EXAMEN FINAL DE GEOTECNIA VIAL – 1 Centro de Estudios Docente Alumno
: UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO : MS. ENRIQUE LUJAN SILVA : EDMER CHAVEZ SERRANO
1) ¿A que se considera suelo en Ingeniería Civil? Es el sustrato físico sobre el que se realizan las obras, del que importan las propiedades físico-químicas, especialmente las propiedades mecánicas. Desde el punto de vista ingenieril se diferencia del término roca al considerarse específicamente bajo este término un sustrato formado por elementos que pueden ser separados sin un aporte significativamente alto de energía. 2) ¿Qué problemas de Ingeniería Civil están relacionados con el suelo? Las Cimentaciones, el suelo como material de construcción, conformación de taludes y excavaciones, estructuras enterrados y de retención, problemas especiales de ingeniería de suelos, resolución de los problemas de ingeniería de los suelos. 3) Usos del suelo. Cimentaciones. Material de Construcción. Taludes y terraplenes. Cimentación: Cimentaciones superficiales como zapatas, plateas, y Cimentaciones profundas como pilotes, cajones. Material de Construcción: Presas de tierra, Relleno Ganador al mar, pavimento de una carretera. Taludes y Terraplenes y Excavaciones: Taludes naturales, conformación de terraplenes, excavaciones para edificaciones, zanjas de tuberías, canales. Estructuras enterradas y de retención: Estructuras de sostenimiento, tuberías enterradas.
4) ¿Cuál es el perfil geotécnico de la zona de Trujillo? Presenta afloramientos rocosos (rocas sedimentarias, volcánico sedimentarias y plutónicas) y de depósitos sedimentarios (marinos, eólicos, coluvio-aliviales y aluviales), las cuales han sufrido las deformaciones terrestres presentándose estructuras regionales (lineamientos estructurales y diaclasas) que tienen una orientación andina (Noroeste-Sureste). Los materiales corresponden a edades desde el mesozoico (Jurasico Superior) al Cenozoico (Cuaternario Reciente). 5) Suelos sedimentarios: Se Forman en la Superficie terrestre a partir de sedimentos, se presentan en forma de capas o estratos, se distinguen tres tipos de rocas sedimentarias: Roca Detrítica (conglomerados, areniscas, arcillas), Roca Precipitación (halita o sal común, yeso, caliza) y Roca de Origen Orgánico (lumaquelas, caliza coralino, caliza nummulítica, caliza crinoides o eserinita, Creta, diatomita o trípoli).
6) ¿Qué suelos son producto de una erosión mecánica y química simultáneamente. Aquellos generados por los agentes geológicos como la atmosfera y los seres vivos.
7) ¿Qué son lo loess y los loess colapsables?
Los loess: Son materiales geológicos sedimentarios eólicos uniformes y cohesivos. Esa cohesión que poseen es debido a un cementante del tipo calcáreo, forman depósitos de limo originados por la deposición de partículas con tamaños que van desde los 10 a los 50 micrómetros y que son transportadas por las tormentas de polvo a lo largo de miles de años. Es de color amarillento y carece de estratificación. Está formado principalmente por silicatos (cuarzo, feldespato, etc.), carbonato de calcio (procedente de rocacaliza, dolomía, etc.), finísimos detritos orgánicos y minerales del grupo de las arcillas. Constituyen un suelo de labor muy fértil y profundo.
Los Loess colapsables: 8) ¿Qué son las toscas? 9) ¿Qué características y propiedad tienen las arcillas? Características: Traspirable, Resistente al fuego, Absorción de ondas de alta frecuencia, Neutralidad a las cargas electroestáticas, Acústica, Regulación hirometrica. Propiedades Fisicoquímicos: Superficie especifico, capacidad de intercambio cationico, capacidad de absorción, hidratación e hinchamiento, plasticidad, Tixotropía.
10) ¿A que se denomina actividades de las arcillas? La actividad de la arcilla refleja la capacidad de las partículas de un suelo arcilloso para retener la humedad. Además de las pruebas que se realizan para determinar los Límites de Atterberg, existen otras que permiten obtener información acerca del contenido de humedad de los suelos. Entre ellas está la prueba de la Humedad Equivalente y la de Humedad Centrifuga Equivalente. La Humedad Equivalente es el mínimo contenido de humectad para el cual una superficie lisa de suelo no absorbe más agua en 30 segundos, cuando se le van agregando gotas sucesivas en forma continua. La Humedad Centrifuga Equivalente es el contenido de humedad de un suelo luego que la muestra saturada es centrifugada durante una hora bajo una fuerza igual a 1.000 veces la fuerza de la gravedad. Los valores bajos de la Humedad Centrifuga Equivalente ( 10%) corresponden a suelos permeables, como las arenas, mientras que los valores elevados (25%) son indicativos de impermeabilidad considerable, como en las arcillas. Si se supera el 30%, los suelos resultan expansivos.
11) ¿Qué es la sensibilidad de las arcillas Para muchos depósitos naturales de suelo arcilloso, el esfuerzo de compresión inconfinada se reduce grandemente cuando el suelo a ensayar es remoldeado aunque no se presente un cambio en el contenido de humedad del suelo. Esta propiedad del suelo arcilloso es conocida como sensibilidad. El grado de sensibilidad se expresa como el cociente del esfuerzo de compresión inconfinada en un estado inalterado y remoldeado.
