Problemario de Mecnica de suelos 1 A continuacin se te presentan diferentes problemas los cuales debers contestar correctamente lo que se te solicita. Recuerda que estos podrn ser entregados en computadora o a mano pero un solo formato para todo con su correspondientes clculos desglosados no se tomaran en cuenta aquellos que solo tengan resultados. Los mismos se debern de entregar el da viernes 02/03/2012 a las 5:00 pm en punto en su saln de clases 1.- Se determinaron las caractersticas mecnicas de un estrato de arena encontrndose que, al obtener una muestra representativa, su volumen era de 420cm3 y su peso hmedo de 737gr. Despus de secado en un horno, el espcimen pes 617gr. Si su densidad absoluta relativa fue de 2.63 determinar: a) b) c) d) e) f) Porcentaje de humedad de la muestra Relacin de vacios de la arena en un estado natural Porosidad de la arena en su estado natural Grado de saturacin de la arena Peso volumtrico hmedo de la arena Peso volumtrico seco de la arena

2.- Una muestra inalterada de arcilla tiene una humedad del 8%, una densidad absoluta relativa de 2.66, un peso de 100gr y un peso volumtrico hmedo de 1,900 kg/m3. Determinar: a) Relacin de vacos de la arcilla b) Porosidad c) Grado de saturacin

3.- Qu cantidad de agua se le agrega a un metro cubico de arcilla del problema anterior para darle una humedad de un 12%, asumiendo que la relacin de vacios no cambia? 4.- Una arcilla completamente saturada (100%) tiene un volumen de 190 cm3 y peso 343gr. Si la densidad absoluta relativa de la arcilla es de 2.68, determinar: a) b) c) d) e) Relacin de vacos Porosidad Contenido de humedad Peso volumtrico saturado Peso volumtrico seco

5.- Una muestra representativa e inalterada obtenida de un estrato de suelo pesa 26.0kg con un volumen de 13.8 litros o sean 13,800cm3. De esta muestra se extrae un pequeo espcimen que pesa 80 gr hmedo y 70gr ya seco al horno. La densidad absoluta relativa de las partculas slidas de la muestra es de 2.66. Determinar: a) Humedad de la muestra b) Peso seco de toda la muestra extraida c) Peso del agua en toda la muestra extraida del estrato

d) e) f) g) h) i) j)

Volumen de la parte slida de toda la muestra obtenida Volumen de vacios de la muestra Relacin de vacios de la muestra Porosidad de la muestra Grado de saturacin de la muestra Peso volumtrico hmedo de la muestra Peso volumtrico seco de la muestra.

6.- Una muestra inalterada de arena obtenida de un depsito elico o mdano marino cubica 3.7litros y pesa hmeda 5.91kg. en el laboratorio se le hacen determinaciones obtenindose: a) Para determinar su humedad: 1. Peso hmedo ms recipiente: 13.83gr 2. Peso del recipiente: 5.04gr 3. Peso seco ms recipiente: 11.99gr 4. Peso del recipiente: 4.31gr b) Para determinar la densidad absoluta relativa de las partculas se obtuvieron los resultados siguientes: 5. Peso del suelo seco: 35g 6. Peso del matraz ms agua: 434.12g 7. Peso del matraz ms suelo y agua hasta el mismo nivel de calibracin c) La relacin de vacos en su estado ms suelto, emax=1.20 d) Relacin de vacios en su estado ms compacto, emin= 0.50 Se desea obtener mediante los resultados: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) Porcentaje de humedad de la muestra Densidad absoluta relativa de las partculas Peso de los slidos de la arena Peso del agua que contiene la muestra Volumen de la parte solida de la muestra Volumen de vacios en estado natural Porosidad en estado natural Grado de saturacin con la humedad que contiene Compacidad relativa de la arena en el depsito elico Clasificacin en cuanto a compacidad se refiere en estado natural.

7.- Una calle de 10m de ancho y 80m de largo se escarifica en una profundidad compactada de 20cm, y produce un volumen suelto con humedad de 9% de 208 metros cbicos (factor de abundamiento 1.3). el factor de abundamiento es igual al peso volumtrico seco en la calle estando compacto el material, entre su peso volumtrico seco y suelto. Qu cantidad de agua, en litros, se le agrega al material de la calle escarificasa para llevarlo a la humedad ptima del 19%. El peso volumtrico seco y suelto del material es de 1,212 kg/m3.

8.- Una arcilla 100% saturada tiene una humedad de 39.3% y un peso volumtrico saturado de 1840 kg/m3. Determinar la densidad absoluta relativa de la arcilla y su relacin de vacios. 9.- Se determinan de un suelo los siguientes valores: h=1800 kg/m3; w=12%; Dr=2.7. Calcular: peso volumtrico seco, porosidad, relacin de vacos, grado de saturacin y porcentaje de vacos lleno de aire. 10.- Un centmetro cbico de suelo hmedo pesa 1.8gr, su peso seco es de 1.5gr y su densidad absoluta relativa de 2.72. Determinar humedad, relacin de vacos y grado de saturacin. 11.- Para la construccin de un terrapln se prev un volumen de 300,000m3 de suelo con una relacin de vacios en el terrapln de 0.8. para ello se dispone de tres bancos de materiales: A, B y C. Los materiales de los bancos A,B y C presentan las siguientes relaciones de vacios y costo de movimiento por metro cbico de material: Banco A B C e 0.9 2.0 1.6 $/m3 $102.00 $90.00 $94.00

