15/11/10

Calculo de las propiedades del suelo a través de parámetros indirectos

1.Permeabilidad:

Como nuestro suelo es una arena bien gradada con gran porcentaje de gravas y muy poca participación de finos, decidimos calcular la permeabilidad (K) con la ayuda de la ecuación de Hazen, debido a que esta ecuación se utiliza para calcular K indirectamente pero solo para suelos arenosos uniformes. Debido a que nuestro suelo es granular, el valor K depende principalmente de la relación de vacios, por esto en la ecuación participa el D10 (diámetro por donde pasa el 10% de la curva granulométrica).
Analizando en la curva granulométrica obtuvimos un D10 igual a 0,16 mm, y la constante C de la ecuación lo supusimos de 1,5 debido a que es un suelo granular, debe tener una K de alto valor.







K=C*〖D10)^2〗

Obtuvimos una permeabilidad igual a 0,0384 cm/s








2. Consolidación:





Debido a que nuestro suelo está compuesto principalmente de arenas y gravas, nuestro suelo no sufre las etapas 2 y 3 de la consolidación, por lo contrario si sufre la etapa 1, que está asociada a los asentamientos inmediatos.
Por lo anterior no calcularemos los parámetros de la etapa 2 de la consolidación, pero si los parámetros que influyen en los asentamientos inmediatos, los cuales son:






• Modulo Edométrico (Eed).
• Modulo de Poisson (µ).

El modulo Edométrico influyen en los asentamientos inmediatos debido a que la etapa 1 de la consolidación presenta un comportamiento elástico es decir, en el instante en el que se aplica un esfuerzo inducido sufre una deformación inmediata y la pendiente de esa curva la denominamos como el modulo Edométrico. De esta manera podemos concluir que a mayor modulo Edométrico menor será la deformación bajo una carga aplicada.
Para el modulo de Poisson podemos afirmar, que cuando se aplica un esfuerzo en una dirección del suelo, este sufrirá deformaciones en la dirección perpendicular, las cuales son inmediatas. La razón de Poisson se encarga de determinar la relación entre la deformación inmediata vertical con la deformación inmediata horizontal.



Tabla 6.




Según la tabla 6. Parametros para varios suelos, supusimos un valor para el módulo edometrico y para el módulo de poisson, según el rando de arenas y gravas.


Eed entre 69 y 172,5 MPa.
Eed = 80 MPa.




µ entre 0,15 y 0,35.
µ = 0,30.

Supusimos el valor del Eed igual a 80 debido a que el suelo es principalmente arenas pero con altos porcentajes de gravas por ellos el modulo Edometrico es relativamente bajo dentro de este rango y supusimos un µ es igual a 0,3 puesto que las gravas aportan rigides al suelo, esto quiere decir que tendremos pocas deformaciones sin embrago tenemos un mayor porcentaje de arenas lo que npos lleba a suponer un valor relativamente alto dentro del rango.


3. Parametros mecanicos del suelo:





Dentro de este tema están los parámetros de la cohesión y el ángulo de fricción interna del suelo, los cuales sirven para calcular los esfuerzos de falla del suelo en todas las posibles combinaciones de esfuerzos principales.

Supondremos la cohesión del suelo igual a cero debido a que es un suelo granular puramente fricciónate por ello no hay ninguna relación intermolecular entre las partículas de este suelo.


Tabla 7.


Según la tabla 7. Resumen de datos sobre ángulos de fricción. El ángulo de fricción interna para este suelo lo supusimos de 38° debido a que nuestro suelo es una arena bien gradada pero también es un suelo con altos porcentajes de grava, por ello nuestro valor esta dentro de los rangos de arena bien gradada, y arena y gravas.

C = 0 y φ = 38°




4. coeficientes de empujes de tierras:




Estos coeficientes se utilizan para calcular el empuje que ejerce el suelo sobre un estructura de contencion. utilizando los parametros encontrados en el punto anterior.





Ko= 1 - sen(φ) = 1 - sen(38°) = 0,38




Kp= [ 1 + sen(φ) ]/ [1 - sen(φ) ] = 4,2




Ka= [ 1 - sen(φ) ]/ [1 + sen(φ) ] = 0,24






5.Peso especifico:

Para poder calcular el peso especifico húmedo de nuestro suelo es necesario conocer el valor de la relación de vacios del suelo, para ello lo supusimos mediante la siguiente tabla en el rango de arena limpia uniforme:


Tabla 8.





e = (emax + emin)/2 = 0,7 n = 41 %




Suponiendo un Vt= 1 m^3




Obtubimos un peso especifico humedo de 15,5 kN/m^3.






6. Diseño de Talud:





Factor de seguridad por metodo Ordinario




imagen 5.

Factor de seguridad por metodo de Bishop
Imagen 6.





Factor de seguridad por metodo de Janbu





Imagen 7.




El factor de seguridad mas critico es el obtenido por medio del metodo de Janbu el cual utiliza sumatoria de fuerzas para su calculo.

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