Este documento presenta métodos para estimar los empujes laterales de tierras sobre muros de contención. Explica cómo calcular los empujes activos, pasivos y en reposo usando coeficientes de presión lateral y ángulos de fricción. También incluye tablas con valores típicos para los ángulos de fricción entre diferentes materiales.
El documento describe los principios básicos del análisis de estabilidad de taludes. Explica que un talud es estable si su factor de seguridad es mayor que 1. Calcula el factor de seguridad para taludes infinitos y finitos usando diferentes métodos como el de masa o método de dovelas, y asumiendo diferentes formas para la superficie de falla como plana o circular. También analiza la influencia de factores como la cohesión, ángulo de fricción, altura del talud e infiltración en el cálculo del factor de seg
Este documento presenta una introducción a los conceptos de equilibrio elástico y plástico en suelos, así como a los estados de empuje activo y pasivo. Explica cómo se determinan las presiones horizontales y verticales en suelos, y cómo se puede calcular el coeficiente de reposo. Además, describe los modelos de Rankine, Coulomb y otros para calcular empujes en suelos friccionantes, cohesivo-friccionantes y cohesivos, e incluye diagramas de presiones y polígonos de fuerzas.
Este capítulo describe varios métodos para calcular el incremento de esfuerzos en el suelo debido a cargas aplicadas en la superficie. Introduce conceptos como fundaciones rígidas, flexibles y superficiales. Explica el método de Boussinesq para calcular incrementos de esfuerzos debidos a cargas puntuales, lineales, continuas, circulares y rectangulares. También presenta los métodos de Harr, Westergaard, Milovic y Tomlinson para cargas de diferentes formas aplicadas sobre el suelo. Finalmente, compara los diferentes mé
El documento describe el método de las dovelas para analizar la estabilidad de taludes. Este método divide la zona de falla potencial en rebanadas verticales. Calcula las fuerzas que actúan en cada rebanada y determina la resistencia al corte. El factor de seguridad más bajo indica la superficie de falla más crítica. El método, aunque no es riguroso, proporciona resultados suficientemente precisos para el análisis y diseño de taludes.
Este documento presenta los conceptos básicos para calcular el empuje de los suelos sobre estructuras de retención según la teoría de Rankine. Explica que el empuje depende de la naturaleza del suelo y del tipo de estructura. Describe los estados límites activo y pasivo de Rankine y cómo se relacionan las tensiones principales en cada estado. Proporciona fórmulas y diagramas para calcular el empuje activo y pasivo tanto en arenas como en arcillas, considerando la profundidad, cohesión,
El documento describe los métodos para analizar la capacidad de carga de cimentaciones superficiales, incluyendo los métodos de Bell, Terzaghi y Meyerhof. También discute los factores que influyen en la capacidad de carga, como la forma de la cimentación, la excentricidad y profundidad de la carga, y la profundidad del estrato resistente.
Presión lateral de Tierras (EMPUJES) y Ensayo de Corte DirectoRenatoRicardoLiendoS
El ensayo de corte directo nos permite determinar los parámetros de resistencia del suelo (cohesión y ángulo de fricción), para aplicarlos en la determinación de los esfuerzos horizontales y empujes laterales.
Diseño y construccion de muros de contencion ing. wilson chambillaUap Turismo
Este documento presenta información sobre el diseño y construcción de muros de contención. Explica que los muros de contención resisten presiones naturales o empujes de materiales. Describe tres tipos principales de muros - de gravedad, en voladizo y con contrafuertes - y explica sus características y usos. También cubre temas como dimensionamiento, fuerzas, estabilidad, presiones en el terreno, refuerzos, consideraciones constructivas como juntas y drenaje.
El documento describe los principios básicos del análisis de estabilidad de taludes. Explica que un talud es estable si su factor de seguridad es mayor que 1. Calcula el factor de seguridad para taludes infinitos y finitos usando diferentes métodos como el de masa o método de dovelas, y asumiendo diferentes formas para la superficie de falla como plana o circular. También analiza la influencia de factores como la cohesión, ángulo de fricción, altura del talud e infiltración en el cálculo del factor de seg
Este documento presenta una introducción a los conceptos de equilibrio elástico y plástico en suelos, así como a los estados de empuje activo y pasivo. Explica cómo se determinan las presiones horizontales y verticales en suelos, y cómo se puede calcular el coeficiente de reposo. Además, describe los modelos de Rankine, Coulomb y otros para calcular empujes en suelos friccionantes, cohesivo-friccionantes y cohesivos, e incluye diagramas de presiones y polígonos de fuerzas.
Este capítulo describe varios métodos para calcular el incremento de esfuerzos en el suelo debido a cargas aplicadas en la superficie. Introduce conceptos como fundaciones rígidas, flexibles y superficiales. Explica el método de Boussinesq para calcular incrementos de esfuerzos debidos a cargas puntuales, lineales, continuas, circulares y rectangulares. También presenta los métodos de Harr, Westergaard, Milovic y Tomlinson para cargas de diferentes formas aplicadas sobre el suelo. Finalmente, compara los diferentes mé
El documento describe el método de las dovelas para analizar la estabilidad de taludes. Este método divide la zona de falla potencial en rebanadas verticales. Calcula las fuerzas que actúan en cada rebanada y determina la resistencia al corte. El factor de seguridad más bajo indica la superficie de falla más crítica. El método, aunque no es riguroso, proporciona resultados suficientemente precisos para el análisis y diseño de taludes.
Este documento presenta los conceptos básicos para calcular el empuje de los suelos sobre estructuras de retención según la teoría de Rankine. Explica que el empuje depende de la naturaleza del suelo y del tipo de estructura. Describe los estados límites activo y pasivo de Rankine y cómo se relacionan las tensiones principales en cada estado. Proporciona fórmulas y diagramas para calcular el empuje activo y pasivo tanto en arenas como en arcillas, considerando la profundidad, cohesión,
El documento describe los métodos para analizar la capacidad de carga de cimentaciones superficiales, incluyendo los métodos de Bell, Terzaghi y Meyerhof. También discute los factores que influyen en la capacidad de carga, como la forma de la cimentación, la excentricidad y profundidad de la carga, y la profundidad del estrato resistente.
Presión lateral de Tierras (EMPUJES) y Ensayo de Corte DirectoRenatoRicardoLiendoS
El ensayo de corte directo nos permite determinar los parámetros de resistencia del suelo (cohesión y ángulo de fricción), para aplicarlos en la determinación de los esfuerzos horizontales y empujes laterales.
Diseño y construccion de muros de contencion ing. wilson chambillaUap Turismo
Este documento presenta información sobre el diseño y construcción de muros de contención. Explica que los muros de contención resisten presiones naturales o empujes de materiales. Describe tres tipos principales de muros - de gravedad, en voladizo y con contrafuertes - y explica sus características y usos. También cubre temas como dimensionamiento, fuerzas, estabilidad, presiones en el terreno, refuerzos, consideraciones constructivas como juntas y drenaje.
Este documento trata sobre la capacidad de carga y asentamientos elásticos en cimentaciones superficiales. Explica los diferentes tipos de falla que pueden ocurrir en la cimentación (falla general por corte, falla local por corte, falla por punzonamiento) y los factores que influyen en cada tipo de falla. También resume la teoría de Terzaghi sobre la capacidad de carga última y cómo calcularla para diferentes tipos de cimentaciones considerando parámetros del suelo como la cohesión, ángulo de fricción y nivel
Este documento describe el ensayo Proctor Modificado y el ensayo CBR. Explica que el ensayo Proctor Modificado determina la humedad óptima de compactación de un suelo mediante la compactación de muestras en el laboratorio. También presenta los resultados de un ensayo Proctor Modificado, incluyendo la curva granulométrica y la densidad máxima de 2.16 gr/cm3 a una humedad óptima de 6.9%. Brevemente describe que el ensayo CBR mide la resistencia al corte de un suelo b
clase de esfuerzo de una masa de suelo del Ing. Pablo Cesar PERI DOMINGUEZ profesor de la Universidad Nacional de Ingenieria - Facultad de Ingenieria Civil Lima,Peru.
Este documento describe el diseño de mezclas de concreto utilizando el método ACI. Explica que el objetivo es diseñar una mezcla con una resistencia de 280 kg/cm2 y consistencia plástica. Luego proporciona detalles sobre las propiedades físicas de los agregados que se usarán y resume los nueve pasos del método ACI para el diseño de mezclas, incluida la determinación de la relación agua-cemento, contenido de cemento y agregados.
