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MECANICA DE SUELOS
Problemas Propuestos
Prof. Sharon Escalante
CORTE III
Fecha: Julio 2015 1. Para la figura anexa, calcular :
- Presión de poro (U) en A y B, - Potencial hidráulico PA y PB y - Gradiente hidráulico entre A y B, basándose en los piezómetros A y B. - Si en el caso anterior la permeabilidad es K= 5 x10-3 m/seg obtenga el gasto Q en m3/min. (Utilizar w= 9,81 KN/m3) 1,0 m
0,3 m Agua 2,4 m B
A
Agua
1m Datum
Sección 2 x 1 m
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2. El coeficiente de conductividad hidráulica o de permeabilidad de un acuífero como el mostrado es de 0,006 cm/seg y el agua en los tubos piezométricos situados a 90 m de distancia subió a 30 m y 28 m como se ve en la figura. El acuífero tiene un espesor promedio de 6 m. Se desea calcular el flujo perpendicular a su sección transversal en cm por minuto y por metro de ancho del acuífero.
h=30 m h=28 m Estrato impermeable
Flujo
6m 90 m Estrato impermeable
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Acuifero
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3. Se construye un canal paralelo a un río, como señala la figura. Si la arena que muestra la figura indica una conductividad hidráulica K = 0,0065 cm/seg. Calcular cual es la perdida de agua que tendrá el canal por infiltración en cm3/seg/km
4. Para el siguiente problema determinar Caso VII
a) el perfil de presión total, de poro y efectiva para el estrato inferior. b) La tasa de flujo si el área de sección transversal es de 10 cm2 K1 K2 D L agua sat
1,00E-04 0,0002 20 40 1 2
D
cm/seg cm/seg cm cm T/m3 T/m3
K1
L
K2 = 2 K1
L
D
5. Una muestra de suelo fue colocada en el permeámetro de la figura con las siguientes características: peso muestra saturada 2100 gr Peso muestra seca: 1600 gr Gs,: 2,66, A = 50 cm2.
V L
El manómetro indicaba una presión de en el agua de 46 psi. En esta condición se filtraron a través de la muestra de suelo 900 cm3 de agua en 8 minutos. Determinar: a. conductividad hidráulica en cm/seg b. Velocidad de descarga en cm/día c. Velocidad de filtración en m/dia Mecánica de Suelos
q
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6. Una muestra de arena de 35 cm2 de área y 20 cm de longitud se probo en un permeámetro de carga constante. Bajo una carga de 50 cm de agua, el volumen filtrado es de 105 cm 3 en 5 minutos. El peso seco de la muestra de arena fue de 1105 grs y su Gs =2,67 Calcula a) El coeficiente de permeabilidad de la arena b) la velocidad de descarga y c) La velocidad de filtración. 7. Una muestra de suelo de 10 cm de diámetro y 5 cm de espesor se probó en un permeámetro de carga variable. La carga de agua bajo de 45 a 30 cm en 4 minutos 32 segundos. El área del tubo alimentador era de 0,5 cm2. Calcula el coeficiente k en cm/seg
8. Un terreno presenta un perfil con tres estratos (A, B, C) tal como el indicado en la figura. Si se considera la permeabilidad como una propiedad isotrópica determine; a) Los tipos de suelos de acuerdo a la permeabilidad y b) la permeabilidad equivalente del terreno para flujo horizontal y flujo vertical
9. Un tubo de un permeámetro se llena con dos suelos de diferentes permeabilidades. Para el SUELO A se realizó un ensayo de carga constante, para una muestra 20 cm de altura y 35 cm2 de área, con una carga hidráulica de 50 cm recogiéndose 105 cm3 de agua al cabo de 5 minutos. Calcula
a) la permeabilidad del suelo A y la permeabilidad del suelo B si KA=2KB b) Carga hidráulica en el suelo A (hA) y suelo B (hB) c) El gasto q en cm3/seg si la sección transversal es de 20 cm2 d) Calcule la velocidad de filtración en el suelo A si w = 20% y Gs=2,65
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4 10.
Del perfil estratigráfico que se indica se tomo una muestra inalterada del centro de estrato de arcilla. Se realizo un ensayo de consolidación y de la curva de compresibilidad se obtuvo un índice de compresión de 0,40. Si se aplica una sobrecarga de 15 T/m2
Se pide calcular: a) Peso unitarios saturados de los estratos. b) Esfuerzo efectivo inicial y final en el estrato de arcilla c) El asentamiento total H
11. Para un proyecto de construcción se tomo una muestra inalterada del centro de estrato de arcilla indicado en el perfil. En un ensayo de laboratorio se determinaron los siguientes datos para la arcilla: LL = 56 % LP= 19 % = 54 % Gs=2,5 Si la sobrecarga a aplicar se estima en 30 T/m2, Calcule: (a) La arcilla esta NC o preconsolidada? (b) Índice de compresión (c) Asentamiento total (H) en cm
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12. Calcule el asentamiento en cm en el estrato de arcilla al subir el nivel freático. La arcilla esta Normalmente consolidada (NC),su relación de vacio inicial es de 0,81 y su Cc= 0,30
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