Mecanica de Suelos I (GUIA)

7/24/2019 Mecanica de Suelos I (GUIA)

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INSTITUTO POLITCNIC O NAC IONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA Y ARQUITECTURA

UNIDAD ZACATENCO

ACADMIA DE GEOTECNIAGUIA DE ESTUDIOS PARA MECANICA DE SUELOS I

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

Cualquier duda favor de aclararla con su profesor 1

Los exmenes departamentales tienen por objeto garantizar que se cumpla el programa de estudios de la asignatura.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 eindispensable en la comprensin de otras asignaturas de ingeniera civil.

I.-INTRODUCCION

1. Citar cuatro ejemplos de fallas por no considerar el tipo de suelo y su calidad mecnica cuando el suelo esempleado como material de soporte o de construccin.

2. Qu influencia puede tener el tipo de suelo y sus propiedades mecnicas en las siguientes acciones?a) La seleccin del tipo del cimiento en la estructura.b) La seleccin del procedimiento constructivo de la cimentacin.c) La determinacin de la inclinacin o pendiente de cortes en la construccin.

3. Definir segn el Dr. Karl von Terzaghi : suelo; fases del suelo y mecnica de suelos. 4. Cules son los objetivos de la mecnica de suelos?

5. Definir las principales caracteristicas de cada fase del suelo. Y citar los elementos fundamentales que laconstituyen.6. Definir las estructuras de la fase slida del suelo: simple; celular y floculenta. Citar sus principales carctersticas o

propiedades fsicas y mecnicas.

II.- ORIGEN Y FORMACION DE SUELOS

7. Definir suelos transportados y residuales. Citar sus caracteristicas y las diferencias ms importantes de los tiposde suelo antes mencionados.

8. Dar tres ejemplos de suelos residuales, asmismo mencionar propiedades ms significativas?9. Cules son los agentes de transporte? Qu tipo de suelos se generan?10. Proporcionar las principales caractersticas fsicas y mecnicas de los siguientes depositos y citar tres ejemplos de

cada uno de ellos.a) Elicos c )Volcnicos e ) Lacustresb) Aluviales d ) Marinos f ) Piemonte

g)Glacial

11. De los suelos anteriores, dados como ejemplo, Cul presenta mayor dificultades para el buen comportamientode las cimentaciones?Por qu?

III.- ESTRUCTURAS DEL SUELO Y SUS PROPIEDADES

12. Qu es el rea especifica?, Qu partcula tendr mayor superficie especfica una arena una arcilla y de queorden son sus respectivas magnitudes?

13. Por que razn en cada partcula de arcilla las moleculas de agua estn ligadas a la estructura de aquella?

14. Qu presiones existen entre el agua adsorbida y las partculas de arcilla? Por qu el agua adsorbida se llamacapa slida?

15. Dibuje las estructuras simblicas de:

a) Ilitasb) Caolinitasc) Motmorilonitas

IV.- RELACIONES VOLUMTRICAS Y GRAVIMTRICAS

16. Encontrar las expresiones para calcular el contenido de agua y el peso volumtrico de un suelo en trminos de suporosidad y densidad de slidos, si su grado de saturacin es del 100%.

17. En funcin de los datos proporcionados en la primera columna de la siguiente tabla, determinar las expresionesque se solicitan en las columnas subsecuentes. Considerar el suelo esta saturado.


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UNIDAD ZACATENCO

ACADMIA DE GEOTECNIAGUIA DE ESTUDIOS PARA MECANICA DE SUELOS I

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Cualquier duda favor de aclararla con su profesor 2

DATOS Ss d sat e

d,Ss -- --

Ss,sat -- ---Ss, -- ---Ss, -- ---Ss, e -- --

d, sat --- ---

d, --- ---

d, --- ---

d, e --- ---

sat, --- ---

sat, ---- ---,e --- ---

--- ---Nota:sat.- Peso especifico de la muestra saturada peso

volumtricod.- Peso especifico seco peso volumtrico seco.- Contenido de agua

Ss.- Densidad de slidos o peso especifico relativo de losslidos.

e - Relacin de vacos- Porosidad

18. Determinar la expresin en la que el contenido de agua se expresa en funcin de la relacin de vacos, grado desaturacin y de la densidad de slidos.

