INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO “GUÍA DE MECÁNICA DE SUELOS I, TERCER PARCIAL” GRUPO: 4CM4 ALUMNOS: ROMERO ALANIS PABLO MATERIA: MECÁNICA DE SUELOS I PROFESOR: HERNÁNDEZ BAROSIO ANTONIO FEBRERO, 2016 1 primero se debe decir que la capilaridad en un suelo se presenta por encima del nivel freático. también las fuerzas de cohesión y adherencia colaboran para que el agua ascienda capilarmente. El peso del material húmedo más el peso de la cápsula (Wc+Wsh) es de 978.24 gr. que a su vez está en función del coeficiente de permeabilidad de cada suelo. el contenido de agua es del 18. obteniendo así la siguiente expresión.17 No 20 77.75" 24. Entre menor diámetro sea el hueco entre los granos del suelo mayor será el nivel de agua que tienda a subir.39 No 60 27.26 No10 77..08 0. Los efectos que éste fenómeno provoca en los suelos es la contracción o retracción del mismo cuando el nivel freático disminuye. y por último el agua asciende por los pequeños capilares que tiene el suelo y estos últimos se refieren a los huecos o poros que forman los granos de suelo. Todo lo anterior permite que el agua ascienda por encima del nivel freático cierta altura y esta dependerá del tipo de suelo.57 gr. Ésta depende de la porosidad del suelo en cuestión y la velocidad de descarga. además se presenta este fenómeno por la diferencia de presiones que existen alrededor del suelo.3 2 . cuyo peso es de 20.. por lo tanto los suelos más vulnerables a sufrir éste efecto son las arenas finas. y cuáles son sus efectos en el comportamiento de los suelos? R. arcillas y limos. 84.6 %.79.44 No 40 50. Se hace presente debido a diversos factores. se evapora o se extrae agua generando grietas y asentamientos o hundimientos.42 1" 40. en qué tipo de suelos es más significativa su presencia.5" 16.Explique ¿Por qué se presenta la capilaridad en los suelos. Malla Peso retenido Malla Peso retenido 3" 0 No 4 0 2" 24.¿Cómo se calcula la velocidad de filtración en los suelos? R.25 1. ?1 = 1+? ? ? En la cápsula No 33. 81 44 6 11.50" 8.72 3 13./s) GRAVA LIMPIA 2mm a 5mm 0.5cm ARENA GRUESA 1mm a 2mm 0.88 38.002mm a 0.006mm 0.86 16.0006cm ARCILLA 0.91 28.2cm ARENA FINA 0.1 No 100 9.01cm a 0.96 30.46 13 5 15.375 88.1cm a 0.00006cm 3 .11 21.6 mm Contenido natural de agua : 80 % 86.0 6 18.13 Charola 250 Charola 500.06 2 14.0006mm 0.15 42.002cm a 0.12 29.92 32 7 12.31 27.00006cm LIMO 0.00002cm a 0.0002mm a 0.87 16.0006cm ARENA ARCILLOSA 0.26 22.Proporcione los diferentes rangos de valores del coeficiente de permeabilidad para los siguientes suelos: TIPO DE SUELO K(cm. ( lavado por malla # 200) Límites de consistencia Límite líquido contracción lineal Cápsula # Wc Límite plástico Wc +Wsh Wc +WS GOLPES Cápsula # Wc Límite de Wc +Wsh Wc +WS 1 14.15 0.03 27.00 Nota: Se uso la misma cápsula.2 0 17.02mm a 0.45 7 Longitud Inicial :100 mm Longitud Final : 87.2mm 0.8 No 4 105.0006mm 0.1mm a 0.2cm a 0.82 22.0002cm a 0.97 No 200 8.02cm ARENA LIMOSA 0.0.002mm a 0.89 19 4 14.0002cm a 0.006mm 0.. lo cual facilitó la aplicación de los resultados de la investigación a la Mecánica de Suelos. usualmente en suelos el fluido de interés es el agua y aunque la permeabilidad es inherente a las propiedades físicas del suelo como el tamaño de grano. GRANULOMETRIA: Este método describe la forma de determinar la cantidad de material más fino que 0. CAPILARIDAD: Indica la capacidad de un suelo para absorber agua en dirección vertical o lateralmente. formados por materiales térreos. 