MECÁNICA DE SUELOS

CURSO: MECÁNICA DE SUELOS Y CIMENTACIONESCUESTIONARIO DE APOYO

ESFUERZOS EN UNA MASA DE SUELO

1. ¿Por qué se debe distribuir los esfuerzos dentro de la masa de suelo?2. De qué depende dicha distribución.3. ¿Qué hipótesis se deben plantear para abordar el problema? Indique con qué objeto se adopta

cada una de ellas.4. ¿Qué teorías son posibles aplicar para su resolución? ¿Qué casos considera?5. La mayoría de los ábacos para ayudar al cálculo de la distribución de presiones permite estimar la

presión vertical. ¿Por qué no se calcula también la radial horizontal?6. Justifique la construcción del ábaco de Newmark para el cálculo de distribución de presiones

verticales.

7. ¿Qué representa el bulbo de presiones? ¿Cómo se interpreta? ¿Qué usos puede darle?

Es la zona del terreno afectada por las presiones que la zapata produce sobre el mismo. En todos los tipos de cimentación es muy importante un estudio geotécnico, ya que pueden existir a mayor profundidad estratos de menos resistencia que al ser alcanzados por el bulbo de presiones no sean capaces de soportar las presiones que le llegan

Si se trata de zapatas de mayor dimensión o de losas de cimentación dichos estratos profundos se encontraran más afectados.

Cuando los distintos cimientos de una estructura se encuentran próximos, debe de tenerse en cuenta la posible superposición de bulbos de presiones originadas por cada uno de dichos cimientos. Esto ocurre con mayor frecuencia en cimientos de losa.

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CONSOLIDACIÓN

1. Dé ejemplos de asentamientos por consolidación en obras de ingeniería. ¿Qué problemas se presentan? ¿Qué datos se quisiera tener en el momento del proyecto de dichas obras?

El asentamiento es definido como la compresión de una masa de suelo debido a la aplicación de cargas en (o cerca de) la superficie.Cuando el terreno el cual se desplanta una estructura está formado por una capa de arcilla, por lo general se deben tomar todas las precauciones necesarias a fin de evitar que la estructura sufra asentamientos excesivos. Debido a que la consolidación gradual de la arcilla es causa de asentamientos, en muchas ocasiones no previstas. CAUSAS DE ASENTAMIENTOS:

Compresión Inmediata (Elástica). Consolidación Primaria: Disipación del exceso de presión de poros Consolidación Secundaria: Deformación plástica de las partículas

La compactación incrementa la densidad de un suelo no saturado, por reducción en el volumen de vacios (aire).

La consolidación es un proceso que incrementa la densidad de un suelo saturado, producto de la expulsión de agua de los vacios, es diferido en el tiempo.

La consolidación esta generalmente relacionada con suelos finos.

Los suelos gruesos expulsan el agua de sus vacios mucho mas rápido, por su elevada permeabilidad.

Las arcillas saturadas consolidan tardan mucho en consolidarse por su baja permeabilidad.

La teoría de consolidación nos permite estimar (o predecir) la magnitud de los asentamientos y la velocidad (tiempo) en que ellos se producirán.

Asentamientos diferenciales pueden ocasionar el colapso de la estructura.

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2. Defina el proceso de consolidación unidimensional.

Asentamiento que experimentan algunos suelos producto del escape del agua debido a sobrecargas.El método requiere que una muestra del suelo sea restringida lateralmente y que se cargue axialmente con incrementos constantes de carga, aplicados hasta que todo exceso de la presión de agua en los poros se disipe, para cada incremento. Durante el proceso de compresión se efectuarán medidas de la disminución del espesor de la muestra, datos que se usarán para calcular los parámetros que describen la relación entre el esfuerzo efectivo y la relación de vacíos o deformación, así como la rata a la cual pueda ocurrir ésta.La compresibilidad de los suelos determinada mediante esta norma, es una de las propiedades más útiles que pueden obtenerse a partir de ensayos de laboratorio. Los datos que resultan del ensayo de consolidación pueden usarse para la magnitud del asentamiento diferencial y/o total, de una estructura o de un relleno. Estas apreciaciones suelen tener una importancia decisiva para elegir el tipo de fundación y evaluar su conveniencia.

