Ejerccios mecanica de suelos 2

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COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
AÑO DE LA UNIVERSALIZACION DE LA SALUD
INSTITUTO DE EDUCACION SUPERIOR TECNOLOGICO PÚBLICO
“LUIS E. VALCARCEL”
PROGRAMA DE ESTUDIOS: CONSTRUCCION CIVIL
SEMESTRE: III
DOCENTE: ING. WILBER CUTIMBO CHOQUE
UNIDAD DIDACTICA: MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
ALUMNO: JORGE LUIS MEDINA MANZANO
CAPITULO V
COMPACTACION DE SUELOS
ILO-PERU
2020
 pág. 1
COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
RESOLUCION DE EJERCICIOS PAR (APELLIDO PATERNO M – Z)
5.2 A continuación se dan los resultados de una prueba Proctor estándar.
Determine el peso unitario seco máximo de compactación y el contenido de
humedad óptimo.
SOLUCION:
 pág. 2
COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
CALCULE EL PESO UNITARIO HUMEDO Y EL PESO UNITARIO SECO DE LA
PRIMERA MUESTRA.
γ=
W
V =
0.0145
0.0009433 15.376 
KN
m3
 γ d=
γ
1+w% =
15.376
1+0.084 14.18 
KN
m3
CALCULE EL PESO UNITARIO HUMEDO Y EL PESO UNITARIO SECO DE LA
SEGUNDA MUESTRA.
γ=
W
V =
0.01846
0.000943 19.58 
KN
m3
 γ d=
γ
1+w =
19.58
1+0.102 17.77 
KN
m3
CALCULE EL PESO UNITARIO HUMEDO Y EL PESO UNITARIO SECO DE LA
TERCERA MUESTRA.
γ=
W
V =
0.02077
0.000943 22.03 
KN
m3
 γ d=
γ
1+w =
22.03
1+0.123 19.62 
KN
m3
 pág. 3
COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
CALCULE EL PESO UNITARIO HUMEDO Y EL PESO UNITARIO SECO DE LA
CUARTA MUESTRA.
γ=
W
V =
0.01788
0.000943 18.96 
KN
m3
 γ d=
γ
1+w% =
18.96
1+0.146 16.54 
KN
m3
CALCULE EL PESO UNITARIO HUMEDO Y EL PESO UNITARIO SECO DE LA
QUINTA MUESTRA.
γ=
W
V =
0.01615
0.000943 17.13 
KN
m3
 γ d=
γ
1+w% =
17.13
1+0.168 14.66 
KN
m3
RESUMEN:
 pág. 4
14.6 16.54
16.15 17.13 16.8 14.66
10.2 17.77
20.77 22.03 12.3 19.62
943.3
943.3
943.3
943.3
14.5 15.376
18.46 19.58
17.88 18.96
VOLUMEN DEL MOLDE 
DEL PROCTOR
PESO DEL SUELO 
HUMEDO EN EL 
PESO UNITARIO 
HUMEDO
CONTENIDO DE 
HUMEDAD (%)
PESO UNITARIO SECO
943.3 8.4 14.18
COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
GRAFICAMOS LA CURVA CON LOS DATOS OBTENIDOS (EJE “X” HUMEDAD – EJE
“Y” PESO UNITARIO SECO)
PORCENT
AJE DE HUMEDAD (W %)
 POR LO TANTO, SEGÚN NUESTRO GRAFICO EL PESO UNITARIO SECO MAXIMO ES:
19.65KN /m3
POR LO TANTO, SEGÚN NUESTRO GRAFICO EL CONTENIDO OPTIMO DE
HUMEDAD ES:
12.4%
 pág. 5
PESO UNITARIO SECO (γ d)
COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
5.4 En la tabla siguiente se dan los resultados de una prueba Proctor estándar.
Determine la densidad seca máxima (kg/m3) de la compactación y el contenido de
humedad óptimo.
SOLUCION:
CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA PRIMERA
MUESTRA.
ρ=
M
V
 =
1.68
0.000943
 1780.98 
Kg
m3
 ρd=
ρ
1+w% =
1780.98
1+0.099 1620.54 
Kg
m3
 pág. 6
COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA SEGUNDA
MUESTRA.
ρ=
M
V
 =
1.71
0.000943
 1812.785 
Kg
m3
 ρd=
ρ
1+w =
1812.785
1+0.106 1639.05 
Kg
m3
CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA TERCERA
MUESTRA.
ρ=
M
V
 =
1.77
0.000943
 1876.39 
Kg
m3
 ρd=
ρ
1+w =
1876.39
1+0.121 1673.85 
Kg
m3
CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA CUARTA
MUESTRA.
ρ=
M
V
 =
1.83
0.000943
 1939.99 
Kg
m3
 ρd=
ρ
1+w =
1939.99
1+0.138 1704.74 
Kg
m3
CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA QUINTA
MUESTRA.
ρ=
M
V
 =
1.86
0.000943
 1971.80 
Kg
m3
 ρd=
ρ
1+w =
1971.80
1+0.151 1713.12 
Kg
m3
 pág. 7
COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA SEXTA MUESTRA.
ρ=
M
V
 =
1.88
0.000943
 1993 
Kg
m3
 ρd=
ρ
1+w =
1993
1+0.174 1697.61 
Kg
m3
CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA SEPTIMA
MUESTRA.
ρ=
M
V
 =
1.87
0.000943
 1982.4 
Kg
m3
 ρd=
ρ
1+w =
1982.4
1+0.194 1660.3 
Kg
m3
CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA OCTAVA
MUESTRA.
ρ=
M
V
 =
1.85
0.000943
 1961.2 
Kg
m3
 ρd=
ρ
1+w =
1961.2
1+0.212 1618.15 
Kg
m3
RESUMEN:
 pág. 8
943.3 1.85 1961.2 21.2 1618.15
943.3 1.88 1993 17.4 1697.61
943.3 1.87 1982.4 19.4 1660.3
13.8 1704.04
1.86 1971.8 15.1 1713.12
10.6 1639.05
1.77 1876.39 12.1 1673.85
943.3
943.3
943.3
943.3
1.68 1780.98
1.71 1812.78
1.83 1939.99
VOLUMEN DEL MOLDE 
DEL PROCTOR (m3)
MASA DEL SUELO 
HUMEDO EN EL 
MOLDE (Kg)
DENSIDAD HUMEDA 
(Kg/m3)
CONTENIDO DE 
HUMEDAD (%)
DENSIDAD SECA 
(Kg/m3)
943.3 9.9 1620.54
COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
GRAFICAMOS LA CURVA CON LOS DATOS OBTENIDOS (EJE “X” HUMEDAD – EJE
“Y” DENSIDAD SECA).
POR LO TANTO, SEGÚN NUESTRO GRAFICO LA DENSIDAD SECA MAXIMA ES:
1716Kg /m3
POR LO TANTO, SEGÚN NUESTRO GRAFICO EL CONTENIDO OPTIMO DE AGUA ES:
15%
 pág. 9
DENSIDAD SECA (ρd)
PORCENTAJE DE HUMEDAD (W%)
COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
5.6 El contenido de humedad in situ de un suelo es 18% y el peso unitario húmedo
es 16.5 kN/m3. El peso específico de los sólidos del suelo es de 2.75. Este suelo
debe ser excavado y transportado a un sitio de construcción para su uso en un
relleno compactado. Si las especificaciones requieren que el suelo se compacte a
un peso unitario seco mínimo de 16.27 kN/m3 al mismo contenido de humedad de
18%, ¿cuántos metros cúbicos de tierra de la excavación se necesitan para
producir 7.651 m3 de relleno compactado? ¿Cuántos camiones de carga de 178 kN
son necesarios para el transporte de la tierra excavada?
DATOS:
o CONTENIDO DE HUMEDAD IN SITU 18%
o PESO UNITARIO HUMEDO IN SITU 16.5 KN/m3
o PESO ESPECIFICO DE LOS SOLIDOS DE SUELO 2.75
o PESO UNITARIO SECO MINIMO 16.27 Kn/m3
SOLUCIÓN:
ENCENTRE LA UNIDAD DE PESO SECO DEL SUELO IN SITU USANDO LA
SIGUIENTE FORMULA
γ
d ( ¿situ )=
γ(¿situ )
1+W%
γ
d ( ¿situ )= 16.5
1+0.18
 13.98 kN/m3 
 pág. 10
COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
¿cuántos metros cúbicos de tierra de la excavación se necesitan para producir 7.651
m3 de relleno compactado?
DETERMINE EL VOLUMEN DE SUELO A EXCAVAR “V”
V
¿(
γd (min )
γ d(¿ situ ))∗RELLENOCOMPACTADO
V
¿(
16.27
13.98 )∗7.651 8.9043m
3 
¿Cuántos camiones de carga de 178 kN son necesarios para el transporte de la tierra
excavada?
CAMIONES DECARGA=
V∗γ ( ¿situ )
178
 