12) ¿A que se denomina tixotropía? La tixotropía, es una propiedad específicamente de algunos fluidos, y consiste en que estos pierden su resistencia, o disminuyen su viscosidad al someterlos a una tensión cortante a medida que pasa el tiempo. Por ejemplo este sometimiento al esfuerzo puede darse al amasar una arcilla tixotrópica - a medida que la amasamos va perdiendo viscosidad hasta que queda prácticamente líquida, y por el contrario, si la dejamos allí sin intervenir tiende a ponerse sólida. Un típico ejemplo de estos son los desprendimientos y desplazamientos de tierra (cuando esta es rica en este tipo de arcilla) tras un terremoto - el movimiento hace que la arcilla se vuelva maleable y dada a moverse, junto con la tierra, ocasionando en ocasiones grandes daños.
13) ¿Qué ensayos pueden determinar la presencia de arcillas en agregados pétreos? Limpieza del Árido • Partículas de naturaleza orgánica • Polvo mineral • Partículas arcillosas Es necesario evitar la contaminación por: Se establece por los ensayos de: _ Equivalente de Arena _ Azul de Metileno _ Polvo Adherid
14) ¿En qué consiste el ensayo de Azul de Metileno? ¿Para qué se usa? Se fundamenta en la adición de pequeñas dosis de disolución de azul de metileno a una suspensión de la muestra de ensayo en agua, comprobando la absorción de colorante por parte de la muestra y realizando una prueba de coloración sobre papel de filtro. Las arcillas, los materiales orgánicos y los hidróxidos de hierro presentan una alta capacidad de adsorción del azul de metileno, debido a su actividad superficial y físicoquímica. Esa capacidad de adsorción de azul de metileno produce un efecto decolorante sobre las soluciones acuosas de este elemento. Por lo que se puede valorar la naturaleza y proporción de este tipo de partículas en un suelo fino mediante la cantidad de azul de metileno necesaria para que una solución acuosa de este elemento no se decolore al ser mezclada con una muestra de suelo.
15) ¿Cómo se modeliza el suelo para su estudio?
16) ¿Qué se entiende por agregado? El término agregados es muy genérico, ya que comprende cantos, guijarros, gravas, piedra triturada, escoria de alto horno, arenas naturales, arenas fabricadas; generalmente se clasifican de acuerdo a su tamaño y/o su peso. Se puede decir que los agregados conforman el mayor volumen porcentual del concreto hidráulico, los morteros o el concreto asfáltico. En una mezcla de concreto hidráulico los agregados representan entre el60 – 75% del volumen total de la mezcla, mientras que en el concreto asfáltico entre el 75-85% del volumen de la misma. Las propiedades individuales de los materiales tienen efectos demostrables sobre la vida útil y durabilidad del sistema en el cual se utilizan, como en el concreto hidráulico, concreto asfáltico, mortero o base de agregado; para el concreto hidráulico en específico se destacan la trabajabilidad, las exigencias en el contenido de cemento, la adherencia con la pasta cementante y el desarrollo de resistencias iniciales
17) ¿Qué se entiende por partícula? Está conformada por la parte fase solida del suelo que constituye un aproximado del 50%, estas pueden ser orgánicas e inorgánicas cuyo tamaño y forma varían considerablemente. La distribución proporcional de los diferentes tamaños de partículas minerales determina la textura de un suelo determinado. Los tamaños de las partículas minerales y la proporción relativa de los grupos por tamaños, varían considerablemente entre los suelos, pero no se alteran fácilmente en un suelo determinado. Así, la textura del suelo se considera una de las propiedades básicas
18) ¿Qué tamaños de partícula se encuentra en los suelos?
Rango de tamaño en milímetros
Clase agregada (Wentworth)
Otros Traducción al nombres Español en ingles
> 256 mm
Boulder
Bloque o bolo
64–256 mm
Cobble
canto
32–64 mm
Very coarse gravel
Pebble
Grava gruesa
16–32 mm
Coarse gravel
Pebble
Grava gruesa
8–16 mm
Medium gravel
Pebble
Grava media
4–8 mm
Fine gravel
Pebble
Grava fina
2–4 mm
Very fine gravel
Granule Grava muy fina
1–2 mm
Very coarse sand
Arena gruesa
0.5–1 mm
Coarse sand
Arena gruesa
muy
muy
0.25–0.5 mm
Medium sand
Arena Media
125–250 µm
Fine sand
Arena Fina
62.5–125 µm
Very fine sand
Arena muy fina
3.9–62.5 µm
Silt
Mud
Limo
< 3.9 µm
Clay
Mud
Arcilla
< 1 µm
Colloid
Mud
Coloide
Clasificación del American Geophysical Union para materiales sedimentarios
19) ¿Se relacionan la forma de las partículas con el tamaño? Si a más grande más irregular, esto es favorable debido que contienen poros en donde absorben y retinen aguas e sustancias orgánicas que favorecen sus propiedades de productividad, tanto para las plantas como para unirlas por medio de aglomerantes.
20)
¿Qué se entiende por estructura del suelo?
La estructura del suelo se define por la forma en que se agrupan las partículas individuales de arena, limo y arcilla. Cuando las partículas individuales se agrupan, toman el aspecto de partículas mayores y se denominan agregados.
21) ¿Qué diferencia de comportamientos existe entre los suelos finos y gruesos? Justifique.
