SEGUNDA EVALUACIÓN DE GEOTECNIA APLICADASemestre Académico 2017-II PROBLEMAS PRÁCTICOS A RESOLVER EN EL CUADERNO ADJUNTADO UNA COPIA DE LA RESOLUCIÓN. Fecha máxima de presentación: 23/12/2017 a hrs. 8:00am (días opcionales de presentación y/o absolución de consultas jueves 1:00pm y viernes 4:00pm aula 302B o en otra aula disponible) 1. (6ptos) Definir y explicar los fundamentos teóricos y conceptos fundamentales de los siguientes aspectos: ( 01 punto por cada tema) a) Explique la aplicación de la Ley de Hooke en la Mecánica de Suelos y su interpretación y aplicación práctica. Comportamiento esfuerzo – deformación y tipos de falla. b) Explique Ud. el modelo mecánico del proceso de consolidación. Factores que definen la consolidación. Como se determina el esfuerzo de pre consolidación. c) Explique el significado del Círculo de Mohr, y su aplicación en la mecánica de suelos. d) Defina y explique la teoría de Mohr – Coulomb. Su aplicación práctica en la mecánica de suelos. e) Realice un resumen sobre el segundo tema grupal asignado. f) Realice los índices tentativos para ESTUDIOS GEOTÉCNICOS CON FINES DE CIMENTACIÓN de una edificación Y ESTUDIO GEOTÉCNICO PARA EL MEJORAMIENTO DE UNA VÍA 2. (2 ptos) Una muestra de suelo, en estado natural, ha tenido un índice de vacíos de 0.45, y un contenido de humedad de 13 %. El valor del peso específico relativo de los sólidos ha sido de 2.62. El peso específico seco en el estado más suelto del suelo ha sido definido por el peso de su masa seca igual a 328.0 gr, y su volumen medido igual a 200 cm3. Después de haber sido compactado el peso específico seco ha aumentado a una densidad máxima de 1.98 gr/cm3. Se requiere: a) calcular la Densidad Relativa (DR) del suelo, y b) Calcular la cantidad de agua requerida para construir un terraplén de 5,000 m3, a compactarse con 18% de humedad. 3. (1 ptos) Dado el siguiente perfil estratigráfico, obtenga la altura de ascenso capilar promedio que se produce en el estrato Limo arenoso, si se conoce que la suma del esfuerzo horizontal efectivo (σ´h) en A, más el esfuerzo horizontal total (σh) en B, es equivalente a 11.6 Ton/m2. Para ello debe considerar: que la zona de ascenso capilar está saturada, el punto A se encuentra a la mitad de la altura de ascenso capilar promedio y que B se localizan a la mitad del estrato de Arena Gruesa, adicionalmente los datos mostrados para cada estrato. ± 0.00 m Estrato Limo arenoso Peso unitario húmedo = 1.68 Ton/m³ Peso unitario saturado = 1.75 Ton/m³ Coeficiente de presión lateral = 0.35 -6.00 m N.F. -8.00 m Estrato de Arena Gruesa Peso unitario saturado = 1.90 Ton/m³ Coeficiente de presión lateral = 0.20 -15.00 m Basamento Rocoso 4. (2 puntos) realizar la mezcla de dos suelos por los métodos gráficos y analítico, para lo cual se tiene las siguientes características de los materiales: • Capa del pavimento: sub base granular o A: material ligante (cantera Samán) o B: hormigón (cantera isla) o Especificación “B” (EG-2013) Características del material “A” (cantera Samán) Tamaño Abertura Peso Porcentaje retenido Porcentaje Especificación “A” Descripción de la muestra Tamiz mm. Retenido Parcial Acumulado que pasa 2" 50.600 0.00 0.00 0.00 100.00 100 100 Peso Inicial 4893.00 1 1/2" 38.100 109.00 2.23 2.23 97.77 Peso Fracción 2849.00 1" 25.400 249.00 5.09 7.32 92.68 K constante 0.58 3/4" 19.050 233.00 4.76 12.08 87.92 Peso