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Question 1Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Una viga en voladizo, empotrada en un extremo y libre en el otro, se clasifica como una estructura:

  1. inestable ante carga vertical
  2. hiperestática de grado uno
  3. hiperestática de grado dos
  4. isostática, con grado de indeterminación cero Correct answer.

Explanation

Una viga en voladizo tiene tres reacciones en el empotramiento (axial, cortante y momento) y dispone de tres ecuaciones de equilibrio, por lo que el grado de indeterminación es cero. Además, el empotramiento restringe el desplazamiento y la rotación, de modo que la estructura es estable.

Question 2Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

En el diseño de mezclas de concreto, si se reduce la relación agua/cemento manteniendo la trabajabilidad mediante un aditivo, el efecto principal esperado es:

  1. disminuir la resistencia a compresión y aumentar la permeabilidad
  2. aumentar la resistencia a compresión y reducir la permeabilidad Correct answer.
  3. reducir el módulo de elasticidad y aumentar la fluencia
  4. aumentar la retracción sin modificar la resistencia

Explanation

Una menor relación agua/cemento reduce la porosidad capilar de la pasta, lo que incrementa la resistencia a compresión y disminuye la permeabilidad. El aditivo permite conservar la trabajabilidad sin añadir agua, por lo que no se sacrifica la colocación.

Question 3Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

La designación “Grado 60” en el acero de refuerzo corrugado indica que su esfuerzo de fluencia especificado es de:

  1. 60 ksi, aproximadamente 420 MPa Correct answer.
  2. 600 MPa
  3. 420 ksi, aproximadamente 60 MPa
  4. 60 MPa

Explanation

El grado del acero de refuerzo se expresa tradicionalmente en ksi; el Grado 60 corresponde a 60,000 psi, es decir, 60 ksi, equivalente a unos 420 MPa. Este valor se usa como fy en el diseño por resistencia.

Question 4Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

En el método de distribución de momentos, el factor de rigidez angular de un extremo de un miembro prismático cuyo extremo opuesto está empotrado es:

  1. EI/L
  2. 4EI/L Correct answer.
  3. 2EI/L
  4. 3EI/L

Explanation

Cuando el extremo opuesto está empotrado, se requiere un momento mayor para producir una rotación unitaria en el extremo considerado, y la rigidez angular es 4EI/L. Si el extremo opuesto estuviera articulado, la rigidez sería 3EI/L.

Question 5Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

De acuerdo con el enfoque de diseño por resistencia del ACI 318, el factor de reducción φ para una sección de concreto reforzado controlada por tensión en flexión es:

  1. 1.00
  2. 0.90 Correct answer.
  3. 0.75
  4. 0.65

Explanation

Para secciones controladas por tensión, el ACI 318 establece φ = 0.90 en flexión, porque la falla es dúctil y existe aviso previo. Factores menores se reservan para modos de falla más frágiles, como cortante o compresión.

Question 6Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Para una columna aislada con base empotrada y extremo superior libre, el factor de longitud efectiva K recomendado para el cálculo de pandeo es:

  1. 0.7
  2. 2.0 Correct answer.
  3. 0.5
  4. 1.0

Explanation

Una columna en voladizo, empotrada en la base y libre arriba, tiene una longitud efectiva igual al doble de su longitud real, por lo que K = 2.0. Los valores menores corresponden a condiciones con mayor restricción en los extremos.

Question 7Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

La deflexión máxima en el extremo libre de una viga en voladizo de longitud L, rigidez EI constante, sometida a una carga puntual P en su extremo libre es:

  1. PL³/(48EI)
  2. PL³/(8EI)
  3. 5PL⁴/(384EI)
  4. PL³/(3EI) Correct answer.

Explanation

Para una viga en voladizo con carga puntual en el extremo libre, la flecha máxima es PL³/(3EI). Esta expresión se obtiene integrando la ecuación de la elástica con las condiciones de frontera del empotramiento.