22)
¿Qué se entiende por textura en un suelo?
La textura está determinada por el tamaño de las partículas que lo forman. Hay tres tipos de textura: arenosa, mimosa y arcillosa.
23)
¿Cuáles son las principales propiedades índices? Defínalas
Las propiedades índice caracterizan el estado de un suelo (definen cómo el suelo “está”) – Humedad: Se denomina humedad del suelo a la cantidad de agua por volumen de tierra que hay en un terreno. Su medición exacta se realiza gravimétricamente, pesando una muestra de tierra antes y después del secado. – Peso unitario: El peso específico o peso unitario de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen. Como aclararemos en otro apartado, esta definición es considerada
hoy día como obsoleta y reprobable, siendo su denominación correcta la de densidad de peso. Se calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porción de materia entre el volumen que éste ocupa. – Peso unitario seco: se define como el peso de suelo sin contenido de agua por unidad de volumen – Relación de vacíos: Es la relación entre el volumen de vacíos y el de los sólidos. Su valor puede ser e > 1 y alcanzar valores muy altos. En teoría 0 < e . El término compacidad se refiere al grado de acomodo alcanzado por las partículas del suelo, dejando más o menos vacíos entre ellas. En suelos compactos, las partículas – Porosidad: Como consecuencia de la textura y estructura del suelo tenemos su porosidad, es decir su sistema de espacios vacíos o poros. Los poros en el suelo se distinguen en: macroscópicos y microscópicos. Los primeros son de notables dimensiones, y están generalmente llenos de aire, en efecto, el agua los atraviesa rápidamente, impulsada por la fuerza de la gravedad. Los segundos en cambio están ocupados en gran parte por agua retenida por las fuerzas capilares. – Grado saturación. Se refiere cuando el suele se encuentra en dos fases que son sólida y liquida, si la presencia de la fase gaseosa.
24) ¿Cuáles son las propiedades índice que se determinan en laboratorio por medio de ensayos. ¿Describa los respectivos ensayos? 25) Deduzca todas las propiedades índices partiendo de los datos de laboratorio. 26) Relacione las distintas magnitudes definidas entre sí. 27) ¿Qué propiedades índice dependen de la estructura del suelo? 28) Ordene de mayor a menor los distintos pesos específicos del suelo. 29) Dé rango de valores de la relación de vacíos, la porosidad, pesos específicos y humedades de los principales tipos de suelos. 30) Construya una tabla con valore típicos de las relaciones de vacios máximas y mínimas en suelos granulares. Calcule la Densidad relativa o Índice de Densidades para cada uno de los seleccionados. Relacione los resultados con el estado físico del suelo de poco denso a muy denso. 31) Defina el equivalente de arena de un suelo. ¿Qué indica? 32) Describa distintos métodos para la determinación de la humedad y pesos específicos “insitu”. 33) ¿Qué representa la granulometría de un suelo? El termino granulometría en los suelos se refiere a la distribución de tamaños de las partículas que lo conforman, es decir los tamaños de las partículas de los suelos. Representa a la medición y gradación que se lleva a cabo de los granos de una formación sedimentaria, de los materiales sedimentarios, así como de los suelos, con fines de análisis, tanto de su origen como de sus propiedades mecánicas, y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica.
34) ¿Cómo debe ser una muestra para la ejecución de un ensayo granulométrico? Tipo de muestra: Para la determinación de la textura, lo normal es la obtención de muestras de suelo disturbado, es decir, sin conservar la estructura natural del suelo. Se procede de manera similar a la descrita para las muestras de análisis químico-nutritivo, pero separando muestras según los horizontes del perfil de suelo. Para la determinación de porosidad, densidad aparente y agregados, se toman muestras de suelo inalterado, es decir, conservando la estructura natural del suelo. Estas muestras se obtienen, normalmente, con cilindros de una capacidad de 100 - 300 cm 3 . Distribución de las muestras: Se debe sectorizar como se indicó anteriormente en el muestreo para análisis químico del suelo. Sin embargo, en este caso puede ser particularmente útil o necesario muestrear también áreas especiales por su alteración, como vías de madereo, canchas de acopio, lugares transitados por máquinas o animales, etc . Profundidad de las muestras: La profundidad de las muestras depende del objetivo. Normalmente se extraen muestras en varias profundidades del suelo. En general, son recomendables las siguientes profundidades como mínimo:
Superficial, aproximadamente de 0-20 cm. Zona intermedia del perfil de suelo, aproximadamente de 20-50 cm. Zona profunda del perfil, aproximadamente >50 cm.
También es común tomar muestras aproximadamente en la parte media de cada tercio del perfil de suelo. Si en el perfil de suelo se detecta o se sospecha de la presencia de algún horizonte con limitaciones físicas, como por ejemplo un pie de arado, también se toman muestras en tal horizonte. Idealmente se muestrea cada horizonte del perfil de suelo. Número de muestras: Para obtener valores promedio y un conocimiento de la variabilidad de una unidad de suelo, se deben tomar por lo menos 3 cilindros (rango normal de 3-6) en cada estrato de profundidad deseado. Para el análisis de textura generalmente es suficiente con una muestra por horizonte.
35) Describa tipos de ensayos granulométricos y la aplicación de cada uno de ellos. 36) ¿Qué datos obtiene de una curva granulométrica? Justifique el uso de coeficientes de Uniformidad y Curvatura?
