Tutoria de ing de suelos.docx

Integrantes: Luis Pendola BustamanteJoseline CaldernPedro EstrellaJean Carlo EstupianJohanna NavarreteLuis PndolaGabriela Valarezo

Fecha: 24-09-14

Trabajo de Tutora de Ingeniera de Suelos

Profesor: Ing. Oswaldo Ripalda

Tema: Anlisis de Muros por mtodo de cua

1. IntroduccinEl presente trabajo se realizara por alumnos de la Universidad Catlica Santiago de Guayaquil con el propsito de hallar las deformaciones de un muro debido a una carga ejercida por diferentes capas de arena mezclada con 10% de arcilla. El trabajo se realizara bajo las instrucciones del Ingeniero Oswaldo Ripalda y el mtodo de Anlisis de Cuas aprendido en su clase de Ingeniera de Suelos. Debe recalcarse que este tipo de anlisis es importante y fundamental para el desarrollo laboral de un ingeniero civil ya que, este tipo de obras requiere de un cuidadoso proceso constructivo empezando por el anlisis que se hace en este ensayo.

2. Planteamiento del problema

2.1. Descripcin del problema

Por medio de este anlisis, el cual permite obtener el factor de seguridad de un muro, se estudiaran y analizaran los asentamientos debido a la compactacin de varias capas de arena mezclada con arcilla. El muro que se utilizara tiene medidas de 1.05 cm de largo, 0.40 cm de ancho inferior y 0.04 cm de ancho superior. El material que se utilizara de relleno en porcentaje: 90% arena y 10% arcilla.

Se realizara un estudio detallado de los factores que inciden en la respuesta estructural del muro ante las capas de material granular. El anlisis partir desde el ensayo Proctor para poder hallar la humedad optima y densidad del suelo para as reducir considerablemente los vacos por medio de compactacin.

3. ObjetivosEl objetivo general de este proyecto es, evaluar el comportamiento del muro a escala para sacar conclusiones de cmo se comporta uno con dimensiones reales. El anlisis nos servir para hallar el factor de seguridad que le d el mejor comportamiento a un muro y que este no falle, como tambin definir el material ms adecuado para rellenar.

4. Marco TericoLa mejor mezcla de arena y arcilla es aquella cuya superficie de rodadura est constituida por granos de arena en contacto, cuyos huecos estn completamente macizados con arcilla que hace el papel de aglomerante en cantidad tal, que no sea muy excesiva, porque su efecto sera entonces contraproducente. Si un pequeo trozo de la superficie de un firme bien construido se examina con microscopio, se observara que los granos de arena estn en contacto, as como una pequea cantidad de arcilla llena sus huecos. Si esta estructura se extiende hasta algunos centmetros de profundidad, la resistencia de la mezcla permitir altas cargas, aun cuando el subsuelo sea arenoso o arcilloso. La figura muestra como se ve microscpicamente una porcin de arena mezclada con arcilla.

Los resultados de los experimentos hechos demuestran que los materiales deben mezclarse y batirse en estado hmedo, nunca en seco, as como que es indiferente el procedimiento seguido, siempre que las proporciones de aquellas sean las convenientes y su mezcla perfecta. Si la cantidad de arcilla es excesiva como se muestra en la figura, los granos de arena no estarn en contacto unos con otros, podrn moverse con libertad dentro de la masa de arcilla, y la mezcla actuara como si no hubiera arena, es decir, que carecer de resistencia.

Si, por el contrario la cantidad de arena es deficiente, la mezcla no tendr cohesin y se desagregara con mucha facilidad.

5. Anlisis de la Informacin5.1 Procedimiento a seguirMuro1. Se procedi hacer el molde del muro, se utiliz 2 tablas de plywood de 12 mm para el mismo.2. se construy un muro de resistencia de f(c)=210 kg/cm2. 3. El material que se utiliz fue 1 saco de cemento, 2 sacos de arena y 3 sacos de piedra4. Se utiliz acelerarte para disminuir el tiempo de fraguado. 5. Se dej 3 das de fraguado.

