m3 6.0 m 7.0 m 6.5 m

Considerar que el m peso volumtrico natural de la muestra se mantiene constante en condiciones iniciales y finales. UNIDAD I.- DISTRIBUCION DE ESFUERZOS 1. Calcular y dibujar la distribucin de esfuerzos en el plano horizontal localizado a 5.5. m de profundidad: P1 =1,500 KN P1 P2 P3 P2 =2,500 KN P3 =3,000 KN 2.0 m 3.0 m

2. Calcular y dibujar la distribucin de esfuerzos en el plano vertical que pasa por debajo de P2,para las profundidades de 0.3, 0.5, 0.7, 1.0, 3.0, 6.0, 10.0, 15.0, 20.0 y 25.0. P1 =2,000 KN P2 =4,500 KN P1 P2 P3 P3 =5,000 KN

asignatura.

La gua de estudios es una propuesta del colegio de profesores de la Cualquier duda favor de aclararla con su profesor

2.5 m

4.5 m

1



3.

Calcular y dibujar bulbo de presiones a) P = 3,300KN

b)P1 =3,000 KN P1

P2

P3

P2 =6,500 KN P3 =5,000 KN

3.5 m

5.5 m

4. Para el punto A calcular y dibujar los esfuerzos inducidos para las profundidades de 0.2 m a 25.0 m a) 10.0 m 12.0 m 3.5 m 3.6 m P1 A P2 5.0 m P1 = 100 KN / m P2 = 200 KN / m P3 = 300 KN / m P4 = 400 KN / m

4.5 m 1.0 0.8 P4 b) 6.0 m

P3

7.0 m

4.0 m Localizacion del punto A b.1) Una esquina b.2) Al centro del claro largo b.3) Al centro del claro corto b.4)Al centro del area cargada

asignatura.

=150KN/m2 m


10 m

2



c)

10.0 m

12.0 m

15.0 m

= 1

= 120.0 m 70KP a

40KP a

3.5 m A 2.8m El area cargada es un cuadrado de 15X15 m, con una perforacin circular, sin carga de 7 m de diametro. La carga uniformemente repartida es de 100 Kpa. El punto Ase localiza : d.1) En una Esquina. d.2) En el centro de la figura

d)

UNIDAD II.- CONSOLIDACIN 1. Definir: a) Consolidacin b) Consolidacin primaria c) Consolidacin secundaria d) Grado de consolidacin 2. Citar la hipotesis de trabajo efectuadas por Dr. Karl von Terzaghi para desarrollar la teora de Consolidacin. 3.De una prueba de consolidacin se obtuvieron los siguientes resultados para el incremento de presin de 2.0 a 4.0 Kg/cm2. Si para el incremento de presin indicado, la consolidacin representa el 80 % de la deformacin total, calcular el exceso de presin de poro dentro de la muestra de suelo para la lectura del micrmetro de 14.000 mm. El grado de saturacin del suelo durante toda la prueba es del 100%.

Incremento de

Lectura final del micrmetro

Oquedad

asignatura.


3



presin total Kg/cm2 2.00 4.00

mm 16.547 13.111

----6.637 5.192

4. Con los siguientes datos de laboratorio, dibujar la curava de consolidacin y calcular el coeficiente de consolidacin para el incremento de presin de 0.250 a 0.500 Kg/cm2. La altura inicial de la probeta fue de 18.436 mm. Tiempo ------000 5 12 30 1 2 4 10 30 60 100 1440 Lectura del micrmetro mm 2.783 2.780 2.778 2.773 2.770 2.763 2.752 2.735 2.715 2.709 2.705 2.695 Deformacin mm

5. Calcular y dibujar la curva de compresibilidad a partir de los datos siguientes. Adems, determinar: a) b) La mxima carga de preconsolidacin El ndice de compresibilidad

Altura de anillo : 20 mm Dimetro del anillo: 80 mm Peso del anillo: 123.45 g. Densidad de slidos: 2.65 Peso seco de la muestra + peso del anillo: 203.75 g. Esfuerzo Kg/cm2 0.00 0.125 0.250 0.500 1.000 0.500 0.250 0.125 0.000 Lectura del micrmetro mm 10.250 10.151 9.952 9.658 8.878 8.926 9.125 9.356 9.687 Deformacin mm Altura de la muestra mm

asignatura.