37) ¿Cómo se clasifican los suelos según su tamaño? El objetivo de la clasificación de suelos es de ordenarlos en grupos en base a su granulometría, esto nos facilita la comparación de sus propiedades entre distintos tipos de suelos. Existen dos métodos estándar de clasificación se suelos según su granulometría que son: Sistema de clasificación según AASHTO (Asociación Americana de Funcionarios de Carreteras Estatales y Transporte). La clasificación AASHTO se usa en vías. Sistema de clasificación según SUCS (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos). La clasificación SUCS se usa para cimentaciones.
SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS UNIFICADO (SUCS) DIVISIONES PRINCIPALES
SUELOS DE GRANO GRUESO Más de la mitad del material retenido en el tamiz número 200
SUELOS DE GRANO FINO Más de la mitad del material pasa por el tamiz
GRAVAS Más de la mitad de la fracción gruesa es retenida por el tamiz número 4 (4,76 mm)
ARENAS Más de la mitad de la fracción gruesa pasa por el tamiz número 4 (4,76 mm)
Gravas limpias (sin o con pocos finos)
Gravas con finos (apreciable cantidad de finos)
Arenas limpias (pocos o sin finos)
Símbolos NOMBRES TÍPICOS del grupo
Cu=D60/D10>4 Cc=(D30)2/D10xD60 entre1 y3
GW
Gravas, bien graduadas, mezclas gravaarena, pocos finos o sin finos.
GP
Gravas mal graduadas, mezclas gravaarena, pocos finos o sin finos.
GM
Gravas limosas, mezclas grava-arenalimo.
GC
Gravas arcillosas, mezclas grava-arenaarcilla.
SW
Arenas bien graduadas, arenas con grava, pocos finos o sin finos.
SP
Arenas mal graduadas, arenas con grava, pocos finos o sin finos.
SM
Arenas limosas, mezclas de arena y limo.
Límites de Atterberg debajo de la línea A o IP<4.
SC
Arenas arcillosas, mezclas arena-arcilla.
Límites de Atterberg sobre la línea A con IP>7.
ML
Limos inorgánicos y arenas muy finas, limos limpios, arenas finas, limosas o arcillosa, o limos arcillosos con ligera plasticidad.
CL
Arcillas inorgánicas de plasticidad baja a
Arenas con finos(apreciable cantidad de finos)
Limos y arcillas: Límite líquido menor de 50
IDENTIFICACIÓN DE LABORATORIO
Determinar porcentaje de grava y arena en la curva granulométrica. Según el porcentaje de finos (fracción inferior al tamiz número 200). Los suelos de grano grueso se clasifican como sigue: <5%>GW,GP,SW,SP. >12%>GM,GC,SM,SC. 5 al 12%->casos límite que requieren usar doble símbolo.
No cumplen con las especificaciones de granulometría para GW. Límites de Atterberg debajo de la línea A o IP<4. Límites de Atterberg sobre la línea A con IP>7.
Encima de línea A con IP entre 4 y 7 son casos límite que requieren doble símbolo.
Cu=D60/D10>6 Cc=(D30)2/D10xD60 entre1 y3 Cuando no se cumplen simultáneamente las condiciones para SW. Los límites situados en la zona rayada con IP entre 4 y 7 son casos intermedios que precisan de símbolo doble.
media, arcillas con grava, arcillas arenosas, arcillas limosas.
número 200
OL
Limos orgánicos y arcillas orgánicas limosas de baja plasticidad.
MH
Limos inorgánicos, suelos arenosos finos o limosos con mica o diatomeas, limos elásticos.
CH
Arcillas inorgánicas de plasticidad alta.
OH
Arcillas orgánicas de plasticidad media a elevada; limos orgánicos.
PT
Turba y otros suelos de alto contenido orgánico.
Limos y arcillas: Límite líquido mayor de 50
Suelos muy orgánicos
SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS (AASHTO)
Clasificación
A-1 Grupo:
Materiales limoso arcilloso (más del 35% pasa el tamiz Nº 200)
Materiales granulares (35% o menos pasa por el tamiz Nº 200)
A-1-a
A-2-4 A-1-b
A-3
A-2-4
A-2-5
A-2-6
A-2-7
A-4
A-5
A-6
A-7 A7-5 A-76
Porcentaje que pasa: -
Nº 10 (2mm)
50 máx -
-
-
Nº 40 (0,425mm)
50 30 máx máx
51 mín
-
Nº 200 (0,075mm)
25 15 máx máx
10 máx
35 máx
Límite líquido
-
-
40 máx
41 mín
40 máx
41 mín
40 máx
41 mín
40 máx
41 mín(2)
Indice de plasticidad
6 máx
NP (1)
10 máx
10 máx
11 mín
11 mín
10 máx
10 máx
11 mín
11 mín
Constituyentes
Fracmentos de
Arena
Grava y arena arcillosa o
36 min
Características de la fracción que pasa por el tamiz Nº 40
Suelos
Suelos
principales
roca, grava y arena
Características como subgrado
fina
limosa
limosos
Excelente a bueno
arcillosos
Pobre a malo
38) ¿Qué diferencias fundamentales hay entre una grava y una arena?
