Resumen
Los estudiantes investigan la naturaleza crítica de bases a medida que
aprenden las diferencias entre cimentaciones profundas y superficiales,
incluidos los conceptos de presión de apoyo y liquidación. El uso de
modelos que representan una base poco profunda y una base de pelo largo, que
probar, ver y sentir los efectos en un banco de pruebas caja de cartón
compuesto por capas de guijarros, el suelo y la arena. También hacen
cálculos de la presión de apoyo y recomendaciones para qué tipo de fundaciones
para su uso en diversos escenarios de ingeniería.
Conexión de ingeniería
En un mundo de estructuras hechas por el hombre (viviendas, escuelas,
tiendas, rascacielos, puentes, carreteras, aparcamientos y las cubiertas del
patio trasero), las fundaciones son componentes críticos para asegurar la
estabilidad. Los estudios geológicos proporcionan información importante
para los ingenieros civiles y estructurales que diseñan estas estructuras,
puentes, especialmente anchas y edificios altos. Los ingenieros deben
conocer las características específicas del lugar de la tierra y el sustrato, a
veces a grandes profundidades, para que puedan determinar los materiales de
construcción y tipo de base necesaria para distribuir la carga y diseñar una
estructura segura o puente más adecuado.
El conocimiento
pre-requisito
Los estudiantes deben
tener algún conocimiento previo de puentes, incluyendo una familiaridad con los
tipos de puentes y cargas, como se introdujo en las dos primeras lecciones de
la unidad de Puentes.
Objetivos de
aprendizaje
Después de esta
actividad, los estudiantes deben ser capaces de:
- Crear un modelo, investigar y
explicar las propiedades de cimentaciones profundas y superficiales.
- Describir términos de
ingeniería tales como la presión de apoyo y liquidación.
- Utilizar ecuaciones simples
para analizar las fuerzas que afectan a un modelo de fundación.
Estándares educativos
Estándares
Estatales Comunes: Matemáticas
- Escribir,
leer y evaluar expresiones en las que las letras representan números. (Grado 6) Detalles ... Ver más alineado plan de estudios ... ¿Está de acuerdo con
esta alineación? SíNo
- Fluidez
sumar, restar, multiplicar y dividir decimales de varios dígitos usando el
algoritmo estándar para cada operación. (Grado
6) Detalles ... Ver más alineado plan de estudios ... ¿Está de acuerdo con
esta alineación?SíNo
- Resolver
el mundo real y problemas matemáticos que involucran área, el volumen y el
área superficial de los objetos de dos y tres dimensiones compuestas de
triángulos, cuadriláteros, polígonos, cubos y prismas rectos. (Grado 7)Detalles ... Ver más alineado plan de estudios ... ¿Está de acuerdo con
esta alineación? SíNo
Tecnología
Internacional y Asociación de Educadores de Ingeniería: Tecnología
- Estructuras
descansan sobre un fundamento. (Grados
6 - 8) Detalles ... Ver más alineado plan de estudios ... ¿Está de acuerdo con
esta alineación? SíNo
- La
selección de diseños para estructuras se basa en factores tales como las
leyes y códigos de construcción, el estilo, la comodidad, el costo, el
clima y la función. (Grados
6 - 8) Detalles ... Ver más alineado plan de estudios ... ¿Está de acuerdo con
esta alineación? SíNo
Asociación
Americana para el Avance de la Ciencia: Ciencia
- Nuevas
ideas en la ciencia están limitadas por el contexto en el que están
concebidos; a menudo son
rechazadas por la comunidad científica; a
veces surgen de hallazgos inesperados; y
por lo general crecen lentamente, a través de las contribuciones de muchos
investigadores. (Grados 9 -
12) Detalles ... Ver más alineado plan de estudios ... ¿Está de acuerdo con
esta alineación? SíNo
Colorado:
