Tarea 2 Cimenta Final.docx

Martes, 9 de noviembre 2018

Prof.Dr.Daniel Huaco Barrionuevo Dpto. Ingeniería Civil Universidad Ricardo Palma Lima, Perú.

Estimado Dr.

Se adjunta mi Reporte y Resumen Ejecutivo. Si tuviera alguna pregunta, por favor hágamela saber al teléfono 980762004 (Diego Suárez La Rosa) o al correo Electrónico [email protected]

Atte. _________________________ Diego Suárez La Rosa 201011827

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RESUMEN EJECUTIVO

El presente proyecto tiene como objetivo diseñar y construir un muro miniatura de tierra mecánicamente estabilizado (MSE retaining Wall) usando papel Kraft como refuerzo y cartulina Canson de 180 gramos como muro .La finalidad es diseñar un muro que pueda soportar una carga adicional de no menor de 50 libras, sobre el relleno usando la menor área posible de refuerzo. Para poder hacer un correcto diseño realizamos una colección de datos que consistió en realizar treinta ensayos por cada parámetro que necesitábamos ( Peso Unitario de la arena , Angulo de fricción interna de la arena , Angulo de fricción entre la arena y el papel Kraft y la resistencia a la tensión del papel Kraft por unidad de ancho ). Cada parámetro es esencial para poder evaluar la estabilidad de nuestro muro y así lograr un factor de seguridad que permita soportar al muro la sobrecarga y fallar justo después de exceder las 50 libras. Después de realizar los respectivos ensayos obtuvimos diferentes resultados para cada ensayos estos valores están dentro del rango típico según las fuentes buscadas. Para ésta SEGUNDA TAREA se tuvo que recolectar la data de los demás equipos, en donde se analizará mediante una tabla en Excel para luego representarlas en Histogramas, así poder discrepar y sacar conclusiones en cuánto varía las mediciones de cada equipo y ver en qué rango se encuentra la toma de datos. Se puede concluir que algunos resultados se diferencian más uno de los otros, para esto se recomienda que cada ensayo se debe realizar con mucha precisión para que los valores finales sean más exactos y estén dentro del rango de la literatura.

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TABLA1 (DATA ACUMULADA DE TODOS LOS EQUIPOS)

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

89.3186 89.3186 89.3748 89.4247 89.4372 89.6308 89.6308 89.6807 89.6932 89.7431 89.7431 89.7868 89.8493 89.8680 89.8992 89.9491 89.9491 89.9491 90.0553 90.0865 90.0865 90.1364 90.1364 90.3612 91.4162 91.8220 91.8595 92.3465 92.7086 92.9645

21 21 22.5 23 23 23 23 23 24 24 24 24 24 24 24 24 24.5 25 25 25 25 25 26 26 26 27 28 29 29 30

32 32 32 33 33 33 33 33 33 34 34 34 34 34 34 35 35 35 35 35 35 35 36 36 36 36 36 36 36 36

1.7637 2.0282 2.6455 3.0864 3.0864 3.0864 3.0864 3.0864 3.0864 3.0864 3.1746 3.2628 3.2628 3.2628 3.3510 3.3510 3.3510 3.3510 3.3510 3.4392 3.4392 3.5274 3.7037 3.9683 4.1446 4.1446 4.1446 4.2328 4.3210 4.3210

4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

88.98 89.04 89.34 90.00 90.00 90.27 90.76 91.13 91.22 91.42 91.42 91.56 91.65 91.75 91.92 92.12 92.25 92.35 92.35 92.38 92.55 92.58 92.61 92.68 92.68 92.88 92.91 92.91 93.41 94.20

32.14 33.00 33.69 34.01 34.16 34.35 34.82 34.86 35.17 35.29 35.51 35.84 36.09 36.24 36.29 36.35 36.38 36.44 36.67 36.82 36.90 36.96 37.25 37.52 37.57 38.08 38.55 39.06 39.58 40.82

34 35 36 37 37 38 38 39 39 40 40 40 40 40 41 41 41 41 41 42 42 42 42 43 45 45 46 46 46 48