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3. Describa la Analogía de Terzaghi.

4. ¿Cuáles son las hipótesis en que se basa la teoría de consolidación?

Se supone el suelo: Homogéneo, cohesivo y saturado La compresión del suelo IN SITU es unidimensional La variación de volumen tiene su origen en la relajación del exceso de presión de poros El flujo es unidimensional

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El Coeficiente de Consolidación (Cv) y el de permeabilidad (k) permanecen constante a lo largo del proceso

5. Deduzca la ecuación de comportamiento de la consolidación unidimensional.

La Teoría de Consolidación Unidimensional de Terzagui relaciona tres parámetros:

El exceso de presión de poros ( u ) La profundidad (z) del estrato de arcilla Y el tiempo (t) medido desde el inicio de la consolidación. P.E. en el momento en que se aplica el

incremento de esfuerzo total.

La ecuación diferencial que gobierna la consolidación es:

La solución a esta ecuación diferencial es bastante compleja, de hecho queda en series de Fourier y se necesitan emplear las condiciones de borde para soluciones particulares. Es por ello que muchas veces se emplean soluciones graficas para condiciones de borde particulares Que permiten determinar el grado de consolidación a cualquier profundidad para un Tv dado o el tiempo requerido para alcanzar un grado de consolidación U, a determinada profundidad.

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6. ¿Qué es el coeficiente de consolidación vertical?

El coeficiente de consolidación se relaciona con el tiempo en que tendrá lugar una determinada cantidad de consolidación.

Como K y m v son constantes Cv también lo será.

7. ¿Qué es el coeficiente de compresibilidad volumétrico?8. ¿Qué es el Factor de tiempo? Su valor está afectado por el tipo de drenaje del estrato en estudio9. ¿Qué es el grado de consolidación o porcentaje de consolidación?10. Describa el ensayo de consolidación unidimensional.11. Sobre qué tipo de muestras lo ejecuta12. En una curva de consolidación, cuántos tipos de consolidación se pueden reconocer ¿A qué se

deben?13. Describa el trazado de las curvas de consolidación de Casagrande y de Taylor, a partir de los datos

de laboratorio. Calcule el coeficiente de consolidación (Cv). Calcule el tiempo de consolidación de un estrato abierto de espesor H para un grado de consolidación del 85%.

14. Cambia el tiempo si el estrato es semiabierto, O se drena hacia un solo lado.15. Describa el trazado de la curva de Compresibilidad.16. ¿Qué es el Índice de Compresibilidad Cc, el coeficiente de compresibilidad a v, y el coeficiente de

compresibilidad volumétrico mv?17. Defina la carga de pre consolidación.18. ¿Cómo se definen los suelos pre consolidados y normalmente consolidados?19. ¿Cómo se calcula el asentamiento en un suelo normalmente consolidado?

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20. ¿Cómo se calcula el asentamiento en un suelo pre consolidado?21. ¿Qué es H en la fórmula del cálculo del tiempo de consolidación?22. ¿Qué es h en la fórmula del cálculo del asentamiento?23. Influye la permeabilidad en el comportamiento del suelo24. Qué tipo de suelo asienta más, uno preconsolidado o normalmente consolidado, ¿porqué?25. ¿Cómo vinculan los datos que se obtiene de las curvas de ensayo de consolidación y

compresibilidad con la realidad “in situ”?26. ¿Cómo instrumentaría un estrato, que ha sido cargado con una carga uniforme de magnitud

“q”(t/m2), para seguir el proceso de consolidación in situ y corroborar que este ha finalizado?

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