Post on 30-Dec-2015
GILBERTO LEIVA H. Ingeniero Civil
Empujes de SueloMuros Flexibles
EmpMF-1 / .
EMPUJES DE SUELO - MUROS FLEXIBLES
Parámetros:
Inclinacion pared c/r horizontal
Inclinacion relleno cara posterior c/r horizontal
H : Altura Muro
h : Altura Relleno Muro
Profundidad enterrada
g : Peso unitario natural suelo
f : Angulo fricción interna del suelo
d : Angulo de Fricción Muro-Suelo
1 EMPUJES ESTATICOS
Coulomb
a :
b :
h1 :
Para un muro vertical (a = 90o), sin roce (d = 0) , con relleno horizontal (b = 0):
y
h1
b
a
hH
Ka=sin2 (α+φ)
sin2α sin(α−δ )[1+√ sin(φ+δ ) sin(φ−β )sin( α−δ ) sin(α+β ) ]2
K p=sin2 (α−φ)
sin2α sin(α+δ )[1−√ sin(φ+δ ) sin(φ+ β )sin( α+δ ) sin(α+β ) ]2
Ka=1−sinφ1+sinφ
=tan 2 (45−φ /2 ) K p=1+sin φ1−sinφ
=tan 2 (45+φ /2 )
Empuje de Carga q
Empuje Pasivo
Empuje Activo
hw
H
CT
CW
pw=γw (z−hw)
pa=K aγ z
pa=K aγ hw+Ka γb ( z−hw )
z
q
pq=K aqpp=K pγ y
Empuje Hidrostático
GILBERTO LEIVA H. Ingeniero Civil
Empujes de SueloMuros Flexibles
EmpMF-2 / .
Rangos usuales para los coeficientesde empujes de suelo (Ref. Bowles, Foundation-Analysis and Design)
Caso Suelo no cohesivo Suelo cohesivo
Pasivo 3 - 14 1 - 2
En reposo 0.4 - 0.6 0.4 - 0.8
Activo 0.33 - 0.22 0.1 - 0.5
2 EMPUJES SISMICOS - SUELOS ARENOSOS - NORMA DE PUERTOS JAPON
Okabe-Mononobe (Ref. Bureau of Ports and Harbours, Ministry of Transport, Japan)
Se modifican los coeficientes de empujes activo y pasivo según las siguientes fórmulas:
Los coeficientes dados por estas fórmulas incluyen el empuje total al tiempo que un ocurre un sismo
La distribución de presiones total es un triángulo similar al caso estático
3 EMPUJES SISMICOS - MUROS FLEXIBLES, SUELOS ARENOSOS - USA
Por efectos del sismo se incrementan las presiones según una distribución triangular invertida
q = tan-1 K o q = tan-1K'
K : Coeficiente sísmico en el aire
KH : Coeficiente aceleración horizontal
KV : Coeficiente aceleración vertical
K´ : Coeficiente sísmico aparente en el agua
g : Peso unitario del suelo saturado en el aire
Kas=sin2 (α+φ−θ )
cosθ sin2α sin(α−δ−θ )[1+√ sin(φ+δ ) sin(φ−β−θ )sin(α−δ−θ ) sin( α+β ) ]2
K ps=sin2 (φ−α−θ )
cosθ sin2α sin(α+δ+θ )[1−√ sin(φ+δ) sin(φ+β−θ )sin(α+δ+θ ) sin(α+ β ) ]2
K '=γγ−1
K
K=K H1−KV
Empuje Sísmico
hw
CT
z
ps=ΔKas γ (H−z )
ps=ΔKas γ H
GILBERTO LEIVA H. Ingeniero Civil
Empujes de SueloMuros Flexibles
EmpMF-3 / .
ΔK as=Kas−Ka
H
CW ps=ΔKas γ (H−z )
GILBERTO LEIVA H. Ingeniero Civil
Empujes de SueloMuros Flexibles
EmpMF-4 / .
Empuje de Carga q
GILBERTO LEIVA H. Ingeniero Civil
Empujes de SueloMuros Rígidos
EmpMR-5 / .
