ENSAYO PARA

DETERMINAR LA

DENSIDAD DE LOS SUELOS EN EL

CAMPO POR

ELMETODO DEL

CONO DE ARENA

1. OBJETIVO:

La importancia de la compactación es obtener un suelo de tal manera estructurado que

posea y mantenga un comportamiento mecánico adecuado a través de toda la vida útil

de la obra. Por lo general las técnicas de compactación se aplican a rellenos artificiales,

tales como cortina de presa de tierra, diques, terraplenes para caminos y ferrocarriles,

muelles, pavimentos etc. Algunas veces se hace necesario compactar el terreno natural,

como en el caso de cimentaciones sobre arena suelta.

2. EQUIPOS DE LABORATORIO:

11. MOLDE DE 4 PULGADAS: Un molde que tenga en promedio 4,000 + 0,016

pulg. (101,6+0,4mm) de diámetro interior, una altura de 4,584+0,018 pulg. (116,4+

0,5mm) y un volumen de 0,075+ 0,0005 pie 3 (944+14 cm3)

12. MOLDE DE 6 PULGADAS: Un molde que tenga en promedio 6,000+ 0,026 pulg.

(152,4+0,7mm) de diámetro interior, una altura de 4,584+ 0,018 pulg (116,4+0,5mm) y

un volumen de 0, 075+ 0,0009 pie 3 (2124+25 cm3)

13. COLLARIN: el collar de extensión debe de alienarse con el interior del molde, la

parte inferior del plato base y del área central ahuecada que acepta el molde cilíndrico

debe ser plana.

14. PISON O MARTILLO: Un pisón operado manualmente o mecánicamente. El

pisón debe caer libremente a una distancia de 18+ 0,05 pulg (457,2+ 1,6mm) dela

superficie de espécimen.

15. PROBETAS GRADUADAS: Probeta de 500 ml. De capacidad de graduada cada

5cc y otra de 25 ml, graduada cada cc.

16 TAMICES O MALLAS: De ¾ pulg (19,0 mm), 3/8 pulg (9,5 mm) y No. 4 (4,

75mm).

17. HORNO DE SECADO: Horno de secado termostáticamente controlado, capas de

mantener una temperatura de 110+ 5 C.

18. BALANZA: De capacidad conveniente y con las siguientes aproximaciones: de 0,1

g para muestras de menos de 200 g de 0,1 g para muestras de más de 200 gr.

19 RECIPIENTES: Recipientes apropiados fabricados de material resistente a la

corrosión y al cambio de peso cuando es sometido a enfriamiento calentamiento

continuo, exposición de materiales de ph variable y a limpieza.

20. REGLA: Una regla metálica, rígida de una longitud conveniente pero no menor que

10 pulg. (254mm). La longitud total de la regla recta debe ajustarse directamente a una

tolerancia de +0,005 pulg (+0,1mm). El borde de arrastre debe ser biselado si es mas

grueso que 1/8 pulg (3mm).

3. INICIACIÓN DE ENSAYO:

El ensayo consiste en compactar en un molde de volumen conocido muestras de un

mismo suelo, pero con distintas humedades y con la misma energía de compactación.

Se registran las densidades secas y el contenido de humedad de cada molde, graficando

los resultados, donde el punto mas alto de la curva representa la máxima densidad seca

y la proyección la abscisa es el óptimo contenido de humedad.

4. ELECCION DEL METODO:

METODO “A”

Molde.- 4 pulg de diámetro (101, 6mm)

Material.- se emplea el que pasa por el tamiz No. 4 (4,75mm)

Capas.- 5

Golpes por capa. – 25

USO: Cuando el 20% o menos del peso del material es retenido en el tamiz No.

4 (4,75mm)

OTROS USOS.- Si el uso no es especificado; los materiales que cumplen estos

requerimientos de gradación pueden ser ensayados usando Método B o C

METODO “B”

Molde.- 4 pulg de diámetro (101,6mm)

CAPAS.- 5

Golpes por capa.- 25

USO: Cuando el 20% o menos delk peso del material es retenido en eltaiz No.

4 (4,75mm) y 20% o menos de peso del material es retnido en el tamiz 3/8 pulg

(9,5mm)

OTROS USOS: Si elñ método no es especificad; los materiales que cumplen

estos requerimientos de gradación pueden ser ensayado usando método C.

METODO “C”

Molde.- 6 pulg. (152,4mm) de diámetro.