19. Comprobar las siguientes expresiones:

w

wsd

m

d

b

a

11)

1)

20. El espesor de una pastilla de suelos que se utiliza en una prueba de consolidacin es de 1.92 cm., antes decargar. Despus de la prueba su espesor fue de 1.74 cm. Si al inicio de la prueba la relacin de vacos era de0.85, Cul ser la relacin de vacos final?

21. Una muestra de arena seca con un peso volumtrico de 1.20 t/m3y una densidad de slidos de 2.68, es expuestaa la lluvia por dos das consecutivos. El volumen del material permanece constante, pero su grado de saturacintienen un incremento del 24 %. Determinar el peso volumtrico y el contenido de agua del suelo despus de lalluvia.

22. Una muestra de arena hmeda de 50 cm3pesan 95 gr. despus de su secado el peso fue de 75 g. Si la densidadde slidos es de 2.67, determinar lo siguiente:a) Relacin de vacosb) Porosidad

c) Grado de saturacind) Peso volumtrico seco

23. Una muestra de arcilla saturada pesa 1526 gr. en su estado natural y 1053 gr. despus de secada. Determinar elcontenido natural de agua, relacin de vacos, porosidad y peso volumtrico natural. El peso especfico de losslidos es de 2.70 gr/cm3.


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INSTITUTO POLITC NIC O NAC IONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA Y ARQUITECTURA

ACADMIA DE GEOTECNIA

GUA DE ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS I

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V.- EXPLORACION Y MUESTREO

31. Cules son los datos requeridos en una exploracin?

32. En qu consiste un programa de exploracin?33. Describir el procedimiento para definir el nmero y la profundidad de los sondeos de exploracin geotcnica.

34. Consideraciones para elaborar un programa de exploracin, segn las Normas Tcnicas Complementariaspara el Diseo y Construccin de Cimentaciones, y el Reglamento de Construcciones del Distrito Federal.

35. Define tipos de muestra y usos de las mismas

36. Qu propiedades ndice se obtienen de muestras alteradas?

37. Cules son los mtodos indirectos y directos de exploracin?38. En qu consisten los Mtodos geofsicos?a) Refraccin ssmica.b) Explicar el fundamento de la exploracin por medio de refraccin ssmica.c) Resistividad elctrica39. En qu consisten los mtodos indirectos?a) Cono elctrico b) Cono mecnico40. Qu cuidados se deben tener en la ejecucin de un sondeo con cono elctrico?41. En qu consisten los mtodos directos?

a) Pozo a cielo abierto ybarrenas manuales.

b) Penetracin estndar

c) Pared delgada (tubo shelby yshelby dentado)

d) Barril Denison

e) Sondeo mixtof) Sondeo combinado

42. Explique cmo se obtiene la muestra inalterada en un sondeo profundo para suelos blandos.43. Qu informacin de campo se obtiene en un sondeo de penetracin estndar?44. Proponga el programa de exploracin en la zona I, II y III; para el centro administrativo siguiente:

20 15 50 25 10

10 3 niveles 5Niveles

2Niveles 40

60 Estacionamientoy reas verdes

Tanque elevado de 50 m3

45. Grafique los resultados de los registros de campo anexos y construya las columnas estratigrficas

46. Cmo se deben presentar los resultados de los sondeos?


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REGISTRO DE SONDEO

Obra: Estacionamiento Xola Ubicacin: Av. Xola Esq. Gabriel ManceraMtodo empleado : Sondeo de cono elctrico Profundidad: 24:00 m

Cap. Del Cono: 22 ton rea del cono : 10.46 cm2 Cte. Cono: 10 = 2.5 kg.

Prof. qc Prof. qc Prof. qc Prof. qc Prof. qc Prof. qc0 0 4.3 5 8.9 3.0625 13.5 9.5 17.8 2.8125 22.1 3.75

0.1 0 4.4 5.5625 9 3.125 13.6 3.3125 17.9 3.0625 22.2 4.8125

0.2 0 4.5 7.4375 9.1 5.8125 13.7 4.375 18 2.875 22.3 20.25

0.3 0 4.6 11.1875 9.2 4.625 13.8 3.6875 18.1 28.5 22.4 27.25

0.4 0 4.7 3.6875 9.3 2.625 13.9 3.875 18.2 29.0625 22.5 0

0.5 0 4.8 4.0625 9.4 2.9375 14 2.5625 18.3 7.75 22.6 0

0.6 0 4.9 3.625 9.5 3.0625 14.1 2.75 18.4 6.5 22.7 0

0.7 0 5 3.25 9.6 2.6875 14.2 2.9375 18.5 3.4375 22.8 0

0.8 6.125 5.1 3.125 9.7 2.5625 14.3 3.0625 18.6 3.5625 22.9 0

0.9 4.5 5.2 2.3125 9.8 2.5625 14.4 3.375 18.7 3.3125 23 0

1 4 5.3 2.1875 9.9 2.6875 14.5 2.9375 18.8 3.25 23.1 01.1 4.3125 5.4 2.25 10 2.4375 14.6 3.0625 18.9 3.3125 23.2 0