Matemáticas
- Resolver
el mundo real y problemas matemáticos relacionados con las cuatro
operaciones con números racionales. (Grado
7) Detalles ... Ver más alineado plan de estudios ... ¿Está de acuerdo con
esta alineación? SíNo
Colorado:
Ciencia
- Predecir
y evaluar el movimiento de un objeto mediante el examen de las fuerzas
aplicadas al mismo (Grado 8)Detalles ... Ver más alineado plan de estudios ... ¿Estás de acuerdo
con esta alineación? SíNo
Lista de materiales
Cada grupo
necesita:
- Caja de
cartón, ~ 12 en x 12 en x 12 in (30 cm x 30 cm x 30 cm)
- Pequeñas
piedras o rocas (suficiente para crear una 1in capa [2,5 cm] profunda;
alrededor de 10 tazas)
- Tierra
para macetas o suciedad suelo superior (lo suficiente para crear una capa
4 en [10 cm] de profundidad; aproximadamente 2 galones)
- Sand
(suficiente para crear una capa de 2,5 en [6,35 cm] profunda;
aproximadamente 1,25 galones)
- Bloque
de madera, ~ 2 en x 2 en x 1 en profundidad (5 cm x 5 cm x 2,5 cm),
cortada de una chatarra de 2 x 4 madera
- ½-in
(1,27 cm) de taco de madera, al menos 12,5 en (32 cm) de largo
- pegamento
para madera, para asegurar la clavija en un agujero perforado en el bloque
de madera
- Hoja de trabajo de las
fundaciones , uno
por equipo
- Varios
libros a mantener el equilibrio sobre la base, por un total de ~ 10 libras
(~ 4,5 kg)
- (opcional) Fundamentos de Matemáticas
hoja de trabajo ,
uno por equipo
Para el
profesor de usar (o toda la clase para compartir):
- El
acceso a herramientas para trabajar la madera taladro, brocas y una sierra
- Escala,
para pesar los libros
Introducción / Motivación
Lo que podría suceder si usted construyó
los cimientos de un puente o estructura en una duna de arena? En un afloramiento de roca? En un pantano? ¿Funcionaría? ¿Y si su puente previsto era realmente
en un terreno inestable - en una zona propensa a los terremotos? ¿Cómo se puede hacer que funcione? ¿Le construir los cimientos de un
puente o estructurar de manera diferente, dependiendo de la composición del
suelo en ese lugar? Así, los
ingenieros están llamados a diseñar puentes y estructuras de todo tipo de
lugares, y que no siempre tienen el perfil ideal del suelo. Por lo tanto, se den cuenta de qué
tipo de base debe ser construido para trabajar con las condiciones del suelo
existentes para crear una estructura confiable que no se caiga o se rompa.
¿Qué sabe usted de la Torre de Pisa en
Italia? Este campanario de ocho
pisos es un ejemplo de un fallo de fundación ampliamente reconocido (véase la
Figura 1). La construcción
comenzó en 1173, y en el momento en el tercer piso se construyó, que estaba
empezando a inclinarse debido a una fundación inadecuada y tierra suelta. Es una estructura muy pesada que tardó
más de 150 años para construir. Las
paredes en la base son de 8 pies (2,4 m) de espesor. Su fundación original se encuentra a
una profundidad de sólo 3 metros sobre un lecho de piedras secas. La torre ha sido testigo de 800 años
de cambio de la fundación, inclinándose paredes y muchos esfuerzos para
enderezar y estabilizar la misma.
Mientras que la Torre de Pisa es un
ejemplo dramático, que señala cómo a pesar de que rara vez se ve o bases de
anuncios, que puede ser el componente de diseño más importante para crear la
estabilidad a largo plazo de los puentes, edificios y estructuras dependemos
cada día . Si bien se puede
reparar o reforzar la porción sobre el suelo de la estructura, una fundación
pobres es más difícil de solucionar. Cimentaciones
superficiales y profundas son dos tipos separados de bases, en su mayoría
difieren en hasta qué punto cada uno se extiende en el suelo. Sin embargo, hay otras diferencias,
también.