RANKINE muros de contension suelos.pptxLiaSandoval4
El documento describe los diferentes tipos de muros de contención, incluyendo muros de gravedad, cantilever y con contrafuertes. Explica cómo diseñar estos muros considerando factores como las cargas, estabilidad, capacidad portante y asentamientos. También cubre temas como el efecto de las napas de agua y el uso de drenaje para mejorar el desempeño de los muros de contención.
Este documento analiza el cálculo de diagramas de interacción para columnas de acuerdo con la norma colombiana NSR-10. Explica conceptos como cuantía mínima y máxima de acero, requisitos geométricos, factores de reducción de resistencia y cálculo de la capacidad axial de columnas cortas. Luego presenta un ejemplo completo del cálculo de un diagrama de interacción para una columna rectangular armada con barras de acero.
El documento describe los conceptos de presión activa y pasiva en suelos. La presión activa ocurre cuando el suelo se extiende lateralmente, mientras que la presión pasiva ocurre cuando el suelo es comprimido lateralmente. El documento también explica cómo calcular estas presiones usando las ecuaciones de Rankine y Coulomb.
Módulo 2: ESFUERZOS Y DEFORMACIONES EN PAVIMENTOS ASFÁLTICOS - FERNANDO SÁNCH...Emilio Castillo
Este documento trata sobre los esfuerzos y deformaciones en pavimentos asfálticos. Explica diferentes sistemas de capas elásticas para modelar el comportamiento de pavimentos, incluyendo sistemas de una, dos y tres capas. También discute limitaciones de los modelos elásticos y introduce conceptos de modelos elásticos no lineales y viscoelásticos. Finalmente, menciona el método de elementos finitos y discretos para el análisis de esfuerzos y deformaciones en pavimentos.
Control de deflexiones en estructuras de concreto armadomoralesgaloc
A deflexiones mayores que L/250 generalmente son apreciables a simple vista
Por deflexiones excesivas de los elementos estructurales se pueden dañar los elementos no estructurales, suelen fijar la deflexión máxima permisible en: ∆≤L/480
Las deflexiones excesivas pueden interferir con el funcionamiento de la estructura.
Este documento describe el ensayo Proctor Modificado para determinar la curva de compactación de suelos. El ensayo implica compactar una muestra de suelo en capas dentro de un molde estandarizado aplicando una energía modificada. Esto permite determinar la densidad máxima y humedad óptima del suelo, proporcionando información valiosa para la compactación en obra.
Este documento trata sobre la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos. Explica la teoría de Coulomb sobre la resistencia de los suelos y cómo Terzaghi y Hvorslev desarrollaron esta teoría para incluir los efectos de la presión de poros. También describe varios métodos para evaluar la resistencia al corte de los suelos, incluidos ensayos de corte directo, compresión simple y compresión triaxial.
El documento define y explica conceptos relacionados con el asentamiento elástico de suelos. Define el asentamiento elástico como la deformación elástica del suelo causada por cargas, dependiendo del módulo de elasticidad y relación de Poisson del suelo. Presenta ecuaciones para calcular el asentamiento elástico dependiendo del tipo de cimentación. También explica conceptos como la consolidación primaria y secundaria, y los factores del suelo como densidad, fricción interna, cohesión y permeabilidad que afectan el a
04.00 esfuerzos y deformaciones en pavimentos flexiblesJuan Soto
El documento describe los esfuerzos y deformaciones que ocurren en los pavimentos flexibles debido a las cargas de rueda. Explica la distribución de presiones de carga de rueda según el modelo de Boussinesq y proporciona ecuaciones para calcular los esfuerzos verticales, horizontales y de corte bajo la línea de carga. También cubre soluciones elásticas para una capa, incluidos métodos para calcular esfuerzos y deformaciones debidas a cargas puntuales y circulares.
El ensayo de penetración estándar (SPT) mide la resistencia de los suelos mediante el número de golpes necesarios para hincar una cuchara normalizada. Es el ensayo más utilizado en sondeos geotécnicos y proporciona muestras de suelo. Los resultados del SPT se correlacionan con parámetros como el ángulo de rozamiento y densidad de arenas, y la resistencia al corte de suelos cohesivos.
El documento trata sobre la capacidad portante de suelos con fines de cimentación. Explica los diferentes tipos de cimentaciones como superficiales (cimientos corridos, zapatas, vigas, losas) y profundas (pilotes). Describe los criterios de diseño para zapatas incluyendo esfuerzos admisibles y asentamientos. También define conceptos como tensiones totales, efectivas y de hundimiento, y explica métodos para calcular la carga de hundimiento usando teorías de capacidad de carga y coeficientes. Finalmente, menciona ens
El análisis de la resistencia al esfuerzo del suelo, permite cuantificar parámetros necesarios para solucionar problemas relacionados con la resistencia del terreno, que nos permite analizar problemas de la estabilidad de suelos tales como: el estudio de estabilidad de taludes para carreteras, la determinación de la capacidad de soporte en cimentaciones, la presión lateral sobre estructuras de retención de tierras. En presente informe de laboratorio realizado por mi persona, alumna de la Universidad Cesar Vallejo, de la Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil, en donde, se hicieron tres ensayos para determinar la resistencia al esfuerzo cortante de suelo, como es el ensayo de corte directo que es un ensayo muy preciso, su estudio es indispensable ya que los resultados son aproximados y nos pueden dar una idea del comportamiento de suelo al ser sometido a esfuerzos(cortante y normal), a continuación se muestra el ensayo de laboratorio con un tipo de suelo utilizando este tipo de ensayo y observaremos los resultados.
Este documento describe el ensayo de penetración estándar (SPT), el cual se utiliza para determinar la compacidad y capacidad de soporte de suelos. El SPT involucra contar el número de golpes necesarios para hundir un toma-muestras de 30 cm en el suelo. Los valores obtenidos se usan para calcular la resistencia a la penetración, presión admisible y grado de compacidad. El documento también presenta un ejemplo de cómo realizar estos cálculos.
Este documento describe el procedimiento para realizar una prueba de California Bearing Ratio (CBR) para determinar la capacidad de soporte de un suelo. La prueba involucra la preparación de muestras de suelo compactadas en moldes cilíndricos a diferentes niveles de humedad y densidad, y luego someter las muestras a cargas de penetración para medir la resistencia. El objetivo es determinar el índice CBR del suelo y evaluar su calidad para uso en subrasantes, sub-bases y bases de pavimento.
Este documento describe las propiedades mecánicas del concreto y acero utilizados en secciones de concreto reforzado. Explica que el concreto es resistente a la compresión pero débil a la tensión, por lo que se usa acero de refuerzo. También describe modelos para las curvas estrés-deformación del concreto simple y confinado, así como factores que afectan el confinamiento como la cantidad y disposición del acero transversal.
Este documento presenta los modos de falla en cimentaciones según Vesic (1973): falla general por corte, falla local por corte y falla por punzonamiento. Explica la teoría de capacidad de carga de Terzaghi (1943), Skempton y Meyerhof, incluyendo factores de capacidad, superficies de falla y ecuaciones para calcular la carga última en cimentaciones. Finalmente, discute factores como la forma, inclinación de carga y resistencia al corte a lo largo de la superficie de falla.
Este documento describe los tres tipos de empujes de tierras que afectan a los muros de contención: empuje activo, empuje de reposo y empuje pasivo. Explica cómo calcular los coeficientes de empuje para cada tipo y cómo aplicar estas cargas de empuje en el programa de análisis estructural ESwin. También cubre cómo modelar el peso de tierras sobre zapatas corridas y el empuje de tierras sobre sus cantos.
Este documento trata sobre las presiones laterales de tierra que actúan sobre estructuras de retención como muros y tablestacas. Explica que la presión depende de factores como el tipo de suelo, peso específico y condiciones de drenaje. Describe las teorías de Coulomb y Rankine sobre la presión en reposo, activa y pasiva, así como cómo se distribuye la presión a lo largo de la estructura. Finalmente, proporciona ejemplos y conclusiones sobre el rozamiento entre el terreno y el muro, y
Este documento trata sobre la capacidad de carga y asentamientos elásticos en cimentaciones superficiales. Explica los diferentes tipos de falla que pueden ocurrir en la cimentación (falla general por corte, falla local por corte, falla por punzonamiento) y los factores que influyen en cada tipo de falla. También resume la teoría de Terzaghi sobre la capacidad de carga última y cómo calcularla para diferentes tipos de cimentaciones considerando parámetros del suelo como la cohesión, ángulo de fricción y nivel
Este documento describe el ensayo Proctor Modificado y el ensayo CBR. Explica que el ensayo Proctor Modificado determina la humedad óptima de compactación de un suelo mediante la compactación de muestras en el laboratorio. También presenta los resultados de un ensayo Proctor Modificado, incluyendo la curva granulométrica y la densidad máxima de 2.16 gr/cm3 a una humedad óptima de 6.9%. Brevemente describe que el ensayo CBR mide la resistencia al corte de un suelo b
clase de esfuerzo de una masa de suelo del Ing. Pablo Cesar PERI DOMINGUEZ profesor de la Universidad Nacional de Ingenieria - Facultad de Ingenieria Civil Lima,Peru.
