1. Calcule el peso específico (en KN/m3) con cero vacíos de aire para un suelo con Gs= 2.68 y contenido de agua ω= 5%, 8%, 10%, 12% y 15%.
Solución
Datos: Gs= 2.68, ω= 5%, 8%, 10%, 12% y 15%.
Para un suelo con ceros vacíos se tiene que e=5%, 8%, 10%, 12% y 15%.
e Gs w d 1 3 3 % 8 3 3 % 5 / 343 . 24 100 8 1 / 81 . 9 68 . 2 / 039 . 25 100 5 1 / 81 . 9 68 . 2 m KN m KN m KN m KN d d 3 3 % 10 23.901 / 100 10 1 / 81 . 9 68 . 2 m KN m KN d 3 3 % 12 23.474 / 100 12 1 / 81 . 9 68 . 2 m KN m KN d 3 3 % 15 / . 861 . 22 100 15 1 / 81 . 9 68 . 2 m KN m KN d
2. Para un suelo ligeramente orgánico, Gs=2.54, calcule y grafique la variación de zav (en KN/m3) versus ω (en porcentaje) con ω variando entre 5% y 20%. Solución Datos: Gs=2.54, ω= 5% y 20%. s w zav G w 1 3 3 / 109 . 22 54 . 2 1 100 5 / 81 . 9 m KN m KN zav 3 3 / 523 . 16 54 . 2 1 100 20 / 81 . 9 m KN m KN zav
3. a. Obtenga una ecuación para el peso específico seco teórico para diferentes grados de saturación, S (es decir, dcomo función de Gs, w, S y ω), para un suelo.
b. Para un suelo dado, si Gs 2.6, calcule la variación teórica de d con ω para una saturación del 90%.
Solución a. e Gs w d 1
S wG e e wG S s s s w s s w s d wG S SG S wG G 1 b. Datos: Gs=2.6, ω, S90%. s w s d wG S SG 3 3 / 6 . 2 9 . 0 9554 . 22 6 . 2 100 90 / 81 . 9 6 . 2 100 90 m KN w w m KN d Suponiendo ω= 5%,10%,15% y 20%. Para ω= 5% 3 / 287 . 22 100 5 6 . 2 9 . 0 9554 . 22 m KN d Para ω= 10% 3 / 789 . 19 100 10 6 . 2 9 . 0 9554 . 22 m KN d Para ω= 15% 3 / 795 . 17 100 15 6 . 2 9 . 0 9554 . 22 m KN d
Para ω= 20% 3 / 166 . 16 100 20 6 . 2 9 . 0 9554 . 22 m KN d
4. Para un suelo compactado, dado Gs 2.72, ω=18% y d=0.9zav, determine el peso específico seco del suelo compactado.
Solución Datos: Gs=2.72, ω= 18% d=0.9zav s w zav G w 1 3 3 / 913 . 17 72 . 2 1 100 18 / 81 . 9 m KN m KN zav 3 / 122 . 16 913 . 17 9 . 0 9 . 0 zav KN m d
5. Los resultados de una prueba Proctor Estándar se dan en la siguiente tabla. Determine el peso específico seco máximo de compactación y el contenido de agua óptimo. Determine también el contenido de agua requerido para lograr el 95% de d(máx).