1.2 4.5625 5.5 2.5 10.1 2.5 14.7 3 19 3.0625 23.3 0

1.3 4.5625 5.6 3.25 10.2 2.25 14.8 2.9375 19.1 3.3125 23.4 0

1.4 3.75 5.7 3.0625 10.3 2.25 14.9 3 19.2 3.5 23.5 0

1.5 3.6875 5.8 2.9375 10.4 2.5625 15 2.8125 19.3 3.4375 23.6 0

1.6 4 5.9 2.625 10.5 9.0625 15.1 3.25 19.4 3.6875 23.7 0

1.7 4.0625 6 2.5 10.6 4.75 15.2 3.5 19.5 3.875 23.8 0

1.8 3.0625 6.1 2.9375 10.7 2.8125 15.3 3.25 19.6 3.8125 23.9 0

1.9 1.625 6.2 2.75 10.8 2.4375 15.4 3.3125 19.7 3.5 24 0

2 0.5625 6.3 2.6875 10.9 2.375 15.5 3.25 19.8 16.125

2.1 0.375 6.4 2.5625 11 2.75 15.6 3.4375 19.9 14.625

2.2 0.1875 6.5 2.4375 11.1 2.6875 15.7 3.25 20 2.5625

2.3 0.375 6.6 2.625 11.2 3 15.8 2.875 20.1 4

2.4 0.5 6.7 2.5625 11.3 2.5 15.9 3.1875 20.2 4.52.5 2.125 6.8 2.375 11.4 2.5 16 2.9375 20.3 5.3125

2.6 18.125 6.9 2.3125 11.5 2.625 16.1 3 20.4 5.4375

2.7 18.125 7 2.4375 11.6 2.5 16.2 3.3125 20.5 7

2.8 18.125 7.1 1.8125 11.7 2.875 16.3 3.4375 20.6 7.1875

2.9 18.125 7.2 2.125 11.8 2.8125 16.4 3.375 20.7 5.4375

3 18.125 7.3 2.4375 11.9 2.9375 16.5 3.75 20.8 4.375

3.1 5.1875 7.4 2.5625 12 3 16.6 3.5625 20.9 4.1875

3.2 6.125 7.5 2.25 12.1 3.0625 16.7 3.4375 21 3.8125

3.3 13 7.6 2.5625 12.2 2.75 16.8 3.0625 21.1 3.375

3.4 7 7.7 2.375 12.3 2.875 16.9 2.5625 21.2 4.375

3.5 10.625 7.8 2.5 12.4 17.625 17 2.4375 21.3 4.25

3.6 3.875 7.9 2.875 12.5 8.75 17.1 3.0625 21.4 3.9375

3.7 3.9375 8 2.5625 12.6 3 17.2 8.25 21.5 3.5

3.8 4.5 8.1 2.6875 12.7 2.75 17.3 7.625 21.6 3.53.9 3.125 8.2 2.625 12.8 2.6875 17.4 3.4375 21.7 4.3125

4 3.5625 8.3 2.75 12.9 2.25 17.5 2.5625 21.8 3.75

4.1 2.4375 8.4 2.875 13 3.0625 17.6 5.5625 21.9 3.625

4.2 1.875 8.5 2.9375 13.1 2.75 17.7 2.9375 22 3.6875


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REGISTRO DE SONDEO

OBRA :DISEO DE TALUDES

SONDEO :