4



6. A partir de los siguientes datos de laboratorio calcular y dibujar:

a) b)c)

Curvas de consolidacin. Curvas de compresibilidad en rayado aritmtico y en rallado semiligartmico La relacin esfuerzo efectivo - coeficiente de consolidacin Peso del anillo: 232.41 gr. Peso de anillo + suelo hmedo:345.95 gr. Peso de anillo + suelo seco: 255.84 gr. Densidad de slidos : 2.21 LECTURAS DEL MICROMETRO

Consolidometro No:4 Anillo No : 4 Dimetro del anillo: 82 mm Altura del anillo: 20 mm

TIEMPO Seg 0 4 15 30 60 120 240 480 900 1800 3600 7200 14400 28800 86400

ESFUERZO APLICADO EN KPa 27.5 0 36 47 55 67 83 101 120 131 141 147 154 162 171 177 44.5 0 24 34 43 54 69 89 108 123 135 146 160 175 185 193 84.0 0 25 34 42 56 75 102 129 152 175 210 250 280 308 320 126.5 0 21 31 41 56 77 103 136 171 215 271 290 320 330 335 201.5 0 32 46 60 82 113 168 268 346 515 765 1048 1130 1,180 1,193 361.5 0 50 68 86 114 156 207 362 397 589 852 1,023 1,200 1,236 1,250 556.5 0 85 109 133 171 238 312 424 600 808 1,049 1,201 1,464 1,622 1,700

7. El resultado de una prueba de consolidacin sobre una muestra de arcilla de 20 mm de espesor, indica que el 50% de la consolidacin primaria se produce durante los 5 minutos de la prueba. En condiciones similares de drenaje, Cunto tardara un edificio construido encima de una capa de la misma arcilla de 3.6 m de espesor, para experimentar la mitad de su asentamiento total? 8. La relacin de vacos de la arcilla A disminuy de 0.572 a 0.505 en el incremento de presin de 120 a 180 KPa. Bajo el mismo incremento de presin, la relacin de vacos de la arcilla B disminuy de 0.612 a 0.597. El espesor de la arcilla A era de 1.5 veces superior al del B, y sin embargo, el tiempo requerido para alcanzar el 50 % de la consolidacin fue tres veces mayor para el punto B que para el de A. Cul es la relacin entre los coeficientes de permeabilidad de A y de B ? 9. El subsuelo en el que est construido un edificio consiste de un importante estrato de arena que contiene en la parte media una capa de arcilla blanda de 3.0 m de espesor. En el laboratorio, una muestra de arcilla de 25 mm de espesor, drenada por ambas caras, alcanz el 80% de la consolidacin en una hora. Cunto tiempo se necesita para que el estrato de arcilla alcance tambin el 80% de consolidacin?

asignatura.


5



10. En el laboratorio una muestra de arcilla de 20 mm de espesor alcanz el 50% de consolidacin primaria en 25 minutos. La muestra es representativa de un estrato de arcilla de 4.0 m de espesor, drenado nicamente por su frontera superior. Calcular el tiempo necesario para que el estrato de arcilla alcance el 95% de consolidacin primaria.

asignatura.


6



UNIDAD III.-CLCULO DE ASENTAMIENTO EN CIMENTACIN SUPERFICIAL

1.

Una construccin superficial rectangular de 8.0 X 10.0 m, con una carga uniformemente distribuida de 160 KPa, se desplantar sobre la siguiente estratigrafa calcular y dibujar para el centro del rea cargada, la relacin tiempo-asentamiento que se presentar cuando el suelo sea cargado. 0.0 4.5 11.5 4.5 m 11.5 m Arena de granulometra de media a gruesa de color gris oscuro. Compacidad relativa de 75%; relacin de vacos u oquedad de 1.78; densidad de slidos de 2.67. Arcilla de consistencia blanda a muy blanda, de color verde olivo. Contenido de agua 250% lmite lquido de 240%; densidad de slidos de 2.64; coeficiente de permeabilidad de 2.1 X 10-6 cm/s. Andesita sana impermeable.

15.8 m El nivel de agua fretico se localiz a los 4.5 m de profundidad.