Proctor1. Se utilizara 6kg de muestra total de arena y bentonita (Bentonita= 10% del peso total), como la muestra se encontraba hmeda se la seco en una hornilla con un espejo sobre la tara. Cuando el espejo dejaba de empaarse significaba que el suelo estaba totalmente seco.2. Una vez que la muestra se encuentra seca se procede a pasarla por el tamiz n .3. Se proceder a colocar la muestra en una bandeja en donde se le aplicara 120 ml de agua en nuestro primer Proctor. Nota: a cada Proctor se le debe aumentar 120 ml de agua ms.4. Luego debe colocarse la muestra en el Proctor divididas en 3 capas con una altura de 2.5 pulg. nota: en cada capa se realiza 25 golpes para compactarlas.5. Luego se proceder a obtener una muestra de la mitad de la compactacin.6. Se proceder a pesar la muestra obtenida para luego llevarla a secar mediante la hornilla. Nota: la muestra deja de estar seca en el instante en el que el vidrio deja de empaarse.7. Una vez seca la muestra se procede a pesar para obtener el peso de la muestra + la tara. 8. Este procedimiento se realiza para las siguientes muestras de los dems Proctor.

NOTA: los datos obtenidos de los peso del Proctor son utilizados para la obtencin del porcentaje de humedad. Caja con muro Se fabric una caja para recrear un sistema lo ms similar posible a una situacin real en la que trabajara el muro. Para esto:1. Se utilizaran ngulos de acero soldados para formar una armadura en forma de cubo.2. Se utilizara 3 planchas de madera: una en la base y otras dos en la parte lateral. 3. Se colocaran 4 vidrios, 2 en una cara y 2 en otra. Se utilizaron 4 vidrios para que la inercia en cada uno sea menos, as evitar el quebramiento de los vidrios.4. Una vez construida la caja de cm se proceder a insertar la muestra de arena con arcilla al 10% para la realizacin de la base de 30 cm. 5. Se proceder a compactar la base. Luego se proceder a colocar el muro.6. Una vez colocado el muro en la caja se continuara a ubicar los deformimetros, los cuales sern colocados uno arriba para medir asentamientos, otro en la parte superior e inferior frontal para medir deformaciones debidas al empuje de las capas compactadas.7. Se empieza a llenar la caja mediante 7 capas de 7 cm. 8. Se registr cada deformacin de cada capa.

5.2 Anlisis del suelo por el mtodo de compactacin Proctor. MuestraTara (gr)Tara+M.HumedaTara+M.SecaM. Humeda - M. Seca

12234,233,30,90

222,4355,853,232,57

320,542,8240,951,86

422,4947,4445,172,27

511,6349,9346,133,80

MuestraWwWs%W

10,9011,307,96

22,5730,808,34

31,8620,459,12

42,2722,689,99

53,8034,5011,01

Peso del Proctor: 10505 gr

Muestra Masas

113073,87

213243,71

313732,01

414623,68

514538,76

Muestra %WmvDensidad (gr/cm3)

17,962568,872123,031,21

28,342738,712123,031,29

39,123227,012123,031,52

49,994118,682123,031,94

511,014033,762123,031,90

%W OPTIMODENSIDAD MAXIMA

10.52,02

DENSIDAD REAL1,92

5.3 Analisis de muro y cuaPRIMERa capa:H= 2.4 T/m3t= 1.92 t/m3 = 30C= 0.5 T/m3 N.F.= No hay

=tg-1()= 81=45 + = 45 + = 60ANALISIS DE LA Cua7tg 30= 4,04 cmrea=

7 tg 9 = 1,11 cmFUERZASANGULOS

W =3.46x10-3

F60

Pa30

W= (1.92)(0.001803)) = 3.46x10-3 Tf + N = F ; 90 + 7 = altura de la capaDistancia de c=Sen 60=7/LL=8.08=0.08(0.5)sen60=34.640.08(0.5)cos60=20

-F cos 60 +Pa cos 30+20 = 0

F= -20.29

-W + F sen 60 + Pa sen 30+40.40 =0

-0.00346 + +0.5 Pa+ 34.64=0

1.49 Pa + 0.5 Pa = -34.64+0.00346-34.64

Pa= -34.81

ANALISIS DEL MURO DE HORMIGON:

50204

A= = 600 cm2 0.06 m2 H(A) = 2.4(0.06)= 0.144 T (w)PAw[Escriba una cita del documento o el resumen de un punto interesante. Puede situar el cuadro de texto en cualquier lugar del documento. Use la ficha Herramientas de dibujo para cambiar el formato del cuadro de texto de la cita.]