SM-3

FECHA :3 DE SEPTIEMBRE DEL 2004

N.A.F. : NO LOCALIZADO

PROCEDIMIENTO : SONDEO MIXTO LOCALIZACION: Puerto escondido, Oaxaca

MUESTRA PROF. (m) NLONGITUD

RECUPERADA

CLASIFICACIN

No. DE A 0-15 15 - 45 45 - 60 MATERIAL

1 0.00 0.60 15 42 6 38

2 1.20 1.80 5 13 5 25 ARENA GRUESA CON GRAVAS

3 1.80 2.40

14 18 5 21

ARENA GRUESA CON GRAVILLAS LIMOSA DECOLOR CAF

4 2.40 3.00 3 14 5 26

3.00 3.605 7 4 S/R

SIN RECUPERACION

3.60 4.206 7 4 S/R

SIN RECUPERACION

5 4.20 4.806 10 5 39

ARENA GRUESA CON GRAVAS LIMOSA DECOLOR CAF

6 4.80 5.40 6 11 5 34

7 5.40 6.00 TUBO SHELBY DENTADO31

ARENA GRUESA LIMOSA COLOR CAF

8 6.00 6.60 3 11 5 18

9 6.60 7.20 11 40 23 45 ARENA MEDIA A GRUESA COLOR GRIS POCOLIMOSA

10 7.20 7.8020 50/25 39

ARENA GRUESA GRIS CON ALGUNAS GRAVILLAS

11 7.80 8.40 44 46 16 43 ARENA GRUESA GRIS CON GRAVAS

12 8.40 9.00 16 34 20 30 ARENA GRUESA POCO LIMOSDA DE COLOR GRIS

13 9.00 9.60 13 23 10 50 ARENA GRUESA CON GRAVAS GRIS

14 9.60 10.20TUBO SHELBY DENTADO 32

15 10.20 10.65 16 50 43

10.65 10.80 AVANCE AVANCE CON BROCA TRICONICA

16 10.80 11.20 20 50/25 22

11.20 11.40 AVANCE AVANCE CON BROCA TRICONICA17 11.40 11.80 26 50/25 20


12.00 12.1550/15 S/R



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VI.- CLASIFICACION DE LOS SUELOS

VI.1.- CLASIFICACION DE LOS SUELOS EN LABORATORIO

VI.1.1. GRANULOMETRIA2

47. Medicin directa, anlisis por mallas o tamices e hidrmetro.

48. Defina coeficientes de uniformidad y curvatura.

49. Dibuje la curva granulomtrica del suelo y determine: porcentajes de material, coeficiente de curvatura ( Cc) ycoeficiente de uniformidad (Cu), de una muestra seca de 3800 gr., la cual se someti al anlisisgranulomtrico, obtenindose la siguiente informacin:

Mallas Peso retenido( gr.)

De la fraccin que pas la malla # 4 se tomaron 500 gr., para continuar

con el siguiente juego de mallas.

1 1/2 0 Mallas Peso retenido (gr.)1" 19 # 10 193.18

3/4" 19 # 20 144.89

1/2" 114 # 40 68.183/8" 76 # 60 31.25# 4 228 # 100 17.05

charola 3344 # 200 5.68Charola 39.77

50. Los resultados en un anlisis granulomtrico por mallas se muestra en los siguientes registros, determinar: La curva granulomtrica del suelo. Dimetro efectivo.

Coeficientes de uniformidad y curvatura. Determinar s esta bien o mal graduado y Por qu?

Mallas Peso retenido en gr. De los 6818.1 gr. que pasaron la malla # 4, se tomaron 200gr. y se lavaron en donde se obtuvieron los siguientes

resultados.1 1818.1 Mallas Peso retenido en gr.

3/4" 1212.1 # 10 31.53/8" 3030.2 # 20 27.6#4 2272.7 # 40 29.1

Pasa # 4 6818.1 # 60 22.0SUMA 15151.2 # 100 24.0

# 200 19.8Pasa la No 200 46.0

51. Dibuje en forma esquemtica la curva granulomtrica de los siguientes suelos. Arena gruesa Arena fina Suelo con gran variedad de tamao Material uniforme Suelo conformado nicamente por arena de 2 mm.

VI.1.2.- Diseo de fi ltros

52. Qu criterios se deben respetar en el diseo de un filtro?53. Qu debe cumplir un material para usarse como filtro en un muro de contencin?

2 Jurez Badillo E.- Fundamentos de Mecnica de Suelos Tomo I.- Editorial Limusa.- CAPITULO 5


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54. Del problema 3 de granulometra, considere que es el suelo el cual se proporcionar proteccin, disee unfiltro para ese material.