Material.- se emplea el que pasa por el tamiz de ¾ pulg (19,0mm)

Capas.- 5

Golpes por capa.- 56

USO .- Cuando mas de 20% en peso del material se retiene en el tamiz 3/8

pulg (9,53mm) y menos de 30% en peso es retenido en el tamiz ¾ pulg

(19,0mm)

OTROS USOS: Si el método no es especificado; los materiales que cumplen

estos requerimientos de gradación pueden ser ensayados usando método C.

5. PROCEDIMIENTOS DE ENSAYO:

1. Llenar el frasco con arena seca, determinar y registrar el peso del conjunto

(W6), con aproximación de 0.1g. Tapar el frasco para evitar pérdidas de

arena durante su transporte.

2. Dentro de la zona donde se trabaja, escoger un lugar para excavar un

agujero, y trazar un cuadrado de 60cm de lado, limpiar la parte superior del

terreno, nivelar lo mejor posible la superficie descubierta.

3. Colocar la placa-base sobre la superficie del suelo nivelada y enrasada. Clavar

en el suelo un clavo de 3” junto a cada lado de la placa para mantenerla fija.

4. Excavar el suelo a través del orificio de la placa-base. La profundidad del

agujero será aproximadamente 15cm.

5. Todo el suelo que se va extrayendo del agujero depositar con cuidado en una

funda de plástico que se debe cerrar para evitar pérdidas de humedad (Foto 7-

2).

Limpiar el agujero con la brocha, eliminando las aristas vivas de la superficie

y recuperar el suelo en la misma funda de plástico.

6. Destornillar la tapa del frasco con la arena calibrada, y atornillar en su

lugar el cono. Invertir el frasco y colocar el cono sobre la escotadura de la

placa-base.

7. Abrir la válvula del cono y dejar que la arena llene el agujero en el suelo, el

orificio de la placa—base y el cono (Foto 7-3).

8. Cuando ya no se observe descenso del nivel de arena en el frasco, cerrar la

válvula y retirar el frasco. Reemplazar el cono por la tapa roscada del frasco.

9. Extraer la arena del agujero y rellenarla con suelo del terraplén.

10. Destornillar la tapa del frasco, determinar y registrar el peso del conjunto

(W7), con aproximación de 0.1g. Por diferencia de pesos determinar y

registrar el peso de la arena que lleno el agujero, el orificio de la placa—

base y el cono. Con los datos de calibración calcular el volumen del agujero.

11. Determinar y registrar el peso del suelo extraído del agujero (W), contenido

en la funda de plástico.

12. De la muestra de suelo extraído del agujero, tomar dos porciones

representativas (ver tabla 2-1), para determinar su contenido de agua.

6. CALCULOS:

el resultado de ensayo se expresa en porcentajes , calculándose los datos obtenidos

después de realizado el ensayo con los siguiente:

- Peso de la tara o recipiente =PT

- Peso de la tara mas muestra de suelo húmedo =Pw

- Peso de la tara con la muestra de suelo seco =Ps

1. Calculo de contenido de humedad W%

%W=[Msh−MssMss ]*100

2. Calculo de densidad humeda yh

Wmh

yh =-------------------------

vm

3. Calcio de densidad Seca Y d

YH

Yd =----------------------

W%

1+(------------)

100

4. Calculo de grafico se toma dos regiones de la siguiente forma:

- En el eje de las abscisas se indican los contenidos de agua (W%)

- En el eje de las coordenadas los pesos volumétricos (Yd)

- En el grafico se marcan cada punto correspondiente a cada determinación y

se traza una curva de tipo parabólica por ellos.

- En el punto mas alto de la parábola, con la horizontal se obtiene la máxima

densidad seca (Yd max). Y con la vertical se obtiene el contenido de

humedad óptimo (CHO).

- Incluir en el grafico la curva para métrica de saturació9n de cero vacios

correspondiente al 100%de saturación para la densidad de las partículas

sólidas del suelo ensayado, gravedad específica (Gs).

5. Calculo de la curva de relación de cero vacíos Yd

Gs x Ym

Yd = -----------------------------

1 + W% x Gs

RELACIÓN HUMEDAD - DENSIDAD PROCTOR

MOLDE No.

No. De CAPAS

VOLUMEN DE MOLDEGOLPES POR CAPA

PESO SUELO HUMEDO + MOLDE

Gr.

PESO DE MOLDE Gr.PESO DE SUELOHUMEDO Gr/ccDENSIDAD DEL SUELO HUMEDO

Gr/cc

Capsula No. No.Suelo húmedo + capsula Gr.PESO DEL SUELOSECO+CAPSULA

Gr.

PESO DEL AGUA Gr.PESO DE LA CAPSULA Gr.PESO DEL SUELOSECO Gr.% DE HUMEDAD %PROMEDIODE HUMEDAD %DENSIDAD DEL SUELO SECO

%