Gravas (>2 mm)
Arenas (entre 0,006 y 2 mm)
Los granos no se apelmazan aunque estén húmedos, debido a la pequeñez de las tensiones capilares
Los granos se apelmazan si están húmedos, debido a la importancia de las tensiones capilares
Cuando el gradiente hidráulico es mayor que 1, se produce en ellas flujo turbulento
No se suele producir en ellas flujo turbulento aunque el gradiente hidráulico sea mayor que 1
39) ¿Qué diferencias fundamentales hay entre una arena y un limo? Arenas (entre 0,06 y 2 mm
Limos (entre 0,002 y 0,06 mm
Partículas visibles
Partículas invisibles
En general no plásticas
En general, algo plásticos.
Los terrenos secos tienen una ligera Los terrenos secos tienen una cohesión cohesión, pero se reducen a polvo apreciable, pero se pueden reducir a polvo fácilmente entre los dedos con los dedos Fácilmente erosionadas por el viento
Difícilmente erosionados por el viento
Fácilmente arenadas mediante bombeo Casi imposible de drenar mediante bombeo Los asientos de las construcciones realizadas sobre ellas suelen estar Los asientos suelen continuar después de terminados al acabar la construcción. acabada la construcción
40) ¿Qué diferencias fundamentales hay entre un limo y una arcilla? Limos (entre 0,002 y 0,06 mm
Arcillas (< 0,002 mm)
No suelen tener propiedades coloidales.
Suelen tener propiedades coloidales.
A partir de 0,002 mm, y a medida que Consisten en su mayor parte en minerales aumenta el tamaño de las partículas, se va arcillosos haciendo cada vez mayor la proporción de minerales no arcillosos Tacto áspero Tacto suave Se secan con relativa rapidez y no se pegan a los dedos. Se secan lentamente y se pegan a los dedos Los terrones secos tienen una cohesión Los terrones secos se pueden partir, pero apreciable, pero se pueden reducir a polvo no reducir a polvo con los dedos con los dedos
41) ¿Qué suelo es más conveniente para una fundación uno uniforme o uno bien graduado? ¿Por qué? 42) ¿Qué se entiende por plasticidad de un suelo? El contenido de agua con que se produce el cambio varia de una suelo a otro y en mecánica de suelo interesa fundamentalmente conocer el rango de humedades, para el cual es suelo presenta un comportamiento plástico, es decir, acepta deformaciones sin romperse (plasticidad) , es decir, la propiedad que presenta los suelos hasta cierto límite sin romperse.
43) ¿Es esta una propiedad permanente o circunstancial? Es circunstancial debido a que necesita del agua para manifestarse.
44) ¿Es una propiedad de masa o superficie? De masa, debido a que vamos apreciar el límite de su deformación sin romperse.
45) Defina los estados de consistencia de un suelo y los limites enunciados por Atterberg.
Los límites de Atterberg o límites de consistencia se basan en el concepto de que los suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados, dependiendo del contenido de agua. Así un suelo se puede encontrar en un estado sólido, semisólido, plástico, semilíquido y líquido. La arcilla, por ejemplo al agregarle agua, pasa gradualmente del estado sólido al estado plástico y finalmente al estado líquido limites de consistencia Plasticidad y Limites de Consistencia Plasticidad es la propiedad que tienen algunos suelos de deformarse sin agrietarse, ni producir rebote elástico. Los
suelos plásticos cambian su consistencia al variar su contenido de agua. De ahí que se puedan determinar sus estados de consistencia al variar si se conoce las fronteras entre ellas. Los estados de consistencia de una masa de suelo plástico en función del cambio de humedad son sólidos, semisólido, líquido y plástico. Estos cambios se dan cuando la humedad en las masas de suelo varía. Para definir las fronteras en esos estados se han realizado muchas investigaciones, siendo las mas conocidas las de Terzaghi y Attergerg.
46) ¿Los limites de Atterberg son constantes del suelo? Dependen de una estructura? 47) ¿Qué fracción del suelo se usa para determinar los Limites Líquidos, Plástico y de Contracción? ¿Por qué? 48) Describa los ensayos para la determinación de LL, LP y LC. 49) Describa el ensayo del cono para la determinación del Límite Líquido. 50) Defina el Índice de Plasticidad. 51) Defina el Índice de Liquidez o fluidez. Rango de Valores
y
significado físico. 52) Defina la consistencia relativa. Rango de valores y significado físico. 53) ¿Qué indica un suelo con LL elevado? ¿Y con Ip elevado? 54) ¿Qué suelos tienen un comportamiento más plástico, en función de los limites de Atterberg? 55) ¿Qué es un suelo “No plástico”? ¿Qué valores tienen el LL, LP y IP? 56) ¿Cuál es el objeto de clasificar los suelos? 57) ¿Qué se entiende por sistemas de clasificación completos e incompletos? 58) Enuncie sistemas de clasificación de suelos incompletos
59) Describa la Carta de Plasticidad de Casagrande 60) Cite los ensayos necesarios para clasificar suelos según SUCS y AASHTO. 61) ¿Qué diferencia existe entre identificar y clasificar un suelo? 62) ¿Qué ensayos de identificación tacto – visual conoce? Describa los procedimientos. 63) Describa los siguientes suelos: a. CL - ML b. SW c. GP - GM d. SP e. OL f. A 1 b (0) g. A – 2 – 4 (0) h. A – 6 – (10) i. A- 7 – 5 – (20) 64) ¿Con que finalidad se efectúa el reconocimiento o investigación del subsuelo? 65) ¿A que se denomina estudios preliminares? 66) ¿Que son los estudios definitivos o exploración del subsuelo? 67) ¿Cuáles son los tipos de sondeos que se usan en la mecánica de suelo para fines de muestreo y conocimiento del subsuelo? 68) ¿Qué son los sondeos exploratorios? 69) ¿Qué son los métodos geofísicos de exploración de suelos?