4 . En la mecánica de suelos un material es considerado permeable si existe interconexión entre los poros o si existen grietas o canales que faciliten el flujo. relación de vacíos. depende entre otros factores. CONSOLIDACION: Este método cubre la determinación del coeficiente de permeabilidad para un flujo laminar de agua a través de una masa de suelo.Explique los siguientes métodos directos e indirectos para evaluar el coeficiente de permeabilidad: La disponibilidad de gran cantidad de fuentes de agua subterránea y el diseño de muchas obras. presente dentro de una muestra de suelo. que deja de ser práctico. Es una característica beneficiosa de os materiales usados en las capas bases porque permiten el paso del agua. usando gradientes hidráulicos razonables. Explican las características del flujo del agua a través de filtros. está gobernada por una ley descubierta. PERMEAMETRO DE CARGA VARIABLE: Este tipo de permeámetro es aplicable para suelos fricción antes. Un material permeable es aquel que permite la circulación de un fluido a través de sí. distribución granulométrica. ya que en suelos poco permeables. como lo es el suelo. de la permeabilidad de la masa de suelo que facilita el transporte y almacenamiento de agua dentro de ella.075mm (malla 200). el tiempo de prueba se hace tan largo. la temperatura a la que ocurre el proceso influye de una u otra forma en la variación de la permeabilidad. El procedimiento establece valores representativos del coeficiente de permeabilidad de depósitos naturales de suelos.87.. PERMEAMETRO DE CARGA CONSTANTE: El flujo de agua a través de medios porosos. 34 -55.79 SEGUNDA ETAPA mm % % TOT TOT 0.002 1 4. % 100 100 80 61 23 16 10 6 4 2 1 3” 100 2” 100 3” .15 0.33 Σ 380 319.54 0.69 0.04 0.Determine el coeficiente de permeabilidad a partir de la curva de granulometría siguiente: ABERTURA DE LA MAYA.02 0.64 0.08 -67.005 2 8.15 23 6.75 16 4.05 30.005 0.64 5 . mm 50 25 0.43 61 16.002 PORCIENTO QUE PASA.21 26.8 80 21.17 -63.04 10 40.56 0.86 -14.31 73.59 0.53 0.8 0.88.52 -39.#4 11/6” 80 gravas 1” 61 y ¾” 23 arenas ½” 16 3/8” 10 #4 6 Charola #10 4 #20 2 #40 1 PRIMERA ETAPA mm % % TOT TOT 50 100 100 25 100 26.01 0.05 36.02 6 24.01 4 16.39 0.05 52.43 0.05 0..075 0. 3 mm..94 (% 2ª ETAPA/23)*100=%TOT SUMA % 1ª +% 2ª = 380+23=403 89.476 ?? ??? 90.3 ??.32 ? = 116 (7. Datos: ???? ?????? ? = 116. por medio de un parámetro de carga constante y mencione para que tipo de suelos se recomienda su empleo.7 + 0.7 + 0.9) 0. Calcular el coeficiente de permeabilidad para una temperatura de 24°C. ?10 = 0.3 (24))0.09 ? = 82. ? = 24°? Desarrollo 2 ? = ? (0. V= k *i 6 .17 ΣTOT=%/380*100=% TOT F=380/403=0.Una arena uniforme de granos redondeados tiene un diámetro de 0.Σ 23 -240.94 SEGUNDA: %R=0.3 ?)?10 ? = 166 (0.. R.Deduzca la ecuación para calcular el coeficiente de permeabilidad en un suelo. por medio de un parámetro de carga variable y mencione para que tipo de suelos se recomienda su empleo. h1 = Carga hidráulica al principio de la prueba. h2 = Carga hidráulica al final de la prueba. A = Área de la muestra. El coeficiente de permeabilidad del suelo en este caso se calcula como: K = aL At ln ( h1 h2 ) 7 .Donde: V= velocidad de escurrimiento de un fluido a través del suelo K=coeficiente de permeabilidad propio y característico i=gradiente hidráulico el cual representa la relación entre la diferencia de niveles (H) y la distancia (L) que el agua recorre.h2 Entonces: k=VL /hAt 91.Deduzca la ecuación para calcular el coeficiente de permeabilidad en un suelo. t = Tiempo requerido para que la carga hidráulica pase de h1 a h2. que debe deducirse de la lectura total del tubo de carga. i = h/L: El gradiente hidráulico medio vale: Con h = h1 . L = Longitud de la muestra. V=k*A*i*t Donde: V es la mencionada cantidad de agua. a = Área del tubo vertical de carga. hc = Altura de ascensión capilar.. Altura final del agua dentro de la bureta 76..14 cm. Diámetro de la bureta 0. Datos: Coeficiente de permeabilidad: 3. R.94.45 x 10-5 m/min. Diámetro de la muestra 78 mm. Temperatura del agua durante la prueba 17.4 cm. Longitud de la muestra 90 mm. Tiempo de duración de la prueba 3 min con 23 seg.En un permeámetro de carga variable se ensayó una arcilla con arena de granulometría fina. 8 .3 °C Con los datos citados calcular la altura inicial de la superficie del agua dentro de la bureta. 