COMPACTACION DE SUELOS

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO

Compactación de un relleno realizado

Con un suelo procedente de un banco de material

Alumno:

Jorge Luis De Rueda Plascencia

Profesor:

Manuel Sánchez Herrera

Grupo: 6CV2

Compactación de un relleno realizado

con un suelo procedente de un banco de material

Dicho suelo se pretende utilizar para construir un relleno de dimensiones de 500 m de longitud y un ancho de 250 m y un espesor de 2m utilizando taludes 1:1 para desplantar sobre el la cimentación relativa a una planta industrial.

Del grado de compactación se obtienen: ɣd maxima, W optima

Se fabrican cilindros de suelo compactado y se aplica la prueba triaxial.

Parámetros de resistencia

C=2.5 Ton/m2

ɸ=25°

U=0.20

Banco:

e=0.76

gw=20%

ɣdsuelto=1.345 grs/cm3

Se realizó una prueba proctor normal donde como resultado se dieron los siguientes parámetros:

Prueba Proctor Normal

Muestra 1 2 3 4 5 6 7

WMH+Molde (grs) 3622.00 3686.00 3820.00 3896.00 3961.00 3806.00 3754.00

W Molde (grs) 2017.00 2017.00 2017.00 2017.00 2017.00 2017.00 2017.00

WMH (grs) 1605.00 1669.00 1803.00 1879.00 1944.00 1789.00 1737.00

ɣh (grs/cm3) 1.69 1.76 1.90 1.98 2.05 1.89 1.83

Capsula 27.00 62.00 76.00 120.00 145.00 174.00 20.00

W capsula (grs) 13.00 15.10 15.30 9.90 9.60 9.20 15.20

Wcapsula+ MH (grs) 68.90 68.50 71.20 45.50 68.60 103.30 136.00

Wcapsula+MS 64.92 64.00 65.09 41.01 59.59 86.36 111.86

Ww (grs/cm3) 3.98 4.50 6.11 4.49 9.01 16.94 24.14

WS (grs) 51.92 48.90 49.79 31.11 49.99 77.16 96.66

W% 7.67 9.20 12.27 14.43 18.02 21.95 24.97

ɣd (grs/cm3) 1.57 1.61 1.69 1.73 1.74 1.55 1.46

ɣd sat (grs/cm3) 2.22 2.14 2.01 1.93 1.80 1.68 1.60

Determinar:

El coeficiente de Abundamiento que presenta dicho suelo al excavarlo (CA)

Si:

CA=FA-1.0

FA= (ɣd banco)/(ɣd suelto)

Sabemos que ɣd suelo=1.345 grs/cm^2

En éste caso no tenemos el dato de ɣd bancopor lo que lo calcularemos a partir de las propiedades índice.

ɣh banco= (Ss ɣw (1+W))/(1+e)

En éste caso tenemos todos los datos excepto el contenido de humedad (W) el cual lo calcularemos a partir de:

e= WSs/gw

por consiguiente al despejar el contenido de humedad (W) obtenemos la siguiente ecuación:

W= egw/Ss

Sustituyendo valores:

W= ((0.76)(0.20))/2.67=0.057

W=5.7%

Entonces retomando la ecuación:

ɣd banco= (Ss ɣw (1+W))/(1+e)

sustituimos:

ɣh banco= ((2.67)(1) (1+0.057))/(1+0.76)

ɣh banco=1.60 grs/cm^3

Con ello ahora obtenemos ɣd

ɣd banco= ( ɣh)/(1+w)

ɣd banco= 1.60/(1+0.057)=1.51 grs/cm^3

Ahora con éste dato podemos obtener nuestro Factor de Abundamiento:

FA= (ɣd banco)/(ɣd suelo)

FA= 1.51/1.345=1.12

Entonces:

CA=FA-1.0

CA=1.12-1 = 0.12

CA=12%

Si la humedad del suelo en el banco se conserva al excavar transportar y extender el suelo en la obra, indique si es necesario adicionar o eliminar agua del suelo para ejecutar el proceso de compactación sea cual sea el caso, determine la cantidad de agua en lt/m3 que se deben eliminar o adicionar a dicho suelo.

El suelo en estado suelto con un contenido de humedad W=5.7% al trasladarse del banco a la obra conserva su contenido de humedad al mismo 5.7%, entonces:

Despejando de la fórmula "ɣh":

ɣd = ( ɣh)/(1+w)

ɣh=ɣd(1+w)

Obtenemos el peso volumétrico con el contenido de humedad salida del banco y obtenemos el peso volumétrico con el contenido de humedad optimo para determinar la diferencia de humedades.

ɣh_1=1.345(1+0.057)=1.42

ɣh_2=1.345(1+0.1685)=1.57

ɣh_1-ɣh_2=1.42-1.57=0.15 grs/cm^3

Por lo que para llegar a el grado de humedad optima es necesario colcar agua al suelo 0.15 grs/cm^3 o 150 lt/ m3

Para realizar el proceso de compactación se puede utilizar dos tipos de compactación se puede utilizar dos tipos de compactación: compactación estática y compactación por amasamiento.

Comenzaremos con la compactación de tipo estática, la cual se puede llevar a cabo por medio de un rodillo liso estatico, el cual tiene como característica transmitir una fuerza en el sentido “z”, pero no es “x”, es decir:

Бz≠0 ; Бz=0

Proponemos un ancho de rodillo:

Ancho=2.00 m

Tenemos que determinar el peso, en base a los parámetros de resistencia deseados para nuestro relleno, es decir:

C=2.5 Ton/m2

ɸ=25°

Para ello realizamos una envolvente basada en los parámetros de resistencia y trazamos un circulo de Mohr al menos tangente a dicha envolvente y en base al esfuerzo obtenido calculamos el peso del rodillo.

El circulo obtenido fue de 7.87 T/m3 tomaremos 8 T/m3 ya que éste es un valor aproximado y es mayor a la tangente de la envolvente.

Usaremos Skempton para calcular los esfuerzos efectivos.

∆μ=β[σ_1+A(σ_1-σ_3)]

Para los coeficientes A y β es necesario saber el grado de saturación ya que A=gw y β es obtenido a partir de la gráfica del grado de saturación de Skempton.

El grado de saturación está en función de la relación de vacios porque:

gw = WSs/e

Despues de tomar el material del banco éste se abunda, por lo tanto aumenta su relación de vacios entonces si tomamos la siguiente formula:

ɣh = (Ss ɣw (1+W))/(1+e)

y despejamos la relación de vacions “e” quedará de la siguiente forma:

e = (Ss ɣw (1+W)-ɣh)/ɣh

Sustituyendo:

e = ([2.87(1)(1+0.16) ]-1.57)/1.57

e=0.97

entonces retomando:

gw = Wss/e=((0.16)(2.67))/0.97

gw =0.44 = 44%

Usando la

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