Proyecto: xxx 12-May-06
REVISADO 12 MAYO 2006
PARAMETROS SUELO
Parámetro Horiz 1
Profundidad tope [m] 0
2.33
2.00
Cohesión C = 0
30
0.33
0.40
0.7
0.4
Coef lateral incremento sismico c =
Coeficiente de reacción K =
COTAS
Cota tope muro interior 9.28 [m]
Cota suelo 9.23 [m]
Cota napa 5.91 [m]
Cota losa fundación (interior) 5.21 [m]
Profundidad enterrada muro 4.02 [m]
Profundidad napa 3.32 [m]
Cota Maxima Agua Interior 7.01 [m]
EMPUJES
Peso Propio del hormigón y equipos fijos
Empuje estático Agua interior cámara
Hs Empuje lateral estático de Suelo Seco Exterior
Hb Empuje lateral estático de Suelo Sumergido Exterior
Fe Empuje estático Agua exterior - napa
Empuje sísmico de agua interior sobre paredes estanque
S2 Incremento de empuje de suelo exterior debido a sismo
a) Caso seco
Cota Prof. Alt. desde Exterior Interior
enterrada fondo Hs S2 F S1
[m] [m] [m]
9.28 Tope muro -0.05 4.07 0.00 0.00 0.00 0.00
9.23 NTN 0.00 4.02 0.00 2.62 0.00 0.00
8.83 0.40 3.62 0.37 2.62 0.00 0.00
8.43 0.80 3.22 0.75 2.62 0.00 0.00
Peso unitario húmedo gh = T/m3
Peso unitario seco gs = T/m3
T/m2
Angulo de fricción f = o
Empuje Activo Ka =
Empuje en reposo Ko =
Coef. Cr según NCh433 =
Ao =
Kg/cm3
PP:
F:
S1:
[T/m2] [T/m2] [T/m2] [T/m2]
GILBERTO LEIVA H. Ingeniero Civil
Empujes de SueloMuros Rígidos
EmpMR-6 / .
8.03 1.20 2.82 1.12 2.62 0.00 0.00
7.63 1.60 2.42 1.49 2.62 0.00 0.00
7.23 2.00 2.02 1.86 2.62 0.00 0.00
6.83 2.40 1.62 2.24 2.62 0.18 0.00
6.43 2.80 1.22 2.61 2.62 0.58 0.00
6.03 3.20 0.82 2.98 2.62 0.98 0.00
5.91 Napa 3.32 0.70 3.09 2.62 1.10 0.00
5.63 3.60 0.42 3.36 2.62 1.38 0.00
5.23 4.00 0.02 3.73 2.62 1.78 0.00
5.21 Fondo 4.02 0.00 3.75 2.62 1.80 0.00
b) Caso saturado (Napa al tope)
Cota Prof. Alt. desde Exterior Interior
enterrada fondo Fe Hb S2 F S1
[m] [m] [m]
9.28 Tope muro -0.05 4.07 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
9.23 NTN 0.00 4.02 0.00 0.00 2.62 0.00 0.00
8.83 0.40 3.62 0.00 0.37 2.62 0.00 0.00
8.43 0.80 3.22 0.00 0.75 2.62 0.00 0.00
8.03 1.20 2.82 0.00 1.12 2.62 0.00 0.00
7.63 1.60 2.42 0.00 1.49 2.62 0.00 0.00
7.23 2.00 2.02 0.00 1.86 2.62 0.00 0.00
6.83 2.40 1.62 0.00 2.24 2.62 0.18 0.00
6.43 2.80 1.22 0.00 2.61 2.62 0.58 0.00
6.03 3.20 0.82 0.00 2.98 2.62 0.98 0.00
5.91 Napa 3.32 0.70 0.00 3.09 2.07 1.10 0.00
5.63 3.60 0.42 0.28 3.21 2.07 1.38 0.00
5.23 4.00 0.02 0.68 3.37 2.07 1.78 0.00
5.21 Fondo 4.02 0.00 0.70 3.37 2.07 1.80 0.00
COMBINACIONES DE CARGA
a) Estado Ultimo
Combo PP F Hs Hb Fe S1 S2
1 1.4 1.4 - - - - -
2a 1.2 - 1.6 - - - -
2b 1.2 - - 1.6 1.6 - -
3 1.2 1.2 - - - 1.4
4 0.9 - - 1.6 1.6 1.4
[T/m2] [T/m2] [T/m2] [T/m2] [T/m2]
Combinaciones de Carga Diseño en Rotura - Caso estructuras enterradas
Factores de Mayoración b
GILBERTO LEIVA H. Ingeniero Civil
Empujes de SueloMuros Rígidos
EmpMR-7 / .
