Ejercicios propuestos propuestos de Repaso de Mecánica de Suelos Cimentaciones T.E, ciclo II-2017 Lesly E. Mendoza Mejia Ejercicios Propuestos de capitulo No 1
Indicaciones: Resuelva los problemas que se le plantean a continuación: Problema No 1 Se encontró que una muestra de arena situada arriba del nivel del agua freática tenía una 3
humedad natural de 15% y un peso volumétrico de 1922 kg/m . Las pruebas de laboratorio efectuadas en una muestra seca, indicaron valores para emin =0.50 y para e
max=0.85,
cuando
estaba más suelta y más compacta, respectivamente. Calcule el grado de saturación y la compacidad relativa. Supongase que G=2.65 (peso específico relativo de los sólidos). Problema No 2. Un suelo tiene un límite líquido de 56 y un límite plástico de 25. al momento de excavarlo para usarlo como relleno tiene una humedad de 31%. Calcule: el IP del suelo, Cuando se compacte el relleno con la humedad que tiene, la apariencia del suelo será, ¿dura o blanda? Problema No 3. En el depósito mostrado en la figura No 1, el nivel freático estaba originalmente en la superficie del terreno. A causa del drenaje, el nivel del agua freática descendió a una profundidad de 6.10 m, el grado de saturación de la arena sobre el nivel abatido del ag ua freática descendió a 20%. Calcule la presión efectiva vertical a la mitad de la capa de arcilla, antes y después del descenso del nivel del agua freática 15.0 m, arena saturada, 2164 kg/m3, arena seca= 1859 kg/m3 7.0 m, arcilla saturada, 1923 kg/m 3.
Figura No 1
Problema No 4. Se hizo una excavación cerca de un río en un suelo de arcilla debajo del cual se encuentra un 3
estrato de arena, ver figura No 2. La arcilla pesa 1920 kg/m y es prácticamente impermeable comparada con la arena. La excavación se realizó con un cucharón de almeja y el agujero se mantuvo casi lleno de agua durante la excavación; después se sacó el agua por bombeo. La arcilla del fondo de la excavación se levantó repentinamente y estalló. ¿Por qué ocurrió esto y qué elevación tenía el agua cuando se produjo este fenómeno? Ver figura No 2b. Considere los siguientes casos: •
Al inicio de la excavación el esfuerzo vertical en el plano de separación entre la arcilla y la arena
•
Después de terminada la excavación y antes de bombear, el esfuerzo efectivo vertical en la parte superior del estrato de arena.
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Ejercicios propuestos de Repaso de Mecánica de Suelos
•
Cimentaciones T.E, ciclo II-2017 Lesly E. Mendoza Mejia Después de bombear el agua hasta bajar su nivel, el esfuerzo efectivo vertical en la parte superior del estrato de arena
Excavación
1.50 m
terminada, pero llena de agua
4.50 m
Figura No 2 a
1.50 m
Figura No 2 b Se bombeo para bajar
1.50 m
1.40 m el nivel del 1.40 m
agua
en
la
excavación, 3.10 m
comenzando en ese momento
1.50 m
el
levantamiento de la arcilla en el fondo de la excavación
Problema No 5. Calcular el cambio en el esfuerzo vertical efectivo al nivel de la superficie del estrato de arcilla de la figura No 3. Si el nivel freático desciende 1.83 m. La arena tiene una relación de vacíos de 0.60 y el peso específico relativo de los sólidos es de 2.67. La altura de la saturación capilar es de 0.61 m Sobre la línea capilar la arena tiene una saturación de 30%. Figura No 3.