2. Calcular y dibujar la relacin tiempo asentamiento que experimentar un edificio, cuya presin de contacto, incluyendo el peso propio de la cimentacin, es de 100 kPa. La profundidad de desplante es de 3.0 m. La estratigrafa se describe a continuacin: 0.0 3.0 10.5 13.00 19.80 Arena limosa de color gris claro a caf oscuro. Peso volumtrico de 16 kN/m3; ndice de compresibilidad de 1.74; relacin de vacos inicial de 3.21; coeficiente de permeabilidad de 2x10-4 cm/s. 10.50 m Arcilla de consistencia blanda a muy blanda, de color caf claro. Peso volumtrico de 13 kN/m3; ndice de compresibilidad 2.54; relacin de vacos de 4.92; coeficiente permeabilidad de 3.4x10-6 cm/s 13.00 m Arena de granulometra media a fina, con bajo porcentaje de finos poco plstico, de color gris oscuro. Resistencia, media, a la penetracin estndar de 15 golpes. 19.80 m Arcilla de consistencia blanda a muy blanda, de color verde olivo. Contenido de agua de 455%; lmite lquido de 470%; densidad de slidos de 2.60; coeficiente permeabilidad de 2.6x10-7 cm/s. 23.40 m Basalto sin discontinuidades. Prcticamente impermeable. El nivel de aguas freticas se localiza a 3.0 m de profundidad. 3.0 m

3. Una zapata cuadrada de 2.4 m de lado se desplanta sobre una arena de granulometra media, cuya resistencia a la penetracin Standard media es de 20 golpes. El espesor de la arena es de 9.5 m. subyaciendo se localiza una andesita. Calcular los asentamientos elsticos para las siguientes condiciones: a) Al centro y en una esquina con una profundidad de desplante nula. b) Al centro y en una esquina con una profundidad de desplante de 1.5 m. 4. Una zapata de 1.0 X 2.0 m soporta una carga de 300 KN. Las propiedades elsticas del suelo son: mdulo de elasticidad de 10,000 KN/m2, relacin de Poisson de 0.30. Suponiendo que la cimentacin es flexible, calcular el asentamiento inmediato al centro de la cimentacin para las siguientes condiciones: a) Profundidad de desplante 0 m; espesor del estrato infinito

asignatura.


7



b) 5. 6.

Profundidad de desplante 0 m; espesor del estrato 5.0 m.

Calcular con los datos del problema anterior el asentamiento inmediato, para una cimentacin rgida. Una estructura esta apoyada sobre de una losa de cimentacin de 21.5 x 55.0 m. La carga sobre esa losa es uniformemente distribuida, cuya magnitud es de 55 KPa. La losa se desplanta sobre una formacin arcillosa saturada con modulo de elasticidad de 440 KPa, calcular los asentamientos diferenciales inmediatos entre el centro y una esquina del rea cargada, si su relacin de Poisson es de 0.5. Considerar que la cimentacin es flexible. En un estrato arcilloso es de 10.0 m de espesor , confinado por dos capas de arena, est consolidado bajo la presin de 130 KPa, se someter a un incremento de esfuerzos medio de 100 KPa con los datos siguientes y su coeficientes de permeabilidad de 1.6 x 10-5 cm/s, calcular: a) Asentamientos al 30%, al 50%, al 90% 100% de consolidacin. b) Grados de consolidacin (U) para 1, 5 y 15 aos de haberse incrementado los esfuerzos. Presin KPa 0.125 0.250 0.500 1.000 2.000 4.000 2.000 1.000 0.500 0.250 0.125 Oquedad ----0.750 0.745 0.700 0.560 0.300 0.100 0.090 0.100 0.135 0.180 0.220

7.

III)

RESISTENCIA AL ESFUERZO CORTANTE

III.1. Deformaciones planas 1. Determinar el esfuerzo normal y esfuerzo cortante (n, ), analtica y grficamente del esquema que se muestra a continuacin. 1=52 kPa

3 = 12 kPa = 35

2. Determinar el esfuerzo normal y esfuerzo cortante (n, ), analtica y grficamente del esquema que se muestra a continuacin. =52 kPa

3 = 12 kPa

1

asignatura.

La gua de estudios es una propuesta del colegio de profesores de la

= 20

= 35

Cualquier duda favor de aclararla con su profesor

8



3. El estado de esfuerzos en una masa de arena puramente friccionante est definido por los siguientes esfuerzos: a) b) c) d) Esfuerzos vertical, normal al plano horizontal: 370 kPa Esfuerzos horizontal, normal al plano vertical: 200 kPa Esfuerzos cortantes, sobre los planos verticales: - 80 kPa kP Esfuerzos cortantes, sobre los planos horizontales: + 80 kPa

400a

4. los

Determinar el esfuerzo principal menor y el esfuerzo principal mayor.