VI.1.3. PLASTICIDAD55. Qu es plasticidad?56. Qu son los estados de consistencia?57. Qu representan los estados de consistencia?58. Cul es el objetivo de determinar las consistencias, y cmo podemos relacionar con el contenido natural de

agua?59. Defina los siguiente Lmites: lquido, plstico y de contraccin.60. Cmo obtiene los lmites en el laboratorio?61. Cmo vara el lmite lquido si se incrementa la altura de cada de la copa de Casagrande?62. Cmo vara el lmite lquido si disminuye la altura de cada de la copa de Casagrande?63. Cmo vara el lmite lquido s es ms rgida la base de la copa de Casagrande?64. Cmo vara el lmite lquido s es ms suave la base de la copa de Casagrande?65. Cmo vara el lmite lquido si disminuye la cadencia en la copa de Casagrande?

66. Cmo vara el lmite lquido si es menor la altura del material dentro de la copa de Casagrande?67. Cmo se clasifica el material segn la carta de plasticidad?68. Cmo se determina el Indice de tenacidad?69. El lmite lquido de una arcilla es de 65 %, su ndice de plasticidad es del 25% y su contenido natural de agua

es del 45 %.

Cul es el valor de la consistencia relativa de la arcilla en su estado original, y cul es su ndice deliquidez?

Cmo clasifica el material segn la carta de plasticidad?70. Encuentre el contenido de agua que corresponde al lmite lquido por medio de la curva de fluidez y el criterio

propuesto por Lambe (20< N< 30) y compare resultados.

121.0

NLL25NL

No de golpes Contenido de agua %36 25.4

30 25.721 26.417 26.8

71. Dibuje de forma esquemtica la curva de fluidez para los siguientes suelos: Suelo muy susceptible a cambiar su consistencia con pequeas variaciones de humedad. Lo inverso al suelo anterior.

VI.2.- CLASIFICACION DE LOS SUELOS EN CAMPO.

72. Enuncie 5 caractersticas que se pueden describir del suelo cuando se realiza un muestreo en campo.

73. Que clasificacin y que nombre le dara a un material que tiene un 35% de material de apariencia del azcary con las pruebas de campo a la muestra tiene: dilatancia rpida, tenacidad ligera y resistencia al estado seco

media?VI.3.-CLASIFICACION DE LOS SUELOS POR MEDIO DEL SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIN DESUELOS ( S.U.C.S.)

74. Dada la siguiente informacin de laboratorio, clasificar al suelo segn los lineamientos del S.U.C.S., ademsdetermine el Indice de Fluidez, Indice de Tenacidad e indicar en que estado fsico se encuentra el material.


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GranulometraEn la cpsula No 33, cuyo peso es de 20.24 gr. El peso del material hmedo ms el peso de la cpsula(Wc+Wsh) es de 978.57 gr. el contenido de agua es del 18.6 %.

Malla Peso retenido Malla Peso retenido3" 0 No 4 02" 24.26 No10 77.25

1.5" 16.17 No 20 77.421" 40.44 No 40 50.08

0.75" 24.39 No 60 27.30.50" 8.1 No 100 9.150.375 88.97 No 200 8.8No 4 105.13 Charola 250

Charola 500.00 Nota: Se uso la misma cpsula, ( lavado por malla # 200)

Lmites de consistencia

Lmite lquido Lmite plstico Lmite de contraccin linealCpsula

Wc+Wsh

Wc+WS

GOLPESCpsula

Wc+Wsh

Wc+WS

Longitud Inicial :100 mm# Wc # Wc Longitud Final : 87.6 mm

1 14.15 42.12 29.81 44 6 11.20 17.87 16.062 14.88 38.31 27.92 32 7 12.06 18.86 16.723 13.96 30.26 22.89 194 14.91 28.82 22.46 13 Contenido natural de agua : 80 %5 15.03 27.11 21.45 7

75. Proporcione valores para llegar a la siguiente nomenclatura y con ellos dibuja la grfica que represente losvalores propuestos.

G :_____%

S :______%F :______%

SC

D60=_______mmD30=_______mmD10=_______mm

Cu =______ Cc =______

LL = _______%LP = _______%

IP = _______%

G:______%

S :______%F :______%

SM - SC

D60=_______mmD30=_______mmD10=_______mm

Cu =______ Cc =______

LL = _______%LP = _______%

IP = _______%


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76. Proporcione valores para llegar a la siguiente nomenclatura y con ellos dibuja la grfica que represente losvalores propuestos.

