Consultar ensayos de calidad


Mecanica de suelos - distribuciÓn de esfuerzos en la masa de suelo causado por sobrecargas, anÁlisis de asentamientos y expansiones



TRABAJO: APUNTES DE CUADERNO PARA PRIMERA EVALUACION

MATERIA: MECANICA DE SUELOS

MATRICULA:

MECÁNICA DE SUELOS
1. DISTRIBUCIÓN DE ESFUERZOS EN LA MASA DE SUELO CAUSADO POR SOBRECARGAS
2.1.
Modelación del suelo, condiciones de homogeneidad e isotopía.
2.2. Método de Boussinesq. Soluciones para carga puntual. Soluciones para carga uniforme sobre áreas rectangulares y circulares.
2.3. Método de Westergard y Frôlich
2.4.
Comparación de las soluciones de Boussinesq, Westergard y Frôlich. Campos de aplicación.
2.5. Técnicas de aplicación para cálculos de incrementos verticales.
2.6.1.1. Carta de Fadum para valores de influencia de Boussinesq.


2.6.1.2. Graficas de isobaras para caso de Westergard y Boussinesq.
2.6.1.3. Redes de esfuerzo de Newmark.
2.6.1.4. Otras condiciones de carga, terraplén, lineal, etc.

2. ANÁLISIS DE ASENTAMIENTOS Y EXPANSIONES
3.6. Casas de asentamiento y expansión.
3.7. Análisis de asentamiento.
3.8.1.5. Asentamiento y condiciones Esfuerzo –Deformación
3.8.1.6. Calculo por Teoría de Elasticidad
3.8.1.7.
Métodos elásticos para suelos estratificados.
3.8.1.8. Asentamientos causados por vibración.
3.8. Expansiones causadas poralivio de esfuerzos. Expansiones elásticos, expansiones diferidas.
3.9. Expansiones por hidratación de arcillas. Expansión libre y presión de expansión.

3. EMPUJE DE TIERRAS SOBRE ELEMENTOS DE SOPORTE
4.10. Empleo de estructuras de retención.
4.11. Condiciones de cedencia y tipos de empujes sobre estructuras de retención.
4.12. Empujes de tierra en reposo.
4.13. Empuje activo: Métodos de Equilibrio Plástico.
4.14.1.9. Estado plástico activo y superficie de falla.
4.14.1.10. Método de Rankine
4.14.1.11. Método de Coulomb
4.14.1.12. Método de Cullman
4.14.1.13. Método semi-empirico de Terzaghi
4.14.
Resistencia pasiva
4.15.
Aplicaciones en I.C
4.16.1.14. Dimensionamiento de muros de contención, tabla estacas y ademes.

4. ESTABILIDAD DE TALUDES
5.16. Conceptos básicos


5.17.
Tipos de deslizamientos en taludes
5.18.
Análisis de estabilidad en superficies planas
5.19.
Análisis de estabilidad en superficies curvas
5.20.
Método seco
5.21.
Método de Bishop
5.22.
Método de Janbu
5.23. Método de Taylor
5.24. Método de Fellenius

5. CAPACIDAD DE CARGA EN SUELOS
6.25.
Conceptos básicos
6.26.
Métodos elásticos
6.27.
Teoría de Terzaghi
6.28.Teoría de Skempton
6.29.
Factores que influyen en la capacidad de carga de suelos
6.30.
Métodos clásicos para el cálculo de capacidades de carga en pilotes.
6.31. Capacidad de carga en grupo de pilotes
6.32. Análisis de asentamiento de pilotes de fricción.

6. ESTRUCTURAS ENTERRADAS
7.33. clasificación de estructuras y su cálculo.
7.34. cargas sobreestructurales enterradas.

EVALUACIÓN DEL CURSO
5%----- ----- ----- asistencia
15% -------------tareas y participación
40% -------------1er examen
40% -------------2o examen
BIBLIOGRAFÍA
1. Juárez Badillo-Rico Rdgz
“Mecánica de suelos tomo ll”
2. Joseph Bowles
“Fundation Analysis and Design”
3.
Braja M. Das
“Principios de Ing.
En Cimentaciones”

DISTRIBUCIÓN DE ESFUERZOS

γm(wvol)

σ=γm*z

Teoría de Boussinesq
Hipótesis simplificatorias



σ SUELO: 1) Medio semiinfinito homogéneo
2) Medio semiinfinito isótropo
3) Medio semiinfinito linealmente elástico

ISÓTROPO: que tiene las mismas propiedades físicas en todas las direcciones, así como la permeabilidad.
LEY DE HOOKE
Los esfuerzos son proporcionales a la deformación

=EԐ
Carga puntual
Z=PZ²*IBQ
P= carga puntual
Z= profundidad
I=valor adimensional (tabla
IBQ = f(r,z)

INCREMENTO DEESFUERZO VERTICAL OCASIONADO POR UN ÁREA RECTANGULAR UNIFORMEMENTE CARGADA.

