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ejercicios resueltos de compactacion, Ejercicios de Mecánica de Materiales

ejercicios resueltos de compactación de suelos

Tipo: Ejercicios

2019/2020

Subido el 22/06/2025

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Raúl I. Contreras F. Página 1 de 3
MECÁNICA DE SUELOS
Profesor: Raúl I. Contreras Fajardo
Tema: Compactación de Suelos
Pregunta N°1
Con una muestra de suelo, que será utilizado para la construcción de un terraplén compactado en capas
de 0.20m; se realizó un ensayo Proctor Modificado Método C (volumen del molde 2124cm3), mostrando
los siguientes datos:
Asumiendo que la densidad relativa de sólidos Gs=2.50
a) Determine la curva Proctor, la MDS y el OCH.
b) Dibujar las curvas correspondientes al 100% de saturación.
c) Determine el grado de saturación para la MDS.
Solución
Para determinar los parámetros de compactación; MDS y OCH, primero se determina la densidad
húmeda para cada muestra y a partir de ello, la densidad seca
𝛾𝑢𝑚 =𝑊
𝑉
𝛾𝑢𝑚 =𝑊
𝑉=𝑊𝑠+𝑊𝑤
𝑉=𝑊𝑠(1+𝜔)
𝑉=𝛾𝑑(1+𝜔)
𝛾𝑑=𝛾𝑢𝑚
(1+𝜔)
Una vez calculado las densidades secas se procede a determinar la densidad seca para un grado de
saturación de 100% mediante la siguiente relación:
𝛾𝑑=𝑊𝑠
𝑉𝑠+𝑉𝑣=𝑊𝑠
(𝑊𝑠
𝛾𝑠+𝑉𝑤
𝑆)=𝑊𝑠
(𝑊𝑠
𝛾𝑠+𝑊𝑤
𝑆𝛾𝑤)=𝑊𝑠
𝑊𝑠
𝛾𝑤(1
𝐺𝑠+𝜔
𝑆)=𝐺𝑠𝛾𝑤𝑆
(𝑆+𝜔𝐺𝑠)
𝛾𝑑=𝐺𝑠𝛾𝑤𝑆
(𝑆+𝜔𝐺𝑠)
En el siguiente cuadro: en la fila 1 se presenta los valores de densidad humedad, en la fila 2 se presenta
los valores de densidad seca y en la fila 3 se presenta los valores de densidad seca para el 100% de
saturación (S=1) y para los valores de contenido de humedad de 3.5%, 5.5%, 8% y 11% respectivamente.
Cuadro N° 2
Representamos gráficamente el contenido de humedad vs la densidad seca.
En la curva Proctor se obtiene la MDS=1.776g/cm3 y OCH=7.3% (ver gráfico)
Para determinar la curva optima, utilizamos la siguiente relación:
𝛾𝑑=𝐺𝑠𝛾𝑤𝑆
(𝑆+𝜔𝐺𝑠)−→𝑆= 𝛾𝑑𝜔𝐺𝑠
𝐺𝑠𝛾𝑤𝛾𝑑
La curva optima se obtiene cuando 𝜸𝒅=𝑴𝑫𝑺 =𝟏.𝟕𝟕𝟔𝐠/𝐜𝐦𝟑 y 𝝎=𝑶𝑪𝑯= 𝟕.𝟑%
𝑆= (1.776g/𝑐𝑚3)(0.073)(2.5)
[(2.5)(1g/𝑐𝑚3)1.776g/𝑐𝑚3]
𝑺= 𝟒𝟒.𝟕𝟔
Muestra 1 2 3 4
Peso de muestra húmeda (g)
3779.68 3954.08 4069.04 4106.88
Contenido de humedad (%) 3.5 5.5 8 11
Densidad húmeda (g/cm3)1.780 1.862 1.916 1.934
Densidad seca (g/cm3)1.719 1.765 1.774 1.742
Densidad seca para la Curva de
saturación al 100%
2.299 2.198 2.083 1.961
pf3

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MECÁNICA DE SUELOS

Profesor: Raúl I. Contreras Fajardo

Tema: Compactación de Suelos

Pregunta N° 1

Con una muestra de suelo, que será utilizado para la construcción de un terraplén compactado en capas

de 0.20m; se realizó un ensayo Proctor Modificado Método C (volumen del molde 2124cm

3

), mostrando

los siguientes datos:

Asumiendo que la densidad relativa de sólidos Gs=2. 50

a) Determine la curva Proctor, la MDS y el OCH.

b) Dibujar las curvas correspondientes al 100% de saturación.

c) Determine el grado de saturación para la MDS.