Figura 2. fundación casa
residencial de hormigón vertido, se trata con un producto de barrera contra la
humedad negro.
derechos de autor
Como se puede adivinar, fundaciones
superficiales no se extienden muy lejos en el suelo. Más importante aún se propagan las
cargas estructurales a los suelos cercanos a la superficie. Cimentaciones superficiales pueden
incluir bases Zapatas y losas de cimentación, que se utilizan típicamente para
estructuras residenciales (véase la figura 2) o cualquier estructura con cargas
ligeras. zapatas, son simplemente
ampliaciones en la parte inferior de las columnas o paredes que se propagan las
cargas estructurales aplicadas sobre un área suficientemente grande del suelo. zapatas corridas son, con mucho, el
tipo más común de fundación debido a su bajo costo y facilidad de construcción. Una losa de cimentación es
esencialmente una gran zapata continua que normalmente cubre toda la huella de
la estructura, tales como un sótano.
Si una cimentación superficial está
cerca de la superficie, ¿qué te parece un fundamento profundo es? No te va a sorprender que las
fundaciones profundas se extienden hasta una profundidad de suelo mayor que una
cimentación superficial. Pero lo más
importante, que extienden sus cargas estructurales a los suelos que no están
cerca de la superficie. Tipos de
cimentaciones profundas incluyen cajones, pozos perforados y pilotes. Caissons son cajas o cilindros que
están enterrados en el suelo a una profundidad deseada. pilotes perforados se construyen
mediante la perforación de un agujero cilíndrico delgado en el suelo, la
inserción de acero de refuerzo, y llenándolo con hormigón. Pilotes, más comúnmente utilizados
para puentes, se construyen haciendo esbeltas columnas antes de tiempo, y la
conducción o forzándolos en el suelo.
En el diseño de todo fundamento, los
ingenieros también deben abordar dos factores más importantes. El diseño de la cimentación debe
cumplir teniendo límites de presión para el suelo (o la fuerza de apoyo hacia
abajo en el suelo de la parte inferior de fundación), y debe cumplir con los
requisitos de solución admisibles para la estructura.
¿Alguien ha visto el daño causado a los
puentes, edificios, o incluso los pasos y las aceras, debido al asentamiento? (Escuche las historias de los
estudiantes.) ¿Qué es la conciliación? Solución
es el movimiento vertical hacia abajo de la fundación, que a su vez, hace que
la estructura se mueva también hacia abajo. Un
tipo de asentamiento, llamado simplemente ordinario "asentamiento",
es cuando toda la cimentación o estructura se mueve verticalmente hacia abajo a
la misma distancia en todos los puntos. Otro
tipo de solución, llamada asentamiento diferencial, es cuando las partes de la
base o estructura se mueven verticalmente hacia abajo más lejos que otros
puntos. El asentamiento es
desigual; así asentamiento
diferencial crea un plano inclinado (una inclinación) en una base o estructura. Mientras cálculos de la liquidación
del mundo real que hacen los ingenieros como parte del diseño de una base
adecuada para un sitio en particular puede ser complejo, lo más importante a
saber es que la liquidación puede ocurrir y ocurre a menudo y es extremadamente
perjudicial para una estructura. Qué
le parece que era un arreglo pasando con la Torre de Pisa?
Figura 3. presión de apoyo sobre
una base superficial.
derechos de autor
Teniendo presión es la fuerza de
contacto por unidad de área a lo largo de la parte inferior de una base
(dibujar la figura 3 en el tablero para todo el mundo para ver). Los ingenieros utilizan una ecuación
simple para calcular la presión de apoyo que una fundación ejerce sobre el
suelo debajo de ella. (Dibuje en
la pizarra: presión de apoyo = q = Fuerza (P) ÷ área (A)). Para nuestros propósitos
hoy (por simplicidad), vamos a ignorar el peso de la zapata y los efectos de la
capa freática. presión de apoyo
se define como q en esta ecuación. Fuerza
(P) es la carga que actúa sobre la base debido a la estructura que se está
apoyando. El área es la parte
inferior de la base que está en contacto con el suelo. El valor de la presión de apoyo no
debe exceder la capacidad de carga admisible del suelo (que se determina por la
prueba) o se produce un fallo. ¿Cuáles
son las capacidades portantes permitidas? Bueno,
depende de la tierra, y si usted está haciendo una cimentación superficial o
profunda.