Volumen del Peso del suelo Contenido
molde Proctor húmedo en el de agua
cm³ molde (Kg) w (%) 943,3 1,65 10 943,3 1,75 12 943,3 1,83 14 943,3 1,81 16 943,3 1,76 18 943,3 1,70 20
Solución
Volumen del
Peso del
suelo Contenido Peso especifico Peso especifico
molde Proctor húmedo en el de agua húmedo seco
cm³ molde (N) w (%) (KN/m³) (KN/m³) 943,3 16,187 10 17,159 15,599 943,3 17,168 12 18,199 16,249 943,3 17,952 14 19,031 16,694 943,3 17,756 16 18,823 16,227 943,3 17,266 18 18,303 15,511 943,3 16,677 20 17,679 14,733 W Masa (en Kg) x 9.81 V W d 100 % 1 w d
6. Resuelva el problema 3.5 con los siguientes valores:
Peso del suelo húmedo Contenido
en el molde Proctor estándar de agua
(Kg) w (%) 1,48 8,4 1,89 10,2 2,12 12,3 1,83 14,6 1,53 16,8
Volumen del molde = 943.3 cm³
Solución
Volumen del Peso del suelo Contenido
Peso especifico
Peso especifico
cm³ estándar (N) w (%) (KN/m³) (KN/m³) 943,3 14,519 8,4 15,391 14,199 943,3 18,541 10,2 19,655 17,836 943,3 20,797 12,3 22,047 19,632 943,3 17,952 14,6 19,031 16,607 943,3 15,009 16,8 15,911 13,623 W Masa (en Kg) x 9.81 V W d 100 % 1 w d
7. Una prueba para la determinación del peso específico de campo para el suelo descrito en el problema 3.5 dio los siguientes datos:
contenido de agua = 15% y peso específico húmedo = 16.8 KN/m3. a. Determine la compactación relativa.
b. Si Gs 2.68, ¿Cuál fue el grado de saturación en el campo?
Solución
Datos: ω= 15%, =16.8KN/m3, d(m ax lab )=16.694KN/m 3
, Gs 2.68 a. Compactación relativa.
Peso específico seco
100 % 1 w d 3 3 / 609 . 14 100 15 1 / 8 . 16 m KN m KN d Compacidad relativa R 100 (%) ) (max lab d d R
% 51 . 87 100 / 694 . 16 / 609 . 14 (%) 3 3 m KN m KN R b. Grado de Saturación
% 100 e G w S s 8 . 0 / 609 . 14 / 609 . 14 / 81 . 9 68 . 2 1 3 3 e m KN m KN m KN e G e G e e G d d w s w s d d w s d
100 50.25% 8 . 0 68 . 2 100 15 % S8. Los pesos específicos secos máximo y mínimo de una arena obtenidos en laboratorio fueron de 16.3 KN/m³ y 14.6 KN/m³, respectivamente. ¿Cuál será la compactación relativa en campo si la compacidad relativa es del 78%. Solución Datos: d(m ax lab )=16.3 KN/m 3 ,d(m in lab ) =14.6 KN/m 3 , Cr=78% Compactación relativa “ R” (m ax) (m in) (m ax) (m in) 1 1 d d r d d C R
9570 . 0 / 6 . 16 / 6 . 14 1 100 78 1 / 3 . 16 / 6 . 14 3 3 3 3 m KN m KN m KN m KN R
9. Los pesos específicos secos máximo y mínimo de una arena obtenidos en laboratorio fueron de 16.5 KN/m3 y 14.5 KN/m3, respectivamente. En el campo, si la compacidad relativa de compactación de la misma arena es de 70%, ¿Cuáles son su compactación relativa y peso específico seco?
Solución
Datos: d(m ax lab )=16.5 KN/m3 ,d(m in lab ) =14.5 KN/m 3 , Cr=70% Compactación relativa “R” (m ax) (m in) (m ax) (m in) 1 1 d d r d d c R 9603 . 0 / 5 . 16 / 5 . 14 1 100 70 1 / 5 . 16 / 5 . 14 3 3 3 3 m KN m KN m KN m KN R
Peso específico seco ” d”
) (m ax ) ( lab d campo d R 3 3 ) ( ) (m ax ) ( / 845 . 15 / 5 . 16 9603 . 0 KN m KN m R campo d lab d campo d
10. La compactación relativa de una arena en el campo es de 94%. Los pesos específicos secos máximo y mínimo de la arena son de 16.2 KN/m³ y 14.9 KN/m³, respectivamente. Para la condición de campo, determine:
a. Peso especifico seco.
b. Compacidad relativa de compactación.
c. Peso especifico húmedo bajo un contenido de agua de 8%.