G:______%

S :______%F :______%

SW - SC

D60=_______mmD30=_______mmD10=_______mm

Cu =______ Cc =______

LL = _______%LP = _______%

IP = _______%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,010,1110100

Diametros en mm

%d

ematerialquepasa

77. Proporcione la nomenclatura al siguiente material.

G : 46 %

S : 46 %

F :___8 %

100 %

Cu =___4___

Cc =___3___

LL = 120 %LP = 40 %IP = 80%

NOMENCLATURA

_________________

78. Que clasificacin y que nombre le dara a un material que tiene un 35% de material con apariencia de azcar ylas pruebas de campo se evalu como una dilatancia rpida, tenacidad ligera y resistencia al estado secomedia.


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IX.- CAPILARIDAD Y PERMEABILIDAD EN SUELOS.78. Define: capilaridad y Cul es el efecto de la temperatura en la tensin superficial del agua?79. Explique: Por qu se presenta la capilaridad en los suelos, en qu tipo de suelos es ms significativa su

presencia, y cules son sus efectos en el comportamiento de los suelos?80. Calcule y dibuje la variacin de la altura capilar como funcin de los siguientes dimetros de tubos capilares, si

la temperatura del agua es de 20 C y si el ngulo del menisco es nulo.

81. Completar la siguiente tabla, calcule las alturas capilares que el agua puede alcanzar en tubos capilares dediferentes dimetros. Para el tubo #, de dimetro d, la altura capilar h .

TUBO 1 2 3 4 5 6DIMETRO d(mm) 1.0 d 0.5d 1.5d 2.0d 2.5d 3.0d

Altura capilar h (cm.)

82. Calcule para los siguientes suelos la altura y tensin capilar del agua.

83. Cul es la ley de Darcy para flujo de agua en arenas limpias?84. Cmo se calcula la velocidad de filtracin en los suelos?

85. Define: permeabilidad, coeficiente de permeabilidad y mencione Qu influye en la permeabilidad de lossuelos?

86. Proporcione los diferentes rangos de valores del coeficiente de permeabilidad para los siguientes suelos:TIPO DE SUELO K (cm/s)

GRAVA LIMPIAARENA GRUESAARENA FINAARENA LIMOSA

DIMETRO DEL TUBOCAPILAR

ALTURA CAPILAR( hc)

mm cm.100101

0.10.010.0010.00010.00001

0.000001

SUELOTIPO

TAMAOmm

ALTURA CAPILARcm

TENSIN CAPILARKg/cm2

ARENA 2 a 1ARENA 1 a 0.5ARENA 0.5 a 0.25ARENA 0.25 a 0.074LIMO 0.05 a 0.005

ARCILLA 0.005 a 0.0005ARCILLA 0.00005


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ARENA ARCILLOSALIMOARCILLA

87. Explique los siguientes mtodos directos e indirectos para evaluar el coeficiente de permeabilidad:i. Granulometra Capilaridad v. Permemetro de carga

variableii.Consolidacin iii. Permemetro de carga

constante

88. Determine el coeficiente de permeabilidad a partir de la curva de granulometra siguiente:

ABERTURA DE LA MALLA, mm 50 25 0.8 0.43 0.15 0.075 0.04 0.02 0.01 0.005 0.002

PORCIENTO QUE PASA, % 100 100 80 61 23 16 10 6 4 2 1

89. Una arena uniforme de granos redondeados tiene un dimetro efectivo de 0.3 mm, Calcular el coeficiente de permeabilidad para una temperatura de 24 C.

90. Deduzca la ecuacin para calcular el coeficiente de permeabilidad en un suelo, por medio de un permemetrode carga constante y mencione para que tipo de suelos se recomienda su empleo.

91. Deduzca la ecuacin para calcular el coeficiente de permeabilidad en un suelo, por medio de un permemetrode carga variable y mencione para que tipo de suelos se recomienda su empleo.

92. En un permemetro de carga variable se ensayo una arcilla con arena de granulometra fina. De la prueba sedetermin la magnitud del coeficiente de permeabilidad en 3.45x 105 cm./min., la altura final de la pruebaresulto ser de 76.4 cm, el dimetro de la bureta de 0.14 cm, el dimetro de la muestra de 78 mm, longitud dela muestra 90mm, tiempo de duracin de la prueba 3 minutos con 23 segundos, la temperatura de la pruebafue de 17.3 C.