La transferencia de cargas de
cimentaciones profundas en el suelo es diferente de la de una cimentación
superficial. Cimentaciones
superficiales transfieren principalmente la carga al suelo a través de la
presión de apoyo. Cimentaciones
profundas también transfieren la carga a través de la fricción a lo largo de la
longitud (o profundidad) de la base, llamada fricción de la piel. La fuerza que mantiene en la parte
inferior de la cimentación profunda es transferido al suelo por cojinete de
presión.
Hoy vamos a entrar en los equipos y
llevar a cabo nuestras propias pruebas de poca profundidad y de cimentación
profunda por lo que podemos sentir las fuerzas y ver lo que el
"fracaso" parece que con fundaciones bajo carga. A continuación, vamos a hacer nuestros
propios cálculos para encontrar las presiones que soporta que la fundación
ejerce sobre el suelo.
Vocabulario / Definiciones
presión de apoyo: presión que actúa sobre el suelo debido
a la base y se aplica cargas de la estructura.
lecho de roca: la roca sólida que subyace a los
depósitos superficiales sueltas de tierra, arena, arcilla y grava. Considerado la capa inferior y el
estrato más bajo.
cajón: Una caja prefabricada o cilindro que
está hundido en el suelo a una profundidad deseada, como parte de una base
profunda.
cimentación profunda: Fundamentos que se extienden
profundamente en la tierra. Tipos
de ejemplo: cajones, perforan pozos y pilotes.
ingeniero: Una persona que aplica su / su
comprensión de la ciencia y las matemáticas para crear cosas para el beneficio
de la humanidad y de nuestro mundo.
fracaso: La incapacidad de un sistema o
componente para realizar una función requerida dentro de los límites
especificados.
Modelo: (sustantivo) Una representación de algo,
a veces en una escala más pequeña. (verbo)
hacer o construir algo para ayudar a visualizar o aprender de otra cosa.
pila: un miembro cilíndrico martillado
verticalmente en el suelo para formar parte de una base profunda o muro de
contención.
cimentación superficial: Fundamentos que no se extienden
profundamente en la tierra. Ejemplo:
tipos Zapatas fundaciones (o pies de página o pie de soporte) y losas de
cimentación.
perfil del suelo: Una sucesión vertical de capas de
material natural que se encuentra por debajo del suelo en un sitio específico,
a menudo de la superficie del suelo a la roca madre. Un diagrama que muestra una sección
vertical del suelo, que representa los diversos tipos y profundidades de suelo
y roca de material presente.
Procedimiento
Antes de la
actividad
- Reunir
los materiales y hacer copias de la Hoja de trabajo Fundamentos y Fundamentos de Matemáticas hoja
de trabajo (opcional), uno por equipo.
Figura 4. Perfil de suelos para la
actividad puesta a punto.
derechos de autor
- Preparar
para cada equipo una caja de cartón con las capas del suelo (véase la
Figura 4): En la parte inferior dentro de la caja, colocar una capa de
pequeñas piedras o rocas, alrededor de ½-1-en (1.3 a 2.5 cm) de
profundidad. A continuación,
colocar sobre 4 en (10 cm) de tierra para macetas o suciedad en la parte
superior de los guijarros. A
continuación, coloque una capa de 2-3-en (5-8-cm) de arena en la parte
superior del suelo. Terminar
con una capa de 3-4-in (8-10 cm) de suelo en la parte superior.
Figura 5. Una herramienta de madera
creado para representar tanto un poco profunda (fin de bloque) y la base
profunda (extremo espiga de largo), para las fundaciones modelo de prueba.
derechos de autor
- Construir
un modelo de fundación de madera para cada equipo: vio una chatarra de 2 x
4 placa en 2 en x 2 en x 1 en bloques de madera de profundidad (5 cm x 5
cm x 2,5 cm). Perforar un
agujero profundo ½-in (1,27 cm) sobre uno de los brazos de medición 2 en
(5 cm), con un diámetro igual al diámetro del taco. Inserte el pasador en el agujero; utilizar pegamento de madera para
asegurarlo. Recorte la
clavija a una longitud de 12 pulgadas (30 cm), medida desde el bloque de
madera (véase la figura 5). El
extremo del bloque sirve como modelo para una fundación poco profunda y el
extremo del vástago sirve como un modelo de cimentación profunda.
