Examen mecánica de suelos

Examen mecánica de suelos Roger Octavio Utrilla de la cruz

Examen mecánica de suelos Roger Octavio Utrilla de la cruz

: Historia previa de la consolidación del suelo, Condiciones de drenaje del suelo, Velocidad de aplicación de cargas a que sufre del suelo , Sensibilidad de su estructura : Compacidad, Forma de granos, Distribución granulométrica, Resistencia individual de las partículas, Tamaño de las partículas, Los niveles de los esfuerzos aplicados, El tipo de prueba que se aplique en el laboratorio

Con las pruebas de laboratorio que van desde la prueba de corte directo, y pruebas triaxiales en sus diferentes modalidades rápida, rápida consolidada y lenta y la prueba de comprensión simple.

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En general, la presión de poros consiste en la presión en el agua dentro de los poros del suelo y se identifica con la letra u, el cambio de presión de poros se denomina como Δu, exceso de presión de poros o deficiencia de presión de poros inducidos por las condiciones de carga. cuando se carga en forma lenta y no se producen presiones de poro en exceso debidas a la aplicación de la carga La resistencia nodrenada es la resistencia del suelo cuando se carga hasta la falla en condiciones no-drenada o sea cuando las cargas que producen la falla se aplican sobre la masa de suelo a una velocidad superior a la del drenaje del suelo.

: Esta ejerce empujes horizontales y verticales contra cualquier estructura que se oponga a la tendencia natural que tiene el terreno de deslizarse, pero que cede poco ante dicha presión.

Presión pasiva: actúa cuando una estructura tiende a comprimir la tierra. : es la presión horizontal del suelo contra una superficie vertical rígida. En general en términos entendibles el empuje activo se presenta cuando el terreno empuja una estructura, el empuje pasivo es cuando la estructura comprime el terreno, y el reposo es el equilibrio entre ambas.

El empuje pasivo es el mayor debido a que es un empuje que se aplica cuando existe un objeto (en el caso de muros de retención) existe un muro que tiende a comprimir al relleno, y para que suceda el empuje es grande, y aun más grande comparado con un empuje en reposo que e sta en equilibrio y el empuje activo que es prácticamente como si estuviera en reposo. Como se puede apreciar en el siguiente diagrama donde esta representado las proporciones en el circulo de Mohr de dichos empujes.


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rotura, el segmento 0-

de la figura representa la presión horizontal en ese momento. En

cambio, si mantenemos la tensión vertical constante y aumentamos la tensión horizontal, el círculo va creciendo hacia la derecha, hasta que en el estado límite de Rankine toca la curva de res istencia intrínseca y se produce el estado límite de rotura. En la figura se indican para el mismo diagrama las inclinaciones para las cuales se producen los estados límites. En el estado activo, la línea de rotura forma un ángulo de

con la horizontal. En el estado pasivo, las líneas de rotura

en toda la masa que se encuentra en estado de equilibrio plástico, forman también un ángulo de pero con la vertical.


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METODO SEMIEMPIRICO DE TERZAGHI 

Investigación y experiencias

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Limitado en muros cuya altura no sea mayor de 7.00 m



Clasifica 5 tipos de material (Rellenos)



Condiciones de geometría de relleno



Tipos de carga



Determinación de presiones y empujes, horizontal y vertical



El relleno tipo 4 y 5 no se deben de considerar



Si se conoce el tipo de relleno se utiliza el mas desfavorable para fines de calculo

Procedimiento: 1. Encasillar el tipo de relleno a utilizar. I.

Suelo granular grueso sin finos (GW, GP, SW y SP)

II.

Suelo granular grueso, con finos limosos (GW-GM, GP-GM, SW-SM y SP-SM)

III.

Suelo Residual con bloques de piedra, arenas, finos y finos arcillosos en cantidades apreciables

IV.

Arcillas blandas plásticas, limos orgánicos y arcillas li mosas (CL, CH, ML, MH > CL-ML, CH-MH)

V.

Fragmentos de arcilla dura o medianamente dura protegidas de modo que el agua no penetre en ella (“CH”)<> ] a h c e f r a n o i c c e l e S [ | s o l e u s e d a c i n á c e m n e m a x E

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q

Donde C es una constante que depende del tipo de relleno

Eq = Cq H

Tipo de Relleno

Valor de C

I II III IV V

0.27 0.30 0.39 1.00 1.00

P = Cq

III. Superficie del relleno es horizontal y sobre ella actúa una sobrecarga uniformemente distribuida.

propósito de una estructura de contención es el resistir las fuerzas ejercidas por la tierra contenida, y transmitir esas fuerzas en forma segura a la fundación o a un sitio por fuera de la masa analizada de movimiento. En el caso de un deslizamiento de tierra el muro ejerce una fuerza para contener la masa inestable y transmite esa fuerza hacia una cimentación o zona de anclaje por fuera de la masa susceptible de moverse. Las deformaciones excesivas o movimientos de la estructura de contención o del suelo a su alrededor deben evitarse para garantizar su estabilidad. Deben diferenciarse dos ] a h c e f r a n o i c c e l e S [ | s o l e u s e d a c i n á c e m n e m a x E

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condiciones de diseño de una estructura de contención totalmente diferentes así: 1. Condición de talud estable Este es el caso típico de muro de contención analizado en los textos de mecánica de suelos y fundaciones. Se supone que el suelo es homogéneo y se genera una presión de tierras de acuerdo a las teorías de Rankine o Coulomb y la fuerza activa tiene una distribución de presiones en forma triangular .