3.1500 3.1800 3.1000 2.9800 2.8100 2.7300 3.0500 3.1400 3.1600 3.1800 3.0700 2.9400 2.8700 2.7200 2.6600 2.5400 2.6300 2.6800 2.7700 2.8900 3.0900 3.1100 3.1200 2.9300 2.7700 2.6800 2.6300 2.5800 2.7900 2.8100

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

82.66 82.90 82.26 82.26 82.70 82.30 82.40 82.38 82.26 82.26 82.26 82.26 82.66 82.90 82.90 82.90 82.90 82.78 82.78 82.78 82.78 82.78 82.63 82.26 82.46 82.66 82.46 82.66 82.66 82.30

32 40 41 34 43 26 39 28 30 28 26 26 34 40 42 36 40 35 39 36 32 30 36 35 38 37 42 35 34 37

21 22 23 21 21 22 23 21 21 22 23 21 21 21 22 21 22 21 22 21 22 23 21 23 21 23 21 23 23 23

2.72 2.72 3.23 3.22 3.22 3.22 3.23 3.23 3.23 2.89 2.89 3.22 3.22 3.23 3.22 3.23 3.22 3.23 3.23 2.72 2.72 3.22 3.22 3.22 3.23 3.22 3.22 3.22 2.89 2.89

6

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

89.7 89.1 85.2 85.3 85.2 84.8 86.0 85.8 85.6 85.1 84.8 84.5 84.1 84.6 84.8 84.8 83.7 85.4 84.8 84.8 85.2 84.8 85.0 84.5 85.0 86.2 88.3 89.8 86.9 88.0

24 24 25 25 25 25 25 25 26 26 26 27 28 29 29 30 21 21 23 23 23 23 23 23 24 24 24 24 24 24

34 35 35 35 35 35 35 35 36 36 36 36 36 36 36 36 32 32 32 33 33 33 33 33 33 34 34 34 34 34

6.4 6.6 6.2 6.6 6.2 6.6 6.2 6.2 6.4 6.7 6.5 6.5 6.8 6.2 6.6 6.4 7.4 7.4 7.4 7.6 7.6 7.8 8.2 8.7 7.9 8.2 8.3 8.5 8.6 7.9

7

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

79.62481703 79.08485338 79.17644215 78.74310423 79.32817877 79.63165201 79.5154573 79.44163948 79.7574157 79.67949689 79.58380713 79.3145088 79.36372068 79.13953324 79.10125734 79.17644215 79.42113454 79.1942131 79.45941044 79.29263686 79.01787054 79.34321573 79.25982894 79.39242761 79.09578935 79.37465665 79.63165201 79.12176228 79.47308041 79.48538338

26.5 29 30 28 31 30.75 26.25 30.25 31.75 30.5 29.25 29.5 28.5 30.5 28.5 27.5 31.25 29.5 32.5 31 33.25 29.75 32.25 30 33 30 28 31.5 32.5 32.5

31.5 30 30 29 29 30 30 30 31 31 29.5 30.5 29.5 31 31 30 30 30 31 30 33 31 30 30 30 30 30 32 32.5 31

8.7075957 11.08440534 11.1177238 9.698189706 8.443287972 7.636925412 9.047499918 8.355652041 9.383484318 9.453201081 8.367131508 8.037306822 7.975429695 8.1756204 8.570962044 8.251776864 7.261742832 8.380570884 8.941104858 9.02398101 8.540163474 9.224451702 7.788118392 8.121302922 7.935951528 9.059819346 8.871668082 8.557522668 8.770312788 8.355372054

8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

88.53635719 90.10409639 89.72155918 89.56898653 89.71271439 89.39651311 89.00070872 89.73924876 89.54687456 88.71546421 88.94985117 88.94100638 89.4119915 88.67566265 88.83265769 88.68229624 89.42746988 89.03608788 90.04218285 89.73261517 89.5026506 89.38987952 89.28816442 89.19308292 89.15991495 89.35892275 90.23676825 89.73261517 87.49267186 89.82106308

24 25 26 27 30 35 27 29 34 29 27 24 24 26 27 25 28 27 32 30 31 33 30 30 27 29 32 25 30 31

38 35 38 37 38 37 37 34 33 36 34 37 34 34 33 32 34 33 34 31 33 34 32 32 34 33 31 34 33 33