- Divida
la clase en equipos de cuatro alumnos cada uno.
- Construir
un modelo de fundación de madera para cada equipo: vio una chatarra de 2 x
4 placa en 2 en x 2 en x 1 en bloques de madera de profundidad (5 cm x 5
cm x 2,5 cm). Perforar un
agujero profundo ½-in (1,27 cm) sobre uno de los brazos de medición 2 en
(5 cm), con un diámetro igual al diámetro del taco. Inserte el pasador en el agujero; utilizar pegamento de madera para
asegurarlo. Recorte la
clavija a una longitud de 12 pulgadas (30 cm), medida desde el bloque de
madera (véase la figura 5). El
extremo del bloque sirve como modelo para una fundación poco profunda y el
extremo del vástago sirve como un modelo de cimentación profunda.
- Divida
la clase en equipos de cuatro alumnos cada uno
Con los
estudiantes
- Repase
con los estudiantes los conceptos básicos de cimentaciones profundas y
superficiales. Explicar que
hoy van a ser modelado superficial y cimentaciones profundas.
- Explicar
la puesta en marcha de toda la clase. La
caja de cartón, lleno de piedras, tierra y arena, representa una ubicación
del sitio (el suelo) sobre la que debe construirse una base para un
puente.
Figura 6. Ensayo de la cimentación
superficial.
derechos de autor
- Dirigir
los equipos de estudiantes para llevar a cabo una prueba de cimentación
superficial (véase la Figura 6): Llevar a cabo hasta el final del taco,
coloque el bloque de madera directamente sobre el suelo. Entonces, libros de la pila en él
para crear presión de apoyo sobre el suelo, como si esta fundación
sostenía la carga de parte de un puente pesado. (Los estudiantes pueden tener que
equilibrar la ligera libros con sus manos.) ¿Qué ocurre? (Los estudiantes deben notar lo
empuja al suelo a los lados y ligeramente hacia arriba alrededor del
bloque de madera. Esto demuestra su defecto del suelo.) Los estudiantes anotan
en sus hojas el peso de los libros que podían mantener el equilibrio sobre
su cimentación superficial antes de que fuera demasiado inestable.
- Ahora
dirige a los estudiantes para llevar a cabo una segunda prueba cimentación
superficial. Utilizando el
mismo bloque de madera, lo coloca profundamente en el suelo de modo que la
parte superior del bloque está a nivel con la parte superior del suelo. A continuación, pilas de libros
en él para crear presión de apoyo en el suelo. ¿Lo que pasa? ¿Qué notaste? (El suelo falla de nuevo debido a
la presión alta del cojinete. Sin embargo, la cantidad de fuerza que debe
aplicarse para el bloque de madera debe ser mayor. Una vez más, observe
cómo empuja el suelo hacia los lados y ligeramente hacia arriba alrededor
del bloque de madera.) los estudiantes registren en sus hojas el peso de
los libros que podían mantener el equilibrio sobre esta base poco profunda
antes de que fuera demasiado inestable.
- Restaurar
el suelo (si es necesario). Dirigir
los equipos de estudiantes para llevar a cabo una prueba de cimentación
profunda (ver Figura 7): Llevar a cabo hasta el final del bloque de
madera, apuntar el taco hacia el suelo y empujar hacia abajo en el suelo. ¿Lo que pasa? (La espiga de madera penetra en
el suelo y se vuelve más difícil de empujar hacia abajo en el suelo a
medida que se hace más profundo. Si la clavija de madera es empujado lo
suficiente, que llega a la capa de roca en la parte inferior de la caja.
Para un puente u otra estructura grande , las pilas se colocan a esta
profundidad para llegar a la suelos más compacto, arcilla y roca.) a
continuación, libros de la pila en el extremo del bloque de madera para
crear presión de apoyo sobre el suelo. ¿Cuántos
libros podría contener la base de este tiempo? Los estudiantes registren en sus
hojas el peso de los libros que podían mantener el equilibrio sobre su
cimentación profunda antes de que fuera demasiado inestable.