kg Pa= -34.81kg

Rx= PaCos30 Rx= 0.0301

Ry= -w - Pasen30 Ry= -0.144-34.81sen 30Ry= -0.1265

DESLIZAMIENTO

f= Ray tg 30 f=(0.1265) (0.5773) Tf= 0.073 T

VOLTEO (1(X)/3)

Tg 81 = a= 0.36 20 0.36 = 19.630 cm

=

SEGUNDA CAPAHa= 2.4 T/m3t= 3.64 t/m3 = 30C= 0.5 T/m3 N.F.= No hayh2= 14 cm

=tg-1()= 81=45 + = 45 + = 60c=oAcua=

14tg 30= 8.08 cm14 tg 9 = 2.22 cm FUERZASANGULOS

W = 26.21x10-3

F60

Pa30

W= (3.64)() = 26.21x10-3 Tf + N = F ; 90 + = 60

-F COS 60 + Pa cos 30 = 0

F= 0.0226

-26.21x10-3 + F sen 60 + Pa sen 30 =0

0.87F + 0.5Pa = 26.21x10-3

1.51 Pa + 0.5 Pa = 26.21x10-3

Pa= 13.02 x10-3 T

50204

A= = 600 cm2 0.06 m2 PAw[Escriba una cita del documento o el resumen de un punto interesante. Puede situar el cuadro de texto en cualquier lugar del documento. Use la ficha Herramientas de dibujo para cambiar el formato del cuadro de texto de la cita.]

H(A) = 2.4(0.06)= 0.144 TRx= PaCos30 Rx= 11.28x x10-3 T

Ry= -w - Pasen30 Ry= - 0.144 11.28 x10-3 Sen 30Ry= - 0.150 T

DESLIZAMIENTO

f= 0.150 tg 30 = 0.087 T

VOLTEO

Tg 81 = a= 0.74 20 0.74 = 19.26 cm

Tercera capa:H= 2.4 T/m3t= 3.64 t/m3 = 30C= 0.5 T/m3 N.F.= No hay

=tg-1()= 81=45 + = 45 + = 60c=oANALISIS DE LA CUA21tg 30= 12,12rea=

21 tg 9 = 3,32FUERZASANGULOS

W = 0.0590

F60

Pa30

W= (3,64)(0.01621) = 0.0590 T/mf + N = F ; 90 + 21 = altura de la capa

-F COS 60 + Pa cos 30 = 0

F= 0.051 T

-W + F sen 60 + Pa sen 30 =0

-0.0590 + + 0.5 Pa

1.499 Pa + 0.5 Pa = 0.0590

Pa= 0.0295 T

ANALISIS DEL MURO DE HORMIGON:

50204


H(A) = 2.4(0.06)= 0.144 T Pa=0.0295 T

Rx= PaCos30 Rx= 0.025 T

Ry= -w - Pasen30 Ry= -0.144-0.0295 sen 30Ry= 0.16 T

DESLIZAMIENTO

f= Ray tg 30 f=(0.16) (0.5773) Tf= 0.0923 T

VOLTEO (1(X)/3)