Este documento describe el diseño de mezclas de concreto utilizando el método ACI. Explica que el objetivo es diseñar una mezcla con una resistencia de 280 kg/cm2 y consistencia plástica. Luego proporciona detalles sobre las propiedades físicas de los agregados que se usarán y resume los nueve pasos del método ACI para el diseño de mezclas, incluida la determinación de la relación agua-cemento, contenido de cemento y agregados.
RANKINE muros de contension suelos.pptxLiaSandoval4
El documento describe los diferentes tipos de muros de contención, incluyendo muros de gravedad, cantilever y con contrafuertes. Explica cómo diseñar estos muros considerando factores como las cargas, estabilidad, capacidad portante y asentamientos. También cubre temas como el efecto de las napas de agua y el uso de drenaje para mejorar el desempeño de los muros de contención.
Este documento analiza el cálculo de diagramas de interacción para columnas de acuerdo con la norma colombiana NSR-10. Explica conceptos como cuantía mínima y máxima de acero, requisitos geométricos, factores de reducción de resistencia y cálculo de la capacidad axial de columnas cortas. Luego presenta un ejemplo completo del cálculo de un diagrama de interacción para una columna rectangular armada con barras de acero.
El documento describe los conceptos de presión activa y pasiva en suelos. La presión activa ocurre cuando el suelo se extiende lateralmente, mientras que la presión pasiva ocurre cuando el suelo es comprimido lateralmente. El documento también explica cómo calcular estas presiones usando las ecuaciones de Rankine y Coulomb.
Módulo 2: ESFUERZOS Y DEFORMACIONES EN PAVIMENTOS ASFÁLTICOS - FERNANDO SÁNCH...Emilio Castillo
Este documento trata sobre los esfuerzos y deformaciones en pavimentos asfálticos. Explica diferentes sistemas de capas elásticas para modelar el comportamiento de pavimentos, incluyendo sistemas de una, dos y tres capas. También discute limitaciones de los modelos elásticos y introduce conceptos de modelos elásticos no lineales y viscoelásticos. Finalmente, menciona el método de elementos finitos y discretos para el análisis de esfuerzos y deformaciones en pavimentos.
Control de deflexiones en estructuras de concreto armadomoralesgaloc
A deflexiones mayores que L/250 generalmente son apreciables a simple vista
Por deflexiones excesivas de los elementos estructurales se pueden dañar los elementos no estructurales, suelen fijar la deflexión máxima permisible en: ∆≤L/480
Las deflexiones excesivas pueden interferir con el funcionamiento de la estructura.
Este documento describe el ensayo Proctor Modificado para determinar la curva de compactación de suelos. El ensayo implica compactar una muestra de suelo en capas dentro de un molde estandarizado aplicando una energía modificada. Esto permite determinar la densidad máxima y humedad óptima del suelo, proporcionando información valiosa para la compactación en obra.
Este documento trata sobre la resistencia al esfuerzo cortante de los suelos. Explica la teoría de Coulomb sobre la resistencia de los suelos y cómo Terzaghi y Hvorslev desarrollaron esta teoría para incluir los efectos de la presión de poros. También describe varios métodos para evaluar la resistencia al corte de los suelos, incluidos ensayos de corte directo, compresión simple y compresión triaxial.
El documento define y explica conceptos relacionados con el asentamiento elástico de suelos. Define el asentamiento elástico como la deformación elástica del suelo causada por cargas, dependiendo del módulo de elasticidad y relación de Poisson del suelo. Presenta ecuaciones para calcular el asentamiento elástico dependiendo del tipo de cimentación. También explica conceptos como la consolidación primaria y secundaria, y los factores del suelo como densidad, fricción interna, cohesión y permeabilidad que afectan el a
04.00 esfuerzos y deformaciones en pavimentos flexiblesJuan Soto
El documento describe los esfuerzos y deformaciones que ocurren en los pavimentos flexibles debido a las cargas de rueda. Explica la distribución de presiones de carga de rueda según el modelo de Boussinesq y proporciona ecuaciones para calcular los esfuerzos verticales, horizontales y de corte bajo la línea de carga. También cubre soluciones elásticas para una capa, incluidos métodos para calcular esfuerzos y deformaciones debidas a cargas puntuales y circulares.
El ensayo de penetración estándar (SPT) mide la resistencia de los suelos mediante el número de golpes necesarios para hincar una cuchara normalizada. Es el ensayo más utilizado en sondeos geotécnicos y proporciona muestras de suelo. Los resultados del SPT se correlacionan con parámetros como el ángulo de rozamiento y densidad de arenas, y la resistencia al corte de suelos cohesivos.
El documento trata sobre la capacidad portante de suelos con fines de cimentación. Explica los diferentes tipos de cimentaciones como superficiales (cimientos corridos, zapatas, vigas, losas) y profundas (pilotes). Describe los criterios de diseño para zapatas incluyendo esfuerzos admisibles y asentamientos. También define conceptos como tensiones totales, efectivas y de hundimiento, y explica métodos para calcular la carga de hundimiento usando teorías de capacidad de carga y coeficientes. Finalmente, menciona ens
El análisis de la resistencia al esfuerzo del suelo, permite cuantificar parámetros necesarios para solucionar problemas relacionados con la resistencia del terreno, que nos permite analizar problemas de la estabilidad de suelos tales como: el estudio de estabilidad de taludes para carreteras, la determinación de la capacidad de soporte en cimentaciones, la presión lateral sobre estructuras de retención de tierras. En presente informe de laboratorio realizado por mi persona, alumna de la Universidad Cesar Vallejo, de la Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil, en donde, se hicieron tres ensayos para determinar la resistencia al esfuerzo cortante de suelo, como es el ensayo de corte directo que es un ensayo muy preciso, su estudio es indispensable ya que los resultados son aproximados y nos pueden dar una idea del comportamiento de suelo al ser sometido a esfuerzos(cortante y normal), a continuación se muestra el ensayo de laboratorio con un tipo de suelo utilizando este tipo de ensayo y observaremos los resultados.
Este documento describe el ensayo de penetración estándar (SPT), el cual se utiliza para determinar la compacidad y capacidad de soporte de suelos. El SPT involucra contar el número de golpes necesarios para hundir un toma-muestras de 30 cm en el suelo. Los valores obtenidos se usan para calcular la resistencia a la penetración, presión admisible y grado de compacidad. El documento también presenta un ejemplo de cómo realizar estos cálculos.
Este documento describe el procedimiento para realizar una prueba de California Bearing Ratio (CBR) para determinar la capacidad de soporte de un suelo. La prueba involucra la preparación de muestras de suelo compactadas en moldes cilíndricos a diferentes niveles de humedad y densidad, y luego someter las muestras a cargas de penetración para medir la resistencia. El objetivo es determinar el índice CBR del suelo y evaluar su calidad para uso en subrasantes, sub-bases y bases de pavimento.
Este documento describe las propiedades mecánicas del concreto y acero utilizados en secciones de concreto reforzado. Explica que el concreto es resistente a la compresión pero débil a la tensión, por lo que se usa acero de refuerzo. También describe modelos para las curvas estrés-deformación del concreto simple y confinado, así como factores que afectan el confinamiento como la cantidad y disposición del acero transversal.
Este documento presenta los modos de falla en cimentaciones según Vesic (1973): falla general por corte, falla local por corte y falla por punzonamiento. Explica la teoría de capacidad de carga de Terzaghi (1943), Skempton y Meyerhof, incluyendo factores de capacidad, superficies de falla y ecuaciones para calcular la carga última en cimentaciones. Finalmente, discute factores como la forma, inclinación de carga y resistencia al corte a lo largo de la superficie de falla.
