mecanica de suelos

CAPITULO 7 Compactación

7.3 Problemas.
Se debe realizar la compactación de un terraplén de 900 m3 con un peso específico seco de
17.5 kN/m3. Para eso, se ha elegido un banco de préstamo donde el peso específico del suelo
es 19.5 kN/m3 y el contenido de humedad promedio corresponde a 10%. Se ha observado
que la mejor compactación se realiza a 25% de contenido de humedad. También se conoceque la gravedad específica de los sólidos es de 2.73. Se pide determinar:
a) La cantidad de suelo húmedo que debe transportarse a obra.
b) Peso específico del terraplén con un grado de saturación de 95%.
c) Cantidad que hay que añadir a 10 m3 de suelo que llega del banco de préstamo a la obra.


kN/m
w%
Gs



 kN/m
d

w%
V = 900 m

Banco depréstamo
Terraplén compactado
Figura 7.1. Propiedades del banco de préstamo y terraplén compactado.

a) Cantidad de suelo que se transportara en obra.
De la ecuación [A.8] se tiene:
WS   d  V

Entonces lo que se necesita en obra es:
WS  17.5  900



WS  15750 kN



 d  17.73 kN

De la ecuación [A.23] se tiene:

d 
d 


1 w
19.5
1  10
100

m3Entonces lo que se debe sacar del banco de préstamo es:
V

WS

d



15750
17.73



V  888.32 m3

b) Peso específico del terraplén para un grado de saturación del 95%.
Se sabe que:

γd = 17.5 kN/m3 ,

S = 95% ,

GS = 2.73

431

Problemas resueltos de mecánica de suelos

De la ecuación [A.26] se tiene:

d 

GS   W
 w  GS 
1 

 S 

Despejando elcontenido de humedad:
w

S
 GS   W   d 
 d  GS

w

0.95
 2.73  9.8  17.5
17.5  2.73



w  18.40 %

De la ecuación [A.23] se tiene:

  1  w   d

  1  0.184 17.5



 d  20.72 kN

m3

c) Cantidad que hay que añadir a 10 m3 de suelo que llega del banco de préstamo a la
obra.
Se sabe que:

V = 10 m3 ,

w1 = 10% ,

w2 = 25% ,

γd =17.73 kN/m3

Entonces el cambio de contenido de humedad será:
w  w2  w1



w  25 10

w  15 %

De la ecuación [A.8] se tiene:
WS   d  V  17.7310



WS  177.3 kN



VW  26.595 kN

De la ecuación [A.14] se tiene:
VW  w  WS 

15
177.3
100

VW  26.595 kN 

1000 N 1 kg
 VW  2713.8 kg

1kN 9.8 N

432

CAPITULO 7 CompactaciónPROBLEMA 8.
Se dispone de una muestra de suelo con las siguientes características:
Contenido de humedad:
Contenido de humedad óptimo:
Peso específico máximo:
Gravedad específica de los sólidos:

8%
11 %
19.2 kN/m3
2.65

a) Calcular la cantidad de agua que se debe añadir a la muestra para que esta alcance el valor
máximo de peso unitario seco en el ensayo y el volumen de 943 cm3.
b) Si elpeso específico para un contenido de humedad del 8% es 18,0 kN/m3.¿ Cuál sería el
grado de compactación?
Respuesta:
a) Calcular la cantidad de agua que se añade a la muestra.
De la ecuación [G.2] se obtiene el peso específico seco:

d 



[8.1]

1 w

Donde:
wopt = 11 %
 = 19.2 kN/m3
Remplazando estos datos en la ecuación [8.1], se tiene:

d 





1 w

d = 17.30kN/m3

De la ecuación [A.8] se obtiene el peso de los sólidos del suelo:

d 

WS
V



WS   d V

[8.2]

Donde:
V = 943 cm3
Remplazando valores en la ecuación [8.2], se tiene:
WS  17.3

kN
(1 m)3
 943 cm3 
m3
(100 cm)3



WS = 0.0163 kN

De la ecuación [A.14] se obtiene el peso del agua en el suelo:

433

Problemas resueltos de mecánica de suelos

WWWS
Para wopt = 11 % se tiene:



w

WW  w WS

[8.3]

WW opt = (0.11)·(0.0163) = 0.00179 kN
De la ecuación [A.16] se obtiene la masa de agua:
MW 

WW
g



0.00179kN 1000 N 1 kg  m/seg 2


1N
9.8 m/seg 2 1 kN

M W opt 

MW opt = 0.183 kg
Para winicial = 8 % se tiene:
WW ini = (0.8)·(0.0163)= 0.00131 kN
De la ecuación [A.16] se obtiene la masa de agua:
MW ...