Perdida 507.00 1/2" 12.700 357.00 7.30 19.37 80.63 % de perdida 10.36% 3/8" 9.525 404.00 8.26 27.63 72.37 30 65 LÍMITES DE CONSISTENCIA 1/4" 6.350 417.00 8.52 36.15 63.85 Límite Líquido NP Nº 4 4.760 275.00 5.62 41.77 58.23 25 55 Límite Plástico NP Nº 8 2.380 516.00 10.55 52.32 47.68 Índice Plástico NP Nº 10 2.000 94.00 1.92 54.24 45.76 15 40 Nº 20 0.840 280.00 5.72 59.96 40.04 CARACTERÍSTICAS Nº 40 0.420 209.00 4.27 64.23 35.77 8 20 GRANULOMÉTRICAS Nº 100 0.149 1023.00 20.91 85.14 14.86 D10 = 0.071 Cu = 73.678 Nº 200 0.074 220.00 4.50 89.64 10.36 2 8 D30 = 0.345 Cc = 0.3172 Base 507.00 10.36 100.00 0.00 D60 = 5.26 CLASIFICACIÓN SUCS SP-SM ARENA MAL GRADUADA CON LIMO Y GRAVA CLASIFICACIÓN AASHTO A - 1 - a (0) Características del material “B” (cantera Isla) Tamaño Abertura Peso Porcentaje retenido Porcentaje Especificación “A” Descripción de la muestra Tamiz mm. Retenido Parcial Acumulado que pasa 2" 50.600 340.00 8.35 8.35 91.65 100 100 Peso Inicial 4070.00 1 1/2" 38.100 490.00 12.04 20.39 79.61 Peso Fracción 339.00 1" 25.400 712.00 17.49 37.89 62.11 K constante 0.08 3/4" 19.050 557.00 13.69 51.57 48.43 Peso Perdida 20.00 1/2" 12.700 660.00 16.22 67.79 32.21 % de perdida 0.49% 3/8" 9.525 652.00 16.02 83.81 16.19 30 65 LÍMITES DE CONSISTENCIA 1/4" 6.350 200.00 4.91 88.72 11.28 Límite Líquido NP Nº 4 4.760 120.00 2.95 91.67 8.33 25 55 Límite Plástico NP Nº 8 2.380 89.00 2.19 93.86 6.14 Índice Plástico NP Nº 10 2.000 46.00 1.13 94.99 5.01 15 40 Nº 20 0.840 78.00 1.92 96.90 3.10 CARACTERÍSTICAS Nº 40 0.420 62.00 1.52 98.43 1.57 8 20 GRANULOMÉTRICAS Nº 100 0.149 15.00 0.37 98.80 1.20 D10 = 5.661 Cu = 4.3136 Nº 200 0.074 29.00 0.71 99.51 0.49 2 8 D30 = 12.262 Cc = 1.0876 Base 20.00 0.49 100.00 0.00 D60 = 24.42 CLASIFICACIÓN SUCS GW GRAVA BIEN GRADUADA CLASIFICACIÓN AASHTO A - 3 (0) • Curva granulométrica de cada material y la curva de especificación “B” 5. (1 pto) La muestra de un suelo ha pesado 400 gr, con un volumen de 225 cm3, y se ha determinado el valor de ko = 0.45. El suelo se encuentra cargado con un incremento de carga uniformemente distribuido de qs = 25 Ton/m2, sobre una superficie circular de 10 m. de diámetro. Se requiere determinar los esfuerzos vertical y horizontal iniciales, el incremento de esfuerzos y los esfuerzos finales a una profundidad de 5 m. bajo el centro del área cargada. 6. (1pto) Se requiere determinar la capacidad admisible total para una zapata cuadrada de 1.50 m. de lado, sabiendo que el suelo de fundación tiene un ángulo de fricción interna de 25 °, y la cohesión es de 0.25 kg/cm2. Una muestra de este suelo de 1000 cm3 ha pesado 1.67 kg. El Factor de Seguridad asumido es 4, y la profundidad de fundación Df es de 1.40 m. Asumir que el mecanismo de falla es de “falla general por corte GENERALIZADO”. 7. (1pto) Calcule las fuerzas activa y pasiva de Rankine por unidad de longitud del muro mostrado en la figura. Calcular también el punto de aplicación de la resultante. Se conoce que los valores del suelo son: Y = 18.5 kN/m3, ϕ = 28°, y C = 0. 6.0 m. 8. (1pto) Asumiendo el Mecanismo de Falla General por corte, de Terzaghi, se necesita calcular la capacidad admisible total para una zapata circular de 1.50 m. de diametro. El suelo de fundación tiene un ángulo de fricción interna de 25 °, y cohesión de 0.25 kg/cm2. Una muestra de este suelo de 900 cm3 ha pesado 1.87 kg. El Factor de Seguridad asumido es 3, y la profundidad de fundación Df es de 1.50 m. Se considera que el mecanismo de falla es por punzonamiento. 