C E RTA M E N 1

Mecnica de Suelos, 13 de mayo de 2014

Problema 1. (40 minutos). Para fundar una represa de tierra se debe reemplazar completamente el estrato limoso blando (Sr=0,5, GS=2,65, e=1,2) que se muestra en la figura 1. Como material de reemplazo se utilizar una mezcla del limo extrado con arena (GS=2,65, w=0,05). La relacin entre las masas hmedas de arena y limo es de 9:5. En laboratorio se obtiene la DMCS (densidad mxima compactada seca) de la mezcla mediante un ensayo Proctor: d =1,5 g/cm3 para una una humedad ptima: wopt=0,15.

Preguntas:

1.1 Determine el volumen de agua que es necesario agregar por cada metro cbico de material mezclado para compactar la mezcla de reemplazo a la DMCS y humedad ptima.

1.2 Si la arena estuviera completamente seca, determine la cantidad de agua que es necesario agregar por m3 de mezcla y la nueva relacin entre las masas hmedas de arena y limo.

Consideraciones:

El material de reemplazo ser compactado con la DMCS y humedad ptima obtenidas en el ensayo Proctor.

Figura 1. Perfil del terreno donde se fundar la represa

Problema 2. (35 minutos). El edificio de 10 pisos y dos subterrneos que se muestra en la figura 2 se funda sobre arena densa mediante una losa de fundacin cuadrada de 10 m de lado y 1,5 m de espesor. El sello de fundacin se ubica a 6,5 m bajo el nivel de terreno (N.T.) y la napa fretica (N.F.) se encuentra a los 7 m de profundidad.

Tabla 1. Densidades de la arena y la grava

Tabla 2. Carga inducida por cada uno de los pisos del edificio

Preguntas:

2.1 Calcule y grafique las tensiones geostticas totales, efectivas y la presin de poros para la proyeccin de los puntos A, B, C, D y E desde la superficie hasta la roca que se ubica a los 15 m de profundidad. Para los casos sin y con edificio.

2.2 Calcule y grafique las tensiones inducidas por el edificio para la proyeccin de los puntos A, B, C, D y E desde el sello de fundacin hasta la roca. Considere por lo menos 2 puntos por estrato.

Consideraciones

El sello de fundacin se ubica justo bajo la losa de fundacin.

El ascenso capilar del agua por sobre el nivel fretico se puede despreciar.

El dibujo no est a escala. Figura 2. Vista superior, corte X-X del edificio de 10 pisos y estratigrafa

Problema 3. (30 minutos). Para probar el efecto de compactar un suelo mediante explosivos se prepara en laboratorio una probeta cilndrica de grandes dimensiones (como se muestra en la figura 3). El suelo utilizado corresponde a una arena limosa (SM), suelta, parcialmente saturada.

Luego de la explosin se obtiene una situacin como la que se esquematiza en al figura 4.

El peso seco del suelo es Ws = 370 kN, la gravedad especfica Gs = 2,65 y el contenido de humedad inicial w0=27,2 %.

Preguntas

3.1. Determine el grado de saturacin Sr, el ndice de vacos e0 y el volumen de gas Vg del material antes de la compactacin.

3.2 Determine el grado de saturacin Sr, el ndice de vacos ef y el volumen de gas Vg del material despus de la compactacin.

Consideraciones

El suelo se encuentra compactado de manera homognea en la probeta de ensayo

El volumen de los explosivos se puede despreciar

Figura 3. Probeta de SM suelto antes de la compactacin

Figura 4. Probeta de SM compactado despus de la explosin