Question 8Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

En el diseño por factores de carga y resistencia (LRFD) del AISC, la combinación básica que considera carga muerta y carga viva es:

  1. 1.2D + 1.6L Correct answer.
  2. 1.4D
  3. 0.9D + 1.0W
  4. 1.2D + 1.0L + 1.6W

Explanation

La combinación gravitacional básica del LRFD del AISC es 1.2D + 1.6L, donde D es la carga muerta y L la carga viva. La combinación 1.4D se aplica solo con carga muerta, y las otras incluyen viento.

Question 9Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Una viga de concreto reforzado tiene f′c = 28 MPa, b = 300 mm y d = 540 mm. Según el ACI 318 en unidades SI, la resistencia nominal al cortante del concreto Vc = 0.17√f′c·b·d es aproximadamente:

  1. 73 kN
  2. 215 kN
  3. 98 kN
  4. 146 kN Correct answer.

Explanation

Al sustituir f′c = 28 MPa, b = 300 mm y d = 540 mm en Vc = 0.17√f′c·b·d se obtiene 0.8996 MPa × 300 mm × 540 mm ≈ 145,700 N, es decir, cerca de 146 kN. El cálculo emplea consistentemente N y mm para obtener newtons.

Question 10Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Una columna de acero de sección constante tiene E = 200,000 MPa, I = 40×10⁶ mm⁴ y longitud efectiva KL = 6,000 mm. La carga crítica de pandeo elástico de Euler es aproximadamente:

  1. 4,386 kN
  2. 548 kN
  3. 2,193 kN Correct answer.
  4. 1,097 kN

Explanation

La carga crítica de Euler se calcula con Pcr = π²EI/(KL)². Con EI = 8×10¹² N·mm² y (KL)² = 36×10⁶ mm², resulta Pcr ≈ 2.19×10⁶ N, equivalente a 2,193 kN.

Question 11Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

En una armadura, en un nodo donde concurren únicamente dos miembros no colineales y no actúa ninguna carga externa ni reacción de apoyo, la fuerza axial en cada uno de esos miembros es:

  1. Cero Correct answer.
  2. Igual a la mitad de la carga del nodo
  3. Indeterminada sin conocer la sección
  4. Máxima y de compresión

Explanation

En un nodo sin cargas externas, las ecuaciones de equilibrio ΣFx = 0 y ΣFy = 0 solo pueden satisfacerse si ambas fuerzas son nulas, porque los dos miembros no son colineales. Por ello, ninguno puede equilibrar la componente del otro.

Question 12Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

De acuerdo con la práctica del ACI 318, la resistencia a compresión especificada f′c del concreto se determina ensayando:

  1. Cubos de 150 mm ensayados a los 7 días
  2. Cilindros de 150 × 300 mm a los 28 días Correct answer.
  3. Prismas de 100 × 100 × 400 mm a los 14 días
  4. Cubos de 100 mm ensayados a los 28 días

Explanation

El ACI 318 establece que f′c se basa en el ensayo a compresión de cilindros estándar de 150 mm de diámetro y 300 mm de altura, curados y ensayados a los 28 días. Los cubos y los prismas se emplean en otras normas o para ensayos específicos, no para definir f′c en el ACI.

Question 13Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

En el diseño de miembros de acero en tensión, la resistencia nominal por fluencia en la sección bruta se calcula como:

  1. Pn = 0.75 Fu Ae
  2. Pn = 0.90 Fy Ag
  3. Pn = Fy Ag Correct answer.
  4. Pn = Fu Ae

Explanation

La resistencia nominal por fluencia en la sección bruta es Pn = Fy Ag; el factor φ = 0.90 se aplica después para obtener la resistencia de diseño φPn. La ruptura en la sección neta se revisa por separado con Fu Ae.

Question 14Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Una viga continua de tres claros está sustentada por cuatro apoyos simples; uno de ellos es articulado y los otros tres son rodillos. El grado de indeterminación estática externa de la viga es:

  1. 3
  2. 2 Correct answer.
  3. 0
  4. 1

Explanation

Hay cinco reacciones: dos del apoyo articulado y una en cada rodillo. Con tres ecuaciones de equilibrio global, el grado de indeterminación externa es r − 3 = 5 − 3 = 2.

