Geotecnia Final

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    04-Jul-2015

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<p>TRABAJO 03 TEMA 02 EJERCICIOS DE GEOTCNIA APLICADA A LA CONSTRUCCIN</p> <p>LUIS EDUARDO MORENO PINTO MARIO ERNESTO VACCA GMEZ</p> <p>U.S.T.A. MAESTRIA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES GEOTCNIA APLICADA A LA CONSTRUCCIN BOGOT D.C. II SEMESTRE 2010</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>TRABAJO 03 TEMA 02 EJERCICIOS DE GEOTCNIA APLICADA A LA CONSTRUCCIN</p> <p>LUIS EDUARDO MORENO PINTO MARIO ERNESTO VACCA GMEZ</p> <p>TRABAJO DE CLASE</p> <p>Profesor: JORGE ARTURO PINEDA JAIMES, Ingeniero Civil, MIG, PhD (c). Asignatura GEOTCNIA APLICADA A LA CONSTRUCCIN</p> <p>U.S.T.A. MAESTRIA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES GEOTCNIA APLICADA A LA CONSTRUCCIN BOGOT D.C. II SEMESTRE 2010Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>2</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>TABLA DE CONTENIDO TABLA DE CONTENIDO.................................................................................................3 I. II. III. INTRODUCCIN .......................................................................................................4 OBJETIVOS ............................................................................................................5 DESARROLLO ........................................................................................................6</p> <p>EJERCICIO 1............................................................................................................................ 8 Parte a). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 4m y Cu=50kPa.............................. 8 Parte b). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 4m y Cu=20kPa. ............................ 9 Parte c). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 2m y Cu=50kPa. ........................... 10 Parte d). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 10 m y Cu=50kPa......................... 12 Parte e). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 10m y Cu=20kPa. ......................... 13 Parte a). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 4m y Cu=50kPa............................ 14 Parte b). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 4m y Cu=20kPa. .......................... 16 Parte c). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 2m y Cu=50kPa. ........................... 17 Parte d). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 10m y Cu=50kPa. ........................ 18 Parte e). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 10m y Cu=20kPa. ......................... 19</p> <p>IV. V. VI.</p> <p>CONCLUSIONES ..................................................................................................22 RECOMENDACIONES.........................................................................................23 BIBLIOGRAFA ....................................................................................................24</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>3</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>I.</p> <p>INTRODUCCIN</p> <p>Es necesario tener un adecuado conocimiento sobre el comportamiento de un talud frente a sus posibles condiciones de falla o su susceptibilidad a la inestabilidad siempre que se pretenda adelantar una obra de Ingeniera, lo cual se refleja enormemente en los costos y en la seguridad que ofrezca el talud, por ello, es necesario adelantar un anlisis detallado de estabilidad apoyado con investigaciones de campo (in situ) y de laboratorio, para poder establecer unas caractersticas geomecnicas del terreno, determinando su comportamiento y por ende los mecanismos de falla posibles. Mediante el presente escrito se pretende mostrar el clculo del factor de seguridad de diferentes taludes mediante el mtodo aproximado de Janb, mediante el uso de bacos o nomogramas.</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>4</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>II.</p> <p>OBJETIVOS</p> <p>Analizar, evaluar y profundizar en los conceptos bsicos de la geotecnia, especialmente el anlisis de estabilidad de taludes. Entender y establecer las condiciones en las cuales se podra presentar la falla de un talud. Determinar los valores del Factor de Seguridad de taludes mediante el uso de diferentes parmetros. Analizar la variacin del factor de seguridad al variar factores como el angulo de inclinacin del talud, la cohesin del suelo, la distancia entre la pata del talud y el estrato firme o rgido, entre otros. Adquirir conceptos tcnicos que fortalezcan el criterio ingenieril para la toma de decisiones en el diseo o ejecucin de obras de construccin de estabilizacin con taludes.</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>5</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>III.</p> <p>DESARROLLO</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>6</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>7</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>EJERCICIO 1. Empleando los nomogramas del mtodo aproximado de Janbu, determine el factor de seguridad para taludes en las siguientes condiciones: Para el desarrollo de los ejercicios se asume: y y Un ngulo del talud F igual a 60. Un peso unitario promedio del suelo ( ) igual a 18 KN/m3.</p> <p>Parte a). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 4m y Cu=50kPa.</p> <p>F=60</p> <p>H=4m</p> <p>D=4m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Se efecta la localizacin del centro del circulo crtico (X0 , Y0) Inicialmente debo calcular el valor de d, para ir despus a los nomogramas junto con el ngulo F asumido:</p> <p>Con los cuales obtengo el valor de x0=0,15 y de y0=1,90 Por lo cual: Y0=y0 H =1,90 x 4,00=7,6m. X0=x0 H =0,15x 4,00 = 0,60m.</p> <p>F=60</p> <p>H=4m</p> <p>D=4m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>8</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>Ahora debo calcular el valor de No, en el nomograma con el valor del ngulo F asumido y con el valor de d: No=5,26 Ahora calculo el valor de Pd: </p> <p>Ahora calculo el factor de seguridad F de la siguiente forma:</p> <p>Parte b). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 4m y Cu=20kPa.</p> <p>F=60</p> <p>H=4m</p> <p>D=4m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Se efecta la localizacin del centro del circulo crtico (X0 , Y0) Inicialmente debo calcular el valor de d, para ir despus a los nomogramas junto con el ngulo F asumido:</p> <p>Con los cuales obtengo el valor de x0=0,15 y de y0=1,90 Por lo cual:Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>9</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>Y0=y0 H =1,90 x 4,00=7,6m. X0=x0 H =0,15x 4,00 = 0,60m.</p> <p>F=60</p> <p>H=4m</p> <p>D=4m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Ahora debo calcular el valor de No, en el nomograma con el valor del ngulo F asumido y con el valor de d: No=5,26 Ahora calculo el valor de Pd: </p> <p>Ahora calculo el factor de seguridad F de la siguiente forma:</p> <p>Parte c). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 2m y Cu=50kPa.</p> <p>F=60</p> <p>H=4m</p> <p>D=2m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Se efecta la localizacin del centro del circulo crtico (X0 , Y0)</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>10</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>Inicialmente debo calcular el valor de d, para ir despus a los nomogramas junto con el ngulo F asumido:</p> <p>Con los cuales obtengo el valor de x0=0,15 y de y0=1,90 Por lo cual: Y0=y0 H =1,90 x 4,00=7,6m. X0=x0 H =0,15x 4,00 = 0,60m.</p> <p>F=60</p> <p>H=4m</p> <p>D=2m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Ahora debo calcular el valor de No, en el nomograma con el valor del ngulo F asumido y con el valor de d: No=5,26 Ahora calculo el valor de Pd: </p> <p>Ahora calculo el factor de seguridad F de la siguiente forma:</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>11</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>Parte d). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 10 m y Cu=50kPa.</p> <p>F=60</p> <p>H=4m</p> <p>D=10m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Se efecta la localizacin del centro del circulo crtico (X0 , Y0) Inicialmente debo calcular el valor de d, para ir despus a los nomogramas junto con el ngulo F asumido:</p> <p>Con los cuales obtengo el valor de x0=0,15 y de y0=1,90 Por lo cual: Y0=y0 H =1,90 x 4,00=7,6m. X0=x0 H =0,15x 4,00 = 0,60m.H=4m</p> <p>F=60</p> <p>D=10m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Ahora debo calcular el valor de No, en el nomograma con el valor del ngulo F asumido y con el valor de d: No=5,26 Ahora calculo el valor de Pd: </p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>12</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>Ahora calculo el factor de seguridad F de la siguiente forma:</p> <p>Parte e). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 10m y Cu=20kPa.</p> <p>F=60</p> <p>H=4m</p> <p>D=10m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Se efecta la localizacin del centro del circulo crtico (X0 , Y0) Inicialmente debo calcular el valor de d, para ir despus a los nomogramas junto con el ngulo F asumido:</p> <p>Con los cuales obtengo el valor de x0=0,15 y de y0=1,90 Por lo cual: Y0=y0 H =1,90 x 4,00=7,6m. X0=x0 H =0,15x 4,00 = 0,60m.H=4m</p> <p>F=60</p> <p>D=10m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Ahora debo calcular el valor de No, en el nomograma con el valor del ngulo F asumido y con el valor de d:</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>13</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>No=5,26 Ahora calculo el valor de Pd: </p> <p>Ahora calculo el factor de seguridad F de la siguiente forma:</p> <p>Se observa que mientras el ngulo del talud sea mayor a 50 las curvas de los nomogramas se unifican, por lo cual la varianza del valor de d no es determinante para el clculo del valor de X0, Y0 y N0, por lo cual la nica variacin depende del valor de la cohesin Cu, tomando en cuenta esto analizaremos los mismos ejercicios con un ngulo del talud F igual a 40. Parte a). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 4m y Cu=50kPa.</p> <p>F=40</p> <p>H=4m</p> <p>D=4m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Se efecta la localizacin del centro del circulo crtico (X0 , Y0) Inicialmente debo calcular el valor de d, para ir despus a los nomogramas junto con el ngulo F asumido:</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>14</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>Con los cuales obtengo el valor de x0=0,70 y de y0=1,65 Por lo cual: Y0=y0 H =1,65 x 4,00=6,6m. X0=x0 H =0,70x 4,00 = 2,80m.F=40 H=4m</p> <p>D=4m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Ahora debo calcular el valor de No, en el nomograma con el valor del ngulo F asumido y con el valor de d: No=5,75 Ahora calculo el valor de Pd: </p> <p>Ahora calculo el factor de seguridad F de la siguiente forma:</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>15</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>Parte b). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 4m y Cu=20kPa.</p> <p>F=40</p> <p>H=4m</p> <p>D=4m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Se efecta la localizacin del centro del circulo crtico (X0 , Y0) Inicialmente debo calcular el valor de d, para ir despus a los nomogramas junto con el ngulo F asumido:</p> <p>Con los cuales obtengo el valor de x0=0,70 y de y0=1,65 Por lo cual: Y0=y0 H =1,65 x 4,00=6,6m. X0=x0 H =0,70x 4,00 = 2,80m.H=4m</p> <p>F=40</p> <p>D=4m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Ahora debo calcular el valor de No, en el nomograma con el valor del ngulo F asumido y con el valor de d: No=5,75 Ahora calculo el valor de Pd: </p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>16</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>Ahora calculo el factor de seguridad F de la siguiente forma:</p> <p>Parte c). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 2m y Cu=50kPa.</p> <p>F=40</p> <p>H=4m</p> <p>D=2m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Se efecta la localizacin del centro del circulo crtico (X0 , Y0) Inicialmente debo calcular el valor de d, para ir despus a los nomogramas junto con el ngulo F asumido:</p> <p>Con los cuales obtengo el valor de x0=0,70 y de y0=1,5 Por lo cual: Y0=y0 H =1,5 x 4,00=6,0m. X0=x0 H =0,70x 4,00 = 2,80m.H=4m</p> <p>F=40</p> <p>D=2m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>17</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>Ahora debo calcular el valor de No, en el nomograma con el valor del ngulo F asumido y con el valor de d: No=5,79 Ahora calculo el valor de Pd: </p> <p>Ahora calculo el factor de seguridad F de la siguiente forma:</p> <p>Parte d). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 10m y Cu=50kPa.</p> <p>F=40</p> <p>H=4m</p> <p>D=10m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Se efecta la localizacin del centro del circulo crtico (X0 , Y0) Inicialmente debo calcular el valor de d, para ir despus a los nomogramas junto con el ngulo F asumido:</p> <p>Con los cuales obtengo el valor de x0=0,70 y de y0=2,49</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>18</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>Por lo cual: Y0=y0 H =2,49 x 4,00=9,6m. X0=x0 H =0,70x 4,00 = 2,80m.F=40 H=4m</p> <p>D=10m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Ahora debo calcular el valor de No, en el nomograma con el valor del ngulo F asumido y con el valor de d: No=5,53 Ahora calculo el valor de Pd: </p> <p>Ahora calculo el factor de seguridad F de la siguiente forma:</p> <p>Parte e). Altura de corte 4m, distancia al estrato rgido 10m y Cu=20kPa.</p> <p>F=40</p> <p>H=4m</p> <p>D=10m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Se efecta la localizacin del centro del circulo crtico (X0 , Y0)</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>19</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>Inicialmente debo calcular el valor de d, para ir despus a los nomogramas junto con el ngulo F asumido:</p> <p>Con los cuales obtengo el valor de x0=0,70 y de y0=2,49 Por lo cual: Y0=y0 H =2,49 x 4,00=9,6m. X0=x0 H =0,70x 4,00 = 2,80m.H=4m</p> <p>F=40</p> <p>D=10m</p> <p>ESTRATO RIGIDO</p> <p>Ahora debo calcular el valor de No, en el nomograma con el valor del ngulo F asumido y con el valor de d: No=5,53 Ahora calculo el valor de Pd: </p> <p>Ahora calculo el factor de seguridad F de la siguiente forma:</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>20</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>Cuadro comparativo de resultados:H(m) 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 D (m) 4 4 2 10 10 4 4 2 10 10 F () 60 60 60 60 60 40 40 40 40 40 Cu (kPa) 50 20 50 50 20 50 20 50 50 20 F 3,65 1,46 3,65 3,65 1,46 3,99 1,60 4,02 3,84 1,54</p> <p>Luis Eduardo Moreno Pinto Mario Ernesto Vacca Gmez</p> <p>21</p> <p>MAESTRA EN CONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES</p> <p>IV. y</p> <p>CONCLUSIONES</p> <p>Se observa que mientras el ngulo del talud sea mayor a 50 las curvas de los nomogramas se unifican, por lo cual la varianza del valor de d no es determinante para el clculo del valor de X0, Y0 y N0, por lo cual la nica variacin depende del valor de la cohesin Cu. Se observa que a mayor cohesin del suelo que conforma el talud, se presenta un mejor comportamiento y estabilidad del mismo, por cuanto el factor de seguridad se aumenta, por cuanto se reconoce que la cohesin del suelo es un factor supremamente importante para la estabilidad de un talud. La distancia entre la base del talud y el estrato firme o rgido, es una variable que no incide en el factor de seguridad del talud. Por otra parte, aunque es caso obvio, queremos recalcar que al disminuir el ngulo de inclinacin del talud mejora su comportamiento, es decir adquiere mayor estabilidad lo cual se demuestra con el aumento del factor de seguridad. Creemos que este mtodo aproximado de determinacin de la estabilidad de taludes, es muy limitado y posee un grado de confiabilidad bastante bajo, sobre todo cuando se poseen masas de suelo complejas de diferentes caractersticas conformando un talud.</p>...