E X A M E N , M E C N I C A D E S U E L O S , 1 D E J U L I O D E 2 0 1 4

Problema 1. (30 minutos). Para determinar los parmetros de corte de un suelo normalmente consolidado se realizan en laboratorio dos ensayos triaxiales CU con medicin de presin de poros. Las probetas cilndricas, luego de la consolidacin presentan altura de 50mm y dimetro de 50mm. A continuacin las probetas se cortan aumentando de la tensin axial y manteniendo constante la presin lateral 3 constante.

Los resultados de los ensayos en la condicin de falla se muestran en siguiente tabla. Se indican las presiones de confinamiento, fuerza axial P, presin de poros u y variacin de la altura h.

Ensayo 3 [kN/m2] P [kN] u [kN/m2] h [mm]

Nr. 1 200 0,267 110 6

Nr. 2 400 0,53 220 5,5

Analice los resultados obtenidos, determine los parmetros de corte y dibuje los crculos de Mohr en las siguientes condiciones: a) en funcin de las tensiones totales y b) en funcin de las tensiones efectivas

Se debe realizar un tercer ensayo triaxial CU con una presin de cmara 3 = 550kN/m2. Qu resultado se espera para la tensin total axial 1 considerando los resultados obtenidos en las dos primeras probetas? En estas condiciones qu valores se obtienen para las tensiones normales y de corte en la superficie de falla?.

Problema 2. (30 minutos). Un subsuelo debe ser compactado para poder utilizarlo como base de fundacin de una estructura. El suelo corresponde a una arena limosa con GS = 2,7, d =1,6 g/cm3, emin=0,57 y emax=0,97. En terreno se busca alcanzar en promedio un 90% de la densidad relativa hasta la profundidad D.

Para compactar el suelo se dejar caer libremente una placa de 50 toneladas, de base cuadrada de 4m de lado desde 20m de altura. Las pruebas indican que la placa logra penetrar aproximadamente 1m en el suelo luego de 5 intentos. Con esto se logra compactar el suelo hasta la profundidad de influencia D. (Figura 1).

Determine la distancia A, a la que se debe dejar caer la masa para lograr la densidad buscada.

Consideraciones:

Aproxime la profundidad de influencia como: D = 0,5(W h)1/2, dnde D: profundidad de influencia en metros, W: masa de la placa en toneladas, h: altura de cada en metros.

Se asume que el efecto de la compactacin afecta solamente la columna de suelo bajo la placa.

Luego de la compactacin la superficie del terreno se empareja. Con este trabajo, la densidad del suelo no cambia ni se pierde material en el proceso.

Aproxime la aceleracin de gravedad a 10 m/s2

Figura 1. Izquierda: seccin de la placa de compactacin y profundidad de influencia. Derecha: disposicin en planta de la separacin entre elementos.

Problema 3. (30 minutos). La figura 2 muestra los resultados de 4 ensayos de corte directo realizados a arenas secas. Se observa la relacin entre la fuerza de corte FT y el desplazamiento horizontal s. La masa utilizada para aplicar la carga vertical sobre la probeta es de 8kg (ensayos 1 y 2) y 12kg (ensayos 3 y 4). El brazo que transmite la carga hasta la probeta amplifica la masa con un factor de 10x. La seccin transversal de todas las probetas es de 10 x 10 cm2.

a) Por qu las curvas Fuerza - desplazamiento de la figura 2 muestran diferentes recorridos?

b) Dibuje en un nico diagrama las correspondientes rectas que permitan determinar el ngulo de friccin peak y residual.

c) Qu valor se obtiene para los ngulos peak y residual?

Figura 2. Fuerza de corte - desplazamiento horizontal. Izquierda: ensayos 1 y 2. Derecha: ensayos 3 y 4

s (desplazamiento horizontal) s (desplazamiento horizontal)