Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech

Geotècnia (250230) – Curs 2023/24 PDF

Temari

OBJECTE DE LA GEOTÈCNIA Mecànica de sòls i enginyeria geotècnica Exemples de problemes geotècnics ORGANITZACIÓ DE L'ASSIGNATURA I DOCUMENTACIÓ Enfocament Desenvolupament de les classes Requeriments, objectius, programa i bibliografia Avaluació

Objectius específics

Coneixement bàsic dels principals tipus de problemes que es plantegen i resolen en l'assignatura i dels aspectes generals de la seva organització (enfocament, desenvolupament de les classes, programa, bibliografia i avaluació).

Dedicació

2h Grup gran + 2h 48m Aprenentatge autònom
Total: 4h 48m

1.1. DIAGRAMA DE FASES I PARÀMETRES DEL SÒL 1.2. GRANULOMETRIA 1.3. CONSISTÈNCIA DEL SÒL I LÍMITS D'ATTERBERG 1.4. SISTEMA UNIFICAT DE CLASSIFICACIÓ DELS SÒLS Exercicis del tema, complementats amb conceptes addicionals de teoria

Objectius específics

Coneixement, comprensió i capacitat de raonament i resolució d'exercicis en relació amb la quantificació de l'estat d'un sòl. Es tracta de determinar la relació entre pesos i volums de les diferents fases que l'integren. L'estudiant haurà d'entendre que el sòl és un medi porós en el qual els intersticis deixats per les partícules minerals que el componen (fase sòlida) pot haver aigua líquida i/o aire (fases líquida o gas respectivament). Haurà de conèixer-se els assaigs l'objectiu dels quals és identificar i classificar un sòl real mitjançant els criteris de classificació acceptats en l'entorn geotècnic i alguns aspectes sobre deformació i moviment de l'aigua a l'interior del sòl que s'indicaran de manera intuïtiva i que serveixen d'enllaç amb els conceptes que s'introduiran el tema 4. Pràctica i aprofundiment dels conceptes, coneixements i desenvolupaments del tema

Dedicació

6h Grup gran + 2h Grup mitjà + 11h 12m Aprenentatge autònom
Total: 19h 12m

2.1 CONCEPTES BÀSICS DE LA MECÀNICA DE MEDIS CONTINUS 2.2 CERCLES DE MOHR 2.3 TENSIONS TOTALS I EFECTIVES 2.4 REPRESENTACIONS DE LAMBE I CAMBRIDGE 2.5 CONCEPTES D'ELASTICITAT I PLASTICITAT 2.6 EXEMPLES DE TRAJECTÒRIES DE TENSIONS. SOLUCIONS ELÀSTIQUES Exercicis del tema, complementats amb conceptes addicionals de teoria

Objectius específics

Coneixement, comprensió i capacitat de raonament i resolució d'exercicis i problemes en relació amb els següents aspectes: unitats de la tensió en el SI i altres, tensions totals i tensions efectives, cercles de Mohr, invariants de la matriu de tensions i deformacions, trajectòries de tensions en plans d'invariants (confinament i tensió de tall), i lleis de tensions en condicions unidimensionals. Justificació mitjançant àlgebra de matrius de les equacions de tensió normal i tangencial en un pla d'inclinació arbitrària, i dels invariants de la matriu de tensions i deformacions. Coneixement de valors típics i ordres de magnitud de tensions verticals i horitzontals en un terreny a causa del pes segons condicions de saturació. Pràctica i aprofundiment dels conceptes, coneixements i desenvolupaments del tema

Dedicació

8h Grup gran + 2h Grup mitjà + 14h Aprenentatge autònom
Total: 24h

Identificació i classificació bàsica de sòls. Identificació i classificació visual i tàctil i determinació de paràmetres geotècnics bàsics (granulometria, límits d'Atterberg i classificació unificada de sòls). Flux d'aigua en sòl saturat. Conceptes de flux, cabal unitari, gradient hidràulic, permeabilitat, gradient crític i sifonament. Determinació de la permeabilitat amb permeàmetre de càrrega constant i variable i mesura del gradient crític en assolir sifonament. Compactació i assaigs edomètric i triaxials. Consolidació i resistència de sòls compactats. Mètodes i corba de compactació. Col.lapse i inflament i resistència al tall de sòls compactats.