98x10^-5 9 .9cm)/(1693. En un permeametro de carga higraulica constante se ensayo una muestra de arena gruesa de 15cm.4cm²)(100cm)(2128sg) k=2. de 50cm. de diámetro. *Volumen del agua captado durante la prueba 140 cm³ *Tiempo de duracion de la prueba Angulo=34. De la prueba se obtuvieron los siguientes resultados: *Muestra cilindrica de suelo.99 k=(140cm³)(76.95. bajo la carga hidraulica de 40cm.Determine el coeficiente de permeabilidad de un suelo que fue sometido a una prueba de permeabilidad según el siguiente croquis.75cm²)(40cm)(6sg) k=1. durante 6 segundos. de altura y 5. La cantidad de agua filtrada fue de 400cm³. Determine el coeficiente de permeabilidad. k= (400cm³)(15cm)/(23.052 96.5cm. de diámetro. Es la que se experimenta debajo de una columna de agua. ℎ? = [ ?? ] ?2 Esfuerzo efectivo... 98-Un estrato de arena consta de tres capara horizontales de igual espesor. ?? ? = ?? ..97. presión de poro o neutral y esfuerzo efectivo. hidrostática o neutral. ¿cual es la relación entre el coeficiente de permeabilidad medio del estrato en sentido horizontal en sentido vertical? 1x10 -4 cm/s 1x10 -2 cm/s 1x10 -4 cm/s En el sentido horizontal va a generar una variable del estrato hacia el sentido de la presión de la carga que ejerce sobre este su peso. Se debe exclusivamente a la columna de agua.Es la presión real a la que está sujeta una capa de suelo. ℎ? = [ 2 ] ? Presión de poro. ? = ?? . este esfuerzo o presión es acumulativo y aumenta con la profundidad. R.Deduzca las ecuaciones de permeabilidad horizontal y vertical. El coeficiente de permeabilidad para la capa superior e inferior es de 1x10-4 cm/s y el de la capa intermedia 1x10-2 cm/s.Define: Esfuerzo total. 99. Esfuerzo total: Es la que se ejerce en un suelo sobre su base. ?? ?̅ = ? − ? = [ 2 ] ? 10 . la presión de poros es la presión del agua que llena los espacios vacíos. debido a que las partículas pierden cohesión entre sí. Que es esfuerzo efectivo? Este método es el mismo del método consolidado no drenado (CU) con excepción de que no se deja consolidar la muestra. Ocurre que cuando esa presión llega a cierto valor. en la presión neutra debido a loas aguas freáticas hay una disminución donde se encuentran estos.Que es la presión de poro? En un material agregado como el suelo.. el suelo se vuelve inestable. ¿Cuál es el efecto de la presión neutra en la resistencia a la penetración estándar? 1x10 -4 cm/s 1x10 -2 cm/s 1x10 -4 cm/s La penetración estándar no caria ya que se calcula con (gama cero) y la altura de los estratos. 11 . 100-En una arena situada debajo del nivel de aguas freáticas. 12 . presión de poro y esfuerzos efectivos a la mitad del manto de arcilla. La superficie de la arena está situada a 3 m debajo de la superficie de un lago. R.90 m de espesor.70 m de espesor está situado debajo de un depósito de arena sumergida de 7.104.. El peso volumétrico saturado de ka arena es de 2000 kg/m3 y el de la arcilla de 1875 kg/m3. Calcule analítica y gráficamente los esfuerzos totales.Un manto de arcilla de 3. efectivos y presión de poro en condiciones iniciales e inmediatamente después de haber sido abatido el nivel del agua 3 m debajo del fondo del lago. los diagramas de esfuerzos totales. Considerar que el suelo en esos 3 m queda saturado por capilaridad.109. R. Calcular y dibujar de 0 a 10 m de profundidad contados a partir de la superficie del agua. 13 . 14 . Fundamentos de Mecánica de Suelo Tomo I.Instructivo de laboratorio de Mecánica de Suelos.Edit. Ed..Edit.Mecánica de Suelos.M. Manual de laboratorio S. Limusa. Limusa Sowers G.-... Limusa.M.. Limusa. Simposio de filtros. Limusa.. B.Edit.S. Lambe T. Joseph Bowles.S.S.M.Edit.- 15 . Sowers G.Introducción a la ingeniería de Cimentaciones..BIBLIOGRAFÍA Juárez Badillo E..M... Introducción a la ingeniería de Cimentaciones.W.