Este documento describe los tres tipos de empujes de tierras que afectan a los muros de contención: empuje activo, empuje de reposo y empuje pasivo. Explica cómo calcular los coeficientes de empuje para cada tipo y cómo aplicar estas cargas de empuje en el programa de análisis estructural ESwin. También cubre cómo modelar el peso de tierras sobre zapatas corridas y el empuje de tierras sobre sus cantos.
Este documento trata sobre las presiones laterales de tierra que actúan sobre estructuras de retención como muros y tablestacas. Explica que la presión depende de factores como el tipo de suelo, peso específico y condiciones de drenaje. Describe las teorías de Coulomb y Rankine sobre la presión en reposo, activa y pasiva, así como cómo se distribuye la presión a lo largo de la estructura. Finalmente, proporciona ejemplos y conclusiones sobre el rozamiento entre el terreno y el muro, y
Este documento describe la teoría de Rankine de las presiones de tierra activa y pasiva. Explica que la presión activa de tierra (σ'a) es la presión que ejerce el suelo sobre un muro que se está moviendo hacia atrás, mientras que la presión pasiva de tierra (σ'p) es la presión que ejerce el suelo sobre un muro que se está moviendo hacia adelante. Proporciona fórmulas para calcular σ'a y σ'p en función de la profundidad, la cohesión del suelo, el á
El documento describe los conceptos de empuje activo y pasivo en suelos, y cómo calcularlos. Explica que el empuje activo depende del movimiento de la pared de contención y es máximo cuando el suelo alcanza su límite de rotura en todos los puntos. El empuje pasivo es máximo cuando el suelo alcanza su estado plástico límite en todos los puntos. También cubre cómo la saturación del suelo afecta la presión sobre el muro.
1) El documento habla sobre el concepto de empuje de tierras y su importancia para el diseño seguro de estructuras.
2) Explica las teorías de Rankine y Coulomb para calcular los empujes activos y pasivos del terreno.
3) También cubre conceptos como la rugosidad del suelo, tipos de fallas geológicas y factores que afectan el empuje.
El documento contiene las preguntas y respuestas de un examen final de Mecánica de Suelos II. La primera pregunta incluye definiciones de arcillas normalmente consolidadas y sobreconsolidadas, tipos de suelo donde la consolidación secundaria es más importante, y casos donde se utilizan parámetros de resistencia cortante no drenada. Las otras preguntas tratan sobre estabilidad de taludes, cálculos de empujes activos y pasivos, y dimensionamiento de muros de contención.
Este documento contiene dos talleres sobre el análisis estructural y técnico-económico de muros de
contención. El primer taller analiza un muro de contención en voladizo y uno con contrafuertes,
considerando el empuje de la tierra y sobrecargas. El segundo taller repite el análisis considerando
adicionalmente efectos sísmicos. Se realiza el diseño geotécnico y estructural de ambos tipos de muros y
se compara su desempeño técnico y costo.
El documento presenta una introducción al análisis y diseño de muros de contención de concreto armado. Explica los tipos fundamentales de muros, incluyendo muros de gravedad, muros en voladizo y muros con contrafuertes. También describe conceptos clave como empuje de tierra, estabilidad, cálculo de esfuerzos y diseño de elementos del muro. El documento servirá como guía para profesionales en el diseño estructural de muros de contención.
1. Los muros de contención proporcionan soporte lateral a materiales y, en algunos casos, soportan cargas verticales adicionales. Su estabilidad depende principalmente de su propio peso y del material sobre su base.
2. Existen varios tipos de falla en los muros de contención, incluidos el deslizamiento horizontal, el volteo en la base y la falla generalizada del suelo.
3. Los muros se dimensionan para satisfacer requisitos de estabilidad contra deslizamiento, volteo y capacidad portante del
El documento presenta un proyecto de investigación sobre la Norma E-050 del Reglamento Nacional de Edificaciones, que establece los requisitos para estudios de mecánica de suelos y cimentaciones. El proyecto contiene 7 capítulos que abordan generalidades, estudios requeridos, análisis de condiciones de cimentación, tipos de cimentación, problemas especiales y conclusiones. El objetivo principal es normar criterios y requisitos mínimos para el diseño y ejecución de cimentaciones que aseguren la estabilidad y perman
Este documento presenta un resumen de los capítulos de un libro sobre suelos y cimentaciones. Describe los estudios de mecánica de suelos requeridos, incluyendo técnicas de investigación de campo y de laboratorio. Explica cómo realizar un análisis de capacidad de carga, asentamiento y factor de seguridad de las cimentaciones. También cubre temas como cargas a considerar en el diseño, asentamientos tolerables y presión admisible en los suelos.
Este documento presenta un manual de construcción con 28 fichas que explican paso a paso el proceso de construcción de una vivienda básica de un piso bajo el sistema de albañilería confinada. La primera parte describe los materiales necesarios como cemento, arena, piedra, ladrillo, madera y fierro, así como las herramientas requeridas. Luego se explican las etapas de la construcción incluyendo cimientos, muros, vigas, techos y acabados. Cada ficha contiene ilustraciones y recomendaciones técn
Este documento presenta la introducción de un curso de Sistemas de Construcción y Estimación. El curso busca que los estudiantes comprendan los procesos constructivos y sistemas que componen un proyecto arquitectónico. Se espera que desarrollen capacidades técnicas, analíticas y propositivas. El curso utiliza clases magistrales, casos prácticos, visitas a obras y actividades propositivas para lograr sus objetivos. Los estudiantes serán evaluados a través de quices, integradores, exámenes y un pro
Geotecnia aplicada a obras de conservación de suelo y agua.COLPOS
Este documento trata sobre conceptos básicos de geotecnia aplicables al diseño de obras de conservación de suelo y agua. Explica los componentes de los suelos, incluyendo tamaño, forma y fases. Describe las propiedades mecánicas de los suelos como esfuerzo vertical, consolidación y resistencia cortante. También cubre temas como compactación, cimentaciones, movimiento de agua a través del suelo, estabilidad de taludes y presión lateral de tierra. El objetivo es proporcionar las nociones básic
Este documento presenta información sobre suelos y sistemas de construcción impartida por la Profesora Carolina Stevenson. Se define suelo y se describen sus componentes, tipos, características y clasificación. También se explican conceptos relacionados como meteorización, erosión, sedimentación y formación del perfil del suelo. Se detallan las propiedades y clasificación de suelos según su granulometría y contenido de finos, incluyendo arenas, limos, arcillas y rocas. Por último, se indican las presiones admisibles en función
Este documento trata sobre la teoría y cálculo de muros de contención de gaviones. Explica diferentes tipos de muros de contención, incluyendo estructuras de gravedad, gaviones y ensayos experimentales. Luego describe teorías de resistencia al corte de suelos, cálculo de empujes, análisis de estabilidad y ejemplos resueltos para verificar la estabilidad de muros de gaviones contra deslizamiento, vuelco y falla general.
Este documento describe los tipos de suelos y sus propiedades. Explica que el suelo se compone de tres capas y contiene minerales, materia orgánica y agua. Luego detalla 11 tipos principales de suelos como los no evolucionados, poco evolucionados y muy evolucionados. Finalmente, discute las propiedades de los suelos como el tamaño de partículas, textura, densidad y cómo afectan las propiedades físicas y químicas.
El documento presenta información sobre sistemas de cimentaciones y muros de contención. Describe diferentes tipos de cimentaciones como superficiales, semiprofundas y profundas. También explica diversos tipos de muros de contención como muros de gravedad, muros hincados, muros de ménsula, muros anclados y pantallas. Finalmente, detalla los procesos de construcción de muros de sótano y sus distintos métodos de excavación.
Este documento presenta los conceptos fundamentales de mecánica de suelos, incluyendo las relaciones volumétricas y gravimétricas de suelos en diferentes estados. Define índice de poros, porosidad, grado de saturación, contenido de humedad, peso específico y peso específico relativo. Además, describe las fórmulas para calcular las densidades de suelos parcialmente saturados, saturados, secos y sumergidos.