70) ¿Es importante conocer la ubicación de la capa freática y su fluctuación? 71) ¿Cómo se determina el numero, tipo y profundidad de los sondeos? 72) Describa el ensayo de Penetración Standard (SPT), para que sirve, como se interpreta sus resultados, relacione los mismos con otras propiedades del suelo. 73) Describa los ensayos de Penetración de Cono (CPT), tanto estáticos como dinámicos, para que sirven, como se interpreta sus resultados, relacione los mismos con otras propiedades del suelo. 74) ¿Qué tipos de toma muestras existen? Describa cada uno de ellos e indique en qué tipo de suelos se los usa. Indique los que tomas muestras inalteradas. 75) Una vez que las muestras de suelo son llevadas al laboratorio, que ensayos se efectúan, indique una secuencia lógica de los mismos y cuales requieren muestras inalteradas. 76) Presente una planilla resumen del estudio de suelos de un perfil geotécnico para las zonas de las Regiones La Libertad y Cajamarca. 77) ¿Qué es la presión neutra? 78) ¿Cómo se ejerce? 79) ¿Qué es la presión efectiva, como se manifiesta? 80)
¿Qué es la presión total, como se relaciona con las presiones
neutras y efectivas 81) Proponga un perfil estratigráfico (tres estratos y la napa freática) que contemple todas las situaciones de presiones verticales definidas
82) De distintos ejemplos donde el agua circula dentro de una masa de suelo 83) ¿Qué es un acuífero? Un acuífero es aquel estrato o formación geológica permeable que permite la circulación y el almacenamiento del agua subterránea por sus poros o grietas. Dentro de estas formaciones podemos encontrarnos con materiales muy variados como gravas de río, limo, calizas muy agrietadas, areniscas porosas poco cementadas, arenas de playa, algunas formaciones volcánicas, depósitos de dunas e incluso ciertos tipos de arcilla. El nivel superior del agua subterránea se denomina tabla de agua, y en el caso de un acuífero libre, corresponde al nivel freático.
84) ¿Qué es el nivel freático? El nivel freático corresponde (en un acuífero libre) al lugar en el que se encuentra el agua subterránea. En este nivel la presión de agua del acuífero es igual a la presión atmosférica. También se conoce como capa freática, manto freático, napa freática, napa subterránea, tabla de agua o simplemente freático. Al perforar un pozo de captación de agua subterránea en un acuífero libre, el nivel freático es la distancia a la que se encuentra el agua desde la superficie del terreno. En el caso de un acuífero confinado, el nivel del agua que se observa en el pozo corresponde al nivel piezométrico.
85) ¿Qué son aguas artesianas? Aguas depositadas en una depresión situada bajo un estrato impermeable; ascienden por la diferencia de presión que existe entre el punto de entrada y de descarga, permitiendo la formación de manantiales.
86) ¿Qué es la causa de que un suelo sea permeable? La causa es la parte textural del suelo ósea la forma de las partículas que lo forman dicho suelo. En geología la determinación de la permeabilidad del suelo tiene una importante incidencia en los estudios hidráulicos portante del sustrato (por ejemplo previo a la construcción de edificios u obras civiles), para estudios de erosión y para mineralogía, entre otras aplicaciones. La permeabilidad del suelo suele aumentar por la existencia de fallas, grietas, juntas u otros defectos estructurales. Algunos ejemplos de roca permeable son la caliza y la arenisca, mientras que la arcilla o el basalto son prácticamente impermeables.
87) ¿Qué motiva la circulación de agua en el suelo? Un acuífero es un terreno rocoso permeable dispuesto bajo la superficie, en donde se acumula y por donde circula el agua subterránea.
88) Defina flujo laminar y turbulento FLUJO LAMINAR: Es uno de los dos tipos principales de flujo en fluido. Se llama flujo laminar o corriente laminar, al movimiento de un fluido cuando éste es ordenado, estratificado, suave. En un flujo laminar el fluido se mueve en láminas paralelas sin entremezclarse y cada partícula de fluido sigue una trayectoria suave, llamada línea de corriente. En flujos laminares el mecanismo de transporte lateral es exclusivamente molecular. El flujo laminar es típico de fluidos a velocidades bajas o viscosidades altas, mientras fluidos de viscosidad baja, velocidad alta o grandes caudales suelen ser turbulentos. El
número de Reynolds es un parámetro adimensional importante en las ecuaciones que describen en que condiciones el flujo será laminar o turbulento. En el caso de fluido que se mueve en un tubo de sección circular, el flujo persistente será laminar por debajo de un número de Reynolds crítico de aproximadamente 2040 Para números de Reynolds más altos el flujo turbulento puede sostenerse de forma indefinida. Sin embargo, el número de Reynolds que delimita flujo turbulento y laminar depende de la geometría del sistema y además la transición de flujo laminar a turbulento es en general sensible a ruido e imperfecciones en el sistema El perfil laminar de velocidades en una tubería tiene forma de una parábola, donde la velocidad máxima se encuentra en el eje del tubo y la velocidad es igual a cero en la pared del tubo. En este caso, la pérdida de energía es proporcional a la velocidad media, mucho menor que en el caso de flujo turbulento. FLUJO TURBULENTO: En mecánica de fluidos, se llama flujo turbulento o corriente turbulenta al movimiento de un fluido que se da en forma caótica, en que las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos aperiódicos,(no coordinados) como por ejemplo el agua en un canal de gran pendiente. Debido a esto, la trayectoria de una partícula se puede predecir hasta una cierta escala, a partir de la cual la trayectoria de la misma es impredecible, más precisamente caótica.
