CUADERNO DE PRÁCTICAS
MECÁNICA DEL SUELO
Y
CIMENTACIONES
Calificación de prácticas nº
1 2 3 4 5 6 7 8
CURSO 2012/2013
1ER CUATRIMESTRE
Nombre y apellidos del alumno:
U
Nº de Expediente:
GRUPO
B
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cuaderno ej. mecanica del suelo, Apuntes de Arquitectura
Asignatura: Mecánica del suelo, Profesor: , Carrera: Fundamentos de la Arquitectura, Universidad: UPM
Tipo: Apuntes
2016/2017
1 / 35
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CUADERNO DE PRÁCTICAS
MECÁNICA DEL SUELO
Y
CIMENTACIONES
Calificación de prácticas nº
CURSO 2012/
ER
CUATRIMESTRE
Nombre y apellidos del alumno:
U
Nº de Expediente:
GRUPO
B
PRÁCTICA Nº 1
1.1- A partir de las curvas g ranulométricas que se adjuntan, determinar los porcentajes de cada
tipo de suelo y denominar los terrenos.
SUELO Nº 1 SUELO Nº 2 SUELO Nº 3 SUELO Nº 4
% Grava: % Grava: % Grava: % Grava:
% Arena: % Arena: % Arena: % Arena:
% Limo: % Limo: % Limo: % Limo:
% Arcilla: % Arcilla: % Arcilla: % Arcilla:
Denominación: Denominación: Denominación: Denominación:
1.2.- Identificar los siguientes cuatro suelos:
SUELO Nº 1
Tamaño máximo: 2 + U mm = _______ mm % Pasa tamiz 200: 4 + 2 x U % = ______ % Suelo NO plástico Identificación:
SUELO Nº 2
Tamaño máximo: 2 + Umm = ______ mm % Pasa tamiz 200: 40 + 2 x U % = ______% wL = 30 + 4 x U % = ______ % y wP = 20 + 0,5 x U % = ______ % Identificación:
20
0
60
40
100
80
% QUE PASA
100
TAMANO DE LAS PARTICULAS EN mm
10 1 0.1 0.01 0.
#2 mm #nº 200
Porosidad (%)
n =
Grado de saturación (%)
S =
Peso específico aparente (kN/m^3 )
γ ’ =
Peso específico saturado (kN/m 3 )
γ sat =
Peso específico sumergido (kN/m^3 )
γ sum =
1.5.- En el terreno de la figura, determinar las leyes de presiones verticales y horizontales.
' =21 kN/m
3,0 m
2,5 m
(kN/m ) (kN/m )
3
v
(^2) U(kN/m (^2) )
h
2
K =0,5o
v (kN/m^2 )^ h (kN/m^2 )
N.F.
A
SAT
Arena
3,0 m
Arcilla
SAT' =19 kN/m
K =0,4o
3
γ’ = 21 – 0,1 x U kN/m 3 K 0 = 0,
q = 1 x U kN/m 2
1.6.- Para el mi smo terreno de la pregunta anterior nº 5, dibujar lo s círculos de
correspondientes al e stado tensional en el punto A, definir el P olo y determinar (gráfica analíticamente) las tensiones normal y tangencial (totales y efectivas) sobre un plano que forme un ángulo de 30º con la horizontal.
σ ’ A = τ ’ A =
σ A = τ A =
(kN/m )
50
(^50 150 )
(kN/m )^2
(^0100)
2.2.- Los parámetros resistentes de una arcilla son los siguientes:
Cu = 160 kN/m^2 C’ = 50 kN/m^2 φ’ = 23º
Determinar (analítica y gráficamente):
a. La resistencia a compresión simple, indicando si se trata de una arcilla blanda, media o dura. qu = Arcilla
b. La tensión vertical con la que se produciría la rotura en un ensayo de corte triaxial, del tipo CD (con consolidación y con drenaje en rotura) para una presión de confinamiento σ 3 = 200 kN/m^2.
Ensayo CD → σ 1 =
c. La tensión vertical con la que se produciría la rotura en un ensayo de corte triaxial, del tipo UU (sin consolidación y sin drenaje en rotura) para una presión de confinamiento σ 3 = 200 kN/m^2.
