Fundamentos Ingeniería Geotécnica_4ta Ed_Braja

114 Capítulo 5: Compactación de de suelos

Problemas 5.1 

Dado Gs  2.75, calcule el peso unitario de cero vacíos de aire para un suelo en kN/m 3 para w  5%, 8%, 10%, 12% y 15%. 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. 



5.2

5.3 5.4

5.5

Volumen del molde Proctor (cm3)

Peso del suelo húmedo en el molde (N)

943

14.5

94 3

18.46

10.2

94 3

20.77

12.3

94 3

17.88

14.6

94 3

16.15

16.8

Contenido de humedad (%) 8.4

Para el suelo descrito en el problema 5.2, si Gs  2.72, determine la relación de vacío y el grado de saturación en el contenido de humedad óptimo. 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. 

Volumen del molde Proctor (cm3)

Masa de suelo húmedo en el molde (kg)

943.3

1.68

9.9

943.3

1.71

10.6

943.3

1.77

12.1

943.3

1.83

13.8

943.3

1.86

15.1

943.3

1.88

17.4

943.3

1.87

19.4

943.3

1.85

21.2

Contenido de humedad (%)

Una prueba prueba de la determinación del peso unitario de campo para el suelo descrito en el problema 5.4 arrojó los siguientes datos: contenido de humedad  10.5 % y densidad húmeda  1705 kg/m3. Determine la compactación relativa. El contenido de humedad in situ de un suelo es 18% y el peso unitario húmedo es 16.5 kN/m3. El peso especí�co 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 especi�caciones 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 m 3  de relleno compactado? ¿Cuántos camiones de carga de 178 kN son necesarios para el transporte de la tierra excavada? El relleno de un terraplén propuesto requiere 3.500 m3 de tierra compactada. La relación de vacío del relleno compactado se especi�ca como 0.65. Están disponibles cuatro bancos de material, tal como se describe en la siguiente tabla, que muestra las relaciones 



5.6

5.7

Problemas 115

respectivas de vacíos del suelo y el costo por metro cúbico para mover el suelo para la obra propuesta. Haga los cálculos necesarios para seleccionar el pozo del que debe comprarse el suelo para minimizar el costo. Suponga que Gs es el mismo en todos los pozos.

5.8

5.9

Pozo de material

Relación de vacíos

Costo ($/m3)

A

0.85

9

B

1.2

6

C

0.95

7

D

0.75

10

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%? En la tabla se muestran los resultados de la prueba de compactación de laboratorio en un suelo arcilloso. Peso unitario seco (kN/m3)

Contenido de humedad (%) 6

14.80

8

17.45

9

18.52

11

18.9

12

18.5

14

16.9

A continuación se presentan los resultados de una prueba de determinación del peso unitario de campo en el mismo suelo con el método del cono de arena: • • • • • •

Calibrado densidad seca de arena de Ottawa  1.570 kg/m3 Calibrado masa de arena de Ottawa para llenar el cono  0.545 kg Masa de la jarra + cono + arena (antes de su uso)  7.59 kg Masa de la jarra + cono + arena (después de su uso)  4.78 kg Masa de suelo húmedo del agujero  3.007 kg Contenido de humedad del suelo húmedo  10.2 % 











Determine a. b. 5.10

Peso unitario seco de compactación en campo Compactación relativa en campo

Para un suelo granular, se dan los siguientes datos:  2.6 • Límite líquido de la fracción que pasa el tamiz núm. 40 • Porcentaje retenido en el tamiz núm. 4  20 • Gs



 20





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 modi�cada. 5.11

Para arena con 3% de �nos estime la densidad relativa máxima de compactación que puede obtenerse a partir de una prueba Proctor estándar dado el tamaño de grano medio,  1.9 mm.  D50 