Objectius específics

Experimentació directa amb sòls de diferents tipus i característiques i coneixement, comprensió y capacitat d'identificació visual i tàctil de sòls i de determinació experimental de parámetres geotécnics bàsics (granulometria, límits d'Atterberg i classificació unificada). Experimentació amb flux d'aigua en sòl saturat i coneixement, comprensió i capacitat de raonament amb els conceptes de flux, cabal unitari, gradient hidràulic, permeabilitat, gradient crític i sifonament i amb la determinació de la permeabilitat amb permeàmetres de càrrega constant i variable i la mesura del gradient crític en assolir sifonament. Experimentació amb compactació de sòls i sòls compactats a assaigs edomètrics i triaxials i coneixement, comprensió i capacitat de raonament amb la compactació de sòls, els fenòmens de col·lapse i inflament i amb el desenvolupament d'assaigs edomètrics i triaxials estàndard.

Dedicació

10h Grup petit/Laboratori + 14h Aprenentatge autònom
Total: 24h

3.1. ALTURA PIEZOMÈTRICA, NIVELL FREÀTIC I CÀLCUL DE TENSIONS 3.2. EQUACIO DIFERENCIAL DEL FLUX: BALANÇ DE MASSA I LLEI DE DARCY 3.3. FORCES DE FILTRACIÓ, GRADIENT CRÍTIC I LIQUEFACCIÓ 3.4. RESSOLUCIÓ DE PROBLEMES DE FLUX Exercicis i problemes del tema, complementats amb conceptes addicionals de teoria

Objectius específics

Coneixement, comprensió i capacitat de raonament i resolució d'exercicis i problemes en relació amb els següents aspectes: conceptes de flux i cabal d'aigua; altura piezomètrica, llei de Darcy, permeabilitat, aqüífers, permeabilitat equivalent i flux en terrenys estratificats; sifonament; gradient hidràulic i crític, interpretació de tot tipus de xarxes de flux en terrenys saturats (cabals, gradients hidràulics, pressions intersticials), i obtenció gràfica de xarxes de flux i projecte del drenatge d'excavacions (a la pròpia excavació, amb pous o pous punta) en casos senzills (terrenys saturats isòtrops i homogenis, i anisòtrops o heterogenis simples). Coneixement de valors típics i ordres de magnitud de permeabilitats de terrenys, i de situacions de sifonament (gradients hidràulics i crítics, pressions intersticials i totals, etc.). Coneixement i comprensió dels conceptes de nivell freàtic, 'forces de filtració', i drens i filtres, preses de terra, i de les equacions del moviment i del flux d aigua. Pràctica i aprofundiment dels conceptes, coneixements i desenvolupaments del tema

Dedicació

8h Grup gran + 4h Grup mitjà + 16h 47m Aprenentatge autònom
Total: 28h 47m

4.1 ASSAIG TRIAXIAL 4.2 ASSAIG EDOMÈTRIC 4.3 ASSAIG DE TALL 4.4 COMPROTAMENT EXPERIMETNAL D'ARGILES I SORRES Exercicis del tema, complementats amb conceptes addicionals de teoria

Objectius específics

Coneixement, comprensió i capacitat de raonament sobre les tècniques experimentals utilitzades majoritàriament en la mecànica de sòls. Es tracta de determinar el valor dels paràmetres utilitzats en els models de predicció del comportament del sòl sota un estat de tensions arbitrari i conèixer la relació del sòl real amb diferents models de comportament idealitzats en l'estudi de materials. S'ha de conèixer diversos tipus d'assaigs: d'identificació, de permeabilitat i mecànics. Pel que fa a l'últim grup, s'ha de distingir els assaigs que imposen un determinat estat de tensions mesurant les deformacions (assaig edomètric) i els que, a més, permeten dur a terra a l'estat de trencament (assaigs triaxial i de tall directe). Pràctica i aprofundiment dels conceptes, coneixements i desenvolupaments del tema

Dedicació

8h Grup gran + 4h Grup mitjà + 16h 47m Aprenentatge autònom
Total: 28h 47m

Dedicació

6h Grup petit/Laboratori + 8h 23m Aprenentatge autònom
Total: 14h 23m

5.1. COMPONENTS DE LA DEFORMACIÓ DEL SÒL. CONSOLIDACIÓ 5.2. PROCÉS DE CONSOLIDACIÓ PRIMÀRIA 5.3. EQUACIÓ DE LA CONSOLIDACIÓ PRIMÀRIA. DEFORMACIÓ DEL SÒL EN CONDICIONS EDOMÈTRIC 5.4. EQUACIÓ DE LA CONSOLIDACIÓ UNIDIMENSIONAL. PLANTEJAMENT ADIMENSIONALS. GRAU DE CONSOLIDACIÓ 5.5. SOLUCIÓ DE L'EQUACIÓ DE LA CONSOLIDACIÓ UNIDIMENSIONAL AMB FLUX VERTICAL 5.5.1. Càrrega uniformement repartida sobre estrat finit 5.5.2. Variació dels nivells piezomètrics en estrat finit 5.5.3. Expressió aproximada per al grau de consolidació 5.5.4. Càrrega exterior variable 5.6. PLANTEJAMENT SIMPLIFICAT EN CASOS AMB FLUX NO VERTICAL 5.6.1. Consolidació radial 5.6.2. Consolidació bidimensional i tridimensional 5.7. CONSOLIDACIÓ SECUNDÀRIA Exercicis i problemes del tema complementats amb conceptes addicionals de teoria

