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Evaluación Final : Semestre 2018-I

Sección Asignatura Docente

: ………………………..………………... : Mecánica de Suelos I : Mg Roberto Carlos Castillo Velarde

Apellidos : ………………………..………………. Nombres : ……………………………………………. Fecha: .…../07/2018 Duración: 150 minutos

Instrucciones: No se permite uso de celulares, laptop, ábacos, ni intercambio de útiles..

COMPACTACION DE SUELOS 1.- Los resultados de la prueba próctor estándar en una arcilla arenosa (35% de arena, 55% de arcilla y 10% de limo), tomada de un pozo de préstamo, se dan en la siguiente tabla: -------------------------------------------------------------------------------------------------Contenido de agua (%) 3.80 5.10 7.80 9.20 12.00 Peso unitario (pcf) 106.50 113.00 121.30 121.20 115.50 La arcilla arenosa en el pozo de préstamo tiene una porosidad del 65% y un contenido de agua del 5,2%. Una autopista el terraplén se construirá usando este suelo. (a) Especifique la compactación (peso de la unidad seca y contenido de agua) a lograr en el campo. Justifica tu especificación. (b) ¿Cuántos M3 de tomar de la tierra de pozo que sean necesarios para 1M3 de carretera compactada a llenar? (c) ¿Cuánta agua por M3 se requiere para cumplir con la especificación? (d) ¿Cuántas camionetas de tierra se necesitarán para un 10,000 M3 de terraplén de la carretera? Cada camión tiene una capacidad de carga de 15 M3 y las regulaciones requieren una capacidad de carga máxima del 90%.

COMPACTACION DE SUELOS

2.- Hallar el número de camiones para rebajar 1 m de solar de dimensiones 20*35 m. a) Obtener los coeficientes de esponjamiento. b) Determinar la cantidad de m3 necesarios para compactar una zanja de 1 m de ancho por 2 m de profundidad y 150 m de larga, sabiendo que el terreno disponible para relleno es: a. 1ª capa de arena fina seca de 1,1 m de altura. b. 2ª capa grava media ligeramente húmeda – 0.90 m de altura. En el interior de la zanja se aloja un tubo de PVC DE 600 mm de diámetro. (El volumen del cilindro es PI*R2*L).

COMPACTACION DE SUELOS

3 .- Se ha ejecutado un ensayo de compactación tipo Próctor Modificado, utilizando un molde 15.22 cm de diámetro, 11.66 cm de altura y 2687 g de peso. El suelo, una grava arenosa bien graduada (GW), fue compactado en cinco capas mediante 56 golpes del martillo estandarizado de 10 lb cayendo desde una altura de 18”. Los datos obtenidos durante el ensayo fueron los siguientes: Punto P. molde + suelo (g) Peso de la cápsula (g) P. cap. + suelo húmedo (g) P. cap. + suelo seco (g)

1 7550 22,41 179,63 172,81

2 7740 23,22 175,26 166,41

3 7685 21,79 177,14 164,81

4 7587 25,14 217,62 199,84

5 7283 20,60 198,98 194,04

En forma adicional, se efectuó un ensayo de peso específico de los sólidos (GS), que resultó ser de 2.70. Se pide: a. b. c.

d. e. f.

Calcular la humedad (ω) y el peso unitario seco (γd) en cada punto y construir la curva de compactación. Determinar el valor de γdmax y el contenido óptimo de humedad (ωopt). Dibujar el diagrama de fases del suelo con γdmax y ωopt y calcular todas las relaciones gravimétricas y volumétricas del suelo en esta condición. Deducir una fórmula que relacione la humedad ω con el peso unitario seco γd suponiendo que la saturación S es del 100%. Incluir esta curva (curva de saturación) en la gráfica anterior. ¿Cuánta agua tendría que agregarse a 1kg de suelo con γdmax y ωopt para que el grado de saturación resultante fuese del 92%? ¿Cuánto suelo con el mismo contenido de humedad habrá que agregar a 1kg de suelo con γdmax y ωopt para que su peso específico seco (γd) se incremente en un 1%? ¿Cuánto suelo con humedad 18.2% habrá que agregar a 1kg de suelo con ωopt para que su humedad se incremente en un 1%?

COMPACTACION DE SUELOS 4.- Estos son los resultados de los ensayos con equipo densidad de arena y densímetro nuclear, se han hecho en Puno a 4125 msnm en el eje de la vía cuyo ancho es de 5.00m y en un tramo en tangente de 1 km. Se pide determinar

a) La ecuación de correlación entre ambos ensayos de densidades y humedades b) La corrección de densidades y humedades c) Respecto a la normatividad del MTC considera que observaciones realizaría a fin de proceder al pago de la valorización mensual de este tramo.

5.- Se ha realizado un ensayo de compactación tipo Proctor Modificado a un suelo con Gs de 2.73, obteniéndose los siguientes resultados: ω (%) 1.86 3.46 5.84

γd (gr/cm3) 2.18 2.25 2.28

7.35 9.09

2.24 2.17

a. Dibuje a escala la curva de compactación indicando la máxima densidad seca y el

ωóptimo. b. El suelo ensayado se empleó en tres obras diferentes a las que posteriormente se les

efectuó un ensayo de control de densidad en el campo, obteniéndose los siguientes datos: Arena inicial: Arena en el cono: Densidad de la arena:

Punto 1 2 3 4 5 6

P. Material (g) 3952 4095 4175 3916 4118 4022

5000 g 1539 g 1.39 g/cm3

Gs de la grava:

Arena que Grava seca P. Cápsula queda (g) (g) (g) 1124 1078 1031 1106 1099 1048

428 536 510 477 520 493

23,56 19,82 22,11 26,13 22,09 18,57

2.65

Cap. + s. húm. (g)

Cap. + s. seco (g)

165,60 127,78 147,30 183,06 160,36 151,54

158,76 121,13 140,40 172,64 152,20 143,62

Si se sabe que las condiciones de aceptabilidad de son las siguientes: Condición 1: Compactación no menor al 95% de la máxima densidad seca correspondiente al ensayo Proctor Modificado. Condición 2: Humedad dentro del rango de ±1% de la humedad óptima correspondiente al ensayo Proctor Modificado. Condición 3: Grado de saturación mayor de 65%.