Question 15Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Para un concreto de peso normal con f′c = 28 MPa, el módulo de elasticidad secante que estima el ACI 318 (Ec = 4700√f′c, en MPa) es aproximadamente:

  1. 33,000 MPa
  2. 24,900 MPa Correct answer.
  3. 28,000 MPa
  4. 21,000 MPa

Explanation

Al sustituir f′c = 28 MPa en Ec = 4700√f′c se obtiene √28 ≈ 5.29 y Ec ≈ 4700 × 5.29 ≈ 24,900 MPa. Este valor corresponde al módulo secante para concreto de peso normal según el ACI 318.

Question 16Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Una viga simplemente apoyada recibe una carga concentrada vertical en su punto medio. ¿Qué descripción corresponde a sus diagramas de fuerza cortante y de momento flexionante?

  1. Cortante lineal y momento parabólico con máximo en los apoyos
  2. Cortante nulo en todo el claro y momento lineal
  3. Cortante constante en cada mitad y momento lineal máximo al centro Correct answer.
  4. Cortante parabólico y momento constante en todo el claro

Explanation

Una carga concentrada produce fuerza cortante constante en cada mitad de la viga y un cambio brusco de signo bajo la carga. El momento flexionante varía linealmente y alcanza su máximo en el punto de aplicación de la carga.

Question 17Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Un miembro de acero en tensión tiene Ag = 2,000 mm² y Fy = 250 MPa. Si se desprecia la ruptura y se aplica el factor de resistencia φ = 0.90 para fluencia en la sección bruta, la resistencia de diseño por tensión es:

  1. 450 kN Correct answer.
  2. 405 kN
  3. 500 kN
  4. 556 kN

Explanation

La resistencia nominal por fluencia es Fy Ag = 250 MPa × 2,000 mm² = 500,000 N = 500 kN. Al aplicar φ = 0.90 resulta φPn = 0.90 × 500 kN = 450 kN.

Question 18Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

En una viga rectangular de concreto reforzado con cuantía de acero menor que la cuantía balanceada, el modo de falla esperado es:

  1. Falla por cortante antes de alcanzar la fluencia del acero
  2. Fluencia del acero antes del aplastamiento del concreto Correct answer.
  3. Agrietamiento frágil del concreto antes de que fluya el acero
  4. Aplastamiento del concreto y fluencia del acero exactamente simultáneos

Explanation

Cuando la cuantía es menor que la balanceada, el acero fluye antes de que el concreto alcance su deformación de aplastamiento. La sección es controlada por tensión y presenta falla dúctil, con deflexiones y agrietamiento visibles antes del colapso.

Question 19Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Un marco plano de un solo claro y un solo nivel tiene dos columnas empotradas en la base, una viga y uniones rígidas viga-columna. Su grado de indeterminación estática, calculado con 3m + r − 3j, es:

  1. 0
  2. 6
  3. 3 Correct answer.
  4. 1

Explanation

El marco tiene m = 3 miembros (dos columnas y una viga), j = 4 nodos y r = 6 reacciones por los dos empotramientos. Aplicando 3m + r − 3j se obtiene 9 + 6 − 12 = 3.

Question 20Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Para una viga de concreto de peso normal con f′c = 28 MPa, bw = 300 mm y d = 500 mm, la resistencia nominal al cortante proporcionada por el concreto, Vc = 0.17√f′c bw d (SI), es aproximadamente:

  1. 250 kN
  2. 75 kN
  3. 135 kN Correct answer.
  4. 180 kN

Explanation

Se calcula √28 ≈ 5.29; luego Vc ≈ 0.17 × 5.29 × 300 × 500 ≈ 134,900 N, es decir, cerca de 135 kN. Este es el cortante nominal resistido por el concreto, antes de aplicar φ.

