INGENIERA GEOTCNICA (CI66)LISTA DE EJERCICIOS N 1Ciclo 2014-01

A. Resolver los siguientes ejercicios

1. Calcule la capacidad de carga ltima para una zapata continua de 2m de ancho que se desplanta a 1.8m de profundidad en un suelo con 17 Kn/m2 de peso volumtrico en estado natural y con parmetros resistentes de C=0.2 Kpa y =25. El nivel fretico se encuentra a 10m de profundidad. Calcule la capacidad de carga admisible por resistencia considerando un FS=3. Emplear la ecuacin de Terzaghi.

RESPUESTA: A partir de la solucin presentada por la plantilla de Excel, se determin que:Q ltima= 566.4 KN/m2 5.8 kg/cm22. Determinar la capacidad de carga en un suelo arenoso de playa, sobre el cual se quiere construir una casa unifamiliar. El suelo es uniforme y de gran potencia, con nivel fretico a 1.20 m, cuyas caractersticas fsicas y mecnicas determinadas en el laboratorio indicaron lo siguiente: ngulo de friccin interna = 29, pesos unitarios natural y saturado de 17 kN/m3 y 18 kN/m3, respectivamente. Si el w igual a 10 kN/m3, determinar la capacidad de carga bruta (qbr) y la capacidad admisible (qbr/3.0) segn el mtodo de Terzaghi tanto para falla general como para falla local. Considerar el nivel de desplante a 1.2m.

Se asumi: B=1.5 m y que el tipo de cimentacin es continua, ya que esta se sita en un suelo arenoso de playa.

Primero se procedi a analizar por el mtodo de Terzaghi tanto para falla general:

Despus se procedi a analizar por el mtodo de Terzaghi tanto para falla local

RESPUESTA:

A partir de la solucin presentada por la plantilla de Excel, se determin que: Por FALLA GENERAL:Q ltima = 510.9 KN/m2 5.2 kg/cm2Q admisible = 170.3 KN/m2 1.7 kg/cm2Por FALLA LOCAL:Q ltima = 189.5 KN/m2 1.9 kg/cm2Q admisible = 63.2 KN/m2 0.64 kg/cm2

Segn estos valores, se puede notar la diferencia de ver si el tipo de falla de Corte es general o local. Esto afecta principalmente cuando se determina los factores de carga, ya que estn en funcin del ngulo de friccin interna, y este es castigado cuando es por falla local por y en el caso de la cohesin c=2/3c.

Por lo tanto, valores menores de los factores de carga Nc, Nq y Ny, menor es el valor de Q ltima y por lo tanto valor es el menor de Q admisible, siendo el Q admisible (general) =170.3 KN/m2 < Q admisible (local)= 63.2 KN/m23. Una cimentacin cuadrada tiene 1.5m de lado. El suelo que soporta la cimentacin tiene un ngulo de friccin de =30 y c=15 Kpa. El peso unitario del suelo es de 19 KN/m3. Determine la carga ltima sobre la cimentacin. Emplear la ecuacin bsica de Terzaghi. Suponga que la profundidad de cimentacin es de 1.2m y que ocurre la falla por corte general. Calcular la capacidad de carga ltima empleando los factores de capacidad de carga de Terzaghi y Vesic. Comentar los resultados entre ambos mtodos.

Primero se procedi a analizar por el mtodo de Terzaghi tanto para falla general:

Despus se procedi a analizar por el mtodo de Vesic tanto para falla general:

RESPUESTA:

A partir de la solucin presentada por la plantilla de Excel, se determin que: Por FALLA GENERAL:

Q ltima (TERZAGHI) = 1461.8 KN/m2 14.9 kg/cm2Q ltima (VESIC) = 1262.7 KN/m2 12.9 kg/cm2

Como esto fue demostrado en el anterior ejercicio, los factores de carga Nq, Nc y Ny son afectados por la formulacin de Vesic, bsicamente porque segn sus investigaciones el angulo de friccion interna se aproxima mejor a = 45 + .

4. Resuelva en ejercicio anterior suponiendo que ocurre una falla por corte local. Usar los factores de carga de Terzaghi y Vesic.

Primero se procedi a analizar por el mtodo de Terzaghi tanto para falla local:

Despus se procedi a analizar por el mtodo de Vesic tanto para falla local:

RESPUESTA:

A partir de la solucin presentada por la plantilla de Excel, se determin que: Por FALLA LOCAL:Q ltima (TERZAGHI) = 506.0 KN/m2 5.2 kg/cm2Q ltima (VESIC) = 439.5 KN/m2 4.5 kg/cm2

5. Se tiene un suelo cuyas propiedades son las siguientes: de =25 y c=20 KN/m2m, w igual a 14 kN/m3 y Df=3m. Considerando estas propiedades, determinar las dimensiones necesarias para el cimiento de la columna que transmite una carga de 882 KN, si el factor de seguridad por resistencia es 2.5. Usar la formulacin de Terzaghi.

Se asumi que w igual a 14 kN/m3 = peso unitario del suelo.

RESPUESTA:

Se us los factores de carga de Terzaghi con el mtodo de Meyerhof, lo cual resultado una cimentacin de dimensiones B=1m y L=1m.

Sin embargo, tambin se hizo la comprobacin con solo Terzaghi, en donde Qadm=882KN/Area

RESPUESTA:

Aplicando solo Terzaghi y considerando que Qadm=Carga aplicada/rea de zapata, las dimensiones de la zapata son B=1.32m y L=1.32m por el hecho de ser cuadrada y de manera construible seria B=1.35m y L=1.35m.

6. Poco despus de haberse construido una estructura sobre una zapata de 0.5x0.5m. La cimentacin descansaba en la superficie del terreno, sobre una capa uniforme de arcilla normalmente consolidada (arcilla blanda) que se extiende hasta una profundidad de 20 m y cuando el suelo soportaba una carga uniformemente distribuida de 220 KPa se produjo la rotura del mismo. Se desea saber cul es el valor medio de la cohesin en condiciones no drenadas. Usar la formulacin de Terzaghi.

Se asumi =18 kN/m3 = peso unitario del suelo.

Como el enunciado dice que el terreno es arcilla blanda normalmente consolidada, lo que indica que la falla es Local, y en donde C=0 y el , en donde una carga aplicada de 220KN=Q ultima. Con este valor se halla el valor del ngulo de friccin que es igual a .

Ahora, despus de la condicin anterior, se requiere hallar el valor de la cohesin ( C ) , cuando el terreno est en condiciones no drenadas, indica un =0 y el C. Con esta suposicin, se hall que la cohesin del terreno es de 29.6KN/m2 30KNm2.

RESPUESTA: El valor medio de la cohesin en condiciones no drenadas es de C=30KN/m2.