Tg 81 = a= 1.10 20 1.10 = 18.90 cm

CUARTA CAPAH= 2.4 T/m3t= 3.64 t/m3 = 30C= 0.5 T/m3 N.F.= No hay

=tg-1()= 81=45 + = 45 + = 60c=oANALISIS DE LA CUA28tg 30= 16.17rea=

28 tg 9 = 4.43 FUERZASANGULOS

W = 0.1048

F60

Pa30

W= (3.64)(0.0288) = 0.1048 Tf + N = F ; 90 + 28 = altura de la capa

-F COS 60 + Pa cos 30 = 0

F= 0.0599

-W + F sen 60 + Pa sen 30 =0

-0.1048 + + 0.5 Pa

1.499 Pa + 0.5 Pa = 0.1048

Pa= 0.05243

ANALISIS DEL MURO:50204


H(A) = 2.4(0.06)= 0.144 TRx= PaCos30 Rx= 0.0454 T

Ry= -w - Pasen30 Ry= - 0.144 0.05243 sen 30Ry= - 0.1702 T

DESLIZAMIENTO

f= 0.1702 tg 30 = 0.0983 T

VOLTEO

Tg 81 = a= 1.47 20 1.47 = 18.53 cm

QUINTA CAPAH= 2.4 T/m3t= 3.64 t/m3 = 30C= 0.5 T/m3 N.F.= No hay

= tan-1()= 81=45 + = 45 + = 60c=o35 tan 30 = 20.21rea=

35 tan 9 = 5.54

W= (3.64) (0.045) = 0.164 Tf + N = F; 90 + FUERZASANGULOS

W = 0.1048

F60

Pa30

-F COS 60 + Pa cos 30 = 0

F= 0.330

-W + F sen 60 + Pa sen 30 =0

-0.164 + + 0.5 Pa

1.499 Pa + 0.5 Pa = 0.164

Pa= 0.08

50204


H(A) = 2.4(0.06)= 0.144 TRx= Pa Cos 30 Rx= 0.07 T

Ry= -w Pa sen30 Ry= - 0.381 0.191 sin 30Ry= - 0.199 T

DESLIZAMIENTO

f= 0.199 tan 30 = 0.191 T

VOLTEO

Tan 81 = a= 1.84 20 1.84 = 18.15cm

CAPA 6:H= 2.4 T/m3t= 3.64 t/m3 = 30C= 0.5 T/m3 N.F.= No hay

=tg-1()= 81=45 + = 45 + = 60c=o42tg 30= 24.36rea=

42 tg 9 = 6.72

FUERZASANGULOS

W = 0.2375

F60

Pa30

W= (3.64)(0.0652) = 0.2375 Tf + N = F ; 90 +

-F COS 60 + Pa cos 30 = 0

F= 0.1621

-W + F sen 60 + Pa sen 30 =0

-0.2375 + + 0.5 Pa = 0

0.769 Pa + 0.5 Pa = 0.11187

Pa= 0.0936

50204

A= = 600 cm2 0.06 m2 H(A) = 2.4(0.06)= 0.144 TRx= PaCos30 Rx= 0.081 T


DESLIZAMIENTO

f= 0.1908 tg 30 = 0.1101 T

VOLTEO

Tg 81 = a= 2.21 20 2.21 = 17.79 cm

CAPA 7H= 2.4 T/m3t= 3.64 t/m3 = 30C= 0.5 T/m3 N.F.= No hay

=tg-1()= 81=45 + = 45 + = 60c=o49tg 30= 28.26rea=

49 tg 9 = 7.76 FUERZASANGULOS

W = 0.3212

F60

Pa30

W= (3.64)(0.0088) = 0.3212 Tf + N = F ; 90 +

-F COS 60 + Pa cos 30 = 0

F= 0.2795

-W + F sen 60 + Pa sen 30 =0

-0.3212 + + 0.5 Pa = 0

1.49 Pa + 0.5 Pa = 0.3212

Pa= 0.1614

50204

A= = 600 cm2 0.06 m2 H(A) = 2.4(0.06)= 0.144 TRx= PaCos30 Rx= 0.1397 T


DESLIZAMIENTO

f= 0.2247 tg 30 = 0.1297 T

VOLTEO

Tg 81 = a= 2.58 20 2.58 = 17.41 cm

9. ResultadosINCIALPARCIALACUMULADO

DESPLAZAMIENTO EN Y49ASENTAMIENTO00

DESPLAZAMIENTO SUP1DESPLAZAMIENTO00

DESPLAZAMIENTO INF48VOLTEO00

CAPA 1CAPA 1



DESPLAZAMIENTO INF75VOLTEO SUP - INF-55-55

CAPA 2CAPA 2

DESPLAZAMIENTO EN Y50ASENTAMIENTO-11


DESPLAZAMIENTO INF103VOLTEO-35-90

CAPA 3CAPA 3



DESPLAZAMIENTO INF124VOLTEO-2-92

CAPA 4CAPA 4




CAPA 5CAPA 5




CAPA 6CAPA 6




CAPA 7CAPA 7




TABLA RESUMEN

CAPAASENTAMIENTODESPLAZAMIENTOVOLTEO

0000

1275-55

21178-90

31302-92

4147821

51712181

611000461

711375929

10. Conclusiones

Se pudo analizar y observar el comportamiento del muro, las fuerzas que ejercer el muro en las capas de y las fuerzas que ejerce la arena mezclada con la arcilla en el muro. Se record el procedimiento para realizar el ensayo PROCTOR para obtener el porcentaje de humedad ptimo para cualquier tipo de suelo. Pudimos observar que a medid que analizbamos las capas de abajo hacia arriba el factor de seguridad iba disminuyendo debido a que la carga actuante sobre el muro era mayor.

11. Anexos

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