Con los esfuerzos principales mostrados en la figura, determinar grafica y analticamente, esfuerzos normal y tangencial (n, )en el plano horizontal, D D.

60 D D

5. A partir del estado de esfuerzos que se muestra en la figura, determinar grfica y analticamente los esfuerzos normales y cortante (n, )en el plano E E.

200 kPa 30 kPa 400 kPa

2 00

400 KpA 30

E30 kPa 400 kPa200 KpA

E

III.2. Resistencia al esfuerzo cortante en suelos. 1. 2. Definir resistencia al esfuerzo cortante. Definir cada uno de los parmetros de resistencia al esfuerzo cortante. Describa, detalladamente, cmo se pueden determinar los parmetros de resistencia al esfuerzo cortante a partir de los siguientes mtodos de campo y de laboratorio: a) Veleta b) Penetracin estndar

asignatura.


9



c) d) e) h) 3. 4.

Cono elctrico Penetrmetro de bolsillo Torcmetro Corte directo

f) g)

Compresin simple Compresin triaxial

Defina cada uno de los trminos de la ley de resistencia de Coulomb - Terzaghi. Por qu el esfuerzo normal ( n)a la superficie de falla tiene que ser efectivo? Explicar como determinar el modulo de elasticidad o mdulo de Young siguientes mtodos de campo laboratorio. a) b) Compresin simple Compresin triaxial c) d) a partir de los

Penetracin estndar Prueba de placa

5. En un sondeo de cono elctrico se registro una resistencia media en la punta de 5 Kg/cm. Determinar la magnitud de la cohesin del suelo en condiciones no drenadas si el material era una arcilla. 6. Calcular la resistencia al esfuerzo cortante sobre de un plano horizontal situado a 10 m de profundidad. La estratigrafa del subsuelo se describe a continuacin: 00.0 02.5 m 02.5 07.0 07.0 15.0 Arcilla plstica de color caf, consistencia blanda. Peso volumtrico de 14 kN/m3; cohesin de 25 kPa; ngulo de friccin interna nulo. Arena de granulometra fina, color gris. Peso volumtrico de 19 kN/m3; ngulo de friccin interna de 30; cohesin nula. Arena de granulometra gruesa, color gris oscuro. Peso volumtrico de 22 kN/m3; ngulo de friccin interna de 35; cohesin nula.

El nivel de aguas freticas coincide con la superficie del terreno. 7. Una muestra de arena seca es sometida a una prueba triaxial. Se considera que el ngulo de friccin interna es de 37 . Si el esfuerzo principal menor es de 200 kPa. Cul ser el esfuerzo principal? 8. kPa. Resuelva el problema anterior considerando que la arena tiene una cohesin de 20

9. En una prueba triaxial lenta realizada en una muestra de arena, la presin de confinamiento fue de 320 kPa y el esfuerzo desviador de 830 kPa. Suponiendo que la envolvente de falla de la arena es una recta que pasa por el origen, determinar el ngulo de friccin interna. 10. En una prueba de corte directo, drenada, efectuada en una muestra de arena limpia, el esfuerzo normal sobre de la muestra fue de 300 kPa y el esfuerzo cortante de 200 kPa. Determinar la magnitud y direccin de los esfuerzos principales. 11. La resistencia a la compresin simple de un suelo arenoso muy fino, hmedo y compacto fue de 20 kPa y su ngulo de friccin interna de 40. Cul ser la presin de confinamiento necesaria para producir sobre la resistencia del suelo seco el mismo efecto que la cohesin aparente por capilaridad, en las mismas condiciones de compacidad relativa? 12. Una muestra de arcilla extrada a 8 m de profundidad se someti a compresin triaxial rpida y fall con un esfuerzo desviador de 100 kPa. En prueba lenta se determin para esa arcilla

asignatura.


