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• Jorge Luis Medina

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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

γ d=

0.0145 = 0.0009433

γ 1+ w %

15.376

= 1+ 0.084

15.376

14.18

KN m3

KN m3

CALCULE EL PESO UNITARIO HUMEDO Y EL PESO UNITARIO SECO DE LA SEGUNDA MUESTRA.

γ=

W V

γ d=

0.01846 = 0.000943

γ 1+ w

19.58

= 1+ 0.102

19.58

17.77

KN m3

KN m3

CALCULE EL PESO UNITARIO HUMEDO Y EL PESO UNITARIO SECO DE LA TERCERA MUESTRA.

γ=

W V

γ d=

pág. 3

0.02077 = 0.000943

γ 1+ w

22.03

= 1+ 0.123

22.03

19.62

KN m3

KN m3

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

γ d=

0.01788 = 0.000943

γ 1+ w %

18.96

18.96

= 1+ 0.146

KN m3

16.54

KN m3

CALCULE EL PESO UNITARIO HUMEDO Y EL PESO UNITARIO SECO DE LA QUINTA MUESTRA.

γ=

W V

γ d=

0.01615 = 0.000943

γ 1+ w %

17.13

17.13

= 1+ 0.168

KN m3

14.66

KN m3

RESUMEN:

pág. 4

VOLUMEN DEL MOLDE DEL PROCTOR

PESO DEL SUELO HUMEDO EN EL

PESO UNITARIO HUMEDO

CONTENIDO DE HUMEDAD (%)

PESO UNITARIO SECO

943.3

14.5

15.376

8.4

14.18

943.3

18.46

19.58

10.2

17.77

943.3

20.77

22.03

12.3

19.62

943.3

17.88

18.96

14.6

16.54

943.3

16.15

17.13

16.8

14.66

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)

PESO UNITARIO SECO (γ d )

PORCENT AJE DE HUMEDAD (W % )

POR LO TANTO, SEGÚN NUESTRO GRAFICO EL PESO UNITARIO SECO MAXIMO ES: 19.65 KN /m3

POR LO TANTO, SEGÚN NUESTRO GRAFICO EL CONTENIDO OPTIMO DE HUMEDAD ES: 12.4%

pág. 5

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 1.68 = V 0.000943

ρd =

pág. 6

1780.98

ρ 1780.98 = 1+ w % 1+ 0.099

Kg m3

1620.54

Kg m3

COMPACTACION DE SUELOS

MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS

CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA SEGUNDA MUESTRA. ρ=

M 1.71 = V 0.000943

ρd =

1812.785

Kg m3

ρ 1812.785 = 1+ w 1+0.106

1639.05

Kg m3

CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA TERCERA MUESTRA. ρ=

M 1.77 = V 0.000943

ρd =

1876.39

Kg m3

ρ 1876.39 = 1+ w 1+ 0.121

1673.85

Kg m3

CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA CUARTA MUESTRA. ρ=

M 1.83 = V 0.000943

ρd =

1939.99

Kg m3

ρ 1939.99 = 1+ w 1+ 0.138

1704.74

Kg m3

CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA QUINTA MUESTRA. ρ=

M 1.86 = V 0.000943

ρd =

pág. 7

ρ 1971.80 = 1+ w 1+ 0.151

1971.80

Kg m3

1713.12

Kg m3

COMPACTACION DE SUELOS

MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS

CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA SEXTA MUESTRA. ρ=

M 1.88 = V 0.000943

ρd =

1993

Kg m3

ρ 1993 = 1+ w 1+ 0.174

1697.61

Kg m3

CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA SEPTIMA MUESTRA. ρ=

M 1.87 = V 0.000943

ρd =

1982.4

Kg m3

ρ 1982.4 = 1+ w 1+ 0.194

1660.3

Kg m3

CALCULE LA DENSIDAD HUMEDA Y LA DENSIDAD SECA DE LA OCTAVA MUESTRA. ρ=

M 1.85 = V 0.000943

ρd =

RESUMEN:

pág. 8

1961.2

Kg m3

ρ 1961.2 = 1+ w 1+ 0.212

1618.15

Kg m3

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

1.68

1780.98

9.9

1620.54

943.3

1.71

1812.78

10.6

1639.05

943.3

1.77

1876.39

12.1

1673.85

943.3

1.83

1939.99

13.8

1704.04

943.3

1.86

1971.8

15.1

1713.12

943.3

1.88

1993

17.4

1697.61

943.3

1.87

1982.4

19.4

1660.3

943.3

1.85

1961.2

21.2

1618.15

COMPACTACION DE SUELOS

MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS

GRAFICAMOS LA CURVA CON LOS DATOS OBTENIDOS (EJE “X” HUMEDAD – EJE “Y” DENSIDAD SECA).

DENSIDAD SECA ( ρd )

PORCENTAJE DE HUMEDAD (W%)

POR LO TANTO, SEGÚN NUESTRO GRAFICO LA DENSIDAD SECA MAXIMA ES: 1716 Kg/m 3

POR LO TANTO, SEGÚN NUESTRO GRAFICO EL CONTENIDO OPTIMO DE AGUA ES: 15%

pág. 9

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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 o o o

CONTENIDO DE HUMEDAD IN SITU 18% PESO UNITARIO HUMEDO IN SITU 16.5 KN/m3 PESO ESPECIFICO DE LOS SOLIDOS DE SUELO 2.75 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

pág. 10

d ( ¿situ ) =

16.5 1+0.18

13.98 kN/m3

COMPACTACION DE SUELOS

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¿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 ) ∗RELLENO COMPACTADO γ d(¿ situ )

( )

V ¿

8.9043m3

∗7.651 ( 16.27 13.98 )

¿Cuántos camiones de carga de 178 kN son necesarios para el transporte de la tierra excavada?

CAMIONES DE CARGA =

CAMIONES DE CARGA=

CAMIONES DE CARGA=825.4

V∗γ ( ¿situ ) 178

8904.3∗16.5 178

825

Por lo tanto, la cantidad de camiones de carga para 178 Kn SON 825 CAMIONES

pág. 11

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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 =

pág. 12

γ d (campo )−γ d (min) γ d (max )−γ d (min)

][

γ d (max ) γ d (campo )

]

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MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS

γ d (campo) −14.8 70 = 100 17.5−14.8

[

0.7=

[

][

17.5 γ d (campo)

]

17.5∗γ d (campo) −259 2.7∗γ d (campo)

]

γ d (campo)=16.59 kN /m3

¿Cuál sería la compactación relativa en campo?

R ( % )=

γ d (campo ) ∗100 γ d (max )

R ( % )=

16.59 kN /m3 ∗100 17.5 kN /m3

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

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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 (w opt ¿=1.195∗10−4 ¿

ln (w opt ¿=1.195∗10−4 ¿ pág. 14

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MECANICA DE SUELOS Y DISEÑO DE MEZCLAS

ln (w opt ¿=2 .591 e=2.718281826

(w opt ¿=℮2 .591

(w opt ¿=13 . 35 %

pág. 15