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Introducción a la Mecánica de Suelos 10 de febrero de 2012 Examen Práctico Ejercicio 1 (33 puntos) Una muestra inalterada fue recolectada en un estrato de arcilla a 5 m de profundidad. El estrato de arcilla, de 10 m de espesor, puede considerarse completamente saturado (nivel freático en la superficie), drenado por sus dos extremos (superior e inferior), con un γ sat = 18 kN/m 3 . La muestra fue sometida a un ensayo edométrico, obteniéndose el gráfico de la Figura. 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 1 10 100 1000 10000 Tensión (kPa) índice de vacíos (a) Determine la razón de sobreconsolidación de la arcilla (b) Suponiendo que el incremento de tensión por sobrecarga en el estrato de arcilla es 80 kPa, estimar el asentamiento final. Dato: e 0 = 3,39. (c) Sabiendo que bajo la sobrecarga de (b) en 180 días, se produce un asentamiento de 24,6cm, calcular el coeficiente de consolidación (C v ) de la arcilla.
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Introducción a la Mecánica de Suelos 10 de febrero de 2012
Examen Práctico
Ejercicio 1 (33 puntos)
Una muestra inalterada fue recolectada en un estrato de arcilla a 5 m de profundidad. El
estrato de arcilla, de 10 m de espesor, puede considerarse completamente saturado (nivel
freático en la superficie), drenado por sus dos extremos (superior e inferior), con un γsat = 18
kN/m3. La muestra fue sometida a un ensayo edométrico, obteniéndose el gráfico de la
Figura.
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
2,8
3,0
3,2
3,4
1 10 100 1000 10000
Tensión (kPa)
índ
ice d
e v
acío
s
(a) Determine la razón de sobreconsolidación de la arcilla
(b) Suponiendo que el incremento de tensión por sobrecarga en el estrato de arcilla es 80 kPa,
estimar el asentamiento final. Dato: e0 = 3,39.
(c) Sabiendo que bajo la sobrecarga de (b) en 180 días, se produce un asentamiento de
24,6cm, calcular el coeficiente de consolidación (Cv) de la arcilla.
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Ejercicio 2 (34 puntos)
La figura presenta la geometría un muro de contención de hormigón armado (γ = 25 kN/m3),
con paramentos verticales confeccionados con encofrados metálicos, así como características
de los suelos involucrados. Verificar la estabilidad del muro al vuelco y al deslizamiento si se
exige un factor de seguridad de 2. Despreciar los efectos horizontales pasivos sobre el muro.
En caso de no ser estable, ¿qué medidas se podrían tomar?
NF
NF
2,0
0,5
3,0
4,5
0,5
1,0 3,0
Arena
γh=14kN/m3 ϕ=35º
Arcilla
γh=18,5kN/m3 ϕ=12º c=10kPaArcilla
γh=18,5kN/m3
ϕ=12º c=10kPa
Arcilla dura
γh=19,5kN/m3 ϕ=10º c=22kPa
Ejercicio 3 (33 puntos)
La cimentación de un pilar que descarga 1800 kN se realizará mediante zapatas
cuadradas sobre un suelo arenoso como muestra en la figura. Dimensionar la zapata cuadrada
adoptando un coeficiente de seguridad de 3 en relación a la capacidad portante.
2,0 m
1800 kN
NF
Arena
γh = 17 kN/m3
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Solución Ejercicio 1
(a)
del gráfico, kPa 75'
p =σ
kPa 4058H0v =⋅=⋅γ′=σ′
88,140
75OCR
0v
'
p==
σ′
σ=
(b)
tensión inicial : kPa 400v =σ′
tensión final : kPa 120f =σ′
del gráfico 23,1602,0
743,0
80
320log
408,2151,3Cc ==
−=
del gráfico 07,0204,1
094,0
640
40log
964,1870,1Cs =
−
−=
−=
615,075
120log23,1
40
75log07,0
39,31
10logClogC
e1
HS
vm
fc
o
vm
s
0
=
+
+=
σ′
σ′+
σ′
σ′
+=
S = 61,5cm
(c)
0,126T %405,61
6,24U =⇒==
día/m 0175,0180
25126,0
t
HTC 2
2
dV =
⋅=
⋅=
s/cm 10x2C 23
V
−=
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Solución Ejercicio 2
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56,25kPa
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818,04kNm
1293,8
818,04
1,58 < 2
22*4,5 + (87,5+56,25+27,75+348-56,25-90)*tg10
164,8kN
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164,8
226,7
0,72 < 2
En estas condiciones el muro no es estable
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Solución Ejercicio 3
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