10



un ngulo de friccin interna de 26.5, el peso volumtrico de la arcilla es de 15.5 kN/m 3. Calcular la presin de poro en la muestra al instante de la falla en la prueba triaxial rpida. 13. Calcular el esfuerzo desviador en la falla para un suelo que se someti a una prueba triaxial drenada, si el esfuerzo de confinante fue de 20 kPa y los parmetros de resistencia de 50 kPa en la cohesin y en el ngulo de friccin interna 35. 14. En una arcilla normalmente consolidada se determin por medio de una prueba triaxial lenta, el ngulo de friccin interna de 30 . En una prueba triaxial consolidada - no drenada, en la misma arcilla , se produjo la falla con el estado de esfuerzos, 1 = 650 kPa y 3 = 450 kPa. Calcular la presin de poro en la falla y el ngulo de friccin interna a partir de la prueba consolidada no drenada. La resistencia al corte de un suelo sobre le cual se ejecutan dos ensayes triaxiales, se determina por la ley de resistencia de Coulomb-Terzaghi. Determine los parmetros de resistencia con los datos de laboratorio que se presentan a continuacin: Prueba nmero ESFUERZO CONFINANTE ESFUERZO DESVIADOR kPa kPa 1 200 600 2 350 1,050 En un sondeo de cono elctrico se registr, en una arcilla una resistencia media de la punta de 5 Kg/cm2. Determinar la magnitud de la cohesin del suelo en condiciones drenadas.

15.

16.

17. Determinar los parmetros de resistencia ( , C ) por medio de las correlaciones existentes, para la informacin siguiente, que se obtuvo en un S.P.T. Muestra. . . . . .

Profundidad m. . . . . .

Clasificacin de campo. . . . . .

Nmero de golpes 15 cm 15 cm 15 cm 15 cm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19

11.00 11.30

Arena limosa

10

12

13

20

18. En una muestra de arcilla arenosa obtenida a 6.5 m de profundidad se realiz una prueba de compresin triaxial rpida obtenindose los datos de laboratorio que se tabulan a continuacin.PRUEBA 1 Altura de muestra: 80.00 mm Dimetro superior: 35.00 mm Dimetro central: 34.70 mm Dimetro inferior: 34.90 mm Peso total inicial: 86.21 gr 3=0.25 Kg/cm2 Carga Lectura del micrometro Kg mm 0.0 9.350 1.0 9.300 2.0 9.110 PRUEBA 2 Altura de muestra: 79.80 mm Dimetro superior: 35.10 mm Dimetro central: 34.80 mm Dimetro inferior: 34.60 mm Peso total inicial: 88.81 gr 3=0.50 Kg/cm2 Carga Lectura del micrometro Kg mm 0.0 9.340 1.0 9.285 2.0 9.105 PRUEBA 3 Altura de muestra: 79.70 mm Dimetro superior: 34.90 mm Dimetro central: 34.70 mm Dimetro inferior: 34.60 mm Peso total inicial: 88.00 gr 3=1.00 Kg/cm2 Carga Lectura del micrometro Kg mm 0.0 9.330 1.0 9.278 2.0 9.110

asignatura.


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ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCOACADMIA DE GEOTECNIAGUA DE MECANICA DE SUELOS II 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 7.5 8.890 8.610 8.350 8.010 7.600 6.900 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 ----8.880 8.605 8.340 8.000 7.200 -----3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 8.900 8.615 8.360 7.020 6.500 5.710

a) b) c) d) V. 1.

Determinar: Peso volumtrico del suelo. Graficar la relacin de esfuerzo- deformacin. Calcular el mdulo elstico del material de Young. Los parmetros de resistencia al esfuerzo cortante por medio de la envolvente de Mohr. EMPUJES. Definir los estados de equilibrio plstico activo y pasivo.

2. Dibujar por medio del crculo de Mohr los estados activo y pasivo a partir del estado de esfuerzos en reposo, considerando que el esfuerzo vertical se mantiene constante. 3. Qu orden de magnitud de translacin se debe presentar en un muro de altura H, para desarrollar el estado activo en su relleno si este est constituido por suelos con las siguientes condiciones : a. b. c. d. Puramente friccionante, de compacidad densa Puramente friccionante, de compacidad suelta Cohesivo, de consistencia firme Cohesivo de consistencia blanda. 4. Cules son las hiptesis bsica de trabajo propuestas por A. Coulomb en 1776, para evaluar los empujes activos y pasivos, en suelos cohesivos friccionantes? 5. activo? En que casos se puede aplicar el criterio de Rankine para determinar el empuje

