01 principis mecànica_de_sòls_v02
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Like this? Share it with your network

Share

01 principis mecànica_de_sòls_v02

  • 317 views
Uploaded on

Classes de mecànica de sòls a la UB (assignatura geotècnia) principis bàsics

Classes de mecànica de sòls a la UB (assignatura geotècnia) principis bàsics

More in: Education
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
317
On Slideshare
317
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
4
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 1 treballs confluents en lestudi geotècnic Est. Geot. prospeccions coneixement geològic local assaigs "in situ" assaigs de laboratori model geològic / geotècnic model dinteracció terreny / estructura estructura: sol·licitacions / requeriments
  • 2. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 2 disciplines confluents en lestudi geotècnic GEOLOGÍA Conocimiento reconocimientos geológico local ensayos "in situ" ensayos de laboratorio MECÁNICA DE SUELOS modelo geológico / geotécnicoINGENIERÍA DEESTRUCTURAS modelo de interacción estructura / terreno estructura: solicitaciones / requerimientos GEOTECNIA
  • 3. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 3 peculiaritat de la mecànica de sòls- lobjecte destudi: anisòtrop, heterogeni i no lineal
  • 4. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 4 llavors... com enfocar-ho?-100 % empíric: -projecte segons lexperiència acumulada, aplicació de regles que relacionen paràmetres observables amb comportaments diferits (normes NTE; procediment simplificat de disseny de fonamentacions en sòls granulars o en roques del CTE)-100 % teòric - conceptual: - coneixement profund dels fonaments teòrics "de primer ordre" per la seva aplicació universal als casos pràctics- 50 % teòric (no coceptual) + 50 % empíric: - coneixement de les relacions teòriques "de segon ordre" per la seva aplicació pràctica on el coneixement empíric demostra la validesa
  • 5. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 5 anàlisi geotècnica global: pasos a realitzar1. descriure el terreny2. valorar la magnitud de sol·licitacions o reaccions de lobra (estructures, desmunts, terraplens, modificacions dels gradients hídrics)3. establir un model de comportament de lobra i del terreny en relació recíproca4. verificar la validesa del model de comportament emprant un procediment acceptat5. contrastar el resultat obtingut amb els requeriments de lobra (SE-1/SE-2)
  • 6. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 6 la "descripció quantificada" del subsòl-descripció "geomètrica" del subsòl: pas 1: geologia - visió tridimensional de lestructura del terreny en relació a les seves propietats geotècniques - definició de labast dels litotipus / nivells / unitats geotècniques-identificació geotècnica de cada unitat: - assignació dels paràmetres geotècnics descriptius bàsics - delimitació del rang de variació dels paràmetres geotècnics "destat"- caracterització geomecànica de cada unitat: - valoració dels paràmetres resistents i deformacionals (en alguns casos també els referents a la permeabilitat o el quimisme)
  • 7. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 7 la "descripció quantificada" del subsòl-descripció "geomètrica" del subsòl: pas 1: geologia - visió tridimensional de lestructura del terreny en relació a les seves propietats geotècniques
  • 8. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 8 la "descripció quantificada" del subsòl-descripció "geomètrica" del subsòl: pas 1: geologia - visió tridimensional de lestructura del terreny en relació a les seves propietats geotècniques - definició de labast dels litotipus / nivells / unitats geotècniquesQüestió...Què és una unitat geològica?Què és una unitat geotècnica?
  • 9. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 9 la "descripció quantificada" del subsòl-identificació geotècnica de cada unitat: pas 2: geotecnia - assignació dels paràmetres geotècnics descriptius bàsics - delimitació del rang de variació dels paràmetres geotècnics "destat"
  • 10. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 10 definició quantificada, pas 2: la identificació-què és un sòl? què és una roca? .... el concepte
  • 11. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 11 identificació: les fases del sòl -A- -B- Vg Wg =0 Gaseosa Vv Ww Vw Líquida W V Ww Vs Solida Volúmenes Pesos
  • 12. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 12 la fase sòlida: mida fina i grollera mida grollera: - agregat delements amb mida tal que les forces de cohesió que poden desenvolupar-se entre partícules són pràcticament nul·les - la humitat no representa un factor decisiu vers el seu comportament - les seves propietats mecàniques venen determinades per la mida, la forma de gra i el seu grau "dempaquetament" mida fina: - agregat delements amb mida tal que les forces de cohesió que poden desenvolupar-se entre partícules són significatives - la humitat incideix decisivament en el seu comportament mecànic