Calcular la altura inicial de la superficie del agua dentro de la bureta.

93. Una muestra de arena de 5 cm de dimetro y de 10 cm de altura, fue sujeta a una prueba de permeabilidad en

un permemetro de carga constante. La prueba dur 10 segundos con una carga hidrosttica de 100 cm a 24C y se recolecto 120cm3.

Calcular el coeficiente de permeabilidad a 20oC.

94. En un permemetro de carga variable se ensayo una arcilla con arena de granulometra fina. Coeficiente de permeabilidad 3.45X10-5m/min. Altura final del agua dentro de la bureta 76.4 cm Dimetro de la bureta 0.14 cm

Dimetro de la muestra 78 mmLongitud de la muestra 90 mmTemperatura del agua durante la prueba 17.3 C

Tiempo de duracin de la prueba 3 min. con 23 seg.Con los datos citados calcular la altura inicial de la superficie del agua dentro de la bureta

95. En un permemetro de carga hidrulica constante se ensay una muestra de arena gruesa de 15 cm. dealtura y 5.5 cm. de dimetro, bajo la carga hidrulica de 40 cm. durante 6 segundos. La cantidad de agua

filtrada fue de 400 cm

3

. Determine el coeficiente de permeabilidad

96. Determine el coeficiente de permeabilidad de un suelo que fue sometido a una prueba de permeabilidad segnel siguiente croquis.


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De la prueba se obtuvieron los siguientesresultados:

Muestra cilndrica de suelo, de 50 cm dedimetro.

Volumen del agua captado durante laprueba 140 cm3

Tiempo de duracin de la prueba35 min. 28 s

Superficie libre del agua

100 cm Superficie libre del agua

0.71.0

25 cm 63cm 51 cm

97. Deduzca las ecuaciones de permeabilidad horizontal y vertical.

98. Un estrato de arena consta de tres capas horizontales de igual espesor. El coeficiente de permeabilidad parala capa superior e inferior es de 1 X 10 4cm/s y el de la capa intermedia1 X 10 2cm/s. Cul es la relacinentre el coeficiente de permeabilidad medio del estrato en sentido horizontal y en sentido vertical?

X.- ESFUERZOS TOTAL, EFECTIVO Y PRESIN DE PORO.

99. Define: esfuerzo total, presin de poro o neutral y esfuerzo efectivo.100. En una arena fina situada debajo del nivel de aguas freticas, Cul es el efecto de la presin neutra en la

resistencia a la penetracin estndar?101. Qu ecuaciones definen el esfuerzo efectivo en suelos saturados u suelos parcialmente saturados?102. Calcular y dibujar los diagramas de esfuerzos totales, efectivos y presin de poro o neutras, para las

profundidades de 0 a 20 m, en condiciones iniciales e inmediatamente despus de haber abatido el nivel deaguas freticas a 4.0 m., considere que el suelo en estos 4.0 m queda saturado por capilaridad.

Nivel or iginal de aguasfreticas

103. Una muestra de arena tiene un peso de 150 Kg. para un volumen de 0.083m3, si su densidad de slidos opeso especifico relativo de los slidos es de 2.72 y su contenido de agua del 27%, el nivel de aguas freticas

(N.A.F.) se localiza a 2.5 m de profundidad. Sobre ste nivel la arena est saturada por capilaridad 1.3 m.considere adems que por debajo del N.A.F. la arena est sumergida Calcular y dibujar los diagramas deesfuerzos totales, efectivos y presin de poro a una profundidad de 6.0 m,

104. Un manto de arcilla de 3.70 m de espesor est situado debajo de un deposito de arena sumergida de 7.90m de espesor. La superficie superior de la arena est situada a 3 m debajo de la superficie de un lago. El pesovolumtrico saturado de la arena es de 2000 Kg/m3 y el de la arcilla de 1875 kg/m3. Calcule analtica ygrficamente los esfuerzos totales, presin de poro y esfuerzos efectivos a la mitad del manto de arcilla.

4.5 m = 16.5KN/m3

6.7 m

8.8 m =17.6 KN/m3


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105. La superficie de un depsito de arcilla saturada esta situada permanente debajo de una masa de agua.Las pruebas de laboratorio reportaron un contenido de agua natural del 47% y un peso especifico relativo delos slidos de 2.74. Cul es el esfuerzo efectivo a una profundidad de 11.30 m?

