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Soil Mechanics Laboratory Test Analysis, Cheat Sheet of Law

The analysis of a soil mechanics laboratory test, including the determination of the soil specimen's physical properties, such as moisture content, dry density, and void ratio. The document also includes the calculation of shear stress, normal stress, and normalized stress for the soil specimen under different loading conditions. Additionally, the document proposes practical exercises to analyze the settlement and vertical stress of foundations on different soil types and geometries. The analysis covers both rectangular and circular foundation shapes, as well as different depths of investigation. A comprehensive understanding of the soil mechanics principles and their application in practical engineering problems.

Typology: Cheat Sheet

2020/2021

Uploaded on 07/19/2024

yomira-cordova-paredes
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Download Soil Mechanics Laboratory Test Analysis and more Cheat Sheet Law in PDF only on Docsity! FACULTAD DE INGENIERÍA Ingeniería Civil _______________________________________________ ____ TRABAJO FINAL Ingeniería Geotécnica ALUMNOS: - Arámbulo Adrianzen Sergio Sebastián (U21205680) - Castro Viera Jaritza Marisela (U21227071) - Córdova Paredes María Yomira (U2 0246105) - Fernández Pacherre María Jhosefa (U21231946) - Flores Santos Betsy Esther (U21221987) - Nizama Cruz Luz Angelica (U2 1220863) - Onsebay Merino Luis Ignacio (U20306804) DOCENTE: Mg. Ing. Carlos Martin Machado Medina 1 Piura – Perú ESPECIMEN 1 1. Completar los datos faltantes en la siguiente tabla. DATOS DEL ESPECIMEN Espécimen I Peso húmedo de la muestra + Peso del anillo (g) 217.10 g Peso del anillo (g) 81.2 g Peso de la muestra húmeda (g) 135.9 g Peso de la muestra seca (g) 113.20 g Peso del agua (g) 22.7 g Contenido de humedad (%) 20.05 % Densidad húmeda (g/cm3) 1.94 g/cm3 Densidad seca (g/cm3) 1.62 g/cm3 Peso del agua ( g )=Peso de lamuestrahumeda ( g )−Peso de lamuestra seca(g) Peso del agua ( g )=135.9 g−113.20 g=22.7 g Contenido dehumedad (% )= Peso del agua(g) Peso de la muestraseca (g) Contenido dehumedad (% )= 22.7 g 113.20 g ∗100=20.05 % Volumen=Areainicial∗( Altura inicial 10 ) Volumen=29.2∗( 24.0 10 )=70.08 cm3 Densidad húmeda ( g cm3 )=Peso de lamuestra humeda(g) Volumen(cm 3) γh= 135.90 g 70.08 cm3 =1.94 g /cm3 Densidad seca( g cm3 )=Peso de lamuestra seca(g) Volumen(cm3) γd= 113.20 g 70.08 cm3 =1.62g /cm3 2 Esf .Cort . 6 ( kg cm2 )=12.63 kgf 29.2cm2 =0.433 kg/cm 2 Esf .Cort . 7( kg cm2 )=13.25 kgf 29.2cm2 =0.454 kg/cm 2 Esf .Cort . 8 ( kg cm2 )=14.05 kgf 29.2cm2 =0.481 kg /cm2 Esf .Cort . 9 ( kg cm2 )=15.25 kgf 29.2cm2 =0.0.522 kg /cm2 Esf .Cort . 10( kg cm 2 )= 16.38 kgf 29.2 cm2 =0.561 kg /cm2 Esf .Cort . 