Ensayo UU → σ 1 =
2.3.- Proponer, conforme a las especificaciones del DB-SE-C, una campaña de investigación del
terreno “in situ” para el edificio de la figura, en el supuesto de que el terreno es el del corte estratigráfico adjunto e indicar, justificando los motivos, el tipo de técnicas de reconocimiento a realizar, proponer los ensayos “in situ” que deberían utilizarse y las muestras que deberían extraerse y las profundidades a realizarlos para poder definir las características del terreno.
Tipo de edificio
Tipo de terreno
Tipo de Técnica de reconocimiento
Número de puntos de reconocimiento
Localización
(kN/m )
100
(^100 300 )
(kN/m )^2
0 200 400
MARGA CALIZA
12,0m
15,0m
ARCILLA
9,0 m
12,0m
ARENA
6,0 m
9,0 m
RELLENOS
1,0 m
6,0 m
TIERRA VEGETAL
0, 1,0 m
N.F PROF.TIPO DESCRIPCIÓN
EDIFICIO DE VIVIENDAS ENTRE MEDIANERÍAS
**8 PLANTAS
2 SÓTANOS**
12,0 m
CALLE
18,0 m
12,0 m
16,0 m 12,0 m
5 Plantas
1 sótano
5 Plantas
1 sótano
5 Plantas
1 sótano
Patio
1 sótano
2. 4.- Indicar las principales diferencias entre el ensayo de penetración estándar y el ensayo de
penetración dinámica tipo “borro”.
DIFERENCIAS:
2.5.- Indicar valores aproximados del índice N 30 para los siguientes suelos:
Arena floja → N 30 =
Arena media → N 30 =
Arena compacta → N 30 =
Rellenos → N 30 =
Marga caliza → N 30 =
2.6.- Indicar los ensayos de laboratorio más adecuados para las siguientes muestras:
Ensayos sobre una muestra alterada de arena:
Ensayos sobre un testigo parafinado de roca caliza:
Ensayos sobre una muestra inalterada de arcilla:
PRÁCTICA Nº 3
3.1. Dimensionar la zapata de planta cuadrada de la figura, para obtener un coeficiente de
seguridad mínimo F = 3, en condiciones de corto y de largo plazo. El c anto de la
zapata es de 0,6 m, l a solera, 0,2 m (γhorm = 25 kN/m^3 ) y el encachado de piedra (γ =
21 kN/m^3 ), 0,4 m.
1,5 m 2
B x B
P=800 kN
q =150 kN/m
'=18 kN/m
u o
3
c'=0 kN/m^2 '=0, E=40.000 kN/m 2
HUNDIMIENTO A CORTO PLAZO:
φk = qu =
N (^) c = N (^) q = (^) Nγ =
dc = dq = (^) dγ =
s (^) c = s (^) q = (^) sγ =
c (^) k = qh.neta= q0k =
qh = qadm = B (m) =
HUNDIMIENTO A LARGO PLAZO:
φk = qu =^ c^ k =
N (^) c = N (^) q = (^) Nγ =
dc = dq = (^) dγ =
s (^) c = s (^) q = (^) sγ =
Q (^) 0k = qh.neta =
qh = qadm = B (m) =
Terreno arcilloso
γ’ = 18 kN/m 3 q (^) u = 150 + 5 x U kN/m^2 ϕ’ = 22º c’ = 10 + 0,5 x U kN/m^2 υ’ = 0, E = 40.000 + 200 x U kN/m^2
1,2 m
s (^) c = s (^) q = (^) sγ =
c (^) k = qh.neta = q0k =
qh = qadm = P (kN) =
HUNDIMIENTO A LARGO PLAZO :
φk = qu =^ c^ k =
N (^) c = N (^) q = (^) Nγ =
dc = dq = (^) dγ =
s (^) c = s (^) q = (^) sγ =
Q (^) 0k = qh.neta = qh =
qadm = P (Kn) = Pmax
(kN) =
3.4.- Para el pozo de planta cuadrada de la figura, determinar:
a) El coeficiente de seguridad frente al hundimiento en condiciones de carga rápida sin drenaje. b) El coeficiente de seguridad frente al hundimiento en condiciones de carga lenta con drenaje. c) El asiento elástico total bajo el centro de la zapata, en el supuesto de carga flexible.
ARCILLA
1,5 m
q =180 kN/mu 2
'=25o
c'=15 kN/m 2
'=18 kN/m 3
1,8 m x 1,8 m
900 kN
E'=30.000 kN/m^2
'=0,
P = 900 + 20 x U kN
qu = 180 + 10 x U kN/m^2
2,5 m
HUNDIMIENTO A CARGA RÁPIDA:
φ k = Nc = Nq = (^) N γ = dc = dq = (^) d γ = s (^) c = s (^) q = (^) s γ = i (^) c = i (^) q = (^) i γ = t (^) c = t (^) q = (^) t γ = qu = c (^) k = Q0k = qh = qh.neta = P = γ corto.plazo=
¿Es correcto?