Question 21Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Una viga de un solo claro con empotramiento perfecto en ambos extremos y sin apoyos intermedios tiene un grado de indeterminación estática igual a:

  1. 0
  2. 1
  3. 3 Correct answer.
  4. 2

Explanation

El grado de indeterminación estática de una viga plana se obtiene como r − 3, donde r es el número de reacciones independientes. Dos empotramientos aportan tres reacciones cada uno, es decir, r = 6, por lo que 6 − 3 = 3.

Question 22Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

En una viga de concreto reforzado, la función principal de los estribos es:

  1. Resistir cortante y confinar el acero longitudinal. Correct answer.
  2. Impedir la fluencia del acero longitudinal en la zona comprimida.
  3. Absorber los esfuerzos de flexión en la zona de momento positivo.
  4. Sustituir al refuerzo longitudinal cuando este es insuficiente.

Explanation

Los estribos se colocan transversalmente al eje de la viga para tomar la tensión diagonal producida por el cortante y para confinar el concreto y el acero longitudinal. No son refuerzo de flexión ni sustituyen a las barras longitudinales.

Question 23Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

La función principal del recubrimiento nominal especificado para el refuerzo en un elemento de concreto reforzado es:

  1. Reducir la deflexión diferida del elemento.
  2. Aumentar la resistencia a flexión de la sección.
  3. Disminuir la cuantía mínima de acero requerida en la sección.
  4. Proteger el acero de la corrosión y del fuego. Correct answer.

Explanation

El recubrimiento separa el acero del ambiente exterior y del fuego, protegiéndolo de la corrosión y limitando el aumento de temperatura. Aunque también contribuye a la adherencia, su función principal en la durabilidad es la protección del refuerzo.

Question 24Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

En una viga simplemente apoyada de claro L, una carga vertical unitaria se desplaza desde el apoyo A hacia el apoyo B. La ordenada de la línea de influencia de la reacción vertical en A, cuando la carga está a una distancia x de A, es:

  1. 1
  2. 1/2
  3. x/L
  4. 1 − x/L Correct answer.

Explanation

Al sumar momentos respecto a B se obtiene R_A·L − 1·(L − x) = 0, de donde R_A = 1 − x/L. La línea de influencia es lineal, vale 1 cuando la carga está en A y 0 cuando está en B.

Question 25Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Si en una viga de concreto se sustituye una barra de refuerzo por otra de mayor diámetro del mismo grado, manteniendo iguales el recubrimiento, la separación y las demás condiciones, la longitud de desarrollo requerida:

  1. No cambia, porque el grado del acero es el mismo.
  2. Aumenta, porque la longitud de desarrollo depende del diámetro. Correct answer.
  3. Disminuye, porque la barra de mayor diámetro tiene más perímetro.
  4. Disminuye, porque se requieren menos barras para la misma área.

Explanation

Al aumentar el diámetro, la fuerza a desarrollar crece con el área de la barra, mientras que la superficie de adherencia lo hace con el perímetro. La relación área/perímetro aumenta y, por tanto, se requiere mayor longitud de desarrollo.

Question 26Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

De acuerdo con el ACI 318, una sección de concreto reforzado se clasifica como controlada por tensión cuando la deformación unitaria neta de tracción en el acero, εt, es al menos:

  1. 0.008
  2. 0.003
  3. 0.002
  4. 0.005 Correct answer.

Explanation

El ACI 318 fija εt = 0.005 como límite inferior para las secciones controladas por tensión, en las que se aplica φ = 0.90. Para valores entre 0.002 y 0.005 la sección es de transición y φ varía linealmente.

Question 27Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Una viga en voladizo de longitud L soporta una carga uniformemente distribuida w en todo su claro. El momento flexionante máximo, que ocurre en el empotramiento, es:

  1. wL²/8
  2. wL²/24
  3. wL²/2 Correct answer.
  4. wL²/12

Explanation

En un voladizo con carga uniforme, la reacción vertical en el empotramiento es wL y su momento respecto a ese punto es (wL)(L/2) = wL²/2. El momento máximo se presenta en el empotramiento y es negativo según la convención habitual.

