Parcial Final Suelo PDF

Ing.
José Alberto Córdoba Arias
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1. El perfil del suelo en las Figuras que se mostraran más abajo consiste en 4m de
arcilla sobre 2 m de arena sobre roca: los pesos unitarios de todos los materiales
naturales son 20 kN/m3 y el nivel freático está al nivel del terreno. Un terraplén
amplio de 4 m de altura es construido de relleno con un peso unitario t = 15 kN/m3.
Se requiere calcular los esfuerzos efectivos en el centro de la arcilla y en el centro
de la arena en los siguientes casos:
a. Antes de que el terraplén esté construido.

b. Inmediatamente después de terminada la construcción del terraplén.
c. después de mucho tiempo de construido el terraplén.
Antes que se construya el terraplén.
Después que se construyó el terraplén.
Examen Final Mecánica de Suelos 1

Ing. José Alberto Córdoba Arias
2. Se ha observado que cierto sito está constituido de la siguiente manera:
0.0 – 5.0 Arcilla 𝛾 = 20 𝑘𝑁/𝑚3 𝛾𝑠𝑎𝑡 = 22 𝑘𝑁/𝑚3

5.0 – 8.0 Arena 𝛾 = 16 𝑘𝑁/𝑚3
8.0 – 10.0 Arcilla 𝛾 = 22 𝑘𝑁/𝑚3
10.0 – 12.0 Arena 𝛾 = 18 𝑘𝑁/𝑚3
12.0 – ꚙ Roca
El nivel freático se encuentra a 3.0 m de profundidad, por encima, la arcilla está saturada por
ascenso capilar. Se ha observado que solo existe flujo de agua en el estrato de arcilla ubicado
entre 8 y 10 m.
El piezómetro que se ubica 11 m de profundidad registra una altura piezométrica de 5 m.
Se realiza una excavación rápida y ancha de 2 m de profundidad. Al mismo tiempo se coloca

una carga uniformemente distribuida igual a 25 kN/m2. Al mismo tiempo el nivel de agua en
el piezómetro disminuye 1 m.
Se pide determinar:
• Los esfuerzos efectivos para los puntos A, B y en la roca en la condición inicial.

• Determinar la altura piezométrica para los puntos A y B en la condición inicial.
• Los esfuerzos efectivos para los puntos A, B y en la roca después de colocar la carga
distribuida.

• Determinar la altura piezométrica para los puntos A y B después de colocar la carga

distribuida.
• El cambio de altura piezométrica a 2.5 m de profundidad (zona de ascenso capilar),
y a 9 m de profundidad (en la arcilla), a corto plazo y largo plazo
Hay que recordar que la arena no depende del tiempo (condiciones a corto y largo plazo),
sino tan solo la arcilla es la que sufre considerables cambios en sus esfuerzos internos según
se apliquen las cargas rápida o lentamente (condiciones a corto y largo plazo).
Dibujo para la condición inicial
3. El perfil estratigráfico de un suelo consiste en una capa superficial de grava de 10

m de espesor (peso específico = 22 kN/m3), que descansa sobre 10 m de arcilla (peso
específico = 20 kN/m3) y que a su vez se apoya sobre roca impermeable. El nivel
freático se encuentra al nivel de la superficie del terreno. El peso específico seco de
la grava es 17 kN/m3, y el peso específico del agua adoptado es 10 kN/m3.
a. Trazar los diagramas de esfuerzo total, presión de poros y esfuerzo efectivo y

mostrar su variación con la profundidad.
b. Trazar nuevamente los diagramas de esfuerzo total, presión de poros y esfuerzo
efectivo, inmediatamente después de haber drenado toda el agua de la grava y

simultáneamente haber aplicado una carga infinita de 30 kPa en la superficie del

terreno.
4. Se está construyendo un terraplén tal como se muestra en la figura, con un suelo que
tiene parámetros efectivos de resistencia al corte c = 50 kN/m2,  = 21º y un peso
unitario de 17 kN/m3. Mediante pruebas triaxiales se han obtenido los parámetros
de presión de poros A = 0,5 y B = 0,9. Se requiere encontrar la resistencia efectiva
al corte en la base del terraplén al momento en que su altura es incrementada de 3 a
6 m. Suponer que la disipación de la presión de poros durante esta operación es
insignificante y que las presiones horizontales en cualquier punto son la mitad de
las presiones verticales.
5. En la Figura se muestra un perfil de suelo en un sitio donde se proyecta una

construcción. Determine el incremento en el esfuerzo efectivo vertical en un
elemento de suelo a 10 m de profundidad, bajo el centro de una construcción, el
suelo fallará si el incremento en el esfuerzo efectivo lateral es 37% del incremento
en el esfuerzo vertical efectivo:
El estrato de arena de 6 m tiene un sat = 18KN/m3. Por debajo de este se encuentra una arcilla
que tiene un sat = 20 KN/m3. El nivel freático se ha detectado a 2.5 m por debajo de la
superficie natural del suelo.

6. En un perfil de suelo como se muestra en la figura, calcule los valores de esfuerzo

vertical, presión de poros y esfuerzo vertical efectivo en los puntos A, B, C y D.
Grafique la variación de los esfuerzos verticales la presión de poros y los esfuerzos
verticales efectivo con la variación de la profundidad. Los valores para los estratos
son los siguientes:
Espesor
Estrato No. Parámetros del suelo
(m)
I 4.0 𝑒 = 0.39, 𝐺𝑠 = 2.62
II 5.0 𝑒 = 0.58, 𝐺𝑠 = 2.68
III 6.0 𝑒 = 0.81, 𝐺𝑠 = 2.73

1,2 m A ESTRATO I
ARENA SECA
B
ESTRATO II
ARENA
C
ESTRATO III
ARCILLA
D
ROCA
7. Cuál será la inclinación teórica de las grietas de rotura de una masa de suelo
sometida a una carga vertical si el ángulo de rozamiento interno o ángulo de fricción
vale 7° y 39°.
ÉXITO

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a. Antes de que el terraplén esté construido.

Antes que se construya el terraplén.

Después que se construyó el terraplén.

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2. Se ha observado que cierto sito está constituido de la siguiente manera:

0.0 – 5.0 Arcilla 𝛾 = 20 𝑘𝑁/𝑚3 𝛾𝑠𝑎𝑡 = 22 𝑘𝑁/𝑚3

El piezómetro que se ubica 11 m de profundidad registra una altura piezométrica de 5 m.

Se realiza una excavación rápida y ancha de 2 m de profundidad. Al mismo tiempo se coloca

• Los esfuerzos efectivos para los puntos A, B y en la roca en la condición inicial.

Examen Final Mecánica de Suelos 2

• Determinar la altura piezométrica para los puntos A y B después de colocar la carga

Dibujo para la condición inicial

3. El perfil estratigráfico de un suelo consiste en una capa superficial de grava de 10

a. Trazar los diagramas de esfuerzo total, presión de poros y esfuerzo efectivo y

Examen Final Mecánica de Suelos 3

simultáneamente haber aplicado una carga infinita de 30 kPa en la superficie del

5. En la Figura se muestra un perfil de suelo en un sitio donde se proyecta una

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