Ingeniería Geotécnica - Trabajo practico

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INGENIERIA GEOTÉCNICA 
TRABAJO FINAL 
ANGGY DIAZ 
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Trabajo Final 
 
 
 
 
 
Curso: 
Ingeniería Geotecnia 
 
 
 
Alumno: Diaz Lopez, Anggy 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Índice 
2.1 Memoria descriptiva del proyecto. 
2.1.1 Ubicación 
2.1.2 Descripción del proyecto 
2.1.3 Propiedades del suelo y del Muro de contención. 
2.1.3.1 Propiedades del suelo 
2.1.3.2 Propiedades del muro 
2.1.4 Evaluación de la estabilidad de taludes por el método de las dovelas. 
2.1.5 Calculo de empuje de tierra por método grafico de Coulomb. 
2.1.6 Calculo de empujes de tierra y verificación de por servicio global por Rankine. 
2.1.7 Calculo de empujes de tierra y verificación de por estados límites por Rankine. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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PROYECTO 2: MURO DE CONTENCION 
2.1 Memoria descriptiva 
2.1.1 Ubicación 
 
2.1.2 Descripción de proyecto 
El presente proyecto consiste en la construcción de un muro de mampostería apoyada en un 
cimiento corrido cuyo objetivo es servir de contención a un talud presente en la zona; además 
de mejorar la calidad de vida de las personas que viven en el asentamiento humano ya 
mencionado: 
2.1.3 PROPIEDADES DEL SUELO Y MURO DE CONTENCION 
2.1.3.1 Propiedades del suelo 
El suelo presenta un solo estrato donde no se encontró presencia del agua. 
Peso específico del estrato: 21 KN/m3 
Angulo de fricción interna del relleno: 48° 
2.1.3.2 Propiedades del Muro 
Peso específico del muro: 23 KN/m3 
Peso específico del cimiento: 23 KN/m3 
Sobre carga zonal: 15 KN/m2 
Presión admisible del terreno: 320 KN/m2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.1.4 EVALUACION DE LA ESTABILIDAD DE TALUDES POR EL METODO DE LAS DOVELAS 
(FELLENIUS) 
 
Se tomó en consideración para el cálculo analítico e iterativo, un número determinado de 
dovelas (8), para fines académicos, ya que si este número fuera mayor, se tendría menor error 
en cuanto al factor de seguridad que sugerirá esta aplicación: 
1. 𝒕𝒈𝜽 = 𝟑. 𝟐 𝟒. 𝟎⁄ ; 𝜽 = 39° 
2. 𝒕𝒈𝜷 = 𝟑. 𝟐 𝟏. 𝟐⁄ ; 𝜷 = 69° 
3. Calculo de cada dovela: Wi=Área Dovela*Peso Específico del suelo.X1 
a) W1 = (0.1) * 21 =2.1 KN 
b) W2 = (0.3) * 21 = 6.3 KN 
c) W3 = (0.5) * 21 = 10.5 KN 
d) W4 = (0.7) * 21 = 14.7 KN 
e) W5 = (0.9) * 21 = 18.9 KN 
f) W6 =(1.0467) * 21= 21.98 KN 
g) W7 =(0.7) * 21= 14.7 KN 
h) W8 =(0.233) * 21= 4.9 KN 
Según Fellenius, el factor de seguridad se da aplicando la siguiente formula: 
𝐹
𝑠 = 
𝐶 𝑥 𝐿 + ∑ (𝑊𝑖
𝑛
𝑖=0 𝑥𝑐𝑜𝑠(𝜃))𝑥𝑡𝑔(ф)
𝑊𝑖𝑥𝑠𝑒𝑛(𝜃)
 ; Se tiene C = 0 (suelo friccionante) 
𝐹
𝑠 = 
(2.1+6.3+10.5+14.7+18.9+21.98+14.7+4.9)𝑥𝑐𝑜𝑠(39)𝑥𝑡𝑔(48)
(2.1+6.3+10.5+14.7+18.9+21.98+14.7+4.9)𝑥𝑠𝑒𝑛(39)
 