9. (1pto) Establecer el diagrama de la variación de esfuerzos con la profundidad (desde el Nivel del mar), representando como mínimo la variación de esfuerzo vertical efectivo, esfuerzo horizontal total y el esfuerzo neutro. Si el tirante de agua es de 15 m y la profundidad máxima de exploración es 20.0 m por debajo del fondo marino, en un sector de nuestro zócalo continental, tal como lo indica la figura adjunta. Así mismo determine la diferencia de los esfuerzos horizontales efectivos los puntos M y N cuya posición corresponde a planos ubicados a 4.0 m y 16.0 m por debajo del fondo marino, considere que el peso unitario del agua de mar es 10.4 kN/m3. Cota: 0.00 m.s.n.m. Nivel del mar 15 m Fondo del mar Cota: – 15.00 m.s.n.m. 5m n=28%; wsat=25%, ko = 0.30 15 m γd= 14.0 kN/m3; Gs=2.75, ko = 0.40 10. (2 ptos) En un suelo areno-arcilloso, se ha determinado el estado de esfuerzos en el suelo. Se solicita determinar: a) Cuales son los esfuerzos normal y tangencial que se generan sobre el plano A-A, y su orientación con respecto al esfuerzo principal menor? b) Determinar el esfuerzo normal y el esfuerzo cortante ue actúan sobre el plano B-B y su orientación con respecto al esfuerzo principal menor. Se pide resolver mediante el Circulo de Mohr y luego verificar analíticamente. 110 k Pa 25 kPa B A 50° 25 kPa. 120° 25 kPa A 25 kPa B 110 k Pa 11. (2 ptos) El talud mostrado en la Figura representa un suelo cuyo peso unitario es 1.87 Ton/m3, la cohesión del suelo es 12.5 kN/m2, el ángulo de fricción interna es de 20°, y el ángulo de inclinación β= 22°. Para el caso de que exista infiltracion a traves del suelo, y el nivel de agua freatica coincida con la superficie del terreno, se requiere; a) Determinar el factor de Seguridad contra el deslizamiento a lo largo de la superficie AB, sabiendo que H = 1.5. b) Asumiendo un Factor de Seguridad igual a 3, cuál será la altura H de la figura, para evitar el deslizamiento a lo largo de la superficie AB? NF • * * * * * * * * * B * * * W * * * H ROCA β A TRABAJO FINAL GRUPAL DE GEOTECNIA APLICADA SE SOLICITA PRESENTAR GRUPALMENTE EL DESARROLLO DE LOS SIGUIENTES TEMAS POR GRUPO EN FORMATO DE MONOGRAFÍA (IMPRESO MAX 30 HOJAS ARIAL N° 11 ESPACIO 1.5) Y DIAPOSITIVAS EN FONDO BLANCO PUBLICADAS EN EL GRUPO DE FACEBOOK , FECHA LIMITE DE PRESENTACIÓN Y PUBLICACIÓN SÁBADO 23/12/17 A HRS. 8:0Oam GRUPO TEMA Muros de Contención. EG, PUENTE RAMIS Verificación por volteo. Verificación por deslizamiento. Verificación por capacidad de carga. Estabilidad de taludes. -Taludes finitos e infinitos. -Métodos aproximados. EG. VIAS -Métodos precisos. Infiltraciones. EG. PRESAS - Filtraciones a través del cuerpo y cimiento de presas. Socavación. EG. PUENTE JAYLLIHUAYA -Tipos de socavación. -Socavación en puentes. -Procedimiento de cálculo. Cimentaciones En Suelos Blandos EG. EDIFICACIONES PERCOLACIÓN y problemas geotécnicos en proyectos de EG. ABASTECIMIENTOS DE AGUA Y abastecimiento de agua y alcantarillado ALCANTARILLADO Problemas geotécnicos en la construcción de túneles y Nociones de QUISPE APAZA LUIS BRANDON controles de calidad. -Aspectos generales. -Estadística aplicada al control de calidad en geotecnia Drenaje. PARILLO CONDORI WILLIAM RAFAEL -Drenaje superficial. tipos -Subdrenaje. -Tipos de subdrenaje.