Tf Geofinal

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    21-Oct-2015

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2. Anlisis de ventajas y desventajas de los mtodos de Fellenius, Morgestern Price y Spencer.

Fuente: Elaboracin propia

En cuanto a la aplicacin en la ingeniera civil, los mtodos anteriores son utilizados para calcular el factor de seguridad de diferentes taludes. Todos tienen diferentes dificultades, ya que hacen asunciones diferentes y trabajan con variables diferentes. Sin embargo, los 3 mtodos llegan a resultados contrastables, en especial el de Morgestern Price y Spencer.

1. Anlisis de los taludes A, B y C:TALUD A:Caractersticas:

Resultados de anlisis en SLIDE: Talud izquierdo (crtico) Ordinario/Fellenius

Morgestern Price

Spencer

Talud derecho Ordinario/Fellenius

Morgestern Price

Spencer

Conclusiones Comprobamos que Fellenius es un mtodo muy conservador en comparacin a los otros 2, ya que nos brinda un factor de seguridad menor. Los resultados obtenidos por Spencer y Morgestern, ambos muy precisos, solo varan en milsimas como se esperaba. El talud de la derecha, aguas arriba, es ms estable como se poda prever. El talud crtico, aguas abajo, tiene un factor seguridad menor en comparacin al talud aguas arriba, como se esperaba. El talud crtico cumple con el mtodo de Spencer y Morgestern (F.S. > 1), ya que tiene el talud echado. Sin embargo, como era de esperar, el F.S. por Fellenius es menor y el talud deja de cumplir.

TALUD B:Caractersticas:

Resultados de anlisis en SLIDE: Talud izquierdo Ordinario/Fellenius

Morgestern Price

Spencer

Talud derecho Ordinario/Fellenius

Morgestern Price

Spencer

Conclusiones Comprobamos que Fellenius es un mtodo muy conservador en comparacin a los otros 2, ya que nos brinda un factor de seguridad menor. Los resultados obtenidos por Spencer y Morgestern, solo varan en milsimas como se esperaba. Ya que el dique an est vaco, tanto el talud derecho como el izquierdo son inestables. Ambos tiene F.S. < 1. Los taludes no cumplen, ya que tenemos pendientes muy pronunciadas a ambos lados.

TALUD C:Caractersticas:

Resultados de anlisis en SLIDE: Talud izquierdo Ordinario/Fellenius

Morgestern Price

Spencer

Talud derecho Ordinario/Fellenius

Morgestern Price

Spencer

Conclusiones Comprobamos que Fellenius es un mtodo muy conservador en comparacin a los otros 2, ya que nos brinda un factor de seguridad menor. Los resultados obtenidos por Spencer y Morgestern, solo varan en milsimas como se esperaba. Ya que el dique an est vaco, tanto el talud derecho como el izquierdo son inestables. Ambos tiene F.S. < 1. Los taludes no cumplen, ya que tenemos pendientes muy pronunciadas a ambos lados.

3.Cimentaciones superficiales

3.1 DETERMINACIN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE DE CARGA VERTICAL BRUTA DE LA CIMENTACIN

PARTE ADATOSBase (B):1,22 mProfundidad (Df):0,91 mFriccion (): 25Cohesion (C):28,75 KN/m2Peso Especfico:17,29 KN/m3Tipo de Cimentacion:ContinuaFactor de Seg.(FS):4

ProcedimientoBosquejo de la cimentacin

Formulas a usarMtodo Terzagui

Calculo de los Factores de Carga Mediante Tablas:Se sabe: = 25Segn Tablas de F.C Terzagui

Factores de capacidad de carga TERZAGUI

Nc25,13

Nq12,72

Ny8,34

Calculo de Qu (Carga ultima)

Donde:

Reemplazando valores:

Calculo de Carga Admisible Bruta por m2F.S = 4

Consideramos:Longitud = 1m

Comentario:A pesar de ser una cimentacin de dimensiones relativamente pequeas, el q adm obtenido es un buen resultado para este tipo de cimentacin. Se puede deducir que los parmetros del suelo fueron los que mejoraron el resultado.

PARTE BDATOSBase (B):2,00 mProfundidad (Df):1,00 mFriccion (): 30Cohesion (C):0 KN/m2Peso Especfico:17,00 KN/m3Tipo de Cimentacin:ContinuaFactor de Seg.(FS):4ProcedimientoBosquejo de la cimentacin

Formulas a usarMtodo Terzagui

Calculo de los Factores de Carga Mediante Tablas:Se sabe: = 30Segn Tablas de F.C Terzagui

Factores de capacidad de carga TERZAGUI

Nc37,16

Nq22,46

Ny19,13

Calculo de Qu (Carga ultima)

Donde:

Reemplanzando valores:

Calculo de Carga Admisible Bruta por m2F.S = 4

Consideramos:Longitud = 1m

Comentario:Se puede observar que es una cimentacin aislada relativamente grande, sin embargo, el resultado de Qadm no es favorable para una cimentacin de este tipo. Esto se puede sustentar debido al tipo de suelo presente. (No tiene Cohesin). Cabe resaltar que este resultado es para 1m de longitud de cimentacin, este resultado cambia respecto a esa dimensin.