Question 28Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Según el ACI 318, el espesor mínimo de una losa maciza de concreto reforzado en una dirección, simplemente apoyada y sin vigas, es aproximadamente:

  1. L/28
  2. L/20 Correct answer.
  3. L/10
  4. L/24

Explanation

La tabla de espesores mínimos del ACI 318 establece L/20 para losas en una dirección simplemente apoyadas. Para un extremo continuo se usa L/24 y para ambos extremos continuos L/28.

Question 29Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

En el método del portal, utilizado para estimar las fuerzas internas de un marco sometido a carga lateral, se supone que la fuerza cortante que toma una columna interior es:

  1. El doble de la de una columna exterior. Correct answer.
  2. La mitad de la de una columna exterior.
  3. Igual a la de una columna exterior.
  4. Independiente de la posición de la columna en el marco.

Explanation

El método del portal supone que los puntos de inflexión están en la mitad de las columnas y de las vigas. Para satisfacer el equilibrio lateral, asigna a las columnas interiores el doble de cortante que a las exteriores, porque su área tributaria lateral es aproximadamente el doble.

Question 30Estructuras (análisis estructural y diseño de concreto y acero)

Una columna de acero tiene E = 200,000 MPa y Fy = 250 MPa. La esbeltez límite KL/r que separa el pandeo por fluencia del pandeo inelástico, según la fórmula 4.71√(E/Fy), es aproximadamente:

  1. 200
  2. 100
  3. 150
  4. 133 Correct answer.

Explanation

Al sustituir los valores se obtiene 4.71√(200,000/250) = 4.71√800 ≈ 4.71(28.28) ≈ 133. Por debajo de esa esbeltez se considera pandeo inelástico y por encima pandeo elástico de Euler.

Question 31Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

El índice de plasticidad (IP) de un suelo fino se define como:

  1. El contenido de agua del suelo en su límite de contracción
  2. La diferencia entre el límite líquido y el límite plástico Correct answer.
  3. La relación entre el contenido de agua natural y el límite líquido
  4. La diferencia entre el límite de contracción y el límite líquido

Explanation

El índice de plasticidad es el intervalo de contenidos de agua dentro del cual el suelo se comporta como material plástico y se obtiene restando al límite líquido el límite plástico, es decir, IP = LL − LP. Un IP elevado indica que el suelo fino conserva su plasticidad en un rango amplio de humedad, lo que suele asociarse con mayor compresibilidad.

Question 32Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

En el ensayo de compactación Proctor, la curva que se obtiene al graficar los resultados relaciona:

  1. La energía de compactación con el límite líquido del material
  2. El contenido de agua con el peso específico seco Correct answer.
  3. El número de golpes con la resistencia a la penetración
  4. El contenido de agua con la resistencia al corte no drenada

Explanation

La curva de compactación representa el peso específico seco alcanzado para distintos contenidos de agua, manteniendo constante la energía de compactación. Esta curva presenta un máximo que define el contenido de agua óptimo y el peso específico seco máximo del material.

Question 33Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

En un depósito de arena saturada con el nivel freático en la superficie del terreno, el esfuerzo vertical efectivo a 5 m de profundidad es (γsat = 20 kN/m³, γw = 10 kN/m³):

  1. 25 kPa
  2. 100 kPa
  3. 50 kPa Correct answer.
  4. 150 kPa

Explanation

El esfuerzo efectivo se obtiene restando la presión de poro al esfuerzo total: σ' = γsat·z − γw·z = (20 − 10) × 5 = 50 kPa. Con el nivel freático en superficie, la presión de poro crece hidrostáticamente con la profundidad y reduce a la mitad el esfuerzo transmitido por el esqueleto del suelo.

