densidad natural
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FACULTAD DE INGENIERIA ARQUITECTURA Y URBANISMO.
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVÍL.
GRUPO N° 02CURSO :
MECANICA DE SUELOS
DOCENTE :
ING. OMAR CORONADO ZULOETA
ESTUDIANTES:
RAMIREZ GALVEZ, KELVIN CICLO: V
FECHA de PRÁCTICA:
11 – Junio – 2014
FECHA de PRESENTACION:
25 - Junio – 2014
Pimentel, 2014
LABORATORIO Nº 10
DENSIDAD NATURAL O IN - SITU
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Inicio
I. INTRODUCCION....................................................................................................................4
II. OBJETIVO..............................................................................................................................5
III. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO.............................................................................................5
IV. APARATOS Y EQUIPOS......................................................................................................6
A. Cono de densidad.............................................................................................................6
B. Depósito para calibración de la arena..............................................................................6
V. MATERIALES.........................................................................................................................7
VI. PROCEDIMIENTO..............................................................................................................8
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I. INTRODUCCION
La densidad natural de un suelo corresponde al cociente entre su masa y el volumen
total que la contiene. Para calcular el volumen que ocupa el material en el terreno se
utiliza el Método del Cono de Arena.
Este método establece un procedimiento para determinar en terreno la densidad de
suelos cuyo tamaño máximo absoluto de partículas sea menor o igual a 50 mm (2”) en
un caso y menor o igual a 150 mm (6”) en el otro.
Es el método lejos más utilizado. Representa una forma indirecta de obtener el
volumen del agujero utilizando para ello, una arena estandarizada compuesta por
partículas cuarzosas, sanas, no cementadas, de granulometría redondeada y
comprendida entre las mallas Nº 10 ASTM (2,0 mm.) y Nº 35 ASTM (0,5 mm.).
El ensayo permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados
obtenidos en faenas de compactación de suelos, en las que existen especificaciones en
cuanto a la humedad y la densidad.
Entre los métodos utilizados para obtener la densidad de terreno se encuentran el
método del cono de arena (convencional y macrocono), el del balón de caucho e
instrumentos nucleares entre otros.
Tanto el método del cono de arena como el del balón de caucho, utilizan los mismos
principios, es decir, obtener la masa del suelo húmedo (Mh) de una pequeña
excavación hecha sobre la superficie del terreno (generalmente del espesor de la capa
compactada). Obtenido el volumen de dicho agujero (Ve), la densidad del suelo estará
dada por la siguiente expresión:
ρ hum = Mh / Ve ( g /cm3 )
Si se determina luego el contenido de humedad (w) del material extraído, la densidad
seca será:
ρseca = ρhum / ( 1 + w ) ( g /cm3 )
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II. OBJETIVO
Determinar la Densidad Seca y la Humedad de un suelo compactado en el
campo y verificar el Grado de Compactación del suelo en el campo. Cuyo
tamaño máximo absoluto de partículas sea menor o igual a 50 mm (2”) cuando
el nivel de densificación sea controlable mediante ensaye Proctor; o menores o
iguales a 80 mm (3”), cuando este sea controlable mediante ensaye de
Densidad Relativa en caso de usar el cono convencional y menor o igual a 150
mm (6”) en caso de usar el macrocono.
III. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO
Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en
obras en construcción, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene
que la densidad seca obtenida en el campo se fija con base en una prueba de
laboratorio.
Al comparar los valores de estas densidades, se obtiene un control de la
compactación, conocido como Grado de Compactación, que se define como la
relación en porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el equipo en el
campo y la densidad máxima correspondiente a la prueba de laboratorio.
El Grado de Compactación de un suelo se determina de acuerdo a la siguiente
expresión:
Donde:
Gc = Grado de Compactación
γd = Densidad Seca en el campo
γdmax = Densidad Seca Máxima obtenida en el laboratorio.
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IV. APARATOS Y EQUIPOS
A. Cono de densidad
a) Cono convencional: es un aparato medidor de volumen, provisto de una
válvula cilíndrica de 12,5 mm de abertura, que sirve para controlar tanto
el llenado como el vaciado de un cono de 6” de diámetro y 60º de
ángulo basal. Un extremo termina en forma de embudo (cono basal) y
su otro extremo (boca) se ajusta a un recipiente cilíndrico de
aproximadamente 5 litros de capacidad. La válvula debe tener topes
que permitan fijarla en su posición completamente cerrada o
completamente abierta. El aparato se acompaña de una placa base con
una perforación de diámetro igual al diámetro del cono basal.
b) Macrocono: es un aparato medidor de volumen, de forma similar al
descrito anteriormente, construido proporcionalmente a una escala
mayor y que utiliza la misma válvula. El diámetro del macrocono es de
12” y su recipiente tiene una capacidad aproximada de 35 litros.
Este equipo permite el control de capas de suelo de espesor mayor que
20 cm y de hasta 150 mm (6”) de tamaño máximo absoluto de
partículas.
Este aparato utiliza la misma arena normalizada en este caso arena de
otawa.
La densidad de esta arena debe ser calibrada con una medida
volumétrica de altura igual al espesor de la capa por controlar.