Solución
Datos: d(m ax lab )=16.2 KN/m3 ,d(m in lab ) =14.9 KN/m 3
, R =94%, ω= 8% b. Compacidad relativa de compactación “Cr”
2684 . 0 / 9 . 14 / 2 . 16 100 94 / 2 . 16 / 2 . 16 / 9 . 14 100 94 1 1 3 3 3 3 3 (m in) (m ax) (m ax) (m ax) (m in) (m ax) (m in) (m ax) (m in) (m ax) (m ax) (m in) (m ax) (m in) r r d d d d d r d d d d d r d d r d d C m KN m KN m KN m KN m KN C R R C RC R C R a. Peso específico seco “d”
) (m ax ) ( lab d campo d R 3 3 ) ( ) (m ax ) ( / 228 . 15 / 2 . 16 94 . 0 KN m KN m R campo d lab d campo d
c. Peso especifico húmedo bajo un contenido de agua de 8%. 3 3 / 446 . 16 100 8 1 / 228 . 15 100 % 1 100 % 1 m KN m KN w w d d
3.11 En la siguiente tabla se dan los resultados de pruebas de compactación en laboratorio de un limo arcilloso.
Contenido Peso específico
de agua seco (%) (KN/m³) 6 14,80 8 17,45 9 18,52 11 18,90 12 18,50 14 16,90
A continuación se dan los resultados de una prueba para la determinación del peso específico de campo sobre el mismo suelo con el método del cono de arena:
Densidad seca calibrada de arena Ottawa = 1570 Kg/m3
Masa calibrada de arena Ottawa para llenar el cono = 0.545 Kg
Masa de recipiente + cono + arena (antes de usarse) = 7.59 Kg
Masa de recipiente + cono + arena (después de usarse) = 4.78 kg
Masa de suelo húmedo del agujero = 3.007 Kg
Contenido de agua del suelo húmedo = 10.2 % Determine:
a. Peso específico seco de compactación en campo. b. Compactación relativa en el campo.
Solución
La masa de la arena necesaria para llenar el agujero y el cono es:
Masa de recipiente + cono + arena (antes de usarse) - Masa de recipiente + cono + arena (después de usarse) =7.59Kg – 4.78Kg = 2.81 Kg
La masa de la arena usada para llenar el agujero es:
La masa de la arena necesaria para llenar el agujero y el cono - Masa calibrada de arena Ottawa para llenar el cono = 2.81Kg - 0.545 Kg=2.265 Kg
Por consiguiente, el volumen del agujero es:
3 3 3 3 10 * 443 . 1 402 . 15 10 * 81 . 9 * 265 . 2 Ottawa arena de seco específico peso 10 * 81 . 9 * 265 . 2 m V
El peso seco del suelo es:
KN w W W 3 3 2 3 26.768*10 100 2 . 10 1 10 * 81 . 9 * 007 . 3 100 (%) 1
Por tanto, el peso específico seco de compactación es:
3 3 3 3 3 / 55 . 18 10 * 443 . 1 10 * 768 . 26 m KN m KN V W d
b. Compactación relativa en campo
100 (%) ) (max ) ( lab d campo d R % 15 . 98 100 / 9 . 18 / 55 . 18 (%) 3 3 m KN m KN R
http://books.google.com.gt/books?id=r2ODVVr0r_4C&pg=PA76&lpg=PA76&dq=ca lcule+el+peso+especifico+con+cero+vacios+de+aire+para+un+suelo+de+G%3D2. 68&source=bl&ots=PuA9xZ_n63&sig=aKw2UuTaoGkknSbXgR-V9hyoYwY&hl=es&sa=X&ei=xnY9T4HdAsmbtweUraW2BQ&ved=0CCcQ6AEwAQ #v=onepage&q&f=false http://books.google.com.gt/books?id=r2ODVVr0r_4C&printsec=frontcover&hl=es& source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false