Question 34Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

Un estrato de arcilla de 4 m de espesor drena por ambas caras y alcanza el 50 % de consolidación en 1 año. Si el espesor se duplica manteniendo la misma condición de drenaje y el mismo coeficiente de consolidación, el tiempo para alcanzar ese mismo grado de consolidación será:

  1. 4 años Correct answer.
  2. 8 años
  3. 2 años
  4. 1 año

Explanation

La teoría de consolidación unidimensional establece que el tiempo es proporcional al cuadrado de la trayectoria de drenaje: t = Tv·Hdr²/Cv. Al duplicarse el espesor con doble drenaje, Hdr también se duplica y el tiempo se multiplica por cuatro, es decir, 4 años.

Question 35Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

Un muro de retención contiene arena seca con ángulo de fricción interna φ = 30°. Según la teoría de Rankine, el coeficiente de empuje activo Ka es:

  1. 0.50
  2. 3.00
  3. 1.00
  4. 0.33 Correct answer.

Explanation

En la teoría de Rankine, el coeficiente de empuje activo se calcula como Ka = tan²(45° − φ/2). Para φ = 30° resulta Ka = tan²(30°) = 1/3 ≈ 0.33, valor que multiplica al esfuerzo vertical efectivo para obtener el empuje horizontal activo.

Question 36Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

En una arcilla saturada con resistencia al corte no drenada su, la fricción lateral unitaria de un pilote hincado se estima con el método α mediante la expresión:

  1. fs = α · su · Nc
  2. fs = α · su Correct answer.
  3. fs = su · tan δ
  4. fs = su / α

Explanation

El método α supone que la fricción lateral unitaria en arcillas es proporcional a la resistencia al corte no drenada: fs = α·su, donde α es un factor de adherencia empírico que depende de la consistencia de la arcilla y del tipo de pilote. Valores típicos de α disminuyen a medida que aumenta su.

Question 37Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

El valor de N medido en el ensayo de penetración estándar (SPT) se normaliza a N60 porque:

  1. El muestreador partido recupera siempre muestras inalteradas de arena
  2. El diámetro de la perforación modifica la densidad relativa del depósito
  3. La corrección elimina por completo el efecto del nivel freático sobre el número de golpes
  4. La energía real del martillo no equivale al 60 % de la teórica Correct answer.

Explanation

La normalización a N60 ajusta el número de golpes medido según la energía réellemente transmitida por el sistema de golpeo, tomando como referencia el 60 % de la energía teórica de caída libre. Este ajuste permite comparar resultados obtenidos con martillos, alturas de caída y sistemas de izaje diferentes entre equipos y países.

Question 38Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

El ensayo de permeabilidad de carga variable se emplea preferentemente para:

  1. Suelos finos de baja permeabilidad, como limos y arcillas Correct answer.
  2. Macizos rocosos muy fracturados donde el flujo es claramente turbulento
  3. Arenas sueltas y gravas con permeabilidad superior a 10⁻³ cm/s
  4. Gravas limpias y arenas gruesas con permeabilidad muy alta

Explanation

En el permeámetro de carga variable el nivel de agua en la bureta desciende lentamente, de modo que el ensayo tarda lo suficiente para medir con precisión en suelos de baja permeabilidad. Por ello se usa en limos y arcillas, donde el flujo es muy lento y el ensayo de carga constante exigiría caudales difíciles de medir.

Question 39Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

En la evaluación de la licuación de un estrato de arena saturada bajo carga sísmica, el factor de seguridad se estima comparando:

  1. La relación de esfuerzo cíclico (CSR) con la relación de resistencia cíclica (CRR) Correct answer.
  2. La resistencia a la compresión simple del suelo con el esfuerzo vertical efectivo del estrato
  3. La velocidad de ondas de corte con el contenido de agua del estrato
  4. El índice de plasticidad con el límite líquido del suelo fino

Explanation

El criterio simplificado compara la demanda sísmica, expresada como relación de esfuerzo cíclico CSR, con la capacidad del suelo, expresada como relación de resistencia cíclica CRR obtenida de ensayos de campo o de laboratorio. El factor de seguridad es el cociente CRR/CSR, y la licuación se considera probable cuando ese cociente se aproxima o desciende por debajo de la unidad.