PARTE CDATOSBase (B):3,00 mProfundidad (Df):2,00 mFriccion (): 30Cohesion (C):0 KN/m2Peso Especfico:16,5 KN/m3Tipo de Cimentacion:CuadradaFactor de Seg.(FS):4

ProcedimientoBosquejo de la cimentacin

Formulas a usarMtodo Terzagui

Calculo de los Factores de Carga Mediante Tablas:Se sabe:

= 30

Segn Tablas de F.C Terzagui

Factores de capacidad de carga TERZAGUI

Nc37,16

Nq22,46

Ny19,13

Calculo de Qu (Carga ultima)

Donde:

Reemplanzando valores:

Calculo de Carga Admisible Bruta por m2F.S = 4

Consideramos:

Comentario:A pesar de que es un suelo granular, sin cohesin, se ha obtenido un Q adm considerable, esto se debe a que es una cimentacin amplia de 3 x 3 m. (las dimensiones de la zapata mejoran la capacidad admisible)

1.2 DETERMINACIN DE LA BASE DE LA CIMENTACIN

DATOSBase (B):BProfundidad (Df):1,5 mFriccion (): 34Cohesion (C):0 KN/m2Peso Especfico:15,9 KN/m3Tipo de Cimentacion:CuadradaFactor de Seg.(FS):3Carga Permisible Bruta :1805 KN

Falla General por Corte

Segn Tablas de F.C Terzagui

Factores de capacidad de carga TERZAGUI

Nc52.64

Nq36.5

Ny38.04

Calculo de qu

Se sabe que qu es igual a

Igualando Ecuaciones

Obtenemos una cimentacin de 2 x 2 m, para una carga admisible bruta de 1805 KN

4.Desarrollo de problemas

4.1Descripcion del Mtodo de cua

El mtodo de cua realiza un anlisis de las masas deslizantes a travs de cuas y no mediante rebanadas.En este caso se puede suponer un cierto movimiento relativo entre las cuas y especificar algn dato sobre las relaciones entre las componentes tangenciales T y normal E en lneas de divisin.Este mtodo de clculo es ms fcil de resolver, ya que no se necesita fraccionar en gran nmero de cuas, resultando, por lo tanto, un nmero limitado de ecuaciones. La prueba de posibles formas crticas de rotura debe extenderse no solo a las localizaciones de la lnea de rotuna sino tambin a la inclinacin de los planos de rotura entre cuas.Este mtodo puede tener la ventaja, sobre los mtodos en el que se divide la masa deslizante, de reproducir mejor la cinemtica del movimiento en algunos casos concretos, adems de ser ms fcil de calcular. Sin embargo al no poderse plantear, al menos de una manera realista el equilibrio global de momentos, es de temer que su precisin, en trminos generales, sea menor que el de los mtodos de rebanadas. Por eso, su utilizacin debe ser ms restringida.

Principio del mtodo: La Rotura se efecta a lo largo de dos planos: La interfaz suelo-mano (ngulo ) Un plano de deslizamiento en el terreno de cierto ngulo con la horizontal () La cua formada por los dos planos se comporta como un bloque rgido. La ley de friccin de Coulomb:

Se aplica a lo largo de los planos de rotura. El ngulo de friccin movilizado en el terreno es El ngulo de friccin movilizada en el interfaz suelo muro es el ngulo de rozamiento La superficie de terreno es inclinada.

4.2Calculo del Empuje Pasivo, las presiones pasivas, la posicin del plano de deslizamiento y del empuje pasivo resultante. Adems, Calcular el empuje pasivo por el mtodo de cua Como no nos dan ningn dato sobre el tipo de suelo que se encuentra en el estado pasivo, asumiremos un suelo cohesivo friccionante con las siguientes descripciones:

KPa

As mismo, tomaremos una altura de 4 m y tambin el que no tomaremos en cuenta el peso en nuestros clculos.Sol.El clculo de la presin pasiva, empuje pasivo, posicin del plano de deslizamiento y del empuje pasivo resultante se realizara por el mtodo de Rankine. Presin efectiva pasiva:

KPa Empuje pasivo:

Empuje pasivo resultante

Como la distribucin de las fuerzas de empuje en el estado pasivo tienen forma de tringulo, el empuje resultante se obtendr sacando el rea de esta distribucin y adems estar ubicada en 1/3 de la altura, tomndola desde el NT

Ubicacin del empuje pasivo resultante = POR EL MTODO DE COULOMB

ZONA ACTIVA

Calculamos la altura del estrato equivalente, para la sobrecarga:

Tensiones activas:

Esfuerzos y punto de aplicacin:ESFUERZOZ

P(1) =2.0796.926

P(2) =8.9833.000

P(3) =9.7022.000

ZONA PASIVA

Consideramos la parte izquierda del muro como recto, no se usa el peso del terreno

Tensiones pasivas:

Esfuerzos y punto de aplicacin:

ESFUERZOZ

P(1) =68.9921.33

4.3 Determinacin del empuje total en los casos activo y pasivo.

Datos

Peso Especfico (KN/m3):2.25 KN/m3Calculo de Tensiones Efectivas

Estado Pasivo

p0=0 X 2.25 =0p1=6 X 2.25=13,25 KN/m2Estado Activo

a0=0 X 10=0a1=6 X 10=60 KN/m2

Calculo de Empujes

Estado Pasivo'p0=0 KN/m2'p1==43,94 KN/m2

Estado Activo

'a0=0 KN/m2'a1=10 KN/ m2 x6=60 KN/m2

Calculo de Empujes Totales

Empuje Total Activo (KN)180

Empuje Total Pasivo (KN)131.810814

Ta=2KN/m2Ya(m)=180 mTb=131.81 KN/m2Yp=2mW=240TnX(m)=4m

5.Resolver Cimentac