Solución

Para determinar los parámetros de compactación; MDS y OCH, primero se determina la densidad

húmeda para cada muestra y a partir de ello, la densidad seca

ℎ𝑢𝑚

ℎ𝑢𝑚

𝑠

𝑤

𝑠

𝑑

𝑑

ℎ𝑢𝑚

Una vez calculado las densidades secas se procede a determinar la densidad seca para un grado de

saturación de 100% mediante la siguiente relación:

𝑑

𝑠

𝑠

𝑣

𝑠

𝑠

𝑠

𝑤

𝑠

𝑠

𝑠

𝑤

𝑤

𝑠

𝑠

𝑤

𝑠

𝑠

𝑤

𝑠

𝑑

𝑠

𝑤

𝑠

En el siguiente cuadro: en la fila 1 se presenta los valores de densidad humedad, en la fila 2 se presenta

los valores de densidad seca y en la fila 3 se presenta los valores de densidad seca para el 100% de

saturación (S=1) y para los valores de contenido de humedad de 3.5%, 5.5%, 8% y 11% respectivamente.

Cuadro N° 2

Representamos gráficamente el contenido de humedad vs la densidad seca.

En la curva Proctor se obtiene la MDS=1.776g/cm

3

y OCH=7.3% (ver gráfico)

Para determinar la curva optima, utilizamos la siguiente relación:

𝑑

𝑠

𝑤

𝑠

𝑑

𝑠

𝑠

𝑤

𝑑

La curva optima se obtiene cuando 𝜸

𝒅

= 𝑴𝑫𝑺 = 𝟏. 𝟕𝟕𝟔𝐠/𝐜𝐦𝟑 y 𝝎 = 𝑶𝑪𝑯 = 𝟕. 𝟑%

( 1 .776g/𝑐𝑚

3

[(

1 g/𝑐𝑚

3

− 1 .776g/𝑐𝑚

3

]

Muestra 1 2 3 4

Peso de muestra húmeda (g) 3779.68 3954.08 4069.04 4106.

Contenido de humedad (%) 3.5 5.5 8 11

Densidad húmeda (g/cm

3

) 1.780 1.862 1.916 1.

Densidad seca (g/cm

3

) 1.719 1.765 1.774 1.

Densidad seca para la Curva de

saturación al 100% 2.299 2.198 2.083 1.

Respuesta

a) MDS=1.776g/cm

3

y OCH=7.3%.

b) Representado gráficamente.

c) 𝑆 = 44. 76

Pregunta N° 2

En campo, se pretende realizar un ensayo de Proctor modificado por el método C pero no se cuenta con

el molde normalizado (V=2124 cm

3

), sin embargo, se realizará el ensayo con un molde de 6 pulgadas de

diámetro y 6.876 pulgadas de altura en el cual se piensa compactar el material en 7 capas con un martillo

cuyo peso es 1.5 veces el peso del martillo normalizado, además, se mantendrá la altura de caída

normalizada (18 pulg). ¿Cuál será el número de golpes por capa para garantizar una energía equivalente

al Proctor Modificado?

Solución

La energía de compactación por unidad de volumen 𝑉 está dada por:

𝑟

× 𝐻 × 𝑁

𝑏

× 𝑁

𝑙

Donde:

𝑟

𝑏

𝑙

= 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑝𝑎𝑠

La energía de compactación del Proctor Modificado debe ser constante, por los tanto, la energía de

laboratorio es igual a la energía utilizado en campo, entonces

𝑙𝑎𝑏

𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜

En campo se utilizó un molde diferente de 6 pulgadas (15.24cm) de diámetro y 6.876 pulgadas (17.465cm)

de altura, entonces el volumen es:

𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜

2

2

3

𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜

𝑙𝑎𝑏

𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜

𝑙𝑎𝑏

𝑐𝑎𝑝𝑎𝑠 𝑒𝑛 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜

Para determinar el numero de golpes necesarios en campo 𝑁 𝑙 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜

determinamos de la siguiente forma:

1.

1.

1.

1.

1.

1.

2.

2.

2.

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Densidad seca

g

d

(g/cm

3

)

Contenido de humedad w (%)

Curva de saturación

S=100%

Curva optima

S=44.7 6 %