presiones efectivas y presiones neutras

7/22/2019 Presiones Efectivas y Presiones Neutras

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Ctedra de Geotecnia Ao 2009 Trabajo Practico N4Prof. Ing. Gabriela Souto Presiones Neutras y Efectivas

TRABAJO PRACTICO N4

PRESIONES NEUTRAS Y EFECTIVAS

EJERCICIO RESUELTO

Calcular la presin vertical efectiva en la base de la estratigrafa representadaen la figura.

Con el fin de resolver este tipo de situaciones problemticas, debemosdeterminar el estado de tensiones verticales en un plano que se encuentra auna profundidad de 30 m, con respecto a la superficie natural del terreno.

Se debe tener en cuenta que fraccin del esfuerzo normal es tomada por elagua en los espacios vacos, y cual es tomada por el esqueleto del suelo enlos puntos de contacto de las partculas del suelo.

De acuerdo a la expresin

= + U

presin normal total y es la carga total aplicada al suelo en unadeterminada profundidad. Este esfuerzo normal vemos que se divide en dos

partes. H: es el esfuerzo total tomado por los slidos del suelo en sus puntos decontacto, llamada, presin efectiva o esfuerzo efectivo. H, donde =sat

U: es la porcin tomada por el agua en los espacios vacos, y acta igual en

todas las direcciones, llamada presin neutra o intersticial U = H

Anlisis de las presiones totales

10 m

10 m

10 m

= 1.5 tn/m3

= 1.7 tn/m3

= 1.6 tn/m3

Arenagruesa

Arenagruesa

Arcilla

N.FA A

C

B

C

B


2/4


Plano A-A A= 1,53

m

Tn10 m = 15

2m

Tn

Plano B-B :

B=A 1,73

m

Tn10 m = 17

2m

Tn+ 15

2m

Tn= 32

2m

Tn

Plano C-C

C=B 1,6 3m

Tn10 m = 32

2m

Tn+ 16

2m

Tn= 48

2m

Tn

Anlisis de las presiones efectivas

Plano A-A A= 1,53

m

Tn10 m = 15

2m

Tn

Plano B-B : al encontrarse debajo de la napa de agua, tenemos que trabajarson el suelo sumergido

B=A (1,7 3m

Tn- 1

3m

Tn)10 m = 7

2m

Tn+ 15

2m

Tn= 22

2m

Tn

Plano C-C

C=B (1,6 3m

Tn- 1

3m

Tn)10 m = 22

2m

Tn+ 6

2m

Tn= 28

2m

Tn

Anlisis de las presiones neutras

Plano B-B UB= 13

m

Tn10 m = 10

2m

Tn

Plano C-C UC= UB+ 13

m

Tn10 m = 10

2m

Tn= 20

2m

Tn

Grficamente: lo podemos realizar de cualquiera de las dos formas

EJERCICIOS PROPUESTOS

U

A

B

C

= +

1515

22 1032

28 2048

A

B

C

15

32

4820

10


3/4


A

C

B

A

Arci lla sat= 19.25kN/m313.00 m

6.00 m Arena = 16. 5kN/m3

Manto impermeable

A

B

C C

B

A

2.00 m

3.00 m

6.00 m

Ejercicio N1: Dado el siguiente perfil de suelo, calcular el esfuerzo total, lapresin de poros en el agua y el esfuerzo efectivo en los puntos A, B y C

Ejercicio N2: Se realiz una perforacin exploratoria en un estrato de arcillafirme saturada. Se observ que el manto subyacente de arena estaba bajopresin artesiana. El agua en la perforacin se elev a una altura H1 por

sobre la capa de arena. Si se debe realizar una excavacin a cielo abierto enla arcilla, qu tan profunda debe hacerse la excavacin antes de que existalevantamiento de fondo?

EJERCICIO N3Determinar la presin total, efectiva y neutra en los planos AB y C mediante los datos y condiciones que los estratos indican. Asumir queno hay ascensin capilar arriba de la napa fretica y que all la arena est

hmeda (no saturada). Realizar los diagramas de ; y u.

SM = 1800 Kg/m3

SM sat= 1900 Kg/m3

CH sat= 1900 Kg/m3

EJERCICIO N 4: En el perfil estratigrfico del suelo que se indica en lafigura, se han realizado tres perforaciones en distintas pocas del ao,detectndose fluctuaciones del nivel fretico:

C

Arci lla

sat= 18.76kN/m3H1

8.00 m

Arena = 16. 5kN/m3

Manto impermeable

3.00 m

H2


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a) El nivel fretico se encuentre 1,50 m por debajo del nivel del terrenonatural. b) El nivel fretico coincide con el nivel del terreno natural. c) El nivelfretico se encuentre 2,00 m por encima del nivel del terrenoPara cada una de las tres condiciones indicadas, se pide: 1) Trazar losdiagramas de presiones totales, neutras y efectivas hasta el nivel A-A.2) Calcule las presiones en los niveles indicados, y presente los resultados en

una tabla. d) Cul es la variacin de la presin efectiva en el plano A-A?Datos

Suelo 1:s1

= 2,70 g/cm3e

1= 0,85 S

r1= 0,80 h

1= - 4,00 m

Suelo 2: s2= 2,65 g/cm3

w2

= 0,25 h2= - 6,50 m

Ejercicio N5: Un perfil de suelo est compuesto por tres estratosdiferenciados con las siguientes caractersticas:

Estrato 1: SP, = 1.80 t/m3, w = 21%, Espesor = 6.0 mEstrato 2:MH, sat= 1.70 t/m3, Espesor = 4.0 mEstrato 3: SW, wsat 31%, Espesor = 5.0 mLa napa fretica fue detectada en el primer estrato a 4m de profundidad ysobre el mismo se deposita un relleno con un peso total de 5.0 t/m

2.

Determinar: a) Diagramas de presiones totales, neutras y efectivas.b) Diagramas de presiones totales, neutras y efectivas para el caso en que lanapa ascienda hasta el nivel de terreno inicial. c) Diagramas de presionestotales, neutras y efectivas para el caso en que, debido a una inundacin, lanapa ascienda 4.0m por sobre el nivel de terreno inicial.

Suelo 1 N.F

AA

Suelo 2

NTN: 0.0

H1

H2

presiones efectivas y presiones neutras

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