11( kg cm 2 )=16.25 kgf 29.2 cm2 =0.557 kg /cm2 Esf .Cort .12( kg cm 2 )=16.14 kgf 29.2 cm2 =0.553 kg /cm2 Esf .Cort . 13( kg cm 2 )=16.09 kgf 29.2 cm2 =0.551 kg /cm2 Esf .Cort .14 ( kg cm2 )=16.02 kgf 29.2cm2 =0.549 kg /cm2 Esfuerzo Normal( kg cm2 )= EsfuerzoCortante (kg /cm2) Esfuerza Normal(kg /cm2) Esf . Norm .1( kg cm 2 )= 0.147 kg cm2 0.0514 kg cm2 =2.860 kg /cm2 Esf . Norm .2( kg cm 2 )= 0.231 kg cm2 0.0514 kg cm2 =4.493kg /cm2 Esf .Norm .3( kg cm 2 )= 0.279 kg cm2 0.0514 kg cm 2 =5.433 kg /cm2 Esf . Norm .4 ( kg cm2 )= 0.330 kg cm2 0.0514 kg cm2 =6.420 kg/cm 2 5 Esf . Norm .5 ( kg cm2 )= 0.358 kg cm 2 0.0514 kg cm 2 =6.967 kg/cm 2 Esf . Norm .6 ( kg cm2 )= 0.433 kg cm 2 0.0514 kg cm 2 =8.420 kg/cm 2 Esf . Norm .7 ( kg cm2 )= 0.454 kg cm2 0.0514 kg cm2 =8.833 kg/cm 2 Esf . Norm .8 ( kg cm2 )= 0.481 kg cm2 0.0514 kg cm 2 =9.367 kg/cm 2 Esf . Norm .9 ( kg cm2 )= 0.522 kg cm2 0.0514 kg cm 2 =10.167 kg /cm2 Esf .Norm .10 ( kg cm2 )= 0.561 kg cm2 0.0514 kg cm 2 =10.920 kg /cm2 Esf . Norm .11( kg cm 2 )= 0.557 kg cm2 0.0514 kg cm 2 =10.833 kg /cm2 Esf . Norm .12( kg cm 2 )= 0.553 kg cm2 0.0514 kg cm 2 =10.760 kg /cm2 Esf . Norm .13 ( kg cm2 )= 0.551 kg cm2 0.0514 kg cm 2 =10.727 kg /cm2 Esf .Norm .14 ( kg cm2 )= 0.549 kg cm 2 0.0514 kg cm2 =10.680 kg/cm 2 6 Esfuerzo Normalizado( τ σ )=Esfuerzo Normal( kg cm 2 ) Esf .Normalizado 1( τ σ )=2.860( kg cm2 ) Esf . Normalizado 2( τ σ )=4.493( kg cm 2 ) Esf . Normalizado 3( τ σ )=5.433( kg cm2 ) Esf . Normalizado 4 ( τ σ )=6.420( kg cm2 ) Esf . Normalizado 5( τ σ )=6.967( kg cm 2 ) Esf . Normalizado 6( τ σ )=8.420( kg cm 2 ) Esf . Normalizado 7( τ σ )=8.833( kg cm 2 ) Esf . Normalizado 8( τ σ )=9.367( kg cm2 ) Esf .Normalizado 9( τ σ )=10.167( kg cm 2 ) Esf . Normalizado 10( τ σ )=10.920( kg cm2 ) Esf . Normalizado 11( τ σ )=10.833 ( kg cm2 ) Esf . Normalizado 12( τ σ )=10.760 ( kg cm2 ) Esf . Normalizado 13( τ σ )=10.727( kg cm2 ) Esf . Normalizado 14( τ σ )=10.680( kg cm 2 ) 7 CURVA DEFORMACIÓN DATOS: - Altura de drenaje: 1.107 - Coeficiente de consolidación: 0.226 - H inicial: 2.4 - Deformación final: 0.186 - T50 = 0.197 - Tiempo 50 = 1.07 3. Proponer con el tipo de material encontrado en campo un ejercicio práctico donde se analice el asentamiento que pueda sufrir una cimentación. Calcular asentamiento total. EJERCICIO PROPUESTO: Se va a suponer que el tipo de material encontrado en campo es arcilla normalmente consolidada, donde tenemos una cimentación rectangular que se apoya en este estrato de arcilla, por lo que queremos calcular el asentamiento total de la cimentación debido a la carga aplicada. 