Z=w*w0
w0= coeficiente de influencia= f(m,n)
m= xz , n= yz
Con m y n se obtiene CU
Ejemplo:


Z= 2.0 TN/m2 * 0.1491
Z= 0.2982 TN/m2
-------- ----- ------ -------- ----- ------ ------------
Z=2.0 TN/m2 * 0.2481
Z=0.4962 TN/m2

ISOBARAS

-------- ----- ------ -------- ----- ------ -------- ----- ------ ------------

X=6; X’=3
y=4; y’=2
Z=2 m

Z= 2TNm²*0.3= 4

INCREMENTO DE ESFUERZO VERTICAL OCASIONADO POR UN ÁREA CIRCULAR UNIFORMEMENTE REPARTIDO


DONDE:
B= diámetro
q0=presión de contacto
(B2z)= presión de esfuerzo sobre suelo

Ejemplo:
Calcular el Z para un tanque de diámetro igual a 16 m con q0=3 TN/m2 del centro del mismo y a una profundidad de Z= 2m.
ZB/2= 2m/8= 0.25 Z= 3 TN/m2(0.992
rB/2=0/8= 0 Z= 2.98 TN/m2

INCREMENTO DE ESFUERZO VERTICAL OCASIONADO POR UNA CARGA DE TERRAPLÉN

DONDE:
q0=γH
γ=peso volumétrico del terraplén
H= altura del terraplén
as1=tan-1B1+B2z-tan-1B1z
as2= tan-1B1z
*α2 y α1 estan en radianes
Alternativamente: aˆ†σ3=q0I¨

Z= q0I’ (multiplicarlo por 2)

Ejemplo:

B1Z=63=2
B2Z=33=1 I¨= .48

q0 = δH = 15.2 t/m2
aˆ†σ3=15.2*.48*2=14.59

TEORÍA DE WESTERGARD (SUELOS ANISOTROPICOS)
Cuando el suelo es estratificado, Westergard dio una solución para obtener los incrementos de esfuerzo bajo la óptica de que el suelo se limita a deformaciones horizontales y la componente de deformación vertical es libre. En aplicaciones prácticas esto es especialmente cierto cuando se tiene un suelo cohesivo “reforzado” con finas lentes de arena.
Z= QZ²t12π11+rZ1²³/²
Z= QZ2* Iwd;
dónde: Iwd= 1π11+2rz²³/²

q0= δH = (18)(10) = 10 T/m2
I=f 23, 63
I= .49
aˆ†σ3=18tonm2(.49)(2)
aˆ†σ3=17.5
TEORÍA DE FROLICH
X= factor de distribución de esfuerzos
Esfuerzos proporcionales a las deformaciones
X= 1.5
X= 3
X= 4
X=5
σ=E


aˆ†σ3= XQ2π2z2cosx+2p => Ifch=x2π11+rz2x+22

aˆ†σ3= QZ2 Ifch

CARTA DE NEWMARK

1000 cm3 cm=333.33 escala
aˆ†σzc=wvalor de influencia#de cuadritos semicirculares
aˆ†σz=ω1-11+rz232
aˆ†σzω=0.1
rz=0.27
Ejemplo:
ω=20 ton/m2
x=2 m
y=4 m
Nivel | Sectores | Valor de Influencia | Influencia por niveles |
1° | 5 | 0.005 | 0.025 |
2° | 5 | 0.005 | 0.025 |
3° | 5 | 0.005 | 0.025 |
4° | 5 | 0.005 | 0.025 |
5° | 5 | 0.005 | 0.025 |
6° | 5 | 0.005 | 0.025 |
7° | 4.5 | 0.005 | 0.0225 |
8° | 2.9 | 0.005 | 0.0145 |
9° | 2.2 | 0.005 | 0.011 |
10° | 0.2 | 0.005 | 0.001 |
| Σ = 0.199 |
Paraz = 2 m
aˆ†σz=20 ton/m20.199
aˆ†σz=3.98 ton/m2

2.6 cm
2.6 cm

Ejemplo:


z=3 m=300 cm
3002.6=115 (escala)

Lado 12 m Lado 18 m
1200 cm115=10.43 cm 1800 cm115=15.67 cm
aˆ†σz=3.5 ton/m2280.005=0.49 ton/m2
ASENTAMIENTOS Y EXPANSIONES
St=Se+Scp+Scs
Donde:
St = Asentamiento total de la cimentación
Se = Asentamiento elástico (a corto plazo)
Scp = Asentamiento por consolidación primaria (a largo plazo)
Scs = Asentamiento por consolidación secundaria (a largo plazo)

* Asentamiento elástico
Se=qB1-ν2Es*I

Donde:
q = Presión de contacto
ν = Relación de Poison del suelo
B = Ancho del cimiento
Es = Módulo de elasticidad del suelo

* Asentamiento por consolidación primaria
Mandar hacer una prueba de consolidación para obtener la siguiente curva que se llama “de compresibilidad”.
Tramo:
AB = Tramo de recompresión
BC = Tramo virgen
CD = Tramo de descarga

Ma‚ y Ma‚‚ a la mitad del manto compresible
Ma‚ y Ma‚‚ a la mitad del manto compresible


Con los datos de la curva de compresibilidad obtenida en la prueba de consolidación, con el cálculo y dibujo de los diagramas de esfuerzos geoestáticos y de incremento de presión vertical del suelo ocasionados por la presión que ejerce la cimentación; los asentamientos por la consolidación primaria se calculan:
aˆ†H2=i=1naˆ†ei1+e0i





Política de privacidad