Figura 7. Prueba de la cimentación
profunda.
derechos de autor
- Luego,
los estudiantes calculen en sus hojas exactamente cómo se aplica mucha
fuerza a la fundación al fracaso. Haga
que reflexionar sobre sus cálculos y sugerir cómo los diseños de
cimentación pueden ser modificados para soportar más peso (por ejemplo, el
aumento del tamaño del taco). Discuta
con los estudiantes cómo la prueba de cimentación profunda es capaz de
mantener más peso.
- Concluimos
con una discusión de la clase que comparan los resultados de la hoja de
trabajo y las preguntas después de la actividad previstas en la sección de
evaluación. (Opcional)
Asignar a los estudiantes los Fundamentos de Matemáticas hoja de trabajo.
Archivos adjuntos
Consejos para solucionar problemas
Si los estudiantes tienen problemas para
visualizar las capas del suelo, es posible que desee sustituir a un lado de una
caja con un material transparente para ayudarles a ver las capas del suelo. O, dibujar un perfil simple de suelo
en el tablero (ver Figura 3). O,
llenar un recipiente de plástico transparente con capas representativas para
que puedan ver la orden. O, haga
que los estudiantes se preparan las cajas de cartón para que puedan ver las
capas a medida que se vierten en.
Al probar las bases, algunos estudiantes
no pueden aplicar la fuerza suficiente. Instarlos
a empujar relativamente duro sobre los cimientos para crear un
"fracaso" y, en el caso de la cimentación profunda, llegar a la roca
madre.
Evaluación
Evaluación de
la Actividad Preliminar
Lluvia de ideas : En pequeños grupos, los estudiantes se
involucran en la discusión abierta. Recordarles
que ninguna idea o sugerencia es "tonto". Todas las ideas deben ser escuchadas
con respeto. Pide a los
estudiantes: Para los siguientes escenarios de construcción de puentes de
ingeniería, que tipo de cimentación usarías, superficiales o profundas?
- Un
puente de transporte se construye sobre un ancho río, donde el suelo es de
arena.
- Un
puente de transporte está construyendo para ir sobre un barranco muy
profundo.
- Una
corta pasarela sobre un arroyo local.
- Un
puente portátil que se pueden mover de un lugar a otro, de una obra de
construcción.
Evaluación de
la actividad Embedded
Hoja de Actividad : Haga que los estudiantes completen las fundaciones de hoja de
cálculo como un equipo. El
uso de la hoja de trabajo, los estudiantes registran sus observaciones y
calcular la presión de apoyo que la Fundación ejerce sobre el suelo. Haga que los miembros del equipo de
verificación trabajo de los demás. Revisar
las respuestas para medir su dominio del tema.
Evaluación
después de la actividad
Discusión en clase : Repaso a los escenarios de
construcción de puentes de ingeniería de la lluvia de ideas evaluación previa a
la actividad. Después de esta
actividad, serían los estudiantes cambiar cualquiera de sus respuestas? Para los siguientes escenarios de
ingeniería, que tipo de cimentación usarías, superficiales o profundas?
- Un
puente de transporte se construye sobre un ancho río, donde el suelo es de
arena. (Respuesta:
fundamento profundo.)
- Un
puente de transporte está construyendo para ir sobre un barranco muy
profundo. (Respuesta:
fundamento profundo.)
- Una
corta pasarela sobre un arroyo local. (Respuesta:
cimentación superficial.)
- Un
puente portátil que se pueden mover de un lugar a otro, de una obra de construcción. (Respuesta: cimentación
superficial.)
Pregunta / Respuesta : Actitud de las siguientes preguntas a
la clase, o de forma individual como tarea:
- Para
una cimentación superficial, lo que ocurre con el suelo cuando se excede
su capacidad de presión de apoyo? (Respuesta:
El suelo debajo del pie de cimentación superficial es empujado a un lado y
se hincha hasta el suelo a un lado de la base se mueve debido a que el
suelo por debajo está empujando en él.).
