PRESIONES GEOSTATICAS geotecnia

7/25/2019 PRESIONES GEOSTATICAS geotecnia

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Ing. Fernando Manuel UCHUYPOMA MONTES CIP N 76510 Pgina 1Email: [email protected]

PRESIONES GEOSTATICAS

PROBLEMA N 001En el perfil que se muestra en la figura, se pide determinar:a)Los esfuerzos totales, efectivos y presin de poros en funcin de la profundidad, en condiciones iniciales.

b)Caudal y direccin de flujo por el estrato de arcilla ubicado entre 5 y 6 m de profundidad.

c)Factor de seguridad contra levante de la base, en una excavacin ancha de 1,5 m de profundidad.d)Los esfuerzos totales, efectivos y presin de poros en funcin de la profundidad, en condiciones a corto plazo,despus de que el nivel de agua en el piezmetro ubicado a 4 m de profundidad, ha descendido, en un instante detiempo, hasta los 4 m por debajo de la superficie natural del terreno.e)Los esfuerzos totales, efectivos y presin de poros en funcin de la profundidad, en condiciones a corto plazo,

despus de que el nivel del agua en los dos piezmetros mostrados cambian hasta 1,5 m por debajo de la superficie delterreno y se aplica una carga infinita en la superficie de 50 kPa (Considere que todos los cambios ocurren al mismoinstante de tiempo).
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PROBLEMA N 002Calcular la distribucin de esfuerzos totales, efectivos y presin de poros para condiciones iniciales, a corto plazo y alargo plazo para el perfil de suelos de la figura si se coloca una carga infinita de 100 kPa.Considerar que hay succin y que la altura capilar llega hasta el nivel del terreno a 100 % de saturacin.

Peso especfico de agua w= 9.81 kN/m3

PROBLEMA N 003El perfil estratigrfico de un suelo consiste de una capa superficial de grava de 10 m de espesor (peso especfico = 22kN/m3), que descansa sobre 10 m de arcilla (peso especfico =20 kN/m3) y que a su vez se apoya sobre roca

impermeable. El nivel fretico se encuentra al nivel de la superficie del terreno. El peso especfico seco de la grava es17 kN/m3, y el peso especfico del agua adoptado es 10 kN/m3.

a) Trazar los diagramas de esfuerzo total, presin de poros y esfuerzo efectivo y mostrar su variacin con laprofundidad.b) Trazar nuevamente los diagramas de esfuerzo total, presin de poros y esfuerzo efectivo, inmediatamente despus

de haber drenado toda el agua de la grava y simultneamente haber aplicado una carga infinita de 30 kPa en lasuperficie del terreno.

PROBLEMA N 004Se tiene el siguiente perfil de suelo:


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Se pide:a) Hallar el esfuerzo total, presin de poros y esfuerzo efectivo para condiciones iniciales

b) Determinar el sentido de flujo, el gradiente hidrulico y el caudal por unidad de rea de losdos estratos de arcilla.c) Hallar el esfuerzo total, presin de poros y esfuerzo efectivo para condiciones de corto y lago plazo si se baja el

nivel fretico hasta 1 m del nivel del terreno y se coloca una zapata de 1x1 con una carga de 300 kN.La siguiente tabla contiene el incremento de esfuerzo ocasionado por la zapata de 1x1 cargada con 300 kN en funcin

de la profundidad.

ESFUERZOS DE MASA

PROBLEMA N 001Sobre la superficie natural del terreno se ha aplicado una carga puntual de 550 kN. Grafique la variacin deincremento de esfuerzo vertical en el planox-z.

a)

z = 0.75 mx = 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 m

b)

x = 0.0 y 1.5 mz = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 m

c)Determine el bulbo de presin para la carga puntual.


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PROBLEMA N 002Para la superficie cargada de la figura, se pide:

Calcular la distribucin de presiones verticales a lo largo de las verticales que pasan por el eje X e Yhasta

una profundidad de 20 mt.

Presin de 21 tn/ m2.

PROBLEMA N 003La base circular de la figura transmite al suelo una presin media p.

