Universidad Catlica de la Santsima Concepcin

Facultad de Ingeniera

Mecnica de Suelos

Prof: Jos Miguel Montenegro C. 1

Ejercicios propuestos para preparar Certamen N1

I. PROPIEDADES NDICE

a. Un suelo es compactado a una Densidad Relativa (DR) del 82%, midindose en este estado una densidad hmeda (t) de 1,94 t/m3 y un grado de saturacin (%Sat) de 75%. El mismo suelo compactado a una densidad relativa (DR) de 95%, se encuentra saturado con una humedad (w%) de 22,11%. Determinar la densidad natural de este suelo con una densidad relativa (DR) de 42% y una humedad del 5%. Considere que el peso especfico de partculas es de 2,7 t/m3.

b. Se compacta una arena gruesa clasificada como SP, en un molde de 250 cm3, con una densidad natural de 2 g/cm3 y una humedad (w%) del 5%. Si a este molde con arena se agregan 50 cm3 de agua, determinar el grado de saturacin con que queda el suelo. Considere la gravedad especfica (Gs) de este material igual a 2,75

c. En una zona saturada de un depsito de suelo arenoso se mide una densidad saturada, SAT = 2,098 t/m3, que corresponde a una densidad relativa de 88%. En otra zona del mismo depsito, pero no saturada, se mide una densidad natural hmeda, t = 1,711 T/m3, y una humedad de 9%, correspondiendo a una densidad relativa de 45%. El peso especfico las partculas slidas es = 2,700 t/m3. Determine la humedad de saturacin de este suelo compactado a una densidad relativa del 100%.

d. Un suelo tiene un peso especfico natural de 1,74 g/cm3 con una humedad del 5%. Cuantos litros de agua debe aadirse a cada metro cbico de suelo para llevar la humedad al 13%? Suponer que la relacin de vacos se mantiene constante.

e. Una arena tiene una porosidad de un 37% y el peso especfico de partculas es de 2,66. Se pide calcular: i) e, ii) d, iii) t si w% es 6,8% iv) t si %sat es 100%

f. Demostrar: i) =

ii) =

%

iii) =

iv) =

v) = 1 + % vi) =

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II. GRANULOMETRA

g. Le entregan los resultados de la granulometra del laboratorio del curso de Mecnica de Suelos. Considerando que se utiliz una masa inicial seca de 500 g. Grafique la granulometra de este suelo.

ASTM ABERTURA Peso retenido

N (mm) g

# 4 5 106,5

# 10 2,00 34,9

# 40 0,42 62,9

# 200 0,08 37,9

h. Se han efectuado los anlisis granulomtricos de dos suelos (ver tabla adjunta). Para la construccin de un terrapln, el mandante decidi mezclar en terreno estos dos suelos en una proporcin en peso de 40% de suelo A, con un 60% de suelo B. Calcule la nueva granulometra.

N (mm) A B

3" 80 100

2 1/2" 63 95

2" 50 60

1 1/2" 40 56

1" 25 55 100

3/4" 20 50 89

3/8" 10 43 57

# 4 5 35 45

# 10 2,00 30 30

# 40 0,42 21 22

# 200 0,08 15 3

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III. CLASIFICACIN DE SUELOS

ASTM ABERTURA % Que Pasa

N (mm) A B C D E F G H

3" 80 100 100

2 1/2" 63 95 94

2" 50 60 91

1 1/2" 40 56 88

1" 25 55 100 85

3/4" 20 50 89 100 81

3/8" 10 43 57 96 80

# 4 5 35 45 96 49 100

# 10 2,00 30 30 81 49 94 100 100

# 40 0,42 21 22 53 49 73 85 100 65

# 200 0,08 15 3 12 49 65 79 59 40

LL 56 NP 15 81 250 120 10 35

LP 36 NP NP 35 130 80 4 13

Respuestas USCS GM-MH GW SP-ML GC-CL MH CH ML-CL SC-CL

AASTHO A-2-7 (0) A-1-a (0) A-2-6 (0) A-7-6 (18) A-8 (93) A-8 (46) A-4 (0) A-6 (4)

Nota 1: Para clasificar segn la AASHTO se debe indicar el IG del suelo entre parntesis al costado derecho de la clasificacin, tal como aparece en la parte superior. En caso contrario se considerar malo en el CERTAMEN.

Nota 2: Dado que en el pre-certamen casi nadie contest bien la clasificacin de suelo, acabo de subir la pauta de esta parte del Pre-certamen al EVA.

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IV. COMPACTACIN

i. Los resultados de un ensayo de compactacin Proctor Modificado son los que se indican. Analizando los resultados, indique si este ensayo tiene posibilidades de estar bien realizado o no. Ensayo Peso Molde con

suelo hmedo (g) Peso cpsula con muestra hmeda

(g)

Peso cpsula con muestra seca (g)

1 9235,13 452,55 442 2 9605,22 485,75 471 3 10187,96 468,37 441 4 10191,67 456,00 420 5 9996,86 552,13 493

Peso Molde Proctor : 5100 g Volumen Molde: 2.123,3 cm3 Peso cpsula de humedades : 20 g Gs=2,7

j. En una obra de caminos se requieren compactar 5.600 m3 de terrapln. Las especificaciones del mandante indican que se le exigir una compacidad del 95% del peso especfico seco mximo determinado en el ensayo Proctor modificado. Los resultados indican que el ,!" es 19 kN/m3 con una humedad ptima del 8%. Dentro de la misma obra existen 9.000 m3 que sern excavados y transportados para ser utilizados en la compactacin de los terraplenes. A partir de varios ensayos de densidad in situ efectuados en la zona se determin un valor medio de ,#$%de 15,5 kN/m3 y una humedad natural promedio del 19%. Considere que el suelo se transporta con la humedad natural. SE PIDE: - Determinar si la cantidad de suelo es suficiente para compactar los terraplenes,

si un 3% del suelo se pierde durante el transporte. Justifique con resultados. - Calcular la cantidad de AGUA EXTRA (el exceso de agua que se requiere secar

del suelo antes de ser compactado en los terraplenes) que usted est transportando (No considere prdidas de suelo).

- Determine si la cantidad de suelo natural es suficiente para compactar los terraplenes, si uno de los camiones que lo transportaba volc, derramando toda su carga, dejando inutilizadas 20 toneladas de suelo. Considere tambin un extra de 3 % de prdida por transporte. Justifique con resultados.