Este documentos trata sobre: Conceptos generales, Capacidad de carga, Cimentaciones excéntricas, Cimentaciones en suelo estratificado, Cimentaciones sobre un talud, Cimentaciones sobre roca, Capacidad de carga a partir de pruebas de campo, Asentamientos en edificaciones y
Losas para cimentaciones
Este documento trata sobre incrementos de esfuerzos en el suelo y cimentaciones superficiales. Explica cómo se calculan los incrementos de esfuerzo vertical debido a diferentes tipos de carga aplicada al suelo, como cargas puntuales, de línea, de franja, circulares y rectangulares. También describe métodos para calcular la capacidad de carga última de cimentaciones superficiales, incluyendo factores que afectan la capacidad como la forma, profundidad e inclinación de la carga. Además, cubre cómo calcular asentamientos en
Este documento discute cómo las propiedades del suelo influyen en el diseño de cimentaciones. Algunas propiedades importantes son la profundidad de cimentación, la capacidad portante, los asentamientos permitidos y la expansión del suelo. El documento también cubre temas como el diseño de zapatas conectadas, el cálculo de áreas de zapata y la influencia de sales en el suelo.
Este documento presenta las teorías de Coulomb y Rankine para el cálculo del empuje de tierras en estructuras de contención. Describe los estados de reposo, activo y pasivo del suelo, y cómo calcular el empuje en cada estado. También cubre los efectos de la cohesión, el agua y las sobrecargas, y proporciona un ejemplo numérico para calcular el empuje activo en diferentes condiciones.
Este documento presenta las teorías de Coulomb y Rankine para el cálculo del empuje de tierras en estructuras de contención. Describe los estados de reposo, activo y pasivo del suelo, y cómo calcular el empuje en cada estado. También cubre los efectos de la cohesión, el agua y las sobrecargas, y proporciona un ejemplo numérico para calcular el empuje activo en diferentes condiciones.
Este documento describe tres tipos de falla en los suelos que soportan cimentaciones: falla general por corte, falla local por corte y falla por punzonamiento. Explica los criterios para determinar qué tipo de falla ocurrirá según las propiedades del suelo, y presenta ecuaciones para calcular la capacidad portante considerando cada tipo de falla. También incluye ejemplos numéricos de cálculos de capacidad portante.
1) El documento describe los tipos de cimentaciones, incluyendo zapatas de muros, zapatas conectadas, zapatas combinadas, plateas y losas de cimentación. 2) Explica que la distribución de tensiones bajo una zapata depende de factores como la flexibilidad del cimiento, la profundidad, el tamaño de la zapata y las características del suelo. 3) Señala que para el diseño se asume generalmente que el suelo es homogéneo, elástico y aislado, llevando a distribuciones de tens
Este documento describe los principios fundamentales de los muros de contención. Explica que los muros de contención proporcionan soporte lateral a los materiales de relleno y, en algunos casos, soportan cargas verticales adicionales. Luego, detalla los tipos de falla que pueden ocurrir en los muros de contención y los métodos para determinar las fuerzas de empuje debido al suelo. Finalmente, cubre consideraciones para el dimensionamiento y cálculo de muros de contención básicos.
1. Los muros de contención proporcionan soporte lateral a materiales y, en algunos casos, soportan cargas verticales adicionales. Su estabilidad depende principalmente de su propio peso y del material sobre su base.
2. Existen varios tipos de falla en los muros de contención, incluidos el deslizamiento horizontal, el volteo en la base y la falla generalizada del suelo.
3. Los muros se dimensionan para satisfacer requisitos de estabilidad contra deslizamiento, volteo y capacidad portante del
Este documento proporciona instrucciones para dimensionar zapatas de cimentación teniendo en cuenta el tipo de suelo y las cargas. Se deben seleccionar las columnas más y menos cargadas y calcular la carga total Q. Luego, usando la ecuación dada y tablas de factores, se calcula la capacidad portante del suelo para determinar el ancho B de la zapata, el cual debe ser igual a la longitud L. Los entregables son un informe con el paso a paso del diseño, planos de planta mostrando cada zapata y un perfil con
Este documento discute la definición de coeficientes de balasto vertical y horizontal para el diseño de fundaciones. Explica que estos coeficientes no son propiedades intrínsecas del suelo, sino que dependen de las dimensiones de la fundación y las propiedades del suelo. Para el caso vertical, define el coeficiente como la pendiente de la línea que une el origen con el punto correspondiente a un asentamiento de 1,27 mm para una placa de 30 cm. Para estimarlo, se presentan fórmulas que consideran el módulo de elasticidad del suelo y
PRESENTACIÓN MODULO 7 DISEÑO DE MUROS DE RETENCION.pptxJaimeKruger1
Este documento presenta información sobre el diseño de muros de retención de concreto reforzado, incluyendo objetivos, generalidades sobre tipos de concreto y acero de refuerzo, métodos para calcular los empujes del suelo, y procedimientos para revisar la estabilidad del muro ante volteo, deslizamiento y falla estructural. También cubre distribución de esfuerzos en zapatas y consideraciones de diseño para el talón y pie del muro.
El documento resume los conceptos clave sobre la capacidad portante de suelos para fines de cimentación. Explica que la capacidad portante depende de factores como las características del suelo, la profundidad y forma de la cimentación. También describe diferentes tipos de cimentaciones como zapatas, vigas y cimientos corridos, así como métodos para calcular la carga de hundimiento y coeficientes de capacidad de carga según teorías como la de Prandtl y Terzaghi. Finalmente, detalla ensayos comunes para determinar las propiedades del
El documento describe los métodos para calcular la capacidad de carga de cimentaciones superficiales, incluyendo el método de Prandtl, el método de Terzaghi y las fórmulas de Meyerhof y Hansen. El método de Terzaghi mejoró el método de Prandtl al considerar las características efectivas del suelo y la obra de cimentación. Las fórmulas posteriores introdujeron factores de forma adicionales para una estimación más precisa de la capacidad de carga.
1) El documento trata sobre cimentaciones, que son elementos estructurales cuya misión es transmitir las cargas de una estructura al suelo de manera segura y eficiente. 2) Se describen diferentes tipos de cimentaciones como superficiales, profundas y mixtas, indicando sus características principales. 3) También se explican conceptos como capacidad de carga, asentamientos, factores de seguridad y cómo dimensionar cimentaciones ante cargas excéntricas.
El documento resume los conceptos fundamentales de las cimentaciones superficiales, incluyendo las teorías de capacidad portante, mecanismos de falla, y factores que afectan la resistencia al corte, como la profundidad, forma, inclinación de cargas, y propiedades del suelo como el ángulo de fricción. Explica las teorías de Prandtl, Reissner, Terzaghi, Meyerhof y Vesic sobre la determinación de la capacidad de carga de diferentes tipos de cimentaciones.
VARIOS En la presente investigación, sustentada en el marco teórico del constructivismo, nos proponemos desarrollar estrategias innovadoras que den como resultado una mejora en la enseñanza de la biología en la Carrera de Psicología de la Universidad Nacional de Rosario. El trabajo lo realizamos en el contexto de la primera asignatura biológica que cursan los alumnos, y que por lo tanto, cumple un rol introductor al área de la psicobiología. Los problemas que motivan la búsqueda de propuestas innovadoras son: la falta de motivación de los alumnos para el estudio de contenidos biológicos, y el importante número de estudiantes que abandonan el curso o no alcanzan la regularización. El propósito es desarrollar innovaciones en el marco del modelo de resolución de problemas, partiendo de las necesidades de los actores del proceso educativo en cuestión. Durante la primera etapa de la investigación (año 2008), trabajamos en la reformulación de los problemas y en el diseño de propuestas de innovación. Entre los resultados podemos mencionar los siguientes proposiciones: la necesidad de caracterizar a la población de estudiantes que inician el cursado de la asignatura; la generación de espacios de discusión entre alumnos y docentes, tratando de explicitar la problemática de integración de la biología en la formación del psicólogo; y la reelaboración de los materiales de estudio, incorporando situaciones problemáticas relacionadas con la práctica profesional. En el inicio del año académico 2009, en consonancia con la primera propuesta mencionada, aplicamos un cuestionario a todos los alumnos que asistieron a la primera clase. Por una parte, solicitamos información general sobre los sujetos, y por otra, efectuamos preguntas orientadas a indagar motivaciones y expectativas con respecto a la asignatura. Respondieron el cuestionario 653 estudiantes, mayoritariamente mujeres y con una edad promedio de 22 años. En cuanto a su formación de nivel medio, la mayoría la había realizado en los campos de las humanidades y ciencias sociales o de las ciencias económicas, resultando una proporción menor para las ciencias naturales. En sus respuestas consideraron, principalmente, que la asignatura contribuiría a conocer mejor al ser humano, frente a otras opciones como que favorecería la comprensión de otras asignaturas o incrementaría sus posibilidades laborales como futuros psicólogos. En cuanto a los alumnos recursantes, un tercio abandonó el cursado en el intento anterior de regularización, y dos tercios no aprobaron los exámenes parciales. Las principales causas de abandono serían dificultades para operar con los contenidos biológicos, y cuestiones personales. De acuerdo a estos resultados, durante el curso actual nos ocupamos en estudiar las situaciones en que se produzca abandono durante el año, tratando de comprender mejor las motivaciones. Además, ofrecimos a los alumnos recursantes una posibilidad alternativa de cursado, donde se acreditan los logros alcanzados en
La capacidad portante de los suelos se refiere a la máxima carga que puede soportar el suelo sin fallar. La teoría de Terzaghi establece factores para calcular la capacidad de carga límite basada en la cohesión, peso y ángulo de fricción interna del suelo. La ecuación de Terzaghi es ampliamente utilizada para el cálculo de la capacidad portante en proyectos de ingeniería debido a su cobertura del comportamiento mecánico de los suelos con cohesión y fricción.