Objectius específics

Coneixement, comprensió i capacitat de raonament i resolució d'exercicis i problemes en relació amb les pressions intersticials, les deformacions recuperables i irrecuperables mesurades amb diferents paràmetres i els assentaments i graus de consolidació produïts en casos diversos de estratigrafies del terreny sobre bases drenants o impermeables, en procés de consolidació primària per efecte de càrregues exteriors i / o variacions de altures piezomètriques en condicions edomètriques, i amb el plantejament aproximat de la consolidació radial, bidimensional i tridimensional. Coneixement de valors típics i ordres de magnitud de coeficients de compressibilitat, mòduls edomètrics i coeficients de consolidació de diferents tipus de sòls i per a diferents estats dels mateixos. Coneixement i comprensió de les components de la deformació del sòl i dels conceptes de deformacions instantànies i diferides en el temps i en tensions efectives, dels processos de consolidació primària i secundària, de les equacions de la consolidació primària (deformació del sòl en condicions edomètrica) i de la consolidació unidimensional en termes dimensionals i adimensionals, de la solució de l'equació de la consolidació unidimensional amb flux vertical per a càrrega uniformement repartida sobre estrat finit i per variació dels nivells piezomètrics en estrat finit i la seva aproximació per a càrrega exterior variable , i de la consolidació secundària. Pràctica i aprofundiment dels conceptes, coneixements i desenvolupaments del tema

Dedicació

12h Grup gran + 16h 47m Aprenentatge autònom
Total: 28h 47m

6.1 INTRODUCCIÓ 6.2 MODEL CONSTITUTIU D'ESTAT CRÍTIC CAM-CLAY 6.3 RESISTÈNCIA MOHR-COULOMB 6.4 RESISTÈNICA NO DRENADA 6.5 EQUILIBRI LÍMIT I FACTOR DE SEGURETAT D'UN T Exercicis i problemes del tema complementats amb conceptes addicionals de teoria

Objectius específics

Coneixement, comprensió i capacitat de raonament i resolució d'exercicis i problemes en relació amb assaigs triaxials tant en sorres com en argiles (incloent determinació de mòduls de deformació drenats i no drenats), representació de resultats d'assaigs triaxials en forma de trajectòries en pla d'invariants de tensions (determinació de la resistència obtinguda en un assaig, incloent-hi el concepte de drenat i no drenat) i en el pla índex de porus versus tensió, generació de pressions intersticials en assaigs no drenats (determinació del paràmetre de Skempton a partir de assaigs), condició de trencament de Mohr-Coulomb (cohesió i angle de fregament intern), resistència al tall sense drenatge (justificació i càlcul), equacions constitutives (funció i necessitat), models elàstics i elasto-plàstics (concepte, fonaments i equacions bàsiques); i model Cam-Clay (plantejament, desenvolupament i reproducció de comportaments típics). Coneixement de valors típics i ordres de magnitud de l'angle de fregament intern, resistència al tall sense drenatge i paràmetres de dilatància i de models específics per a diferents tipus de sòls i diferents estats dels mateixos. Coneixement d'algunes relacions entre la humitat d'un sòl i la resistència, així com entre el coeficient d'empenta al repòs i l'angle de fregament d'un sòl. Pràctica i aprofundiment dels conceptes, coneixements i desenvolupaments del tema

Dedicació

8h Grup gran + 4h Grup mitjà + 16h 47m Aprenentatge autònom
Total: 28h 47m

7.1. CONCEPTES BÀSIC: TENSIÓ SUPPERFICIAL I ASCENCIÓ CAPIL·LAR 7.2 L'EFECTE DE LA SUCCIÓ EN SÒLS NO SATURATS 7.3 SÒLS COMPACTATS I L'ASSAIG PROCTOR

Objectius específics

Coneixement, comprensió i capacitat de raonament dels aspectes més rellevants de les propietats dels sòls en estat no saturat, del concepte de succió i la seva aplicació a la corba de retenció del sòl, de la definició de tensió efectiva, dels fenòmens de col lapse i inflament, dels assaigs de laboratori específics per a aquests sòls, de la corba de compactació i del procés de compactació en la pràctica incloent diversos procediments, la forma en què les condicions de compactació influeixen en les característiques finals del sòl compactat i els mètodes de control.

Dedicació

6h Grup gran + 8h 23m Aprenentatge autònom
Total: 14h 23m