exp. unidad 2 mec. de suelos completo
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unidad 2 de ingenieria civilTRANSCRIPT
INSTITUTO TECNOLOGICO
DE CERRO AZUL
MATERIA:MECANICA DE SUELOS APLICADA
catedrático:
ING. JESUS MARIA MARTINEZ HERNANDEZ
INTEGRANTES:
MAQUEDA FLORES JORGE LEONEL
RAMIREZ CISNEROS ABRAHAM
OSORIO ZUÑIGA OMAR ELIEZER
OLMEDO MALPICA FLORENCIO MIGUEL
FLORES CRUZ JUAN TOMAS
GONZALEZ MEJIA ROLANDO
UNIDAD II
La mecánica de suelos en el diseño y control de calidad de
terraplenes y pavimentos.
TERRAPLENES
Los terraplenes son estructuras que se construyen con
materiales productos de cortes o procedentes de
bancos, con el fin de obtener el nivel de subrasante
que indique el proyecto o la secretaria, ampliar la
corona, cimentar estructuras, formar bermas y
bordos y tender taludes.
ESTABILIDAD DE LA BASE DE TERRAPLENES
Tipos de fallas por rupturas por la base
La rupturas por la base puede producirse de
diferentes maneras. El terraplén puede hundirse en
masa dentro del suelo que lo sostiene, accidente
que se denomina falla por hundimiento.
El terraplén, junto con la capa de suelo que lo
sostiene, puede extenderse deslizando sobre un
extremo inferior de arcilla excepcionalmente blando
o sobre capas de arena o de limo que contienen
agua bajo presión, este tipo de ruptura se denomina
falla por extensión.
Cuando el terraplén tapona una vía de agua puede
también fallar por sifonaje, como consecuencia de
la erosión retrograda ocasionada por vertientes que
emergen del terreno cerca del pie agua abajo del
terraplén.
PAVIMENTO
Un pavimento puede definirse como la capa o
conjunto de capas de materiales apropiados,
comprendida(s) entre el nivel superior de las
terracerías y la superficie de rodamiento, cuyas
principales funciones son las de proporcionar una
superficie de rodamiento uniforme, de color y
texturas apropiados, resistente a la acción del
transito, a la del interperismo y otros agentes
perjudiciales, así como transmitir adecuadamente a
las terracerías los esfuerzos producidos por las cargas
impuestas por el transito.
2.1 pruebas de laboratorio para el control decompactaciones en terraplenes y capas de unpavimento
COMPACTACIÓN
La compactación es un proceso mecánico para reducir
el volumen de los materiales, con el fin de que sean
resistentes a las cargas. La reducción de volumen del
suelo se lleva a cabo utilizando maquinaria especializada.
Una vez terminada la compactación de alguna capa de
la sección estructural es necesario verificar si se alcanzó el
peso volumétrico marcado en el proyecto. Por lo regular
el cuerpo del terraplén tiene que alcanzar una
compactación mínima de 90% y las capas subyacentes
un mínimo de 95%.
PARAMETROS QUE INFLUYEN EN EL CONTROL DE LA COMPACTACION EN
OBRA
PRUEBAS DE COMPACTACIÓN EN EL CAMPO
Las pruebas de campo sirven para encontrar el pesovolumétrico seco alcanzado en la obra. Se realiza unsondeo a cielo abierto con una profundidad igual alespesor de la capa y con un ancho igual a 3 ó 4veces del tamaño máximo del agregado. El materialque se extrae se coloca en una charola paraconocer el peso húmedo y se toma otra pequeñamuestra para conocer su humedad. Con estos datosse obtiene su peso seco. Se tiene que calcular elvolumen vaciando arena con granulometríauniforme en el lugar del sondeo. Teniendo el pesoseco y el volumen se calcula el peso volumétricoseco.
PRUEBAS DE COMPACTACION
EN LABORATORIO
PRUEBAS DINAMICAS
PRUEBA PROCTOR.
Esta prueba se le aplica a suelo arcilloso que pasa
por la malla N ° 4; que comúnmente son utilizados
para construir cuerpos de terraplén y
compensaciones de material para alcanzar los
niveles indicados en la obra.
OBJETIVO:
Determinar el peso volumétrico seco máximo
(ɤdmáx.) y la humedad óptima (Wópt) del suelo enestudio.
Preparación de la Muestra.
El material empleado para esta prueba, antes que
nada, debe haber pasado por el procedimiento de
secado, disgregación y cuarteo. Separamos por
cuarteo una porción aproximada de 4 kg. Se criba el
material por la malla N° 4; esto se realizara de forma
manual, colocando la fracción de material que pasa
en una charola y desechando el retenido.