Este documento describe los tipos, clasificaciones, análisis y diseño de pilotes de fundación. Explica que los pilotes transmiten cargas estructurales a través de capas superficiales de suelo de baja capacidad de carga hacia estratos más profundos. Clasifica los pilotes según su material, mecanismo de transferencia de carga y método de instalación. Describe métodos para estimar la capacidad de carga última de pilotes incluyendo fórmulas, ensayos de carga y parámetros de suelo. Explica cómo calcular la capac
Este documento trata sobre las cimentaciones superficiales y su capacidad de carga última. Explica tres tipos de falla que pueden ocurrir en el suelo bajo una cimentación: falla general por corte, falla local por corte y falla por corte por punzonamiento. También presenta la teoría de Terzaghi para evaluar la capacidad de carga última, la cual depende de la cohesión, peso específico y ángulo de fricción del suelo, así como la profundidad y dimensiones de la cimentación. Incluye grá
1. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
Apéndice C
Estimación de Empujes Sobre Muros de Contención
267
2. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
APÉNDICE C. ESTIMACIÓN DE EMPUJES SOBRE MUROS DE CONTENCIÓN
ALCANCE
El presente Anexo documenta los métodos de análisis básicos que pueden emplearse
para la estimación de los empujes de tierra sobre los muros de contención, de
acuerdo a los casos en que deben ser considerados. El tema es de importancia para
el diseño seguro de estribos y muros de protección, entre otros elementos de la
subestructura de un puente, mas aun cuando se tienen que considerar los posibles
efectos sísmicos, para lo cual se especifican criterios de diseño en base a la limitación
de los desplazamientos, de acuerdo a lo establecido principalmente por la norma
AASHTO, versión 1994. Las unidades empleadas corresponden al Sistema
Internacional.
1. INTRODUCCIÓN
El análisis de los empujes sobre las estructuras de contención es un tema complejo,
que requiere de simplificaciones para su consideración en los cálculos de proyecto, en
donde no solamente interesan las fuerzas actuantes sobre el muro de contención sino
también el estado limite de cargas cuando ocurra la falla en el relleno. La teoría de
Coulomb en base a una cuña deslizante de relleno, en torno al cual se plantea el
equilibrio de fuerzas, ha sido la principal vía de solución para estos cálculos. Las
fórmulas presentadas en este Anexo han sido desarrolladas con el método de
Coulomb para suelos con propiedades uniformes; sin embargo, el método puede ser
aplicado para suelos estratificados. En el análisis debe tenerse en cuenta las
condiciones de estabilidad del relleno, las deflexiones esperadas en el muro, los
procedimientos constructivos y toda posibilidad de movimiento o restricción del mismo
en el muro. De acuerdo a ello, se considerarán los estados de empuje activo, de
reposo o de empuje pasivo de tierras. Además, deberán estimarse los incrementos en
el empuje de tierra ocasionados por sobrecargas superficiales, sea durante la
construcción o debidas al trafico vehicular. Por otro lado, los efectos del agua en el
incremento del empuje lateral o en las presiones de poro que origina el flujo cuando
existe una diferencia de niveles de agua entre ambos lados del muro, deben ser
analizados. Algunas consideraciones para su análisis se presentan a continuación.
268
3. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
2. FORMULACION DEL EMPUJE DE TIERRAS
Se considera que el empuje de tierras, en forma general, es linealmente proporcional
a la profundidad del suelo, calculándose para una profundidad z con la siguiente
expresión.
p = kh γs g z*10-6 (2.1)
donde:
p = Empuje básico de tierras (MPa)
kh = Coeficiente de presión lateral de tierras
γs = Densidad del suelo (kg/m3)
z = Profundidad bajo la superficie del suelo (m)
g = Aceleración de la gravedad (m/s2)
A menos que se especifique lo contrario, puede suponerse que la resultante de los
empujes laterales debidos al peso del relleno estará a una altura de 0.4 H sobre la
base del muro, donde H es la altura total del muro, medida desde la superficie del
terreno hasta la base de la cimentación. Usualmente, se suponía que la resultante
quedaba ubicada a un tercio de la altura total; sin embargo, estudios experimentales
sobre muros reales han demostrado que el valor de 0.4 H es una aproximación
razonable a los resultados de tales estudios.
El coeficiente de presión lateral deberá ser considerado de acuerdo a los
desplazamientos admisibles especificados o a las restricciones al movimiento del
muro asumidas en el proyecto. La magnitud de la rotación requerida para el desarrollo
de las presiones activas y pasivas se presentan en la Tabla 1.
TABLA 1. RELACIÓN ENTRE EL TIPO DE RELLENO Y LA ROTACIÓN EN EL MURO
REQUERIDA PARA ALCANZAR EL ESTADO ACTIVO O PASIVO EN MUROS
RÍGIDOS DE CONTENCIÓN
RELLENO ROTACIÓN EN EL MURO
∆/H
E.ACTIVO E.PASIVO
Granular denso 0.001 0.020
Granular suelto 0.004 0.060
Cohesivo rígido 0.010 0.020
Cohesivo blando 0.020 0.040
269
4. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
3. EMPUJE DE TIERRAS EN REPOSO
El empuje de tierra en muros que se considera que no van a deflectarse o mover, se
calcula tomando el coeficiente de presión lateral de tierras en reposo, ko el cual
variará de acuerdo al estado de consolidación del suelo.
Para suelos normalmente consolidados, el coeficiente ko se calcula mediante:
k o = 1 − sen φ f (3.1)
donde :
φf = ángulo de fricción interna del suelo drenado
Para suelos sobreconsolidados, puede asumirse que ko varia en función de la
relación de sobreconsolidación (OCR) o de la historia de esfuerzos, y puede
calcularse como:
k o = (1 − sen φ f ) ( OCR )
sen φ f
(3.2)
Como materiales de relleno, se preferirán los materiales drenantes granulares en
comparación a los limos, arcilla de baja rigidez y arcillas con alta plasticidad.
La condición de reposo también puede considerarse en el diseño si es que los muros
quedan cerca a estructuras sensibles a los desplazamientos o les sirven de soporte,
como en el caso de los estribos.
4. EMPUJE ACTIVO DE TIERRA
En el caso de muros que van a desplazarse o deflectarse lo suficiente como para
alcanzar las condiciones mínimas de empuje activo, se considera el coeficiente de
presión lateral activo de tierras, calculado de esta forma:
cos 2 ( φ − β )
ka = 2 (4.1)
sen ( φ + δ ) sen ( φ − i )
cos 2 β cos( β + δ )1 +
cos( β + δ ) cos( β − i )
donde:
δ = ángulo de fricción entre el relleno y el muro
i = ángulo de inclinación del relleno respecto a un eje horizontal
β = ángulo de inclinación del respaldo interno del muro respecto a un eje vertical
φ = ángulo de fricción interna
270
5. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
Para un análisis en condiciones de largo plazo, los empujes de tierra serán calculados
usando los esfuerzos efectivos; además se adicionarán los empujes hidrostáticos en
los casos que sea necesario.
Los valores de δ pueden ser tomados a partir de referencias bibliográficas; en la Tabla
2 se presentan algunos valores para materiales de distinta clase.
5. EMPUJE PASIVO DE TIERRA
En el cálculo del empuje pasivo de tierras se tendrá en cuenta, para el caso de suelos
granulares, un coeficiente de presión lateral pasiva de tierras dado por:
cos2 ( φ + β )
kp = 2 (5.1)
sen( φ − δ ) sen( φ + i )
cos β cos( β − δ )1 +
2
cos( β − δ ) cos( β − i )
Debe tenerse presente que el ángulo de fricción δ no deberá tomarse mayor que la
mitad del ángulo de fricción interna, φ..
