PROBLEMAS DE INGENIERIA GEOLOGICA 10 11 T

INGENIERÍA Y MORFOLOGÍA DEL TERRENO
Curso 2009-2010
PROBLEMAS DE INGENIERÍA GEOLÓGICA
Problema 1

Una muestra de suelo húmedo que ocupa un volumen de 0,0057 m3 tiene una masa de 10,5 Kg.
El contenido en humedad es de 13% y GS tiene un valor de 2,68. Determina:
Densidad aparente y densidad seca
Índice de poros, porosidad y grado de saturación

SOLUCIÓN:
Con los datos iniciales podemos calcular lasdensidades, aplicando:

ρ=

M T M S + MW
=
VT
VT

ρΤ = 1842 Κg/m3

ρd =

ρ
1+ w

ρd = 1630 Kg/m 3

Para conocer las relaciones volumétricas, podemos usar los parámetros conocidos en la
siguiente expresión para hallar el índice de poros y posteriormente calcular la porosidad

e=

GS γ W

γd

−1

n=

Indice de huecos, e: 0,64

e
1+ e
Porosidad, n: 39%

Como tenemos la expresión podemos calcular elgrado de saturación

S=

VW wGS
=
VV
e

SR = 54,4%

1/63

Problema 2

Una muestra de suelo tiene una masa de 30,6 Kg y ocupa un volumen de 18,3 L. Cuando es secado en
una estufa, su masa se reduce a 27,2 Kg. La gravedad específica, GS, es igual a 2,65. Determina:
Humedad, ω (%)
Densidad total, ρΤ , densidad seca, ρd y densidad saturada ρsat
Porosidad e índice de poros, n y e
Grado de saturación,SR
SOLUCION:
Como conocemos la masa total,la masa seca y el volumen total de la muestra podemos calcular
fácilmente su densidad aparente y su densidad seca

ρΤ= 1672 Κg/m3
ρd= 1486 Kg/m3

ρ=

MT M S + MW
=
VT
VT

ρd =

MS
VT

Restando la masa de solido respecto a la total obtenemos la masa de agua y podremos calcular la
humedad
w=

ω = 12,5 %

Masa de agua ( M W )
× 100
Masa de sólido ( M S )Aplicando

Ms
VS =
GS ρW
e=

obtenemos el volumen de sólidos, y por diferencia respecto al volumen total , el de
huecos, necesarios para calcular la porosidad y el índice de poros.

Vv
Vs

n=

e = 0,77

Vv
Vt

n = 43,7 %

Ahora también podemos conocer el grado de saturación.

S=

SR = 42,5 %

Volumen total de huecos conteniendo agua (VW )
× 100
Volumen total de huecos (VV )

Para la densidad saturadahemos de asumir que todos los huecos están rellenos por agua, así que para
conocer la masa de agua necesaria para rellenar todos los huecos usamos la densidad de la misma, ρw =
1000Kg/m3. Esta masa de agua no tiene porqué coincidir con la real.

ρ sat =

M S + MW
VT

ρsat = 1923 Kg/m3

2/63

Problema 3

Tras un ensayo de laboratorio realizado sobre una muestra no perturbada de suelo de 1,74 Kgy
con un volumen de 1 L, se obtuvo un valor de GS de 2,6 y una densidad seca, ρd de 1500 Kg/m3.
Calcula:
Humedad, ω (%)
Índice de poros y porosidad
Densidad saturada ρsat
Grado de saturación, SR

SOLUCIÓN:
Con los datos iniciales podemos conocer la masa de sólido y, por diferencia respecto a la total, la de
agua. Así obtenemos la humedad, w.

ρd =

MS
VT

w=

Masa de agua ( M W )
× 100
Masa desólido ( M S )

Humedad, ω: 16%
Para el resto de parámetros necesitamos conocer los distintos volúmenes. El VS lo obtenemos de :

VS =

Ms
GS ρW

Y por diferencia obtenemos el volumen de huecos

Una vez conocidos, el cálculo del índice de poros y la porosidad es sencillo aplicando:

e=

Vv
Vs

n=

Indice de huecos, e: 0,72

Vv
Vt

Porosidad, n: 42%

Con la masa y densidad del agua obtenemos su volumen,VW, que nos permite calcular el grado de
saturación
S=

Volumen total de huecos conteniendo agua (VW )
× 100
Volumen total de huecos (VV )

Grado de saturación, SR: 57%
Para la densidad saturada hemos de asumir que todos los huecos están rellenos por agua, así que para
conocer la masa de agua necesaria para rellenar todos los huecos usamos la densidad de la misma, ρw =
1000Kg/m3. Esta masa deagua no tiene porqué coincidir con la real.

ρ sat =

M S + MW
VT

Densidad saturada, ρsat: 1920 Kg/m3
3/63

Problema 4

Para conocer la densidad in situ de un suelo se empleó el siguiente procedimiento (Ensayo de
reemplazamiento).
--Se excavan 4,56 Kg de suelo de un agujero con GS= 2,68
-- Se rellena dicho agujero con 3,54 Kg de arena suelta y seca
A) Si se utilizan 6,75 Kg de la misma arena...