106. Si el nivel del agua (del problema anterior) permanece invariable, y se hace una excavacin por dragado,Cuntos metros de arcilla deben quitarse para reducir el esfuerzo efectivo a 11.30 m de profundidad a unvalor de 4,882 Kg/m2.

107. En un deposito de limo se redujo el nivel de aguas freticas de una profundidad de 3 m a una profundidadde 6.10 m. El limo permaneci saturado aun despus de que se hizo descender el nivel del agua fretica.Su contenido de agua es del 26% y peso especifico relativo de los slidos de 2.55. Estime el aumento en elesfuerzo efectivo a una profundidad de 10.40 m por haber descendido el nivel del agua fretica.

108. Calcule el gradiente hidrulico crtico para los siguientes materiales.i ) Grava gruesa k =10 cm/seg Ss = 2.67 e = 0.65ii) Limo arenoso k =10-6cm/seg Ss = 2.67 e = 0.80

109. Calcular y dibujar de 0 a 10 m de profundidad contados a partir de la superficie del agua, los diagramas de

esfuerzos totales, efectivos y presin de poro en condiciones iniciales e inmediatamente despus de habersido abatido el nivel del agua 3 m debajo del fondo del lago. Considerar que el suelo en esos 3 m quedasaturado por capilaridad.

110. Qu es un piezmetro?, Qu diferencias existen entre los piezmetros abiertos y los cerrados?, Quventajas y desventajas existen entre ellos?

111. Calcular y dibujar los diagramas de esfuerzos totales, efectivos y presin de poro a partir de la estratigrafaque se describe a continuacin.

00.0 03.5 Arena mal graduada, peso volumtrico de 14.3 KN/m303.5 06.5 Arena limosa, peso volumtrico de 15.6 KN/m306.5 12.6 Arena mal graduada, peso volumtrico de 17.3 KN/m312.6 23.9 Arena bien graduada, peso volumtrico de 21.0 KN/m323.9 33.9 Arena mal graduada, peso volumtrico de 18.4 KN/m3

El nivel de aguas freticas se localiza a 3.5 m de profundidad. Se instalaron tres piezmetros a las siguientes profundidades: 10.1, 22.1 y 30.4m. Los niveles

piezomtricos que se alcanzaron en cada uno de ellos a partir de la superficie del terreno son 3.5, 8.0y 16.8 m

3.0 m

6.0 m

Fondo del lago

Zona de ascensin

Capilar

Superficie libre del agua

5.5 m fondo de

3.0 m Zona de ascensin ar

6.0 mSuperficie del agua despus

Fondo del lago


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112. Calcular y dibujar los diagramas de esfuerzos totales, efectivos y presin de poro a partir de la siguienteestratigrafa.

2.0 m

1.5 m

4.0 m

0.5 m

3.7 m

113. Qu es un piezmetro y cuantos tipos de piezmetro existen?

114. Cul es el objetivo de instrumentar un piezmetro en las obras ?115. Define carga de presin, carga de altura y carga total.116. Mencione algunas causas que ocasionen errores en las mediciones de un piezmetro.

BIBLIOGRAFIA

Jurez E. y Rico A., Mecnica de Suelos Tomo I, Mxico D.F., Editorial Limusa. Juminkis A, Soil Mechanics , Editorial Van Nostrand Bowles J.- Propiedades Fsicas de los Suelo Editorial Mc Graw Hill.

Lambe T. y Whitman R., Mecnica de Suelos Editorial. Limusa. Terzaghi K. y Peck R.- Mecnica de Suelos en la Ingeniera Prctica Editorial Ateneo Lambe T. y Whitman R.,Soil Testing for Engineers Editorial J. Wiley Krynine D. y Judo W., Principios de Geologa P/ Ingenieros , Editorial Omega Sears y Zemansky, Fsica General Editorial Aguilar. Instructivo para Ensayes de Laboratorio de Mecnica de Suelos" . Editorial S.M.M.S. Zeevaret L., Foundation Engineering for Difficult Subsoil Condition Editorial Van Nostrand Sowers G., Fundamentos de Mecnica de Suelos , Editorial Limusa

N.A.F. Colgado

Arena limosa =17.0 KN/m2

Limo arenosa = 15.5 KN/m3

Arcilla impermeable. N.A.F.

= 13.2 KN/m3

Arena saturada, de granulometra gruesa = 18.5 KN/m3

Documents

Mecanica de Suelos I (GUIA)