89) Defina la Ley de Darcy La Ley de Darcy describe, con base en experimentos de laboratorio, las características del movimiento del agua a través de un medio poroso. La expresión matemática de la Ley de Darcy es la siguiente:
Donde: Q = gasto, descarga o caudal en m3/s. L= longitud en metros de la muestra K= una constante, actualmente conocida como coeficiente de permeabilidad de Darcy, variable en función del material de la muestra, en m/s. A= área de la sección transversal de la muestra, en m2. H3= altura, sobre el plano de referencia que alcanza el agua en un tubo colocado a la entrada de la capa filtrante. H4= altura, sobre el plano de referencia que alcanza el agua en un tubo colocado a la salida de la capa filtrante.
90) Defina el gradiente hidráulico crítico. El agua subterránea se mueve en la dirección en que decrece el potencial hidráulico total, de manera que si se mantienen constantes todos los demás factores, la cuantía del movimiento de aquélla en el seno de la zona saturada depende del gradiente hidráulico. El gradiente hidráulico (i) se define como la pérdida de energía experimentada por unidad de longitud recorrida por el agua; es decir, representa la pérdida o cambio de potencial hidráulico por unidad de longitud, medida en el sentido del flujo de agua. donde: i: Gradiente hidráulico (adimensional). -ht2). l: Distancia en la dirección del flujo entre estos dos puntos.
91) ¿Qué es la relación de vacios critica de una arena? ¿Cómo se manifiesta? 92) ¿Qué es el coeficiente de permeabilidad, que representa y de que factores depende? 93) ¿Cuáles son los métodos para determinar el coeficiente de permeabilidad
en
laboratorio?
Deduzca
los
coeficientes
de
permeabilidad para cada uno de ellos 94) ¿Los ensayos para medir la permeabilidad se efectúan con muestras alteradas o inalteradas? ¿Por qué? 95) Deduzca los coeficientes de permeabilidad cuando se usan ensayos “in situ” 96) Para determinar el coeficiente de permeabilidad en el terreno ¿Que consideraciones tendría en cuenta para elegir la ubicación de los pozos de bombeo y observación? 97)
¿Existen
métodos
indirectos
de
medir
el
coeficiente
de
permeabilidad? 98) Dé órdenes de valores de coeficiente de permeabilidad para distintos suelos. 99) Deduzca los coeficientes de permeabilidad vertical y horizontal en masas de suelos estratificadas. 100) ¿Cuáles son las hipótesis de partida para el planto del flujo bidimensional 101) ¿Para qué se traza una red de escurrimiento?
102) ¿Cuáles son las condiciones de borde que limitan una red de escurrimiento? 103) ¿Qué son líneas de flujo y equipotenciales? 104) Deduzca la ecuación de LAPLACE, que es la que gobierna la filtración de cualquier liquido a través de un material poroso 105) Deduzca la ecuación del cálculo del caudal a través del uso de una red de filtración 106) Defina la presión neutra cuando hay filtración. En forma grafica y analítica. 107) Deduzca la sobrepresión de filtración. En forma gráfica y analítica. 108) ¿Cómo se calcula el gradiente hidráulico de salida en una red de escurrimiento? 109) ¿Qué sucede cuando el gradiente hidráulico de salida supera la gradiente hidráulico critico?. Proponga soluciones y justifíquelas. 110) ¿Qué consideraciones se deben tener para el trazado de las redes de filtración en suelo anisótropo o estratificado? 111) ¿Qué son los filtros? ¿Para qué se usan? ¿Cómo se proyectan? 112) ¿Qué son las presas de tierra? De características geométricas, justifique. 113) ¿Cómo se traza la red de filtración en una presa homogénea? 114) En las presas de tierra homogéneas ¿ Por qué no es conveniente que la línea de saturación alcance el talud de aguas abajo? ¿Cómo se soluciona?
115) Calcule gráfica y analíticamente la presión y sobrepresión de filtración, a. En la primera, una intermedia y en la última equipotencial, y sobre la línea de saturación. b. En la primer, una intermedia y en la última equipotencial, y sobre una línea de flujo cualquiera 116) ¿Cómo se calcula l caudal en las presas de tierra? 117) ¿Qué son líneas de flujo homo focales y que ventajas tienen? 118) ¿Por qué se debe distribuir los esfuerzos dentro de la masa de suelo? 119) ¿De qué depende dicha distribución? 120) ¿Qué hipótesis se deben plantear para abordar el problema? Indique con qué objeto se adopta cada una de ella. 121) ¿Qué teorías son posibles aplicar para su resolución? ¿Qué casos considera? 122) 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? 123) Justifique la construcción de ábaco de Newmark para el cálculo de distribución de presiones verticales. 124) ¿Qué representa el bulbo de presiones? ¿Cómo se interpreta? ¿Qué usos puede darle? 125) De ejemplos asentamientos por consolidación en obras de ingeniería. ¿Qué problemas se presenta? ¿Qué datos se quisiera tener en el momento del proyecto de dichas obra?