0.6 cm3 1.0 cm3
Agua
0.60 g
solido
2.67
Arena saturada
a) Agua subterránea alta inicial a) Agua subterránea abatida 1.83 m
0.42cm3
Aire Agua
0.18 cm3
Agua solido
0.18
1.0 cm3
Sólidos
2.67 g
Arena húmeda
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El terreno bajo un extenso lago está constituido por un potente depósito de arcilla de 50 m de espesor, bajo el que aparece un substrato rocoso. El lecho del lago es horizontal, y el nivel del agua libre es de 20 m. Debido a los procesos geológicos actuantes se produce un aporte de arcillas en suspensión que, en muy poco tiempo, sedimentan y llegan a cubrir el fondo del lago en un espesor de 2 m. Suponiendo que la lámina de agua permanece inalterada, determinar las leyes de tensiones totales verticales, presiones intersticiales y tensiones efectivas verticales: a) En la situación original b) Inmediatamente
tras la sedimentación de los 2.0 m de arcilla adicionales,
suponiendo que la depositación se produce de forma instantánea. c)
Una vez se alcance el equilibrio y se disipen las sobrepresiones intersticiales originadas.
Suponer que el peso específico saturado de las arcillas es constante e igual a KN/m3, el peso específico del agua es de
w =
sat
= 20
10.0 KN/m3, y que el substrato rocoso es
impermeable a efectos prácticos. Adoptar la superficie del agua en el lago como origen del eje de profundidades.
20 m sedimento
Figura No 4
A 50 m B Roca
Calcular la resistencia al esfuerzo cortante contra deslizamiento a lo largo de un plano horizontal, a una profundidad de 6.10 m en el depósito de arena mostrado en la figura. Supóngase que la arena puede drenar libremente y que el Angulo de fricción para la arena es de 32º
Arena húmeda
2.13 m, =1890 kg/m3
3.97 m,
sat=2050
kg/m3
Arena saturada
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Se obtuvieron varias muestras de suelos en un sondeo hecho para una estructura importante. Usando los datos siguientes clasifique cada muestra en el sistema Unificado.
0.60
54
31
100
98
93
Café oscuro
2.40
46
24
88
78
46
36
Gris claro
4.60
21
15
97
94
88
67
Café claro
7.6
32
18
100
59
Gris
10.7
66
24
100
99
Cafe
Clasifique los suelos que se le presentan en la siguiente tabla: Suelo No 1
Suelo No 2 Café
Color:
claro
Suelo No 3 Gris
Color:
claro
Suelo No 4 Café-
Color:
rojizo
Color:
Suelo No 5 Negro
Café-
Color:
Naranja
Wn %
28.6
Wn
6.2
Wn
25.6
Wn
25.0
Wn
24.7
LL%
61
LL
36
LL
61
LL
68
LL
63
LP%
30
LP
17
LP
35
LP
30
LP
40
IP
31
IP
19
IP
26
IP
38
IP
23
LC
15
LC
12
LC
26
LC
16
LC
23
Gs
2.63
Gs
2.59
Gs
2.67
Gs
2.50
Gs
2.67
Grava
0.0
Grava
0.5
Grava
0.0
Grava
0.0
Arena
4.5
Arena
32.0
Arena
2.0
Arena
4.5
Limo
47.0
Limo
40.0
Limo
26.3
Limo
34.0
Arcilla
48.5
Arcilla
28.0
Arcilla
71.7
Arcilla
61.5
Grav a Aren a
0.0
5.0
Limo 35.5 Arcill a
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Inicio del camino al rio Las Cañas
ubicación al costado oriente del porton de Entrada BP
Granulometria 1 Granulometria 2 Granulometria 3 Granulometria 4 Granulometria 5 Granulometria 6
Grava gruesa (%)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
Grava fino (%)
0.10
0.09
0.57
0.48
0.85
0.56
0.10
0.09
0.57
0.48
0.85
0.56
Arena gruesa (%)
0.65
0.59
2.39
2.20
2.42
2.27
Arena Arena media (%)
6.67
5.81
12.07
12.09
11.40
11.50
25.21
22.84
25.66
25.79
25.59
25.70
32.53
29.24
40.12
40.08
39.42
39.48
tamaño limo (%)
60.10
63.52
54.20
54.31
55.85
55.50
tamaño arcilla (%)
7.27
7.14
5.11
5.13
3.88
4.46
particulas coloidales (%)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
Total finos
67.37
70.66
59.31
59.44
59.73
59.96
TOTAL
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
100.00
Grava
Total Grava
Arena fina (%) Total Arena
Finos
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