Question 40Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

En una curva edométrica de índice de vacíos contra logaritmo del esfuerzo, la presión de preconsolidación de una arcilla se determina mediante:

  1. La pendiente del tramo de recompresión de la curva edométrica
  2. El cociente entre el índice de vacíos inicial y el índice de vacíos final
  3. La intersección de la línea de descarga con el eje horizontal de los esfuerzos
  4. La construcción de Casagrande sobre el punto de máxima curvatura Correct answer.

Explanation

La construcción de Casagrande ubica el punto de máxima curvatura de la curva edométrica, traza por él una tangente horizontal y otra paralela al tramo de compresión virgen, y luego su bisectriz. La intersección de esa bisectriz con la prolongación del tramo virgen define la presión de preconsolidación σ'c, necesaria para calcular el OCR.

Question 41Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

En un suelo, la relación de vacíos e se define como la razón entre:

  1. el volumen de vacíos y el volumen de sólidos Correct answer.
  2. el volumen de agua y el volumen de vacíos
  3. el volumen de vacíos y el volumen total de la muestra
  4. el peso del agua y el peso de los sólidos

Explanation

La relación de vacíos es e = Vv/Vs, es decir, el volumen de huecos dividido entre el volumen ocupado por las partículas sólidas. Es una relación volumétrica adimensional y no debe confundirse con la porosidad, que divide entre el volumen total.

Question 42Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

El límite plástico de un suelo fino corresponde al contenido de agua para el cual el suelo:

  1. pasa del estado líquido al estado plástico al aumentar la humedad
  2. alcanza la saturación total bajo carga
  3. experimenta consolidación primaria completa
  4. se fisura al enrollarlo en un cilindro de 3 mm Correct answer.

Explanation

El límite plástico se determina enrollando una pasta de suelo hasta formar un cilindro de aproximadamente 3 mm; el contenido de agua en el que el cilindro se fisura y ya no puede reducirse más es el LP. Marca la transición del estado plástico al semisólido.

Question 43Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

Según el criterio de Mohr-Coulomb, la resistencia al corte de un suelo saturado en términos de esfuerzos efectivos se expresa como:

  1. τ = c + σ tan φ (esfuerzos totales)
  2. τ = c' + (σ − u) tan φ' Correct answer.
  3. τ = u + σ' tan φ' (presión de poros)
  4. τ = c' + σ tan φ' (esfuerzos efectivos)

Explanation

La envolvente de falla de Mohr-Coulomb para suelos saturados se formula con el esfuerzo normal efectivo σ' = σ − u: τ = c' + σ' tan φ'. Los parámetros c' y φ' son los de resistencia efectiva y la presión de poros u reduce el esfuerzo normal que transmite la estructura del suelo.

Question 44Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

Una muestra de suelo fino presenta límite líquido LL = 48 %, límite plástico LP = 22 % e índice de plasticidad IP = 26 %. De acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS), el grupo que le corresponde es:

  1. CL Correct answer.
  2. ML
  3. MH
  4. CH

Explanation

Con LL = 48 % el suelo es de baja plasticidad (LL < 50). El IP = 26 % queda por encima de la línea A, IP = 0.73(LL − 20) = 20.4 %, por lo que se clasifica como arcilla de baja plasticidad, CL. No es limo (ML) porque la línea A separa arcillas de limos en la carta de plasticidad.

Question 45Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

En un permeámetro de carga constante, una muestra de arena tiene 0.15 m de altura y 0.01 m² de área. La diferencia de nivel entre la entrada y la salida es 0.30 m y la conductividad hidráulica es k = 2 × 10⁻⁴ m/s. El caudal que atraviesa la muestra es:

  1. 2 × 10⁻⁶ m³/s
  2. 4 × 10⁻⁵ m³/s
  3. 4 × 10⁻⁶ m³/s Correct answer.
  4. 8 × 10⁻⁶ m³/s

Explanation

El gradiente hidráulico es i = Δh/L = 0.30/0.15 = 2.0. Aplicando la ley de Darcy, Q = k i A = (2 × 10⁻⁴)(2.0)(0.01) = 4 × 10⁻⁶ m³/s.