CAMIONES DECARGA=
8904.3∗16.5
178
 
CAMIONES DECARGA=825.4 825
Por lo tanto, la cantidad de camiones de carga para 178 Kn SON 825 CAMIONES
 pág. 11
COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
5.8 Los pesos unitarios secos máximo y mínimo de una arena fueron determinados
en el laboratorio como 17.5 kN/m3 y 14.8 kN/m3, respectivamente. ¿Cuál sería la
compactación relativa en campo si la densidad relativa es de 70%?
DATOS:
PESO UNITARIO SECO MAXIMO 17.5 kN/m3
PESO UNITARIO SECO MINIMO 14.8 kN/m3
DENSIDAD RELATIVA 70%
SOLUCION:
Dr=[
γ d (campo )−γ d (min)
γd (max)−γd (min) ][
γd (max )
γ d (campo ) ]
 pág. 12
COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
70
100
=[
γ d (campo)−14.8
17.5−14.8 ][
17.5
γd (campo) ]
0.7=[
17.5∗γd (campo)−259
2.7∗γd (campo) ]
γ d (campo)=16.59kN /m
3
¿Cuál sería la compactación relativa en campo?
R (% )=
γ d (campo )
γd (max )
∗100
R (% )=
16.59 kN /m3
17.5 kN /m3
∗100
R (% )=94.8%
5.10 Para un suelo granular, se dan los siguientes datos:
o GS = 2.6
o Límite líquido de la fracción que pasa el tamiz núm. 40 = 20
o Porcentaje retenido en el tamiz núm. 4 = 20
 pág. 13
COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
Usando las ecuaciones (5.8) y (5.9), estime la densidad seca máxima de
compactación y el contenido de humedad óptimo con base en la prueba Proctor
modificada.
SOLUCION:
CALCULE la densidad seca máxima de compactación.
ρd (max )¿
ρd (max )¿
ρd (max )¿
CALCULE contenido de humedad óptimo.
ln (wopt ¿=1.195∗10
−4
¿
ln (wopt ¿=1.195∗10
−4
¿
 pág. 14
COMPACTACION DE SUELOS MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS
ln (wopt ¿=2 .591
e=2.718281826
(wopt ¿=℮
2 .591
(wopt ¿=13 .35%
 pág. 15