6. Citar las principales hiptesis de Culmann para calcular los empujes activos y pasivos. Qu ventajas tiene este mtodo sobre las teoras de Coulomb y Rankine? 7. Citar los principales efectos desfavorables para la estabilidad de muros de contencin, si existe agua en el relleno. Qu medidas preventivas existen para evitar dichos efectos? 8. Calcular y dibujar los diagramas de esfuerzos horizontales, adems calcular los empujes activos y sus localizaciones en cada una de las siguientes condiciones: a) = 2.4 T/m2

m =1.8T/m3; =25 ; c =1.4T/m24.5 m

m =2.2T/m3; =34 ; c =0

6.8 m

asignatura.


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b)1.00 0.27

c) Determinar la distancia mnima de la corona en que se deben colocar las cargas P para no incrementar la magnitud del empuje sin sobre cargas. Cargas concentradas P = 1.0 T c/u 3.2 m 2.5m 1.5 m

m= 1.8 T/m3 = 28 c = 2.5 T/m2

5.0

6.4

1.0

m= 1.90 T/m3 = 34c = 0.0 T/m2

7.56.0

d ) El nivel de aguas freticas se encuentra en la frontera de los estratos 1 y 2 q = 3.0 T/m2 m1 =1.7T/m3 =25 c=0.0T/m2 m

e ) El relleno est conformado por un suelos de granulometra gruesa, con finos limosos 6.0 2..5 m 8.0 2.0 5.7 m 1.0

m2 =1.8T/m3 =16 c=2.5T/m2m

m3 =2.2T/m3 =32 c=4.5T/m2m

7.0 2.0 m

asignatura.


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10. Calcular el empuje pasivo en las dos siguientes estructuras. a ) Las cargas son concentradas de 4 Ton c/u b) Considere la carga uniformemente distribuida ( = 3.0 ton/m2)

1.5 m 3.0m 1.8 m P P m

3.5m

5.4 m = 15

7.0 m

10.0 m m=1.9 T/m3 = 35 c = 0.0

VI.

CAPACIDAD DE CARGA EN CIMENTACIONES SUPERFICIALES.

1. Definir: a. Capacidad de carga. b. La capacidad de carga es una caracterstica constante de los suelos?, c. De qu factores depende? 2. Cules son las principales hiptesis de trabajo del Dr. Kart von Terzaghi en su teora para determinar la capacidad de carga de cimientos superficiales? 3. Qu teora o criterio se debe aplicar para determinar la capacidad de carga en suelos puramente cohesivos? 4. Qu diferencias fundamentales existen entre los criterios de Hansen y el propuesto por el D. D. F., en sus Normas Tcnicas Complementarias para el Diseo y Construccin de cimentaciones, N.T.C.D.C.C.? 5. Definir :

a. Factor de carga b. Factor de resistencia c. Factor de seguridad 6. Segn Terzaghi, en que casos se presentan las fallas local y general? y Cmo se consideran estos tipos de fallas en las N.T.C.D.C.C.?

asignatura.


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7. En el anlisis de cimentaciones, Qu importancia tiene la relacin esfuerzo desviador-deformacin unitaria?

8. Calcular la capacidad de carga de una zapata desplantada en la zona III o zona lacustre, si el suelo es definido como puramente cohesivo. La profundidad de desplante es de 1.0 m. El ancho de la zapata es de 2.5 m y tiene 4 m de longitud. La cohesin es de 0.3 kg/ m2 y su peso volumtrico de 1,500 kg/m3 a. b. Aplicar el criterio de Skempton Aplicar el criterio del R.C.D.F.

9. Calcular la capacidad de carga ltima aplicando los criterios de Terzaghi; Meyerhof y Hansen, para una zapata cuadrada con una profundidad de desplante de 1.3 m y 2.5 m de ancho, apoyada en una arena arcillosa compacta con los siguientes parmetros. Cohesin : 2.5 Ton/m2 ngulo de friccin interna: 30 Peso volumtrico : 1.8 Ton/m3 10. Calcular la capacidad de carga ltima de las siguiente cimentaciones: b. B = L = 4.2 m; el nivel de aguas freticas se localiza a 1.4 m de profundidad B=L 6.5 m 1.4 m