  • 13. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 13identificació de la fase sòlida: granulometria / textura Argila: < 2 µm Llim: De 2 µm a 60 µm fi: 2 µm – 6 µm mitjà: 6 µm – 20 µm groller: 20 µm – 60 µm Sorra: De 60 µm a 2 mm fina: 0,06 mm – 0,2 mm mitjana: 0,2 mm – 0,6 mm grollera: 0,6 mm – 2 mm Grava: De 2 mm a 60 mm fina: 2 mm – 6 mm mitjana: 6 mm – 20 mm grollera: 20 mm – 60 mm Còdols i blocs: > 6 cm
  • 14. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 14 identificació de la fase sòlida grollera: granulometria x garbellat
  • 15. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 15 identificació de la fase sòlida grollera: la forma
  • 16. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 16 identificació de la fase sòlida grollera: la gradació
  • 17. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 17 identificació de la fase sòlida grollera: la gradació
  • 18. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 18 identificació de la fase sòlida fina: granulometria x sedimentació v = velocidad de caída de una esfera en el seno de un fluido (cm/s). γs = peso específico de las partículas sólidas γ s −γ w (g/cm3). γw = peso específico del agua (g/cm 3). D = ν= D 2 diámetro de la esfera (cm). 18η η = coeficiente de viscosidad dinámico del agua
  • 19. CURS D’ESTUDIS GEOTÈCNICS – SESSIÓ 2 CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 19 identificació de la fase sòlida fina: plasticitat resistència nul·la Estado líquido Mezcla fluida Límite líquido Humedad crecientede agua y suelo (WL) plasticitat Estado plástico sobresaturat Límite plástico (WP) elasticitat Estado semisólido Límite de retracción (WP) fragilitat Estado sólido subsaturat Suelo seco
  • 20. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 20identificació de la fase sòlida fina: límits dAtterberg límit líquid
  • 21. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 21identificació de la fase sòlida fina: límits dAtterberg límit líquid
  • 22. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 22identificació de la fase sòlida fina: límits dAtterberg límit líquid
  • 23. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 23identificació de la fase sòlida fina: límits dAtterberg límit plàstic
  • 24. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 24 identificáció / plasticitat: la classificació de Casagrande 70 A a ne 60 CH Lí 50 CLIP 40 30 20 MH-OH 10 ML-OL 0 ML 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 WL
  • 25. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 25 identificació / plasticitat + granulometriala classificació unificada de sòls (USCS) sòls grollers
  • 26. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 26 identificació / plasticitat + granulometria la classificació unificada de sòls (USCS) sòls fins
  • 27. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 27 identificació (2): estat la fase líquida: humitat / saturació humitat: w= Ww Ws w grau de saturació: S = x100 wr sat
  • 28. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 28 identificació (2): estat la relació sòlids / buits: porositat i índex de buits porositat: n= Vv Vt e= Vv índex de buits: Vs
  • 29. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 29 identificació (2): estat el pes específicp.e. natural (aparent): γa = (Wsòlids + Waigua) / Vp.e. sec: γd = Wsòlids / Vp.e. saturat: γsat = (Wsòlids+ Waigua H saturació) / V emax − e I D = Dr =densitat relativa o índex de densitat: emax − emin
  • 30. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 30 proposta de practica: ús de la classificació USCSdescripció del sòl dacord a la testificació granulometria plasticitatargiles llimoses de tonalitat vermella amb <0.080 mm: 45 % wl = 38nòduls de carbonat abundants <5 mm: 70 % wp = 15còdols i graves amb argila molt abundant, de <0.080 mm: 53 % wl = 49tonalitat ocre <5 mm wp = 28sorres i graves lleugerament argiloses de <0.080 mm: 15 % wl = 30tonalitat vermella amb algunes graves <5 mm: 45 % wp = 15dispersessorres fines, llimoses, de tonalitat ocre <0.080 mm: 60 % no plàstic <5 mm: 100 %
  • 31. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 31recapitulació: la "descripció quantificada" del subsòl-descripció "geomètrica" del subsòl: - visió tridimensional de lestructura del terreny en relació a les seves propietats geotècniques - definició de labast dels litotipus / nivells / unitats geotècniques-identificació geotècnica de cada unitat: - assignació dels paràmetres geotècnics descriptius bàsics - delimitació del rang de variació dels paràmetres geotècnics "destat"- caracterització geomecànica de cada unitat: - valoració dels paràmetres resistents i deformacionals (en alguns casos també els referents a la permeabilitat o el quimisme)