Para suelos cohesivos, los empujes pasivos pueden ser estimados mediante:
p = kh γs g z*10-6 +2c kp (5.2)
donde:
p = empuje pasivo (MPa)
γs = densidad del suelo (kg/m3)
z = profundidad bajo la superficie del suelo (m)
c = cohesión del suelo (MPa)
kp = coeficiente de presión lateral pasiva calculada con (5.1)
g = aceleración de la gravedad (m/s2)
271
6. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
TABLA 2. ÁNGULO DE FRICCIÓN ENTRE LA SUPERFICIE DE CONTACTO DE
MATERIALES DISTINTOS
MATERIALES EN LA INTERFASE ÁNGULO DE
FRICCIÓN δ (º)
Concreto masivo y mampostería sobre los siguientes
suelos de cimentación:
• Roca sana limpia 35
• Grava limpia, mezclas de grava-arena, arena gruesa 29 a 31
• Arena limpia fina a media, arena limosa media a
gruesa, grava limosa o arcillosa 24 a 29
• Arena limpia fina, arena limosa o arcillosa fina a
media 19 a 24
• Arcilla arenosa fina, limo no plástico 17 a 19
• Arcilla preconsolidada o residual muy rígido y duro 22 a 26
• Arcilla media rígida a rígida y arcilla limosa 17 a 19
Concreto prefabricado o premoldeado sobre:
• Grava limpia, mezclas de grava-arena, relleno rocoso 22 a 26
bien graduado con gravilla
• Arena limpia, mezclas de arena limosa-grava, relleno 17 a 22
de roca dura de un solo tamaño.
• Arena limosa, grava o arena mezclada con limos o 17
arcilla
• Limo arenoso fino, limos no plásticos 14
Varios materiales estructurales
• Mampostería sobre mampostería, rocas ígneas y
metamórficas:
• Roca débil sobre roca débil 35
• Roca dura sobre roca débil 33
• Roca dura sobre roca dura 29
• Acero sobre acero en empalmes de tablestacas 17
272
7. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
6. EMPUJES EN MUROS ANCLADOS
Cuando los muros tienen restricciones al desplazamiento mediante anclajes a una
sola altura, el empuje de tierras puede suponerse linealmente proporcional a la
profundidad; en este caso, el cálculo puede ser realizado con los análisis
convencionales.
El empuje de tierras, en caso de muros anclados con anclajes en dos o más niveles,
puede suponerse constante con la profundidad. Para muros anclados en taludes ya
establecidos, el empuje de tierras Pa está dado por:
Pa =0.65*10-6 Ka γ´s gh (6.1)
donde:
Pa = Empuje de tierras (MPa)
H = Altura total del muro (m)
φf
Ka = Coeficiente de presión lateral activa = tan2 (45- )
2
γ´s = Densidad efectiva del suelo (kg/m3)
Para muros construidos antes de la colocación del relleno, la magnitud total de la
distribución rectangular uniforme deberá ser igual a 1.30 veces aquella de la
distribución triangular determinada de acuerdo a lo indicado en el punto 4.
En todo caso, en el análisis de los empujes de tierras se tendrá en cuenta el método y
la secuencia de construcción, la rigidez del sistema constituido por el muro y los
anclajes, las deflexiones máximas permitidas en el muro, el espaciamiento de los
anclajes y la posibilidad de fluencia en el anclaje.
7. EMPUJES DE TIERRA ESTABILIZADA
En muros de retención con tierra estabilizada con medios mecánicos, la fuerza por
unidad de ancho, tal como se muestra en las Figuras 7.1, 7.2 y 7.3, se considerará
actuando a una altura de h/3 sobre la base del muro, con una magnitud dada por la
expresión:
Pa = 0 .5 * γ s * gh 2 k a (7.1)
donde :
Pa = Fuerza resultante por unidad de ancho (N/m)
γs = Densidad del relleno (kg/m3)
h = Altura nominal del diagrama de presiones horizontales de tierra (Fig. 7.1, 7.2 y
7.3), en m
ka = Coeficiente de presión lateral activa, especificados especialmente.
273
8. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
Los coeficientes de presión lateral en el caso de tierra estabilizada mecánicamente
pueden ser determinados como sigue:
a) Para superficies horizontales o inclinadas del relleno, como se muestran en las
figuras 7.1 y 7.2, el coeficiente puede ser determinados por:
cos i − cos2 i − cos2 φf
ka = cos i * (7.2)
cos i + cos2 i − cos2 φf
donde :
i = ángulo de inclinación del relleno
φf = ángulo de fricción interna (° )
b) Para superficies con inclinación truncada (Figura 7.3), el coeficiente ka está dado
por :
cos Ι − cos2 Ι − cos2 φf
ka = cos Ι * (7.3)
cos Ι + cos2 Ι − cos2 φf
donde :
Ι = ángulo nominal de inclinación efectiva para el cálculo, determinado de acuerdo
a la Figura 7.3
φf = ángulo de fricción interna (° )
c) Para el análisis de la seguridad contra la falla estructural, se determinará el
coeficiente ka como:
φf
k a = tan 2 45 −
(7.4)
2
d) El coeficiente de presión lateral en reposo, ko se determinará para el análisis de la
seguridad contra la falla estructural, como:
ko =1-sen φf (7.5)
274
10. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
8. EMPUJE SÍSMICO DE TIERRA
8.1 Muros sin Desplazamiento Restringido
Para elementos de contención de tierras, tales como los muros de gravedad o en
voladizo, que pueden desplazarse lateralmente durante un sismo (como por
ejemplo, en estructuras soportadas por apoyos que pueden desplazarse
libremente), el método pseudo-estático de Mononobe-Okabe, es usado
ampliamente para calcular los empujes de tierra inducidos por los sismos.
En áreas altamente sísmicas, el diseño de los estribos aceptando un
desplazamiento lateral pequeño bajo aceleraciones máximas es la práctica
general para lograr un diseño realista. Se hace referencia en esta subsección a
un método desarrollado para calcular la magnitud del desplazamiento relativo del
muro durante el sismo. Sobre la base de este método simple, se hacen
recomendaciones para la selección de un coeficiente sísmico pseudo-estático y el
nivel de desplazamiento correspondiente para una aceleración máxima del
terreno determinada.
8.1.1. ANÁLISIS CON EL MÉTODO DE MONONOBE-OKABE
El método estático desarrollado por Mononobe y Okabe (1926) es el usado
con más frecuencia en el cálculo de las fuerzas sísmicas del suelo actuando
sobre el estribo de un puente. El análisis es una extensión de la teoría de falla
de Coulomb, tomando en cuenta las fuerzas de inercia horizontal y vertical en
el suelo. Se consideran las siguientes hipótesis:
1. La cimentación se desplaza lo suficiente para que se desarrollen las
condiciones de máxima resistencia o presión activa en el suelo.
2. El relleno es granular, con un ángulo de fricción φ .
3. El relleno es no saturado, de modo que no se consideran problemas de
la ecuación.
Las consideraciones de equilibrio de la cuña de suelo sobre el estribo, tal
4como se muestra en la Figura 8.1, conducen a un valor, EAE , de la fuerza
activa ejercida sobre la masa de suelo mediante el estribo y viceversa. Cuando
el estribo está en el punto de falla, EAE está dada por la expresión:
EAE = ½ g γ H2 (1 - kV ) KAE x 10-3 (8.1)
donde el coeficiente de empuje activo sísmico KAE es:
−2
cos 2 (φ − θ − β ) sen(φ + δ ) sen(φ − θ − i )
K AE = x 1 + (8.2)
cosθ cos β cos(δ + β + θ )
2
cos(δ + β + θ ) cos(i − β )
276
11. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
donde:
EAE = fuerza activa del suelo (kN)
g = aceleración de la gravedad (m/s2 )
γ = densidad del suelo (kg/m3 )
H = altura de la cara de suelo (m)
φ = ángulo de fricción del suelo
kh
θ = arc tan
(1 − k v )
δ = ángulo de fricción entre el suelo y el estribo
kh = coeficiente de aceleración horizontal
kv = coeficiente de aceleración vertical
i = ángulo de inclinación del relleno
β = pendiente de la cara de suelo
La expresión equivalente para la fuerza pasiva, si el estribo se desplaza
presionando sobre el relleno es:
EPE = ½ g γ H2 (1 - kV )KPE *10-3 (8.3)
donde:
−2
cos 2 (φ − θ + β ) sen(φ − δ ) sen(φ − θ + i )
K PE = x 1 − (8.4)
cosθ cos 2 β cos(δ − β + θ ) cos(δ − β + θ ) cos(i − β )
El valor de ha, la altura a la cual la resultante de la presión del suelo actúa
sobre el estribo, puede tomarse como H/3 o 0.4H para el caso estático sin
considerar los efectos sísmicos; sin embargo, a medida que los efectos
sísmicos aumentan llega a ser mayor. Otra forma de calcular ha puede ser
considerando la componente estática del empuje de tierras (θ = kv = 0 )
actuando a H/3 desde el nivel inferior del estribo, mientras que la componente
dinámica adicional se consideraría actuando a una altura de 0.6H (Seed y
Whitman, 1970). Para propósitos prácticos, es suficiente suponer ha = H/2 con
un empuje uniformemente distribuido.
