CURSO MECÁNICA DE SUELOS II o
DOCENTE: Ing. Miguel Ángel Vilca Rojas
ESTUDIANTES:
Chahuayo Quispe, Gaddy Milagros. Espinoza Villa William Luis. Lizana Hilario, Celia. Paucar Huamán, Alain Ronal. Riveros Canales, David Yonathan. Riveros Esplana, Edison
PRESIONES TOTALES, NEUTRAS Y EFECTIVAS INTRODUCCIÓN. Es importante hacer un análisis adicional sobre la naturaleza de las presiones que se manejan en el fenómeno de la consolidación de los suelos y en general en todos los problemas de mecánica de suelos. Las presiones que actúan en las masas de los suelos saturados se dividen en 2 tipos por aquellos que transmiten directamente de grano a grano del suelo por aquellos que actúan contra el fluido que llena los poros del mismo.
LAS RELACIONES Recordemos lo VOLUMÉTRICAS aprendido enY GRAVIMÉTRICAS MECANICA DE SULOS I
Para desarrollar las relaciones volumétricas y gravimétricas, separamos las tres fases (es decir: solido agua y aire) como se muestra en la figura
Encontrando las principales relaciones, para desarrollar el problema
Y las relaciones son:
Para el desarrollo del ejercicio se busco ecuaciones en las que se Ecuaciones como relaciones los datos obtenidos estas: en el enunciado.
RELACIÓN DE PESO ESPECÍFICO HÚMEDO CON SECO Y PORCENTAJE DE HUMEDAD
Demostración
RELACIÓN DE HUMEDAD CON EL GRADO SE SATURACIÓN DE SATURACIÓN
Demostración
RELACIÓN DE CONTENIDO DE HUMEDAD SATURADO Y ESPACIOS VACÍOS
DEMOSTRACIÓN CUANDO ENTRA EN SATURACION EN LOS VACIOS HAY AGUA TOTAL
RELACIÓN DE PESO ESPECÍFICO SECO Y HÚMEDO CON ESPACIOS VACÍOS.
DEMOSTRACIÓN
CON LO REPASADO ESTAMOS PREPARADOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA
PRESIONES TOTALES, NEUTRAS Y EFECTIVAS 1.
En el perfil estratigráfico del suelo que se indica en la figura, se han realizado tres perforaciones en distintas épocas del año, detectándose fluctuaciones del nivel freático: a)
El nivel freático se encuentre 1.50 m por debajo del nivel del terreno natural
Suelo 1: γs1 = 2.70 g/cm3 e1 = 0.85 Sr1 = 0.80 h1 = - 4.00 m Suelo 2: γs2 = 2.65 g/cm3 w2 = 0.25 h2 = - 6.50 m
NTN. +0.00 1.5
N. F.
2.5
h. 1
Suelo 1
h. 2
Suelo 2
2.5
Nombramos a cada capa de terreno con una determinada letra, para su mejor desarrollo NTN. +0.00
A
N. F.
B h. 1
Suelo 1
C h. 2
Suelo 2
D
A.
La capa superior “A” se encuentra al contacto con la superficie libre, por la cual todas las presiones son nulas .
B.
Para encontrar la presión en la capa “B”, se observa un contacto con el suelo del estrato 1 (suelo entre la capa “A” y “B”), para este caso el suelo del estrato 1, debe de presentar humedad. Para este caso utilizaremos las ecuaciones N, M y P.
e1= 0.85
Sr1 = 0.80
Encontrando el esfuerzo total:
Entonces el esfuerzo total hasta el plano “B” es 2710.501 kg/m2.
La presión de poros o esfuerzo neutro hasta el plano “B” es 0 kg/m2, por la ausencia de agua
C.
Ahora encontraremos los esfuerzos en el plano “C”, en la cual se encuentra en contacto con el agua.
e1= 0.85
Encontrando el esfuerzo total:
D.
En este caso se analizara el esfuerzo en la capa “D” la cual está soportando dos estratos de terreno y a la vez está en contacto con el agua
saturado
Encontrando el esfuerzo total:
Los gráficos de los esfuerzos son los siguientes
2710.501
0
2710.501
7507.799
2500
5007.799
12487.504
5000
7487.504
kg/m2
Ahora se hará el resto de los ejercicios
b)
Para este caso el punto “B” coincide con “A”, ya que el nivel freático y el nivel de terreno natural son el mismo. N. F.
NTN. +0.00
A
4 m
h. 1 Suelo 1
C
2.5m
h. 2
Suelo 2
D
En el plano C
En el plano D
B
En el plano A que es B a la vez, los esfuerzos totales y neutras son nulas por contacto en la atmosfera
Los gráficos de los esfuerzos son los siguientes
0
0
0
kg/m2
c)
Para el ultimo caso el punto “B” se encuentra por encima del punto “A”, debido a que el nivel freático se encuentra 2.00 m por arriba del nivel del terreno. N. F.
B
2 m 4 m
NTN. +0.00
A h. 1 Suelo 1
C
2.5 m
h. 2
En el plano A
En el plano C
En el plano D
Suelo 2
D
En el plano B, los esfuerzos totales y neutras son nulas por contacto en la atmosfera
Los gráficos de los esfuerzos son los siguientes
kg/m2
A continuación la tabla de todo los esfuerzos obtenidos
CASO
a)
b)
c)
PUNTO
PRESIÓN TOTAL (Kg/m2)
PRESIÓN NEUTRA (Kg/m2 )
PRESIÓN EFECTIVA (Kg/m2)
A B C D A B C D B A C D
0 2710.501 7507.799 12487.504 0 0 7675.676 12655.381 0 2000 9675.676 14655.381
0 0 2500 5000 0 0 4000 6500 0 2000 6000 8500
0 2710.501 5007.799 7487.504 0 0 3675.676 6155.381 0 0 3675.676 6155.381
d)
Cuál es la variación de la presión efectiva en el plano A – A (plano D). • Se observa que el suelo en el caso (a), ejerce mayor presión por las partí culas • La variación de presión efectiva en los casos es de: 1.333 t/m2
CASO
PUNTO
PRESIÓN EFECTIVA
a)
D
7.488 t/m2
b)
D
6.155 t/m2
c)
D
6.155 t/m2
A continuación llegaremos a las conclusiones
Si el nivel freático a de subir, esfuerzo del suelo de estudio bajar debe
Para este caso se tendrá que predimencionar en área de contacto con el suelo
Si escoger esfuerzo de estudio quieres, escoger el menor esfuerzo efectivo en el caso mas critico debes.
Se supone que no hay un asentamiento y que el terreno esta estable, soportando un esfuerzo de 7.488 t/m2 Se construirá una zapata cuadrada de 1m de lado que soportara 7.400 toneladas Por las inclemencias del tiempo, el nivel freático tiende a subir y el esfuerzo efectivo del suelo tiende a soportar 6.155 t por metro cuadrado Si con anterioridad se dijo que la zapata soportara 7.4 toneladas cuando el esfuerzo del suelo era 7.488 t/m2, ahora que el esfuerzo del suelo tiende a soportar 6.155 t/m2 quiere decir por cada unidad cuadra de terreno solo soportara 6.1 toneladas En este caso la construcción fallara
Gracias