Solución :
HUNDIMIENTO A CARGA LENTA:
φ k = Nc = Nq = (^) N γ = dc = dq = (^) d γ = s (^) c = s (^) q = s γ = i (^) c = i (^) q = (^) i γ = t (^) c = t (^) q = (^) t γ = qu = c (^) k = Q0k = qh = P = (^) γ largo.plazo=
¿Es correcto?
Solución :
ASIENTO ELÁSTICO BAJO EL CENTRO:
qb = qoK = qneta = 2a K 0 s(mm) =
PRÁCTICA Nº 4
4.1 Obtener la cióndistribu de presiones en la base de l a zapata
rectangular de la fi gura, aplicando el CTE DB-SE-C y c omprobar la
validez para σadm = 250 kN/m^2. El lado L es paralelo al eje x y el lado
B es paralelo al eje y, el canto es de (γhormigón = 25 kN/m^3 )
P = 750 KN
Mx = 20 mkN
My = 30 mkN
Hx = 50 kN
B* (m) L* (m) qb (kN/m^2 )
Validez
4.2 Obtener la ción de t ensiones en la z apata de ladistribu pregunta 4.1 considerando los
siguientes esfuerzos:
P = 750 KN
Mx = 30 mkN
My = 40 mkN
Hx = 80 kN
B* (m) L* (m) qb (kN/m^2 )
Validez
Lx = 2 m
B y = 1,8 m
Canto = 0,6 m
4.3 Obtener la cióndistribu de tensiones de la zapata anterior, con los esf uerzos de la
pregunta 4.2, utilizando las condiciones del libro de Mecánica del Suelo, comprobando la
validez para σmax = 1,25 σadm kN/m^2. Calcular el armado según la EHE, considerando la
zapata rígida y con un recubrimiento de 0,05 m, ya que existe capa de asiento de 0,1 m.
σmax
(kN/m 2 )
σmin
(kN/m 2 )
σ 1 (kN/m^2 ) σ 2 (kN/m^2 )
Validez
Armado
4.4 Obtener la ción de tensiones de la zapata anterior, con los esfuerzos siguientes,distribu
utilizando las condiciones del libro de Mecánica del Suelo, comprobando la validez para
σmax = 1,25 σadm kN/m^2. Calcular el armado según la EHE, considerando la zapata rígida
y con un recubrimiento de 0,05 m, ya que existe capa de asiento de 0,1 m.
P = 750 KN
Mx = 120 mkN
My = 100 mkN
Hx = 80 kN
σmax
(kN/m 2 )
Validez
Armado
4.7.- Para las zapatas de hormigón armado (γhormigón=25 kN/m^3 ) unidas por una viga ce ntradora de
la figura,
Determinar:
- Las tensiones que cada una de la s dos zapatas transmite al terreno. Si la presión admisible del terreno es q (^) adm = 250 kN/m^2 , ¿están bien dimensionadas?
Zapata 1 R’ 1 = R 1 qb.1 = ¿Es válido?
Zapata 2 R’ 2 = R 2 qb.2 = ¿Es válido?
- Calcular el momento flector para el que habría que dimensionar la viga centradora.
M =
6,0 m
1,0 m
700 kN 1.500 kN
0,3 m
2,0 m 2,5 m
2,0 m 2,5 m
ZAPATA 1 ZAPATA 2
N 1 = 700 + 20 x U kN N 2 = 1.400 + 30 x U kN L = 6 m
700 kN
0,4 m
3,5 m
1,0 m
1,8 m
L
T
4.8.- Para centrar la carga de la zapata de medianería de hormigón armado (γhormigón=25 kN/m^3 ) de
la figura, se recurre a la colaboración de una viga situada a 3,5 m de alt ura sobre el plano de coronación de la zapata,
Determinar:
- El lado (L) de la zapata para que la tensión que ésta transmite al terreno sea q (^) adm ≤ 250 kN/m^2.
- La tracción (T) en la viga.
- El momento flector en la base del pilar y el armado correspondiente
L = T = M =
Armado =
N 1 = 700 + 20 x U kN
0,3 m
2,0 m