La pregunta es Cual banco es, econmicamente, mejor explotable? 12.- Se realiza una prueba de compactacin de suelo arenoso en el lugar mediante un sondeo, pesando el suelo extrado y el volumen del sondeo efectuado. El peso hmedo del material extrado es de 895 gr y el volumen de sondeo es 426cm3. El material extrado y secado al horno pesa 779gr. Del suelo seco se toman 400gr y se colocan en un recipiente en condiciones muy flojas de compactacin y se observa que ocupan 276cm3. Despus, los 400gr vaciados sueltamente en el recipiente se vibran hasta obtener un volumen de 212cm3. Si la densidad absoluta relativa del suelo es de 2.71, determinar la compacidad relativa. 13.- Un espcimen, en estado natural, pesa 62,1 gr y seco al horno, 49,8 gr. Determinado el peso unitario seco y la gravedad especfica correspondientes, los valores son 86,5 lb/ft3 y 2,68, encuentre e 14.- Para un suelo en estado natural, e = 0,8; w = 24%; GS = 2,68. Determine el peso unitario, el peso unitario seco y el grado de saturacin. 15.- Calcular el agua y el gSAT en una muestra saturada de suelo de f = 38 mm y h = 78 mm, cuya masa es 142 gr. Seca, la masa es de 86 gr. (g = 9,81 m/seg) 16.- Una muestra pesa en estado hmedo 105 gr, y en estado seco, 87 gr. Si su volumen es 72 cm3 y la gravedad especfica de los slidos 2,65, calcule w, e, GS, gd, gT, gSAT y g 17.- Determine el valor del lmite lquido de un suelo mediante los sig datos pg 25pdf No. De golpes 36 30 Humedades (%) 25.4 25.7

21 26.4 17 26.8 De los siguientes datos presentados se solicita realice grafica granulomtrica, calculo de coeficiente de uniformidad, coeficiente de curvatura para cada uno de los problemas 18.# MALLA O TAMIZ 20 40 60 140 200 ABERTURA DEL TAMIZ (mm) 0.84 0.42 0.25 0.105 0.074 Perdidas PERSO RETENIDO 2.8 3.4 8.5 6.7 10.2 59.1

Peso total de la muestra

19.# MALLA O TAMIZ 3/4" 1/2" 3/8" 4 6 8 12 16 20 30 40 ABERTURA DEL TAMIZ (mm) 19.1 12.7 9.52 4.76 3.36 2.38 1.68 1.19 0.84 0.59 0.42 Perdidas PERSO RETENIDO 0.5 0.01 0.002 0.25 0.003 1 3 1.5 0.5 0.5 1 9

Peso total de la muestra

20.# MALLA O TAMIZ ABERTURA DEL TAMIZ (mm) PERSO RETENIDO en gramos

1 1 3/8 #4

38.1 25.4 19.1 9.52 4.76 Pasa #4 Suma

0.00 1,818.1 1,212.1 3,030.2 2,272.7 6,818.1 15,151.2

21.- De los 6,818.1 gramos que pasaron por la malla #4, por medio de cuarteos, se tomaron y pesaron 200gr para efectuar la granulometra chica, obteniendo los sig. Resultados:# MALLA O TAMIZ ABERTURA DEL TAMIZ (mm) PERSO RETENIDO en gramos

10 20 40 60 100 200

2 .84 .42 .25 .149 .074 Pasa 200 Suma

31.5 27.6 29.1 22.0 24.0 19.8 46.0 200.00

22.# MALLA O TAMIZ 3/4" 1/2" 3/8" 4 6 8 12 16 20 30 40 ABERTURA DEL TAMIZ (mm) 19.1 12.7 9.52 4.76 3.36 2.38 1.68 1.19 0.84 0.59 0.42 Perdidas PERSO RETENIDO 15 19 0.53 0.52 0.295 3 9 12 15 0.5 1 24.155 100

Peso total de la muestra

23.# MALLA O TAMIZ 4" 2" 1" 3/4" 1/2" 3/8" 4 12 16 200 ABERTURA DEL TAMIZ (mm) 101.6 50.8 25.4 19.1 12.7 9.52 4.76 1.68 1.19 0.074 PERSO RETENIDO 100 63 28 46 28 35 10 39 46 48

270 400

0.053 0.037 PerdidasPeso total de la muestra

100 78 159 780

24.- Determine el valor del lmite lquido de un suelo mediante los siguientes datos Humedades (%) 36 25.4 30 25.7 21 26.4 17 26.8 25.- Se realizaron pruebas de laboratorio a una arcilla encontrando los datos siguientes: Humedad: 22.00% Densidad relativa: 2.65 Lmite lquido: 45% Lmite plstico: 20% Lmite de contraccin: 13% Porcentaje pasando la malla #200: 86% Determine en dicha muestra inalterada: Relacin de vacios del suelo 100 saturado Porosidad del suelo en estado natural Consistencia relativa. ndice de liquidez No de golpes