De la ecuación (8.2), debe cumplirse que el contenido del radical debe ser
positivo para que una solución real sea posible y, por ello, es necesario que:
kh
φ ≥ i + θ = i + arc tan (8.5)
1 − kv
277
12. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
Esta condición también puede ser útil para especificar un límite al coeficiente
sísmico horizontal; la condición límite es:
kh ≤ (1 − kv ) tan( φ − i ) (8.6)
Para una aceleración vertical nula, un relleno con cara vertical y un ángulo de
fricción de 35º, el valor límite de kh es 0.70.
Los efectos inerciales en el estribo no son tomados en cuenta en el análisis de
Mononobe-Okabe. Se puede suponer que las fuerzas de inercia debidas a la
masa del estribo pueden despreciarse en la consideración del comportamiento
y análisis sísmicos. Esta hipótesis no es conservadora, y para aquellos
estribos que tienen en su masa un elemento importante para su estabilidad, es
una suposición poco razonable el no considerar la masa del estribo como un
aspecto importante de su comportamiento. Los efectos inerciales en el muro
fueron discutidos por Richards y Elms (1979), quienes demostraron que las
fuerzas inerciales del muro no serían pequeñas y tendrían que ser
consideradas en el diseño de muros de contención por gravedad.
β
δ
φ
a
Fig 8.1 Diagrama de fuerzas del empuje activo del suelo
278
13. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
8.1.2 DISEÑO POR DESPLAZAMIENTO
Cuando en el análisis con el método de Mononobe-Okabe se emplean las
aceleraciones máximas del terreno, las dimensiones de las estructuras de
contención de tierras pueden llegar a ser demasiado grandes. En tal caso es
preferible diseñar aceptando un pequeño desplazamiento lateral admisible,
para obtener una estructura más económica.
Diversos ensayos han demostrado que un muro de contención por gravedad
falla en forma incremental durante un sismo. Para un movimiento sísmico del
terreno, el desplazamiento relativo total puede ser calculado usando el método
del bloque deslizante propuesto por Newmark (1965), En el método se supone
que el patrón de desplazamiento es similar a aquel de un bloque sobre una
superficie horizontal rugosa.
Análisis realizados con diversos registros sísmicos escalados a un mismo nivel
de aceleración y velocidad, en el que fueron procesados y graficados los
desplazamientos máximos, permitieron concluir que las envolventes de
desplazamiento tenían aproximadamente la misma forma, para todos los
registros (Franklin y Chang, 1977). Una aproximación a tales curvas, para
desplazamientos relativamente bajos, está dada por la relación:
−4
V2 N
d = 0.087 (8.7)
Ag A
donde :d es el desplazamiento relativo máximo de un muro sometido a un
movimiento sísmico del terreno cuyo máximo coeficiente de aceleración es A y
la máxima velocidad es V. Dado que esta expresión ha sido derivada de
envolventes, la magnitud de d resulta sobreestimada para la mayoría de
sismos.
Un posible procedimiento de diseño consistiría en elegir un valor admisible de
desplazamiento máximo en el muro, d, junto con parámetros sísmicos
apropiados, y usar la ecuación (8.7) para obtener un valor del coeficiente de
aceleración sísmica para el cual el muro sería diseñado. Las conexiones en el
muro, si existiesen, serían detalladas para permitir este desplazamiento.
Aplicando este procedimiento a varios diseños simplificados, Elms y Martin
(1979) han demostrado que un valor de diseño apropiado es:
kh = A/2 (8.8)
Se especifica que con este criterio se esperarían desplazamientos en el estribo
de hasta (254A) mm.
Para puentes esenciales y no esenciales dentro de la zona sísmica 1 y para
puentes esenciales en las zonas 1 o 2, se requerirá una consideración más
detallada del mecanismo de transferencia de las fuerzas de inercia de la
superestructura a través de los apoyos del puente hacia los estribos,
279
14. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
particularmente para los puentes de la categoría D, donde es necesario
mantener la accesibilidad del puente después de un sismo severo.
8.2 Muros con Desplazamiento Restringido
Como se anotó previamente, en el análisis de Mononobe-Okabe se supone
que el estribo se desplaza lateralmente sin restricción, lo suficiente como para
activar la resistencia del suelo en el relleno.
Para suelos granulares, la resistencia máxima se alcanza si las deflexiones al
nivel superior del muro es 0.5% de la altura del estribo. Si este elemento está
restringido contra el movimiento lateral mediante conectores o pilotes
inclinados, los empujes laterales serán mayores que los calculados con el
análisis de Mononobe-Okabe, lo cual ha sido comprobado analíticamente.
Para el diseño se sugiere el uso de un factor de 1.5 y considerar las
aceleraciones máximas del terreno, en los casos que hubiera dudas en que el
estribo pueda alcanzar un desplazamiento suficiente para generar la condición
de presiones activas del terreno.
280
15. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
9. EMPUJES DEBIDOS A SOBRECARGA SUPERFICIAL Y TRAFICO
Cuando se presente una sobrecarga superficial, al empuje de tierra básico debe
sumársele un empuje de tierras constante debido a la sobrecarga. El empuje
constante está dado por:
∆p = ksqs (9.1)
donde :
∆p =incremento en el empuje horizontal de tierras debido a la sobrecarga (MPa)
ks = coeficiente de presión lateral debido a la sobrecarga; se tomará ka para
condiciones de empuje activo y ko para condiciones de empuje en reposo.
qs =sobrecarga uniforme aplicada en la superficie de la cuña de tierra activada
(MPa)
Si se espera que exista trafico vehicular sobre la superficie del relleno y cerca al muro,
dentro de una distancia igual a la altura del muro, se aplicará una sobrecarga viva
superficial. Si la sobrecarga corresponde a una autopista, la intensidad de la carga
será consistente con la sobrecarga indicada en el Reglamento. En caso contrario, la
magnitud de la sobrecarga será especificada y aprobada por la entidad oficial.
El incremento en el empuje horizontal puede ser estimado mediante:
∆p = k γs g heq(*10 –6) (9.2)
donde:
∆p = incremento en el empuje horizontal de tierras (MPa)
γs = densidad del suelo (kg/m3)
k = coeficiente de presión lateral
heq = altura equivalente de suelo para el camión de diseño (m), según los valores de
la Tabla 3.
La altura del muro será medida desde la superficie del relleno y el nivel inferior de la
cimentación.
281
16. MANUAL DE DISEÑO DE PUENTES
TABLA 3. ALTURA EQUIVALENTE DE SUELO PARA CARGAS DE TRAFICO
VEHICULAR.
ALTURA DEL MURO heq (m)
(m)
≤ 1.50 1.70
3.00 1.20
6.00 0.76
≥ 9.00 0.61
10. EMPUJES HIDROSTATICOS
El empuje debido a la presión del agua debe corresponder el máximo nivel de agua
que pueda ocurrir durante la vida útil del elemento de construcción, para fines de
análisis, si es que no se ha previsto medidas de drenaje adecuadas.
En la estimación del empuje deberá emplearse la densidad sumergida del suelo
(densidad total del suelo saturado) para el calculo de la presión lateral, a partir del
nivel freático.
En caso de existir niveles de agua diferentes en las caras opuestas del muro, serán
considerados los efectos del flujo de agua y la posibilidad de sifonamiento el análisis
de los empujes hidrostáticos. Las presiones originadas por la filtración pueden ser
estimadas mediante redes de flujo u otros procedimientos analíticos; los empujes
totales laterales serán determinados mediante la suma de los esfuerzos efectivos
horizontales y las presiones de poro resultantes del análisis.
282