126) Defina el proceso de consolidación unidimensional 127) Describa La Analogía de Terzaghi 128) ¿Cuáles son las hipótesis en que se basa la teoría de consolidación? 129) Deduzca la ecuación de comportamiento de la consolidación Unidimensional 130) ¿Qué es el coeficiente de consolidación vertical? 131) ¿Que es el coeficiente de consolidación vertical? 132) ¿Qué es el Factor de Tiempo? ¿Su valor está afectado por el tipo de drenaje dl estrato en estudio? 133) ¿Qué es el grado de consolidación o porcentaje de consolidación? 134) Describa el ensayo de consolidación unidimensional. 135) ¿Sobre qué tipo de muestras lo ejecuta? 136) En una curva de consolidación. ¿Cuántos tipos de consolidación se pueden reconocer, a que se deben? 137) Describa el trazado de las curvas de Consolidación, ¿Cuantos tipos de consolidación de pueden reconocer, a que se deben? 138) 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%. 139) Cambia el tiempo si el estrato es semiabierto, o sea drena hacia un solo lado?
140) Describa el trazado de la curva de Compresibilidad. 141) ¿Qué es el Índice de Compresibilidad Cc, el coeficiente de compresibilidad
av y el coeficiente de compresibilidad volumétrico mv?
142) Defina la carga de preconsolidación 143) ¿Cómo se definen los suelos preconsolidados y normalmente consolidados? 144) ¿Cómo se calcula el asentamiento en un suelo pre consolidados? 145) ¿Qué es H en la fórmula del cálculo del tiempo de consolidación? 146) ¿Qué es h en la fórmula del cálculo del asentamiento? 147) ¿Influye la permeabilidad en el comportamiento del suelo? 148) ¿Qué tipo de suelo asienta más, uno pre consolidado o normalmente consolidado, por qué? 149) ¿Cómo vinculan los datos que se obtiene de las curvas de ensayo de consolidación y compresibilidad con la realidad “In situ” 150) ¿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? 151) Ejemplifique diferentes casos donde la masa de suelo está sometido a esfuerzos cortantes. 152) En un medio continuo, sometido a un estado de esfuerzos planos y por lo tanto un estado de deformaciones planas, describa el circulo de Mohr.
153) ¿Qué son tensiones principales? 154) Describa fallas frágil y plástica en los suelos. 155) Enuncie los distintos criterios de fallas y las teorías que se adoptarón 156) Describa el ensayo de corte directo. Obtención de los parámetros de corte “c” y “Ф”. 157) Describa los distintos ensayos de comprensión triaxial. Obtención de los parámetros de corte “c” y “Ф”. 158) De ordenes de valores de los parámetros de corte para los distintos suelos. Relacione con otras propiedades de los suelos 159) Enuncie las diferencias principales entre los ensayos de corte directo y el triaxial. 160) ¿Influyen las condiciones de drenaje en la resistencia al corte de un suelo? 161) Trace las curvas de falla de Mohr Coulumb para a. Resistencia la corte de suelos cohesivos saturados, normalmente consolidados i.
Caso drenado
ii.
Caso consolidado no drenado
iii.
Caso no consolidado no drenado (rápido)
b. Resistencia la corte de suelos cohesivos saturados, preconsolidados i.
Caso drenado
ii.
Caso consolidados no drenado
iii.
Caso no consolidado no drenado (rápido)
c. Resistencia la corte de suelos cohesivos no saturados i.
Caso drenado
ii.
Caso consolidado no drenado
iii.
Caso no consolidado no drenado (rápido)
d. Resistencia la corte de suelos friccionantes. 162) Indique cuales son los principales factores que afectan la resistencia al corte de los suelos. 163) ¿Son los parámetros de corte propiedades de las partículas del suelo o de la estructura del mismo? 164) ¿Cómo influye el contenido de humedad en la resistencia al corte de una arcilla? 165) De ejemplos prácticos, de obras de ingeniería, describiendo en cada caso que ensayo triaxial seleccionaría para el calculo 166) ¿A que se denomina taludes? 167) ¿Qué tipos de taludes existen? 168) ¿A que se llama estabilidad de masas de suelos? 169) ¿Qué son los deslizamientos? 170) ¿Cómo se reconocen deslizamientos de suelos en la naturaleza? 171) ¿Cuál es la causa principal de que se produzca un movimiento dentro de la masa de suelo? 172)
¿Cuáles son las causas que provocan un aumento del esfuerzo
cortante?
173) ¿Cuáles son las causas que provocan una disminución de la resistencia al corte del suelo? 174) ¿Por qué se produce la falla de un talud natural o artificial? 175) ¿Cuáles son los tipos de fallas más comunes? 176) ¿Qué ensayos de corte usaría para la determinación de la resistencia al corte de la masa de suelo de un terraplén artificial? 177) ¿Cómo se calcula la estabilidad de taludes en suelos friccionales? 178) ¿Cómo se calcula la estabilidad de taludes en suelos totalmente cohesivos? 179) ¿Cómo se calcula la estabilidad de taludes en suelos de cohesión y fricción? Describa el método de las fajas o dovelas. 180) Uso de software especifico para el cálculo del coeficiente de seguridad de taludes artificiales.