Question 46Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

Una zapata corrida de 1.5 m de ancho se desplanta a 1.0 m de profundidad en una arena con γ = 18 kN/m³, c' = 0 y φ' = 30°. Con la ecuación de Terzaghi para falla general por corte y los factores Nq = 18.4 y Nγ = 22.4, la capacidad de carga última es aproximadamente:

  1. 907 kPa
  2. 302 kPa
  3. 331 kPa
  4. 634 kPa Correct answer.

Explanation

Para una zapata corrida con c' = 0, qu = γ Df Nq + 0.5 γ B Nγ. Sustituyendo: qu = (18)(1.0)(18.4) + 0.5(18)(1.5)(22.4) = 331.2 + 302.4 ≈ 634 kPa.

Question 47Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

Un muro de retención contiene un relleno de arena con ángulo de fricción interna φ' = 32°. Según la teoría de Rankine, el coeficiente de empuje pasivo Kp es aproximadamente:

  1. 0.47
  2. 3.25 Correct answer.
  3. 2.13
  4. 0.31

Explanation

En la teoría de Rankine, Kp = tan²(45° + φ'/2). Para φ' = 32°, Kp = tan²(61°) ≈ 3.25, valor que se usa para calcular la resistencia pasiva del suelo frente al muro.

Question 48Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

Un estrato de arcilla normalmente consolidada tiene 3.0 m de espesor, relación de vacíos inicial e0 = 1.0 y índice de compresión Cc = 0.30. El esfuerzo efectivo vertical aumenta de 100 kPa a 200 kPa. El asentamiento por consolidación primaria es aproximadamente:

  1. 13.5 cm Correct answer.
  2. 4.5 cm
  3. 27.0 cm
  4. 6.8 cm

Explanation

Para arcilla normalmente consolidada, S = [Cc H/(1 + e0)] log10(σ'1/σ'0). Al sustituir: S = [(0.30)(3.0)/(1 + 1.0)] log10(2) ≈ 0.135 m = 13.5 cm.

Question 49Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

En un talud infinito de arena con flujo de agua paralelo a la superficie, el factor de seguridad contra deslizamiento se estima con FS = (γ'/γsat)(tan φ'/tan β). Si β = 20°, φ' = 32°, γsat = 20 kN/m³ y γ' = 10 kN/m³, el factor de seguridad es aproximadamente:

  1. 0.86 Correct answer.
  2. 1.72
  3. 0.43
  4. 1.20

Explanation

La relación de pesos unitarios es γ'/γsat = 10/20 = 0.50. Además, tan 20° ≈ 0.364 y tan 32° ≈ 0.625, por lo que FS = 0.50 × (0.625/0.364) ≈ 0.86. Un FS menor que 1 indica que el talud sería inestable bajo esas condiciones.

Question 50Geotecnia (mecánica de suelos, cimentaciones y estabilidad de taludes)

Un muro de retención de 5.0 m de altura contiene arena con γsat = 18 kN/m³ y φ' = 30°. El nivel freático coincide con la superficie del relleno. Considerando empuje activo de Rankine y el empuje hidrostático, el empuje lateral total por metro de muro es aproximadamente:

  1. 245 kN/m
  2. 157 kN/m Correct answer.
  3. 75 kN/m
  4. 125 kN/m

Explanation

Con φ' = 30°, Ka = tan²(45° − φ'/2) = 1/3. El peso unitario efectivo es γ' = 18 − 9.81 ≈ 8.19 kN/m³; el empuje efectivo es 0.5 Ka γ' H² ≈ 34 kN/m y el empuje del agua es 0.5 γw H² ≈ 123 kN/m; el total es aproximadamente 157 kN/m.