Base flexible

Base rigida

P= 20 tn/ m2. D= 2.60 mt.

a)

Calcular la distribucin de presiones verticales a lo largo de las verticales que pasan por X e Y hasta una

profundidad de 20 mt.

b)

Trazar los diagramas de presiones verticales a lo largo del eje Z que pasa por el centro de la base hasta una

profundidad de 3 veces el dimetro.


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PROBLEMA N 004La Figura Amuestra una losa de fundacin flexible ubicada sobre la superficie del terreno.La presin uniforme que ejerce la losa sobre el suelo es de 250 kPa.Se pide calcular el incremento de esfuerzo vertical por debajo del punto A, a una profundidadde 5 metros utilizando:

a) Mtodo analtico (Boussinesq)a)Mtodo grfico de Newmark

Figura A Forma de la losa de fundacin.

RESISTENCIA AL CORTE

PROBLEMA N 001De la figura mostrada se pide:

Determinar el esfuerzo promedio.

El radio de crculo de Mhor.

Los esfuerzos mximos y mnimos.

Los ngulos (proncipale y secundarios) donde ocurren los esfuerzos mximos y mnimos.

Y como queda el elemento girado.


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PROBLEMA N 002Al realizar el estudio de suelos en el rea donde se construir una represa de tierra (Figura A), se han obtenido los

siguientes parmetros geotcnicos para el material de la base (o suelo natural): c= 30 kN/m2 y = 25.

Figura A.Presa de tierra.Por medio de ensayos triaxiales, se ha determinado que los parmetros de presin de poros de Skempton son: A = 0.62

y B = 0.87. Tambin se ha logrado establecer que los esfuerzos horizontales en el terreno equivalen al 58% de losesfuerzos verticales. El peso unitario del material de relleno de la represa tiene un peso unitario de 18 KN/m3.

En una primera etapa de construccin se levantarn 4,00 m de la represa, y se supone que durante estos trabajos noexistir disipacin de la presin de poros en el terreno. Se requiere determinar el valor de la resistencia efectiva delsuelo que sirve de apoyo a la represa, al final de esta primera etapa.

PROBLEMA N 003Los datos registrados durante un ensayo de corte directo en una arena (la caja de corte es 10cm x 10 cm x 3 cm), a unafuerza vertical constante de 1200 N se muestran en la Tabla 6.2, donde el signo negativo denota expansin vertical.

Se pide:a) Graficar las fuerzas horizontales versus los desplazamientos horizontales y tambin los desplazamientos verticalesversus los desplazamientos horizontales.

b) Las caractersticas que presenta esta arena en su comportamiento la identifican como densa o suelta?c) Determine el mximo esfuerzo de corte pico, el esfuerzo de corte en el estado crtico, el ngulo de dilatancia, elngulo de friccin pico y crtico.


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PROBLEMA N 004Una muestra de arena densa llega a rotura en un ensayo triaxial con una presin de cmara de 3.7kp/cm , una presinintersticial de 2.0 kp/cm2 , y una tensin axial de 9.7 kp/cm2 . Estimar la presin axial que habra que aplicar pararomper otra muestra de ese mismo suelo con una presin de cmara de 4.4 kp/cm2 y una presin intersticial de 1.0kp/cm2.

PROBLEMA N 005Se somete a ensayo triaxial, una muestra de arena densa, el ngulo de friccin interna es aproximadamente37; si la presin menor es de 2 Kg. /cm2:

a) Cul ser la presin principal a mayor de rotura?

b) Cul ser la presin principal a mayor de rotura, si la arena tiene una cohesin igual a 0.10 Kg./cm3.

PROBLEMA N 006

La resistencia al corte de un suelo est determinada por la ecuacin C Tg; se realizan 2 ensayos

triaxiales sobre el material:Primer Ensayo.-La presin de Confinamiento = 2 Kg. /cm2(al empezar el ensayo se iguala los

, y la presin dentro de la cmara es igual en todo sentido y direccin); y la rotura ocurre a una presin

axial adicional de 6.2 Kg. /cm2.Segundo Ensayo.-La presin de Confinamiento = 4 Kg. /cm2; y la rotura ocurre a una presin axial

adicional de 12 Kg. /cm2.

La prueba triaxial se emplea para determinar parmetros de corte y C (Cohesin).Qu valores de cohesin y ngulo de friccin, corresponde a estos resultados?

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