𝐹𝑠 = 1.371 según norma mayor 1.5 
Con ayuda del software SLIDE se obtiene un factor similar. 
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2.1.5 CALCULO DE EMPUJE DE TIERRAS POR EL METODO DE COULOMB. 
El cálculo de empuje de tierra por el método de Coulomb es netamente gráfico. Los vectores 
que se presenta en este modelo de análisis son entes matemáticos que se miden en magnitud 
y sentido, por lo que esto se considera al momento de hacer el respectivo análisis. 
A continuación, se presentará los cálculos efectuados para la obtención de las magnitudes en 
los vectores empleados para este modelo. 
VECTOR PESO DEL ESTRATO: 
W = área de la cuña del suelo x peso específico del suelo 
W = ((1.5+0.3)/2) *3.3* 21 = 60.48 KN 
Este vector siempre tiene una dirección que apunta hacia el centro de la tierra. 
VECTOR FUERZA NORMAL: 
F = Resultante de la fuerza normal y de corte en la superficie de la falla. 
F = magnitud del peso del estrato x cos(N) 
N = 45 + ∅ /2; ∅ = 48° por tanto N = 69° 
F =60.48 x cos (69°) = 21.67 KN 
VECTOR REACCION DEL MURO: 
R = Reacción del muro contra la cuña, numéricamente igual al empuje Ea. Por suma triangular 
de vectores se puede hallar la magnitud de este. Siendo la siguiente: 
R = 42.33 KN 
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2.1.6 CALCULO DE EMPUJE DE TIERRA Y VERIFICACION POR SERVICIO GLOBAL POR RANKINE. 
 
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1. ESFUERZOS VERTICALES: Para los esfuerzos verticales, se tuvo que separar el 
estrato por zonas, ya que cada una de estas interactúa de forma diferente con el 
muro de contención. 
ZONA ACTIVA: 
𝜎𝑣1
′ = 0 
𝜎𝑣2
′ = 21𝑥 4 = 84 𝐾𝑁/𝑚2 
ZONA PASIVA: 
𝜎𝑣3
′ = 0 
𝜎𝑣4
′ = 0.7 𝑥 21 = 14.7 𝐾𝑁/𝑚2 
1. CÁLCULO DE EMPUJES HORIZONTALES: Los cálculos horizontales nos ayudan a 
interpretar la magnitud que tienen estas grandes cantidades de masa que soporta el 
muro de contención. 
ZONA ACTIVA: 𝐾𝑎 = 𝑡𝑔
2(45 − ∅ 2⁄ ); ∅ = 48° entonces Ka = 0.147 
ZONA PASIVA: 𝐾𝑝 = 𝑡𝑔
2(45 + ∅ 2⁄ ); ∅ = 48° entonces Kp = 6.786 
ZONA ACTIVA: 
𝜎ℎ1
′ = 0 
𝜎ℎ2
′ = 84 𝑥 0.147 = 12.348 𝐾𝑁/𝑚2 
ZONA PASIVA: 
𝜎ℎ3
′ = 0 
𝜎ℎ4
′ = 14.7 𝑥 6.786 = 99.7542 𝐾𝑁/𝑚2 
𝜎𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎1
′ = 15 𝑥 0.147 = 2.205 𝐾𝑁/𝑚 
𝜎𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎2
′ = 15 𝑥 6.786 = 101.79 𝐾𝑁/𝑚 
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A continuación, se presenta la tabla de fuerzas y momentos, que nos ayudaran a tener los 
datos suficientes para evaluar los criterios necesarios y conocer si este muro de contención 
falla por vuelco y/o deslizamiento. 
Figura F. F. Horizontales Brazo 
M. 
Estabilizantes 
M. 
Desestabilizantes 
1 30,36 0,6 18,216 
2 30,36 1,066 32,36376 
3 33,81 1,05 35,5005 
4 27,72 1,333 36,95076 
5 34,65 1,85 64,1025 
6 24,696 1,333 32,919768 
7 8,82 2 17,64 
8 5,145 0,233 1,198785 
9 71,253 0,35 24,93855 
 156,9 109,914 213,270855 50,559768 
 
 P.E Concreto 23 KN/m3 
 P.U Estrato 21 KN/m3 
 
Área 1 1,32 
Área 2 1,32 
Área 3 1,47 
Área 4 1,32 
Área 5 1,65 
Área 6 1,176 
Área 7 8,82 
Área 8 5,145 
Área 9 71,253 
 
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CRITERIO POR VUELCO: 
∑ 𝑀. 𝑑𝑒𝑠𝑒𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑛𝑡𝑒 ≤
∑ 𝑀. 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑛𝑡𝑒
2
 