Cota Prof. Alt. desde Interior Exterior
enterrada fondo C1 C3 2a 2b 4
[m] [m] [m]
9.28 Tope muro -0.05 4.07 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
9.23 NTN 0.00 4.02 0.00 0.00 0.00 0.00 3.67
8.83 0.40 3.62 0.00 0.00 0.60 0.60 4.27
8.43 0.80 3.22 0.00 0.00 1.19 1.19 4.86
8.03 1.20 2.82 0.00 0.00 1.79 1.79 5.46
7.63 1.60 2.42 0.00 0.00 2.39 2.39 6.06
7.23 2.00 2.02 0.00 0.00 2.98 2.98 6.65
6.83 2.40 1.62 0.25 0.22 3.58 3.58 7.25
6.43 2.80 1.22 0.81 0.70 4.18 4.18 7.85
6.03 3.20 0.82 1.37 1.18 4.77 4.77 8.44
5.91 Napa 3.32 0.70 1.54 1.32 4.95 4.95 7.84
5.63 3.60 0.42 1.93 1.66 5.37 5.58 8.47
5.23 4.00 0.02 2.49 2.14 5.96 6.47 9.37
5.21 Fondo 4.02 0.00 2.52 2.16 5.99 6.52 9.41
b) Servicio
Combinaciones de Carga en Servicio - Caso estructuras enterradas
Factores de Combinación
Combo PP F Hs Hb Fe S1 S2
1 1 1 - - - - -
2a 1 - 1 - - - -
2b 1 - - 1 1 - -
3 1 1 - - - 1
4 0.9 - - 1 1 1
Cota Prof. Alt. desde Interior Exterior
enterrada fondo C1 C3 2a 2b 4
[m] [m] [m]
9.28 Tope muro -0.05 4.07 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
9.23 NTN 0.00 4.02 0.00 0.00 0.00 0.00 2.62
8.83 0.40 3.62 0.00 0.00 0.37 0.37 3.00
8.43 0.80 3.22 0.00 0.00 0.75 0.75 3.37
8.03 1.20 2.82 0.00 0.00 1.12 1.12 3.74
7.63 1.60 2.42 0.00 0.00 1.49 1.49 4.11
7.23 2.00 2.02 0.00 0.00 1.86 1.86 4.49
6.83 2.40 1.62 0.18 0.18 2.24 2.24 4.86
6.43 2.80 1.22 0.58 0.58 2.61 2.61 5.23
6.03 3.20 0.82 0.98 0.98 2.98 2.98 5.61
[T/m2] [T/m2] [T/m2] [T/m2] [T/m2]
[T/m2] [T/m2] [T/m2] [T/m2] [T/m2]
GILBERTO LEIVA H. Ingeniero Civil
Empujes de SueloMuros Rígidos
EmpMR-8 / .
5.91 Napa 3.32 0.70 1.10 1.10 3.09 3.09 5.16
5.63 3.60 0.42 1.38 1.38 3.36 3.49 5.55
5.23 4.00 0.02 1.78 1.78 3.73 4.05 6.11
5.21 Fondo 4.02 0.00 1.80 1.80 3.75 4.07 6.14
GILBERTO LEIVA H. Ingeniero Civil
Empujes de SueloMuros Rígidos
EmpMR-9 / .
EMPUJES DE SUELO - MUROS RIGIDOS
Parámetros:
Inclinacion pared c/r horizontal
Inclinacion relleno cara posterior c/r horizontal
H : Altura Muro
h : Altura Relleno Muro
Profundidad enterrada
g : Peso unitario natural suelo
f : Angulo fricción interna del suelo
d : Angulo de Fricción Muro-Suelo
EMPUJES ESTATICOS
Rangos usuales para los coeficientesde empujes de suelo (Ref. Bowles, Foundation-Analysis and Design)
Caso Suelo no cohesivo Suelo cohesivo
Pasivo 3 - 14 1 - 2
En reposo 0.4 - 0.6 0.4 - 0.8
Activo 0.33 - 0.22 0.1 - 0.5
EMPUJES SISMICOS - NCh 433
a :
b :
h1 :
b
a
Empuje de Carga qEmpuje en Reposo
hw
H
CT
CW
pw=γw (z−hw)
po=K oγ z
po=K oγ hw+Ko γ b( z−hw )
z
qEmpuje Hidrostático
GILBERTO LEIVA H. Ingeniero Civil
Empujes de SueloMuros Rígidos
EmpMR-10 / .
Presión sísmica uniforme en toda la altura del muro
H Altura del muro en contacto con el suelo
g Peso unitario natural suelo
Aceleración efectiva máxima del suelo, de Tabla 6.2 NCh 433
Suelos duros, densos o compactados: 0.45
Suelos sueltos 0.70
Rellenos sueltos depositados entre el muro y el talud en 0.58
suelo denso o compacto
Si existe napa y las condiciones del suelo son tales que impiden el desarrollo de incrementos de presión de poros
g Peso unitario húmedo del material retenido sobre la napa
Peso unitario saturado del material bajo la napa
Profundidad de la napa
ps
Ao
CR
que conduzcan a un deterioro del suelo o a su eventual licuefacción, usar g modificado g*:
gsat
Dw
γ∗¿ γ sat−DwH
(γ sat−γ )
Empuje sísmico
hw
H
CT
CW
z
ps=CR γ H Ao / g
GILBERTO LEIVA H. Ingeniero Civil
Empujes de SueloMuros Rígidos
EmpMR-11 / .
Rangos usuales para los coeficientesde empujes de suelo (Ref. Bowles, Foundation-Analysis and Design)
h1
b
hH
Empuje de Carga q
pq=K aq
GILBERTO LEIVA H. Ingeniero Civil
Empujes de SueloMuros Rígidos
EmpMR-12 / .
Si existe napa y las condiciones del suelo son tales que impiden el desarrollo de incrementos de presión de poros