- ¿Por
qué es más difícil de producir un fallo de la capacidad de soporte de
presión cuando la cimentación superficial está incrustado en el suelo? (Respuesta: En este caso, el
suelo al lado de la cimentación superficial ayuda a prevenir una falla
Cuando se produce un fallo, se da cuenta de que el suelo a los lados de la
base es empujado a un lado y se hincha hasta La presencia y peso
añadidos.. del suelo en el lado ayuda a mantener que esto ocurra.)
- ¿Qué
pasaría si la cimentación superficial se integró mejor en el suelo? (Respuesta: Sería aún más fuerte
debido a que más del suelo a un lado de la base tendría que ser desplazado
para provocar el fallo En este caso, sería necesaria más presión de apoyo
para causar un fallo.).
- ¿Por
qué se vuelven más difíciles de la cimentación profunda para empujar hacia
abajo en el suelo a medida que se hace más profundo? (Respuesta:. El área de
superficie de la cimentación profunda aumenta como se pone aún más hacia
abajo en el suelo que es, más profundo que va más de la fundación está en
contacto con el suelo lo tanto, la fricción entre la base profunda y suelo
aumenta. y la fuerza necesaria para superar se hace mayor.)
- Si un
puente iba a ser colocado sobre el fundamento profundo utilizado en esta
actividad, la profundidad de la cimentación profunda sería necesario ir? (Respuesta: necesitaría La
cimentación profunda para ser colocado a la profundidad de la tierra dura
o, en este caso, el / la capa de guijarros de roca).
- ¿Cuáles
son algunos otros factores que los ingenieros podrían considerar en el
diseño de una fundación? (Respuesta:
efectos del suelo de sedimentación; tiene más de dos bases de puente para
distribuir el peso / fuerzas pueden afectar el suelo de manera diferente;
diferentes tipos de suelos pueden actuar de manera diferente.)
Aplicación de matemáticas : Dé a cada equipo una Fundamentos de Matemáticas
hoja de trabajo y tienen los miembros del equipo
trabajan juntos para calcular la presión de apoyo que la Fundación ejerce en
diferentes escenarios del suelo y la capacidad de presión de carga admisible
que el suelo puede resistir. Haga
que los miembros del equipo de verificación trabajo de los demás. Revisar las respuestas para medir su
dominio del tema.
Extensiones de actividad
Añadir un giro a esta actividad mediante
la colocación de una de las cajas de suelo en la parte superior de una lijadora
de mano. Para cada prueba de los
modelos de cimentación, encender la lijadora manual para simular un terremoto. Haga que los estudiantes registren sus
observaciones de lo que ocurre con cada fundación durante las simulaciones de
terremotos.
Invite a los estudiantes investigar la
historia de la Torre de Pisa en Internet, informar a la clase de los muchos
esfuerzos para enderezar y estabilizar la Torre de Pisa lo largo de los últimos
800 años. Pídales que describan
las condiciones de cimentación y el suelo original de la torre. Haga que incorporan lo que han
aprendido sobre las fundaciones, la presión de apoyo y solución en su
investigación e informe. Echen un
vistazo a Wikipedia, NOVA en línea (ver sección adicional Soporte Multimedia) y
la Torre de Pisa sitios web.
Escala de actividad
- Para
los grados más bajos, completar la hoja de actividad juntos, como una
clase.
- Para
los grados superiores, tienen equipos de estudiantes preparan su caja de
cartón con las capas del suelo, y que los estudiantes completen la hoja de
la actividad individual.
- Para
los estudiantes de matemáticas avanzadas, haga que completen la hoja de
trabajo de matemáticas.
Soporte adicional Multimedia
Encuentra gran material complementario
sobre la Torre de Pisa en el sitio web compañero de PBS para NOVA 'La caída de
la torre inclinada', película de 1999 de difusión que explora por qué la famosa
torre no ha caído todavía e investiga los muchos esfuerzos realizados para
preservar este tesoro medieval. Ver
una panorámica de Pisa, entrevista con un experto en suelos y una historia de
intervenciones en el sitio web NOVA Online: http://www.pbs.org/wgbh/nova/pisa/
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