Geotecnia: problemas de práctica y preguntas de examen

Mecánica de suelos para ingenieros civiles: propiedades del suelo, tensiones en el terreno, presión intersticial y tensión efectiva.

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Pack de repaso (PDF)Hojas de fórmulas, pasos de los métodos y problemas de práctica con soluciones completas, listos para imprimir.

Temas de esta asignatura

  1. Tensión efectiva en suelosnivel freático en la superficie · nivel freático en la capa · dos capascálculos
  2. Asiento por consolidaciónarcilla normalmente consolidada · arcilla sobreconsolidada · tiempo de consolidacióncálculos
  3. Fuerza hidrostáticapared vertical · compuerta sumergida · centro de presionescálculos

Consejos para el examen de Geotecnia

  • Tensión efectiva = tensión total − presión intersticial.
  • Por debajo del nivel freático, usa el peso específico saturado para la tensión total.
  • Dibuja el perfil del terreno con todas las capas y el nivel freático antes de calcular.

Ejemplos resueltos

Tensión efectiva en suelosFácil
arenaγsat​ = 20 kN/m³11 mnivel freáticoXz = 8 m

Para el perfil de suelo mostrado, halla la tensión vertical total σ en el punto X.

z = 8 mzw = 0 mγw = 9,81 kN/m³arena: γsat = 20 kN/m³

Calcula σ (kPa)

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  1. Tensión efectiva = tensión total − presión intersticial.
  2. Usa el peso específico seco por encima del nivel freático y el saturado por debajo.
  3. σ = 160 kPa.
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Tensión efectiva (Terzaghi): el esqueleto del suelo soporta σ′ = σ − u. La tensión total σ es el peso de todo lo que hay sobre el punto, Σγ·h, usando el peso específico seco por encima del nivel freático y el saturado por debajo. Bajo el nivel freático la presión intersticial es hidrostática: u = γw·(profundidad bajo el nivel freático).

Tensión total

Suma el peso de cada capa de suelo sobre X. Por encima del nivel freático usa el peso específico seco; por debajo, el saturado.

σ = γsat·z = 20·8 = 160 kPa

Respuesta

σ = 160 kPa
Asiento por consolidaciónMedia
Δσ = 230 kPaarenaarcillaCc​ = 0,5, Cr​ = 0,02e0​ = 1,2σ′0​ = 50 kPaσ′p​ = 150 kPa2 mnivel freático

Un estrato de arcilla sobreconsolidada de 2 m de espesor tiene Cc = 0,5, Cr = 0,02 y e₀ = 1,2. A media profundidad la tensión vertical efectiva es 50 kPa y la presión de preconsolidación es 150 kPa. Un edificio nuevo añade 230 kPa de tensión vertical a media profundidad. Halla el asiento por consolidación primaria S en mm.

H = 2 mCc = 0,5Cr = 0,02e0 = 1,2σ′0 = 50 kPaσ′p = 150 kPaΔσ = 230 kPa

Calcula S (mm)

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  1. Compara la tensión final σ′₀ + Δσ con la presión de preconsolidación.
  2. σ′f = 50 + 230 = 280 kPa > σ′p = 150 kPa.
  3. Divide el intervalo de tensiones en σ′p: Cr de σ′₀ a σ′p y después Cc de σ′p a σ′f.
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Consolidación primaria de un estrato de arcilla de espesor H, usando la tensión efectiva en el centro del estrato: σ′f = σ′0 + Δσ. Arcilla normalmente consolidada: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Una arcilla sobreconsolidada se recomprime según Cr hasta la presión de preconsolidación σ′p y solo sigue Cc por encima de ella. Tiempo: t = Tv·Hdr²/cv, donde la longitud de drenaje Hdr es H/2 cuando el agua puede salir por arriba y por abajo, y H cuando solo drena una cara.

Compara con la presión de preconsolidación

σ′f = 50 + 230 = 280 kPa > 150 kPa

Asiento

Recompresión hasta σ′p, compresión noval por encima.

S = 0,02·2/(1 + 1,2)·log₁₀(150/50) + 0,5·2/(1 + 1,2)·log₁₀(280/150)
S = 8,675 + 123,2 = 131,9 mm

Respuesta

S = 131,9 mm

Cómo funciona la práctica

  • «Practicar esta asignatura» mezcla problemas de todos sus temas, como en un examen real.
  • Cada problema tiene valores nuevos, así aprendes el método y no una respuesta.
  • ¿Te has atascado? Abre primero una pista pequeña y la explicación completa solo cuando la necesites.
  • Los simulacros de examen son cronometrados y no tienen pistas; al final recibes tu nota y una revisión completa.

Calculadoras para esta asignatura

Calculadora de asiento por consolidaciónCalculadora de densidad (masa, volumen y densidad)

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