MECANICADESUELOSAVANZADA JOSEDANIELALEVELIZPRACTICO1PROBLEMA1:Eltiempoparaqueunacapadearcillaalcanceel99%deconsolidacinesde10aos.Qutiemposerrequeridoparaalcanzarel99%deconsolidacinsilacapaesdosvecesmsgruesa,cincovecesmspermeableytresvecesmscompresible.Setieneque:t m. E2kDonde:t:tiempo.H:espesordelacapa.m:compresibilidad.k:permeabilidad.Entoncestenemosque:ti Sm. 4E2Sk= 12S. tEltiempomodificadoser12/5vecesqueeloriginal.PROBLEMA 2: Liste las posibles componentes de la deformacin de suelo, y cul de lacomponenteslistadassermsimportanteencadaunodelossiguientescasos?a.Cargaaplicadasobreunaagrupacinpococompactadebolasdeacero.b.Cargasobreunconjuntodeplacasparalelas.c.Descargadeunamuestracompactadelaminillasdemicayarenadecuarzo.Sepodranlistarlassiguientes:Componenteelstica.Componenteplstica.Componenteviscosa.Mientrasqueenloscasosmencionadossepuededecirque:a.ComponentePlstica.b.Componenteelstica.c.Componenteplstica.PROBLEMA 3: Un metro cbico de suelo en su estado natural pesa 1.81 ton; despus de serdrenado pesa 1.54 ton. La gravedad especfica del suelo es 2,70. Determinar el grado desaturacin,larelacindevacios,laporosidad,ylahumedaddelsueloensuestadonatural.MECANICADESUELOSAVANZADA JOSEDANIELALEVELIZPRACTICO1W=1,81ton;Ws=1,54ton;G=2,70W=Ws+Ww+Wg=1,54ton+Ww+0=1,81tonWw=0,27ton.G=2,70=Ws/Vs=1.54/Vs(considerandopesoespecificodelagua1ton/m3)Vs=0,57m3Vw=0,27m3(considerandopesoespecificodelagua1ton/m3)V=Vs+Vw+Vg=1m3=0,57m3+0,27m3+VgVg=0,16m3S=GradodesaturacinS=[Vw/(Vg+Vw)]*100%=(0,27m3/0,43m3)*100%S=63%n=Porosidadn=Vv/V=(0,27m3+0,16m3)/1m3n=0,43e=Relacindevaciose=Vv/Vs=(0,27m3+0,16m3)/0,57m3e=0,75W=HumedadW=Ww/Ws=(0,27ton/1,54ton)*100%W=17%PROBLEMA 4: Una muestra de arena seca con peso especfico de 1,68 tn/m3; y un pesoespecfico relativo de 2,70 se expone a la lluvia. Durante la lluvia el volumen de la muestrapermanececonstanteperosugradodesaturacinaumentaal40%.Calcularelpesoespecficoylahumedaddelsuelo,modificadosporefectodelalluvia.Setienequesuponiendounvolumende1m3:v=1m3w=1,81tonvg=?vw=?vs=?swgwg=0ww=?ws=1,54tonMECANICADESUELOSAVANZADA JOSEDANIELALEVELIZPRACTICO1d=1,68ton/m3;G=2,70;V=1m3;S=40%(despusdelalluvia)d=1,68ton/m3=Ws/V=Ws(yaqueestseco)Ws=1,68tonG=2,70=s(asumiendoelpesoespecficodelagua1ton/m3)s=2,70ton/m3s=Ws/Vs=2,70ton/m3=1,68ton/VsVs=0,62m3V=1m3=Vs+Vw+Vg=0,62+Vw+VgVv=Vw+Vg=0,38m3(siempreserconstante)Entonces,siconsiderandoelefectodelalluvia,tenemosque:S=40%=(Vw/Vv)*100%40%=(Vw/0,38)*100%Vw=0,152m3entoncestenemosqueWw=0,152tonVv=Vw+Vg=0,38m3Vg=0,228m3t=Pesoespecficot=W/V=(Ws+Ww+Wg)/(Vs+Vw+Vg)t=(1,68+0,152+0)ton/1m3t=1,832ton/m3W=HumedadW=(Ww/Ws)*100%=(0,152ton/1,68ton)*100%W=9,05%PROBLEMA 5: Para la partcula de caolinita que aparece en la Figura 4.4 a (Lambe andWhitman),calcular:a.Elreatotal.b.Lasuperficieespecficaenm2/gr.c.Elrea(en2)porunidaddecargaenelcasodesustitucinisomorfa.d.Calcular la capacidad de cambio inico de me/100 gr de una caolinita con unasustitucin isomorfa de Al por cada 100 Si. El nmero de iones sodio suficientes parasatisfacerlacapacidaddecambioinicocalculada.Elpesoespecficorelativodelacaolinitaes2.62.pv=1m3w=1,68tonvg=?vw=0vs=?swgwg=0ww=0ws=1,68tonMECANICADESUELOSAVANZADA JOSEDANIELALEVELIZPRACTICO1a)Considerando la partcula mostrada en la Figura 4.4 y sabiendo que es de formaaplanada,podemosdecirquetieneundimetrod=3yunespesore=0.3.Sepuedesaber de la figura que la partcula tiene forma hexagonal, de lado d/2, entoncestenemosque:AtotuI = 2. Acuus hcxugonuIcs +AIudo cIindcoAtotuI = 2. _6. _J2]2. scn(nS)_ + 6. c.J2 AtotuI = 2. _6. _S2]2. scn(nS)_ +1.8S2 = 26.u8 p2 b)Para el caso de una caolinita, tenemos que el volumen es de 3.5 3 y tenemos unadensidaddeslidosde2.62ton/m3iguala2.62x106gr/3;entoncesestapartculadecaolinitatieneunpesode9.17x106gr.La superficie especfica en m2/gr sera igual a 26.08x1012m2/9.17x106 gr = 2.84x106m2/gr.c)Lacaolinitatieneunadensidaddecargade0.1822/m2.d)LacapacidaddecambiorealdelacaolinitaconunasustitucinisomorfadeAlporcada100Siesde0.75me/100grPROBLEMA6:Lapresindecontactonecesariaparamachacarelcuarzoesde70,000kg/cm2,Qu fuerza sera necesario aplicar a las placas de la Fig. 5.16 para romper una arenacuarzosa?Segn la figura en mencin, se tiene un rea de 4 cm2, entonces es necesario una fuerza de280,000kg.