Se homogeniza correctamente el material cribado
que constituye la porción de la muestra.
PRUEBA POR
CARGA ESTATICA
PRUEBA PORTER.
Esta prueba se le aplica al material que pasa por la mallade 1”; suelos que comúnmente se usan en laconstrucción, en capas de sub-base y base de caminosasí como en plataformas en su capa de revestimiento.
Preparación de la Muestra.
El material empleado para el ensaye, antes que nada,debe haber pasado por el procedimiento de secado,disgregación y cuarteo. Separamos por cuarte unaporción aproximada de 5 kg. Se criba el material por lamalla 1”; este se realizara de forma manual, colocando lafracción de material que pasa en una charola ydesechando el retenido. Se homogeniza correctamenteel material cribado que constituye la porción de lamuestra.
PRUEBA POR AMASADO
PRUEBAS POR VIBRACION
Trabajan mediante una rápida sucesión de impactos
contra la superficie del terreno, propagando hacia
abajo trenes de ondas, de presión que producen en
las partículas movimientos oscilatorios, eliminando la
fricción interna de las mismas que se acoplan entre si
fácilmente y alcanzan densidades elevadas.
PARAMETROS QUE SE OBTIENEN EN LAS PRUEBAS DE COMPACTACION
PESO ESPECIFICO SECO MAXIMO
Es un valor máximo que se obtiene al someter un suelo cuyahumedad es baja, se le van dando ciertos incrementos en sucontenido de agua y se le aplica cada vez la misma energía decompactación, su peso volumétrico va aumentando,propiciado por la acción lubricante del agua, hasta que llegaun momento que el peso volumétrico del material seco alcanzaeste valor. Este valor se obtiene mediante los métodos depruebas mas comunes como son pruebas Proctor y Porterestándar.
HUMEDAD OPTIMA
Es el contenido de agua con el que se obtiene el mejoracomodo de las partículas y el mayor peso especifico ovolumétrico del material, para una determinada energía decompactación.
2.2 ANÁLISIS DE MATERIALES PARA LAS DIFERENTES CAPAS DE UN PAVIMENTO
PRUEBAS PARA LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION
Estas pruebas se realizan para conocer las características delos materiales. Las pruebas pueden ser de clasificación, de
control y de proyecto. Con las pruebas de clasificación se
decide si los materiales se pueden utilizar en las capas
estructurales. Con las pruebas de control se verifica que la
obra cumpla con la estructuración racional de la seccióntransversal.
PRUEBAS DE LABORATORIO QUE SE REALIZAN PARA CONOCER LA
CALIDAD DE LOS MATERIALES QUE CONSTITUYEN LAS DIFERENTES CAPAS
DE UN PAVIMENTO.
1.- TERRACERIAS
A) CLASIFICACION
- LIMITE DE PLASTICIDAD
- GRANULOMETRIA
B) CALIDAD
- PESO VOLUMETRICO MAXIMO
- VALOR RELATIVO DE SOPORTE (V.R.S.)
2.- CAPA SUB-RASANTE
A).- CLASIFICACION
- LIMITES DE PLASTICIDAD
- GRANULOMETRIA
B).- CALIDAD
- PESO VOLUMETRICO MAXIMO
- VALOR RELATIVO DE SOPORTE (V.R.S.)
- EXPANSION
- EQUIVALENTE DE ARENA
C).- DISEÑO
- DETERMINACION DEL VALOR RELATIVO DE SOPORTE
- PRUEBAS DE HVEEM
- PRUEBAS TRIAXIALES DE TEXAS
3.- BASE Y SUB-BASE
A).- CLASIFICACION
- LIMITES DE PLASTICIDAD
- GRANULOMETRIA
B).- CALIDAD
- PESO VOLUMETRICO MAXIMO
- VALOR RELATIVO DE SOPORTE
- EQUIVALENTE DE ARENA
- EXPANSION
C).- DISEÑO
- DETERMINACION DEL VALOR RELATIVO DE SOPORTE
- PRUEBAS DE HVEEM
- PRUEBAS TRIAXILES DE TEXAS
CARPETA ASFALTICA
A).- CLASIFICACION
- LIMITE DE PLASTICIDAD
- GRANULOMETRIA
B).- CALIDAD
- DESGASTE Y/O ALTERABILIDAD
- EQUIVALENTE DE ARENA
- EXPANSION
- AFINIDAD CON EL ASFALTO
- PRUEBA PARA DEFINIR LA FORMA DE LOS AGREGADOS
DESCRIPCION GENERAL DE LAS PRUEBAS QUE SE REALIZAN PARA
EL CONTROL DE CALIDAD DE LOS MATERIALES PARA LAS
DISTINTAS CAPAS DE UN PAVIMENTO.