B a. B = 2.5 m y L = 18.0 m m= 1.4 T/m3 = 25 2.0 m c = 3.0 T/m2

m=1.7 T/m3; =20; c =2.5T/m22

m=1.8 T/m3 = 33 c = 4.0 t/m2

9.0 m5.7 T/m

m

= 2.2 T/m3 ;

=35o; c =

Falla local

6.8 m

m = 1.6 T/m3 ;

=24o; c = 5.0 T/m2

Falla general

11. Determinar el ancho, largo y profundidad de desplante de una cimentacin superficial, capaz de soportar con un factor de seguridad de 2, una carga vertical de 700 Ton. Para definir las caractersticas del subsuelo se desarrollo una campaa de exploracin hasta 10 m de profundidad. La estratigrafa se resume a continuacin. 0.0 1.0 m Arena de granulometra media a fina, con limos poco plsticos, compacidad relativa media, peso volumtrico de 1.6 g/cm3, resistencia a la penetracin estndar de 15 golpes. 1.0 7.0 m Arcilla arenosa de consistencia media, de alta plasticidad, volumtrico de 1.7 Ton/m3, contenido natural de agua de 119 %, limite liquido 90%. 7.0 10.0 m Arena de granulometra media a gruesa, resistencia a la penetracin estndar de 20 golpes, peso volumtrico de 2.0 Ton/cm3. El nivel de aguas freticas se localiz a 1.0 m de profundidad

asignatura.


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Del segundo estrato se recuper una muestra inalterada, de las cuales se labraron probetas cilndricas para someterlas a una prueba de compresin triaxial no consolidada no drenada. El laboratorio report los siguientes resultados.PROBETA # ESFUERZO CONFINANTE Kg/cm2 ESFUERZO DESVIADOR Kg/cm2

1 2 3

0.50 1.50 3.00

1.83 1.94 1.63

12. Calcular la capacidad de carga ltima de una zapata de 5.5 m de longitud, desplantada sobre un talud con las siguientes caractersticas:

1.0 1.4

B= 1.2 m6.0 m

10.0 m

=1.87T/m3m

1.54.0 m

= 33 c =6.5 T/m2 2.0 m

13. Calcular la profundidad de desplante de la zapata circular que debe recibir una carga vertical de 120 Ton. La carga se localiza a 4.0 m del hombre de un talud, cuya inclinacin es de 1:1. Utilizar un factor de seguridad de 2.5. Las caractersticas del terreno son las siguientes:

P = 120 T

4.0

1.0 1.4

1.0 1.01.5

15 m

=1.87T/m3m c =6.5 T/m 0.0 2.0 m2.0

14. Con base en los resultados de campo determinar la profundidad de desplante y = 33 dimensiones de una zapata para soportar una carga de 230 Ton. 2

-

6.5 m

2.0 fina, de color gris claro a oscuro, peso volumtrico Arena de granulometram de 1.6 Ton/m3, resistencia media a la penetracin estndar de 7 golpes. Arena de granulometra media, de color caf oscuro con tonalidad grisceas, resistencia a la penetracin estndar de 16 golpes.

asignatura.


16



6.5 9.0

-

Arena fina de color gris claro moteado, resistencia promedio a la penetracin estndar de 20 golpes. - 15.0 m Arena de granulometra media a fina, resistencia media a la penetracin estndar de 14 golpes. El nivel de aguas freticas se localiz a 2.0 m de profundidad

9.0 m

Se recomienda para la solucin de esta gua el previo estudio de los temas. Para asesoras dirigirse con su profesor. BIBLIOGRAFA: BIBLIOGRAFA:

II

BOWLES, J. E.:, Propiedades Geofsicas de los Suelos, BOWLES, J. E.: Manual de Laboratorio de Suelos en la Ingeniera Civil DAS, BRAJA.: Introduccin a la Ingeniera Geotcnica JUREZ BADILLO, E. y RICO RODRGUZ A.: Mecnica de Suelos, Tomos I y LAMBE y WHITMAN: Mecnica de Suelos JUMIKIS, A.: Soil Mechanics S. M.M.S.: Manual de Laboratorio de Mecnica de Suelos TERZAGHI, K.: Theoretical Soil Mechanics TERZAGHI, K. y Peck, R. B.: Mecnica de Suelos en la Ingeniera Prctica WHITLOW, R.: Fundamentos de Mecnica de Suelos

asignatura.


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Guía Mec de Suelos II(Completa)

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