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B. Depósito para calibración de la arena
En el caso del cono convencional, el depósito consiste en un recipiente
metálico, de forma cilíndrica, de 165 mm de diámetro interior,
impermeable y una capacidad volumétrica entre 3 y 3,5 litros.
En el caso del macrocono, el depósito consiste en un recipiente
metálico, también de forma cilíndrica, de 300 mm de diámetro interior,
impermeable y una capacidad volumétrica aproximada de 21 litros
Balanzas; una con capacidad de 20 kg y resolución de 1g cuando se
utilice el cono convencional, y otra de 50 kg y resolución de 10 g cuando
se use el macrocono
Equipo de secado
Envases; recipientes herméticos con tapa, bolsas de polietileno u otros
recipientes adecuados para contener las muestras y la arena de ensaye
Herramientas y accesorios; picota, chuzo, pala, para despejar o alcanzar
la cota del punto de medición; combo, cuchillo, martillo, cincel, tamices,
poruña, espátula, brocha, huincha de medir, para cavar la perforación
de ensaye; termómetro y placas de vidrio para calibrar los depósitos,
regla metálica para enrase, libreta de apuntes y/o fichas de registro de
datos.
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V. MATERIALES
a) Arena normalizada de ensaye(arena de otawa)
Se compone de partículas cuarzosas sanas, subredondeadas, no
cementadas y comprendidas entre 2 mm y 0,5 mm. Debe estar lavada y
seca en horno a 110 ± 5 ºC
Para calibrar la arena, deben efectuase cinco determinaciones de
su densidad aparente empleando la misma muestra representativa.
Para su aceptación, la diferencia entre los valores extremos de las
cinco determinaciones efectuadas no deberá exceder de 1,5 %
respecto de la media aritmética de ellas
b) Platillo con agujero
c) Brocha
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d) Cincel y comba
e) Wincha
f) Cucharon
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g) Mallas N°30 y N°60
h) Bolsa
i) Speedy (contenido de humedad in Situ)
j) Balanza.
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VI. PROCEDIMIENTO
1. Calibrar el cono.
2. Nivelar el terreno y limpiar con la brocha.
3. Picar el terreno con cincel y comba de 10 a 12 cm de profundidad.
4. Se extrae la muestra con el cucharon y se coloca en una bolsa plástica.
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5. Se mide la profundidad de excavación con la wincha.
6. Se vierte la arena en el agujero y Se pesa el cono con la arena.
7. Se pesa el material extraído + bolsa
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8. Del material que ha pasado la malla ¾”, se pesa 20g.
9. Se coloca el material de 20g en el Speedy.
10. Se coloca una cucharada de mercurio para determinar la densidad
humedad del suelo natural.
11. Se coloca 2 pequeñas bolas de acero.
12. Se agita el depósito del Speedy por 1 minuto.
13. Se obtiene el contenido de humedad.
14. Se retira el cono y se pesa.
15. Se regresa la arena de otawa al cono.
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VII. DATOS OBTENIDOS
Título: ENSAYO DE DENSIDAD EN-SITU CONO DE ARENA
Fecha de Ensayo:11/06/201
4Fecha de Revisión: 25/06/2014
Docente Ing Omar Coronado Zuloeta
Descripción: Material extraido en el campus universitario - USS
Curso: Mecanica de Suelos
PRUEBA No. 001
1. Peso de la arena + frasco (gr) 7,617.00
2. Peso de la arena sobrante + frasco (gr) 2,716.00
3. Peso de la arena en el hoyo + cono (gr) [1 - 2] 4,901.00
4. Peso de la arena en el cono (gr) 1,751.00
5. Peso de la arena en el hoyo (gr) [3 - 4] 3,150.00
6. Densidad de la arena (gr/cm3) 1.50
7. Volumen del hoyo (cm3) [5 / 6] 2,100
8. Peso del suelo húmedo total + recipiente (gr)
3,192.00
9. Peso del recipiente (gr) 0.0
10. Peso total del suelo húmedo (gr) [8 - 9] 3,192.00
11. Peso del suelo húmedo (gr)
-
12. Densidad de la grava (gr/cm3) 2.271
13. Volumen del suelo húmedo (cm3) [11 / 12] -
14. Peso del suelo húmedo total (gr) [10 - 11] 3,192.00
15. Volumen del suelo húmedo total (cm3) [7 - 13] 2,100.00
16. Densidad húmeda del suelo total (gr/cm3)
[14 / 15] 1.52
17. Densidad seca del suelo total (gr/cm3) [16 / 18] 1.50
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CONTENIDO DE HUMEDAD SPEEDY
23. Contenido de Humedad (%) 1.3
RESULTADOS
24. Densidad seca del suelo total (gr/cm3)
1.50
25. Curva de DENSIDAD Vs. HUMEDAD
RT 1 - PS - 021 - MDS
26. Óptimo contenido de humedad (%)
4.72
27. Máxima densidad seca (gr/cm3)
2.348
28. Porcentaje de compactación (%)
[19 / 22]*100
63.9
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VIII. ANEXOS
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