5.292 5.18175 5.40225 5.292 5.3802 5.40225 5.26995 5.35815 5.22585 5.18175 5.2038 5.3802 5.35815 5.3361 5.292 5.2479 5.292 5.40225 5.31405 5.3802 5.31405 5.3361 5.26995 5.31405 5.40225 5.22585 5.2479 5.292 5.3802 5.31405

9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

81.49 83.83 78.69 83.03 82.43 81.48 82.70 83.78 80.76 80.62 83.05 80.12 81.68 82.89 80.08 82.68 82.09 83.11 83.52 79.66 83.24 80.21 79.92 80.40 81.47 83.90 83.39 81.01 80.70 82.01

40.00 36.00 37.00 32.00 35.00 35.00 36.00 37.00 34.00 38.00 31.43 32.83 34.14 33.26 34.86 34.99 35.84 32.70 34.14 33.69 38.16 30.19 30.8 39.51 38.92 30.02 35.41 37.39 39.89 37.86

35 35 30 24 33 23 24 32 28 34 27 24 27 22 33 28 27 27 23 27 26 30 27 31 26 29 28 26 21 33

7.61 7.71 8.34 7.48 6.96 7.61 7.71 8.34 7.48 6.96 8.36 6.97 8.36 8.23 7.38 7.78 7.34 6.91 7.08 6.97 7.74 7.75 7.04 8.09 7.55 7.34 7.50 8.35 7.01 7.45

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CÁLCULOS OBTENIDOS LUEGO DE RECOLECTAR LA DATA DE 8 EQUIPOS (INCLUYENDO NUESTRA DATA), EN TOTAL 8 TABLAS DE QUE EN TOTAL SUMAN 240 TOMAS DE MUESTRA PARA CADA PARÁMETRO

Cuenta, n

240

240

240

240

Media, µ

85.42

30.91

31.45

5.17

Std. Dev, σ

4.37

5.14

5.88

2.26

c.o.v., δ(%),"2dec"

5.12

16.63

18.70

43.76

Max

94.20

43

48

11.12

Min

78.69

21

21

1.76

BRAJA M.DAS Pg 156 Capitulo 8

TAPPI

Rango Típico Fuente(s)

30-34 Tablas - Universidad Nacional de las Villas

Terzaghi y Peck 1980

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REPORTE Introducción: En la segunda parte del presente trabajo se tuvo que hacer la recolección de data de los 8 equipos del salón (incluyendo nuestro equipo) que participan en el concurso del GeoMuro sobre los parámetros: peso unitario de la arena, el ángulo de fricción interna de la arena, el ángulo de fricción entre la arena y el papel kraft y la resistencia a la tensión del papel kraft por unidad de ancho, teniendo que realizar 30 ensayos por parámetro, y con estos datos desarrollar parámetros estadísticos que nos permitan obtener los valores finales con los que trabajaremos nuestro GeoMuro y garantizar su estabilidad para una sobrecarga de 50 lb. En total se tuvo 240 muestras para cada parámetro y sólo así se logró realizar los histogramas en Excel de acuerdo a métodos estadísticos. Materiales: -Arena fina lavada. -Balanza de resorte.

-Balanza digital. -Embudo.

-Gancho sujetador.

-Horno.

-Papel kraft.

-Transportador.

-Bandejas. -Escuadras. -Molde Proctor. -Tamiz #10

-Vernier.

Métodos resultados y conclusiones Método para el cálculo del peso unitario de la arena 𝜸(𝒍𝒃/𝒇𝒕𝟑 ) El cálculo del peso específico fue de la siguiente manera: 1) Determinamos el volumen del recipiente para ensayos proctor, esto fue realizado con la ayuda del vernier, midiendo altura y diámetro calcular el volumen. 2) Calculamos el peso del recipiente con una balanza digital. 3) Colocamos la arena en el recipiente sin compactar 4) Una vez que la arena desborda el recipiente procedimos a enrasar con la varilla 5) Calculo del peso del recipiente con la arena 6) Descontamos el peso del recipiente para luego efectuar los cálculos

Método para el cálculo del ángulo de fricción interna de la arena ∅(𝒈𝒓𝒂𝒅𝒐𝒔) Para la determinación del ángulo de fricción de la arena procedemos a utilizar un embudo conseguido en el laboratorio de suelos de la universidad Ricardo palma. 1) llenamos el embudo con arena 2) procedemos a vaciar la arena por el orificio más pequeño, de manera constante. 3) Luego se mide el radio y la altura de la arena para calcular el arco tangente de esos valores y obtener el ángulo.

