Taller de Concepto de Mecanica de Suelos

Uptc – Escuela Escuela de Posgrados de Ingeniería Geotecnia Vial

Taller 1. CONCEPTOS BÁSICOS BÁSICOS DE MECÁNICA MECÁNICA DE SUELOS Desarrollar este taller, en grupos de tres (3) personas y enviarlo desarrollado al correo: [email protected] Plazo máximo de envío: envío : lunes 30 de abril de 2018, 6:00 pm. 1. Explique, en máximo cinco (5) renglones, a que se refieren las propiedades índice de los suelos. 2. A continuación están los resultados de un análisis de tamices. Hacer los cálculos necesarios y dibujar la curva de distribución del tamaño de partículas. Calcular los parámetros del suelo (gráficamente y analíticamente) e indicar la calidad del suelo para su uso como subrsante.

3. Un terraplén requiere 5000 m 3 de suelo compactado. Se ha especificado el índice de vacíos del relleno compactado en 0.8. Se dispone de cuatro lugares de préstamo, como se describe en la siguiente tabla, la cual muestra los índices de vacíos del suelo y el costo por metro cúbico para mover el suelo al sitio propuesto. Determine Determine cuál es el banco de de prestamos mas económico económico para la obra propuesta. propuesta. Banco de préstamo Parotani Cliza Sacaba Punata

ndice de vacíos 1,20 0,85 0,75 0,95

Costo (U$/m3) 9 8 10 7

4. El peso húmedo de 2.83 x 10 -3 m3 de suelo es 54.3 N. Si el contenido de agua es 12% y la densidad de sólidos es 2.72, encuentre lo siguiente y realice el diagrama de fases respectivo: a) Peso específico húmedo (kN/m 3) b) Peso específico seco (kN/m 3) c) Relación de vacíos d) Porosidad e) Grado de saturación (%) f) Volumen ocupado por agua (m 3) 5. Clasifique los suelos indicados en la tabla usando el Sistema de Clasificación AASHTO.

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1er semestre de 2018

Miguel Ángel Romero F., Ing. Esp. [email protected] 1

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6. Clasifique los siguientes suelos usando el Sistema Unificado de Clasificación.

7. La masa de una muestra de suelo húmedo obtenido en campo es de 465 g y su masa secada en horno es de 405.76 g. La densidad de sólidos del suelo se determinó en laboratorio igual a 2.68. Si la relación de vacíos del suelo en estado natural es de 0.83, encuentre lo siguiente y realice el diagrama de fases respectivo: a) La densidad húmeda del suelo en el campo (kg/m 3) b) La densidad seca del suelo en el campo (kg/m 3) c) La masa de agua, en kilogramos, por añadirse por metro cúbico de suelo en el campo para saturarlo. 8. De un proceso de secado en horno para determinar el contenido de humedad, se obtienen los siguientes resultados:

Determinar el contenido de humedad de la muestra. 9. Para un suelo se tiene un contenido de humedad del 35% obtenido a 30 golpes en la casuela de Casagrande y del ensayo de límite plástico se obtiene LP = 27%. a) Calcular el límite líquido. b) Calcular el límite de Contracción. c) Calcular el índice de liquidez para una humedad insitu del 32.3% 10. Explique para cada caso en máximo tres (3) renglones, lo que es: a) Acuífero. b) Acuítardo. c) Acuícludo. d) Acuífugo. 11. Explique, en máximo cinco (5) renglones, cuál es el principal uso de la línea U en la carta de plasticidad. 12. Una capa de suelo permeable está sustentada por una capa impermeable, tal como se muestra en la figura. Con k = 4.8 E – 3 cm/s para la capa permeable, calcule la tasa de filtración a través de ella en m3/hr/m, si H = 3 m y α = 5º.

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13. Los resultados de un análisis de tamiz para una arena son los mostrados. Estime la conductividad hidráulica del suelo, teniendo en cuenta que la relación de vacíos de la arena es 0.6. Use SF = 7.

14. Explique, en máximo cuatro (4) renglones para cada caso, las definiciones del esfuerzo total, presión de poros y esfuerzo efectivo. 15. Describa parra cada caso, en máximo dos (2) renglones, cómo se puede identificar los siguientes suelos en campo utilizando simplemente el tacto y la vista. a) Grava o arena. b) Limo. c) Arcilla. d) Suelo orgánico. 16. Los datos de las pruebas de laboratorio para una prueba Proctor modificado se dan en la tabla. Encuentre el peso específi co seco máximo y el contenido de humedad óptimo.

17. El estribo de un puente tiene 4 m de altura y un área de 10 m 2 y soporta una carga de 1 MN. (El peso unitario del concreto es c = 20 kN/m 3.) El estribo está fundado en el lecho de un río donde existe por lo menos 5 m de arena con un peso unitario s = 20 kN/m 3. Calcular el esfuerzo efectivo a 2.0 m de profundidad del terreno en los siguientes casos: a) Cuando el nivel del río está igual al nivel del terreno. b) Cuando el nivel del río tiene 3.0 m de altura. Considerar c independiente de la localización del nivel freático y que el peso específico del concreto no varía con el agua. 18. Explicar los criterios generales que debe cumplir del material seleccionado para filtros. Soporte bibliográficamente su respuesta. 19. El perfil de un suelo, motrados en las figuras, consiste de 4m de arcilla sobre 2 m de arena sobre roca: los pesos unitarios de todos los materiales naturales son 20 kN/m 3 y el nivel freático está al nivel del terreno. Un terraplén amplio de 4 m de altura es construido de relleno con un peso unitario t = 15 kN/m3. Se requiere calcular los esfuerzos efectivos en el centro de la arcilla y en el centro de la arena en los siguientes casos: a) Antes de que el terraplén esté construido b) Inmediatamente después de terminada la construcción c) Después de mucho tiempo de construido el terraplén.

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Antes de ser construido:

Después de ser construido:

20. Los resultados de dos ensayos de corte directo en dos muestras de suelo con diferente peso unitario inicial se muestran en la tabla 6.3. La muestra A no muestra un valor pico, pero si la muestra B. Se pide determinar: a) El ángulo de fricción crítico. b) El ángulo de fricción pico para las fuerzas verticales de 200 N y 400 N en la muestra B.

“NINGÚN TALLER DESARROLLADO DEBE SER IGUAL A OTRO”

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