 
50.559 ≤ 
213..2
2
= 106.6 (Si cumple) 
CRITERIO POR DESLIZAMIENTO: 
∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡.
∑ 𝐹ℎ 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑛𝑡.
≥ 1.5 ; ∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡. = ∑ 𝐹𝑣 𝑥 𝑡𝑔𝛿 + 𝐶𝑎 𝑥 𝑏 ; ∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡. = 174.25 
 ∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡. = ∑ 𝐹𝑣 𝑥 𝑡𝑔∅ + 𝐶 𝑥 𝑏 ; ∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡. = 174.25 
 C = 0 
174.25
109.9
≥ 1.58 ≥ 1.5 ; (si cumple) 
1.1.7 CALCULO DE EMPUJE DE TIERRA Y VERIFICACION POR ESTADOS LIMITES POR 
RANKINE. 
1. MINORACION DE PARAMETROS: Para empezar con el diseño por estados limites, se 
comenzara por minorar los parámetros geotécnicos. 
ZONA AZCTIVA ZONA PASIVA 
𝛾∗ = 
2
1.05
= 20.0
𝐾𝑁
𝑚3
 𝛾∗ = 21 𝑥 1.05 = 22.05
𝐾𝑁
𝑚3
 
𝑃𝑠/𝑐 = 15 𝑥 1.14 𝑥 0.169 = 2.8899 
𝐾𝑁
𝑚
 𝑃𝑠/𝑐 = 10 𝑥 1.14 𝑥 5.91 = 101.061 
𝐾𝑁
𝑚
 
ZONA ACTIVA: 𝐾𝑎∗ = 𝑡𝑔2(45 − ∅
∗
2⁄ ); ∅ = 45.28° entonces 𝐾𝑎
∗= 0.169 
ZONA PASIVA: 𝐾𝑝
∗ = 𝑡𝑔2(45 + ∅
∗
2⁄ ); ∅ = 45.28° entonces 𝐾𝑝
∗ = 5.91 
∅∗ = 𝑡𝑔−1 (
𝑡𝑔(48°)
1.10
⁄ ) = 45.28 
2. PRESIONES HORIZONTALES: Las presiones horizontales se dan a partir de las verticales, 
estas nos ayudan a identificar cada una de las magnitudes por capa de estrato y por su 
altura. 
ZONA ACTIVA: 
𝑃𝑎1
∗ = 0 
𝑃𝑎2
∗ = 22.05 𝑥 4 𝑥 0.169 = 14.9 𝐾𝑁 𝑚⁄ 
ZONA PASIVA: 
𝑃𝑎3
∗ = 0 
𝑃𝑎4
∗ = 20 𝑥 0.7 𝑥 5.91 = 82.74 𝐾𝑁 𝑚⁄ ; 𝑃𝑎4
∗ = 82.74 2⁄ = 41.37 
𝐾𝑁
𝑚⁄ 
A continuación se presenta la tabla de fuerzas y momentos, para el diseño por estados límites: 
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Figura F. F.Horizontales Brazo 
M. 
Estabilizantes 
M. 
Desestabilizantes 
1 27,3267327 0,6 16,39603962 27,3267327 1,066 29,130297 
3 30,4320432 1,05 31,9536454 
4 27,72 1,333 36,95076 
5 34,65 1,85 64,1025 
6 29,8 1,333 39,7234 
7 11,5596 2 23,1192 
8 14,4795 0,233 3,3737235 
9 70,7427 0,35 24,759945 
 147,455509 126,5818 206,66691 62,8426 
 
 P.E Concreto 23 KN/m3 
 P.U Estrato 21 KN/m3 
 
Área 1 1,32 
Área 2 1,32 
Área 3 1,47 
Área 4 1,32 
Área 5 1,65 
Área 6 29,8 
Área 7 11,5596 
Área 8 14,4795 
Área 9 70,7427 
CRITERIO POR VUELCO: Condiciones de trabajo (favorable y tipo de falla grave). 
∑ 𝑀. 𝑑𝑒𝑠𝑒𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑛𝑡𝑒 ≤
∑ 𝑀.𝑒𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑛𝑡𝑒
𝛾𝑠
 ; 𝛾𝑠 = 1.05 
 
62.84 ≤ 
206.66
2
= 103.33 (Si cumple) 
CRITERIO POR DESLIZAMIENTO: 
∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡.
∑ 𝐹ℎ 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑛𝑡.
≥ 1.5 ; ∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡. = ∑ 𝐹𝑣 𝑥 𝑡𝑔∅∗ + 0.75 𝑥 𝐶 𝑥 𝑏 ; ∑ 𝐹ℎ 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡. = 148.9 
 C = 0 
148.9
126.58
≥ 1.17 ≥ 1.5 (No cumple) 
Para el diseño por estados limites falla por el criterio por deslizamiento, se tendría que 
evaluar y dimensionar la base del muro de contención para que cumpla por este criterio.