  • 32. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 32 la "descripció quantificada" del subsòl: pas 3 els paràmetres geomecànics-descripció "geomètrica" del subsòl: - visió tridimensional de lestructura del terreny en relació a les seves propietats geotècniques - definició de labast dels litotipus / nivells / unitats geotècniques-identificació geotècnica de cada unitat: - assignació dels paràmetres geotècnics descriptius bàsics - delimitació del rang de variació dels paràmetres geotècnics "destat"- caracterització geomecànica de cada unitat: pas 3: mec. sòls - valoració dels paràmetres resistents i deformacionals (en alguns casos també els referents a la permeabilitat o el quimisme)
  • 33. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 33 els criteris fonamentals del càlcul geotècnic: lestat límit últim
  • 34. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 34 paràmetres resistents: significat de langle de fregament intern i de la cohesió La condició per a linici dels lliscament sestableix segons les següents expressions: T ≥ ( N tgφ ) + (c A) T N ≥ tgφ + c A A τ ≥ (σ tgφ ) + c
  • 35. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 35 paràmetres resistents: el criteri de Coulombestudi sobre elsmurs de conenció1776:τf = c + σ n * tg Φ
  • 36. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 36 paràmetres resistents: les tensions efectives llei de Terzaghiforces considerades perCoulomb, Mohr... s N i = N − u (1 − ) STots els processos de tipus mecànic dels sòls (resistència i deformació entreells) estan governats per les tensions efectives σ’ = σ - u τ = C’ + σ’ tg ϕ’
  • 37. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 37 ¿un exemple de N = u?
  • 38. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 38 la deformació del sòl Assentaments: evolució amb el temps i deformació del sòl Si: assentament immediat Sc: assentament per consolidació Ss: assentament per consolidació secundària o fluència
  • 39. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 39models simplificats destudi de la deformació del sòlParàmetres “deformacionals” delterreny Coeficient de Balast Mòdul de deformació elàstica (E) Paràmetres de consolidació (Cc’...)Model de Winkler: ks = q / s“Llei” elàstica ajustada: dH = (H·Dp) / Es(dH = assentament; H: gruix del nivell en qüestió; Es = mòdul elàstic equivalent del terreny; Dp= sobrepressió induïda per la fonamentació)“Llei” de la consolidació: dh=H×Cr×log((po+Dp1)/po)+H×Cc×log((pc+Dp2)/pc))(dh: assentament de la capa de sòl de gruix H; Cr’: coeficient de recompressió; Cc’: coeficient decompressió; Dp1: valor mínim entre Dp i pc’)
  • 40. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 40 model de WinklerModel de Winkler: ks = p / s (ks = coeficient de balast del fonament)-assumeix una relació lineal entre la tensió i la deformació-no permet estudiar models "multicapa"-permet establir models dinteracció estructura / terreny senzills-és possible traduir els resultats dun càlcul multicapa (elàstic o edomètric)amb una valoració retrospectiva
  • 41. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 41 model elàstic“Llei” elàstica ajustada: s = [ σ B (1-v2) I ] / Es: assentament, σ: sobrecàrrega, B: ample de la fonamentació, v: coeficient de Poisson, I: factordinfluència per geometria de la fonamentació, E: mòdul elàstic represntatiu del subsòl -assumeix una relació lineal entre tensió i deformació -permet un càlcul "multicapa" -requereix una simplificació "raonable" del comportament real del sòl (elastoplàstic) -generalment es dona poca importància a la deformació en el pla horitzontal (coef. de Poïsson)
  • 42. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 42 la deformació del sòl: model elastoplàstic símil mecànic: "model de molla i patí" -sadapta bé al comportament real del sòl -és difícil dimplementar en un procediment de càlcul poc complex, doncs cal combinar una relació linial tensió deformació (molla) amb una relació no linial (patí)
  • 43. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 43 teoria de la consolidació / model edomètric analogia mecànica del procés de consolidació pregunta: què passarà si desapareix la càrrega?
  • 44. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 44 teoria de la consolidació / model edomètric
  • 45. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 45 teoria de la consolidació / model edomètric
  • 46. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 46 teoria de la consolidació / model edomètric
  • 47. CONCEPTES FONAMENTALS DE MECÀNICA DE SÒLS diap. 47MOLTES GRÀCIES PER LA VOSTRA PARTICIPACIÓ