10 S= qB (1+e0 ) 1+ B L × H 1+ 2 H B × mv SOLUCIÓN: Cálculos:  Carga aplicada por unidad de área (q): q= Q B∗L q=500 KN /m 2 2 m∗4m =62.5 KN  Asentamiento total: S= qB (1+e0 ) 1+ B L × H 1+ 2 H B × mv S=62.5 KN × 2 m (1+0.6 ) 1+ 2 m 4 m × 3m 1+ 2 ×3m 2m × 0.0005 m2/ KN 11 Datos de Ejercicio: B: 2 m L: 4 m Q: 500 kN H: 3 m e0: 0.6 mv: 0.0005 m²/kN Donde: S: asentamiento total(m) q: Carga aplicada por unidad de área(kN/m²) B: ancho de la cimentación (m) L: longitud de la cimentación (m) e0: relación de vacíos inicial H: espesor del estrato comprimible (m) mv: módulo de compresibilidad (m²/kN) 4. S=200 1.5 ×0.75 ×0.0005=0.025 m=2.5 cmProponer con el tipo de material encontrado en campo un ejercicio práctico donde se analice el esfuerzo vertical a dos determinadas profundidades (3 y 5 m) en dos tipos de terreno: rectangular de 10 m y 15 m y circular de 7.5 m de diámetro. En vista de planta deben considerar 3 puntos a asignar. EJERCICIO PROPUESTO: Tipos de cimentación: Rectangular: 10 m x 15 m Circular: 7.5 m de diámetro Profundidades de análisis: z= 3 m z= 5 m Supongamos una carga uniforme de 100 K/m2 aplicada en ambas cimentaciones. Suelo: Arena normalmente consolidada σz= 3Q 2 π∗z2 ( 1 (1+( r z ) 2 ) 5 2 ) Para el análisis en planta, consideraremos 3 puntos a diferentes distancias del centro de la cimentación. - Cimentación Rectangular (10 m x 15 m) Puntos en planta: Punto A: centro de cimentación (0,0) 12 Donde: σ z: es el esfuerzo vertical a una profundidad z Q: carga aplicada B: ancho de cimentación Z: profundidad  PROFUNDIDAD A 3 M: Punto A: σ z=5.3052kN /m2 Punto B: σz=3×100 2π × 32 ( 1 (1+( 3.75 3 ) 2 ) 5 2 ) σ z=0.5048 kN /m 2 Punto C: σ z=2.327 kN /m 2  PROFUNDIDAD A 5 M: Punto A: σ z=1.91kN /m2 15 r=0 σz=3×100 2π × 32 ( 1 (1+( 0 3 ) 2) 5 2 ) r=3.75 r=1.875 σz=3 ×100 2 π × 32 ( 1 (1+( 1.875 3 ) 2) 5 2 ) r=0 σ z=3 ×100 2 π ×52 ( 1 (1+( 0 5 ) 2 ) 5 2 ) Punto B: σ z=0.626 kN /m 2 Punto C: σ z=1.3740 kN /m2 5. Determinar el esfuerzo vertical del enunciado anterior mediante la carta de Newmark. RECTANGULAR: σz /w r/z RADIO Z=3 RADIO Z=5 0.1 0.27 0.81 1.35 0.2 0.40 1.20 2.00 0.3 0.52 1.56 2.60 0.4 0.64 1.92 3.20 0.5 0.77 2.31 3.85 0.6 0.92 2.76 4.60 0.7 0.11 3.33 5.55 0.8 1.39 4.17 6.95 0.9 1.91 5.73 9.55  Para hallar r/z: 16 r=3.75 σz=3 ×100 2 π ×52 ( 1 (1+( 3.75 5 ) 2) 5 2 ) r=1.875 σz=3×100 2π ×52 ( 1 (1+( 1.875 5 ) 2) 5 2 ) σz w =1−[ 1 1+( r z ) 2 ] 2 3 0.1=1−[ 1 1+( r z ) 2 ] 2 3 Aplicamos SOLVE: r/z=0.27  Para hallar V1: V 1= 1 N ° Divisiones V 1= 1 180 =0.0055  Para hallar variación del esfuerzo del RECTANGULAR (z=3): ∆ σ=V 1∗q(Carga)∗N ∆ σ=0.0055∗100∗177.6 ∆ σ=97.68  Para hallar variación del esfuerzo del CIRCULAR(z=3): ∆ σ=V 1∗q(Carga)∗N ∆ σ=0.005∗100∗150 ∆ σ=75  Para hallar variación del esfuerzo del RECTANGULAR (z=5): ∆ σ=V 1∗q(Carga)∗N ∆ σ=0.0055∗100∗454.6 ∆ σ=85.03  Para hallar variación del esfuerzo del CIRCULAR (z=5): ∆ σ=V 1∗q(Carga)∗N ∆ σ=0.0055∗100∗99 ∆ σ=49.5 17 Z=5m (RECTANGULAR) 20 5m (CIRCULAR) Z=' 21