Tipos de Estructura Existen varios tipos generales de estructura, y cada una de ellas tiene un sistema diferente de transmitir las cargas. 1. Muros masivos rígidos

Son estructuras rígidas, generalmente de concreto, las cuales no permiten deformaciones importantes sin romperse. Se apoyan sobre suelos competentes para transmitir fuerzas de su cimentación al cuerpo del muro y de esta forma generar fuerzas de contención. Muros flexibles: Son estructuras masivas, flexibles. Se adaptan a los movimientos. Su efectividad depende de su peso y de la capacidad de soportar deformaciones importantes sin que se rompa su estructura. Los muros flexibles son estructuras que se deforman fácilmente por las presiones de la tierra sobre ellas o que se acomodan a los movimientos del suelo. Los muros fl exibles se diseñan generalmente, para resistir presiones activas en lo que se refiere a su estabilidad intrínseca y actúan como masas de gravedad para la estabilización de deslizamientos de tierra. Existen varios tipos de muros flexibles y entre ellos los más populares son:1. Muros en Gaviones2. Muros de elementos prefabricados (Muros Criba)3. Muros de Llantas Usadas4. Muros de Piedra5. Muros de Bolsa de concreto Cada uno de estos tipos de muros posee unas características especiales de construcción, diseño y comportamiento. Muros en Gaviones Los gaviones son cajones de malla de alambre galvanizado que se rellenan de cantos de roca. Algunas de las ventajas de un muro en gaviones son las siguientes: Simple de construir y mantener y utiliza los cantos y piedras disponibles en el sitio. Se puede construir sobre fundaciones débiles. Su estructura es flexible y puede tolerar asentamientos diferenciales mayores que otro tipo de mur os y es fácil de demoler y de operar .Se emplean tres tipos de mallas diferentes, hexagonales o de triple torsión, electrosoldada y elaborada simple. El principal problema consiste en que las mallas pueden presentar corrosión en suelos ácidos (de PH menor 6).Existen una gran cantidad de tamaños de malla disponible para formar las cajas. Generalmente, se utilizan cajas de 2m. x 1m. x 1m. La forma básica es trapezoidal.

PROCEDIMIENTO PARA OBTENER EL EMPUJE Empujes de tierra

La presión del terreno sobre un muro esta fuertemente condicionada por la de formabilidad del muro. Si el muro y el terreno sobre el que se fundan son tales que las deformaciones son prácticamente nulas, se está en el caso de empuje en reposo. Si el muro se desplaza, permitiendo la expansión lateral del suelo se produce una falla por corte del suelo retenido y se crea una cuña. El empuje disminuye desde el valor del empuje al reposo hasta el denominado valor del empuje activo , que es el mínimo valor posible del empuje. Por el contrario, si se aplican fuerzas al muro de forma que éste empuje al relleno, la falla se produce mediante una cuña mucho más amplia. Este valor recibe el nombre de empuje pasivo y es el mayor valor que puede alcanzar el empuje. Caso activo


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Si el muro se mueve (traslación o rotación) hacia fuera los esfuerzos horizontales diminuyen. Finalmente se puede alcanzar la falla por corte, desarrollándose una cuña activa.

Caso pasivo

Si el muro se mueve hacia el suelo, los esfuerzos horizontales aumentan finalmente se puede alcanzar la falla por corte, desarrollándose una cuña activa.


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Estado de Rankine (caso activo)

En un terreno sin cohesión (c=0) y con una superficie horizontal se tiene:

Estado de Rankine (caso pasivo)

En un terreno sin cohesión (c=0) y con una superficie horizontal se tiene:


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Estados de Rankine (en suelos cohesivos)

La distribución esfuerzos en ambos casos es:


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Teoría de Coulomb (método de la cuña), 1776 32 El método de Coulomb considera la fricción entre el muro (trasdós) y el terreno, y es mas general que el desarrollado por Rankine. el método considera una cierta cuña de suelo, la cual ejerce una fuerza P sobre el muro, fuerza que satisface las condiciones de equilibrio la fuerza real que actuará sobre el muro

en el caso activo será el valor máximo de P obtenido al considerar todas las cuñas posibles. A pesar de que el empuje activo es el mínimo posible con el que el terreno puede estar en equilibrio, debemos determinar la cuña correspondiente al máximo valor de este empuje.

En caso sencillo de un muro de contención vertical, sin roce atrasados, relleno horizontal y sin cohesión.

Están formados por delgados pilotes (entrelazados) que son hincados en el suelo. Son estructuras flexibles cuya estabilidad depende del anclaje en la parte empotrada, del soporte lateral, o de la fijación a una estructura rígida. Las tablestacas o tablestacas son un tipo de pantalla, o estructura de contención flexible, empleada habitualmente en ingeniería civil. Están formadas por elementos prefabricados. Estos elementos prefabricados suelen ser de acero, aunque también las hay de hormigón, vinilo, alumino o FRP Composite. No se deben confundir las tablestacas de hormigón, con las pantallas de paneles prefabricados de hormigón, que suelen ser de dimensiones mayores.


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Los elementos prefabricados que componen las tablestacas se hincan en el terreno mediante vibración. Aunque es muy raro, en ocasiones también se intr oducen en el terreno por golpeo. Tiene juntas entre sí, con dos misiones:

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Impermeabilizar el contorno, y evitar que se produzcan filtraciones.

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Guiar las tablestacas contiguas.

Dado que los elementos se colocan mediante hinca, han de tener unas dimensiones (entre ellas el espesor ) lo suficientemente pequeñas para que se facilite la hinca. Pero también ha de tener una resistencia mínima. Es por esto por lo que, salvo raras excepciones, se emplea el acero. Los pequeños espesores pueden dar lugar a que los paneles o planchas metálicas que conforman las tablestacas pandeen o flexen. Para evitarlo, se alabea la sección, dotándoles de una mayor inercia. Secciones típicas son 'en Z' o 'en U'.


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