LIMITE DE PLASTICIDAD
CONCEPTO DE PLASTICIDAD
Se define a la plasticidad como la facilidad de un material a
remoldearse sin cambio de volumen y teniendo un mínimo deresistencia al corte. Intervienen factores como la humedad y el
peso volumétrico. Para poder determinar la plasticidad se
realizan pruebas al material que pasa la malla numero 4. Las
pruebas mas comunes son: limites de Atterberg y la de
contracción lineal.
El límite plástico se ha definido arbitrariamente como el
contenido de humedad del suelo al cual un cilindro de
éste, se rompe o resquebraja al amasado presentando
un diámetro de aproximadamente 3 mm.
Esta prueba es bastante subjetiva, es decir, depende del
operador, el cual debe ayudarse con un alambre u otro
material de 3 mm de diámetro para hacer la
comparación y establecer el momento en que el suelo se
resquebraja y presenta el diámetro especificado.
La muestra necesaria para realizar este ensayo deberá
tener un peso aproximado de 100 grs. y pasar
completamente por la malla Nº 40.
GRANULOMETRÍA
Estas pruebas permiten determinar la composición por
tamaños (GRANULOMETRIA) de las partículas que integran
los materiales empleados para terracerías, mediante su
paso por una serie de mallas con aberturas determinadas.
El paso del material se hace primero a través de las
mallas con aberturas mas grandes, hasta llegar a las
mallas mas cerradas, de tal forma que los tamaños mas
grandes se van reteniendo, para así obtener la masa que
se retiene en cada malla, calcular su porcentaje respecto
al total, y determinar el porcentaje de la masa que pasa.
En resumen esta prueba, sirve para determinar el
porcentaje en peso, de las partículas de diferentes
tamaños que forman un material (Ing. Carlos Crespo).
PESO VOLUMETRICO MAXIMO
Para realizar esta prueba se colocan 4 de material húmedo en
un molde metálico de 15 cm de diámetro, y aplicar una presión
estática con una placa de 140.6 kg/cm2. cuando se termina de
aplicar la presión, se observa la base, si esta ligeramente
húmeda se dice que el peso volumétrico seco obtenido es el
máximo (PVSM) y la humedad correspondiente es la optima
(Wo). Si no se humedece se necesita mayor humedad.
VALOR RELATIVO DE SOPORTE (V.R.S)
El valor relativo de soporte es la relación de las resistenciasen porcentaje del material en estudio y de un materialestándar a ser penetrados por un cilindro metálico de19.35 cm2. el material estándar es una caliza triturada,para la cual ya se tienen las resistencias.
Se coloca un espécimen en una prensa, haciendolecturas de las cargas en kg, correspondientes a laspenetraciones de 1.27, 2.54, 3.81, 5.08, 7.62, 10.16 y 12.70mm. Se elabora una grafica en la que en las abscisas secoloca la penetración y en las ordenadas las cargas. Si lacurva no sufre cambios bruscos, el valor relativo desoporte se calcula con la carga correspondiente a lapenetración de 2.54 mm. dividida entre 1,360 que es laresistencia en kg del material estándar y multiplicada por100.
EXPANSION
El espécimen utilizado en la prueba de PVSM y Wo se
introduce en un tanque de saturación y se le coloca
un extensómetro. Se toma una lectura inicial.
Mientras mas plástico es el material mas se expande
por la acción del agua y se aumenta su volumen.
Tiene que estar mínimo 72 horas ( Olivera 1994).
Cuando las lecturas del extensómetro sean casi
iguales de un día a otro se toma la lectura final para
ver el porcentaje de expansión.
% de expansión (e): ((lectura inicial – lectura final)/ lectura inicial)
EQUIVALENTE DE ARENA
Esta prueba, sirve para conocer la presencia de
materiales finos en el suelo. Al realizar esta prueba, se
encuentra el porcentaje de materiales finos
indeseables, principalmente de arcillas que en
contacto con el agua provoca daños en el
pavimento.
DESGASTE
Estas pruebas consisten en colocar almaterial dentro de un cilindro de acerohueco junto con bolas de acero. Se hacegirar un determinado número de vueltas yal final se ve la cantidad de partículas finas.Con esto se calcula el porcentaje dedesgaste.