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Método para el cálculo del ángulo de fricción de la arena y el papel kraft 𝜹(𝒈𝒓𝒂𝒅𝒐𝒔) La solución planteada para el cálculo de este factor fue 1).Tomar experimentalmente un recipiente de superficie plana (bandeja) conseguida en el laboratorio de suelos de la Universidad Ricardo Palma, con el que se procedió a forrar con el papel kraft. 2) Rociar la arena encima de la superficie forrada, teniendo en cuenta la separación de una arena y otra para que no exista fricción entre ellas. 3) inclinar la bandeja lentamente hasta que la arena comience a desprenderse de la superficie de papel kraft. 4) seguidamente medir con el transportador el ángulo formado entre la horizontal y la bandeja inclinada. Método para el cálculo de la resistencia a la tensión del papel kraft por unidad de ancho T (lb/pul) Para el cálculo de la tensión de manera experimental procedimos a lo siguiente: 1) A la balanza por la parte inferior se le agrega un dispositivo que comprime materiales. 2) Para poder utilizar el compresor se procedió usar pequeñas maderas que sostengan al papel. 3) Para tener el valor de la tensión se procede a jalar el papel hasta que se rompa, midiendo la cantidad que sale en la balanza, pues la tensión se calcula como fuerza por unidad de área. (nuestra longitud es de una pulgada). Histogramas

Peso Unitario Valor máximo 93.49 Valor mínimo 79.56

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Ángulo Fricción Valor máximo 41.99 Valor mínimo 22.23

Ángulo de Interface Valor máximo 46.70 Valor mínimo 22.52

Resistencia Trensional Valor máximo 10.69 Valor mínimo 2.29

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Discusiones Contrastando los valores obtenidos por mi Equipo con la del resto de equipos, me pude dar cuenta que en el parámetro de diseño del geomuro, más específicamente en la resistencia a la tensión del papel kraft los parámetros de varían demasiados en algunos grupos, esto se debe a los distintos métodos para hallar la tensión, ya que cada grupo estableció sus mediciones de acuerdo a procedimientos distintos, aún así procedí a realizar los gráficos estadísticos obteniendo el HISTOGRAMA 4 Para el ensayo de resistencia a la tensión del papel kraft utilizamos el papel kraft común pero hubiera sido mejor utilizar el mismo papel pero en cintas que se puede conseguir para uso comercial y de esta manera obtener valores con el cual comparar con nuestros resultados, de la misma manera la utilización de una balanza con mayor precisión para tener valores con menor margen de error.

Conclusiones: -Con el ensayo obtuvimos un valor medio de peso unitario de 85.42 lb/pulg3 que se encuentra entre el rango de valores de [85.84 – 114.59] lb/pulg3 ( tabla 3.1 ) ,concluyendo que estamos trabajando con una arena uniforme floja. -En el parámetro del ángulo de fricción entre la arena y el papel kraft obtuvimos un valor medio de 31.45°, -El valor medio del ángulo de fricción interna de la arena en donde obtuvimos un valor medio de 30.91° que está comprendido entre el rango de valores de [30° – 35] de la (tabla 1.3) que clasifica nuestra muestra como arena angulosa. -El valor medio para la resistencia a la tensión del papel kraft usado fue de 5.17 lb/in para un gramaje de 50gr, al compararla con resistencias de cintas de papeles kraft comerciales (mayores a 80gr) siendo la resistencia de esta 16.8 lb/in, observamos que el papel utilizado nos da una resistencia mucho menor esto debido a la diferencia de espesor de los papeles.

Referencias: -Libro Braja M. Das ,ángulo de fricción interna (pag155). tabla 1.3 . -Libro Braja M. Das, Peso específico(pág. 55)

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