granulometria

GRANULOMETRIAAnlisis Por Mallas Curva Granulomtrica Suelos Finos, Anlisis Mediante el Hidrmetro Mtodo Del Hidrmetro BIBLIOGRAFIA

Granulometra es la parte de la Mecnica de Suelos que estudia lo referente a las formas y distribucin de las partculas que constituyen un suelo. El anlisis granulomtrico solo tiene sentido llevarlo a cabo en suelos gruesos,, es decir en suelos en que el rango del tamao vara entre 0.074 y 76.2 mm. Esto se debe a que en suelos finos el comportamiento depende ms de las formas de las partculas y su composicin mineralgica, y solamente en una mnima parte del tamao de los granos. Anlisis Por MallasExisten pruebas mecnicas para determinar la granulometra de un suelo. Dentro de este tipo de pruebas encontramos para suelos gruesos el anlisis mediante mallas, y para suelos finos el anlisis de una suspensin del suelo mediante el hidrmetro (densmetro). La medicin en el tamao de los granos de un suelo grueso puede efectuarse mediante: a) Anlisis Directo. Se realiza en partculas de suelo de ms de 3 pulgadas de tamao con aparatos de precisin manuales, como el Vernier. b) Medicin con Mallas. Este anlisis mecnico es el usado principalmente en suelos gruesos y consiste en ordenar en forma descendente una serie de mallas, depositar al suelo previamente seco en juego de mallas agitndolo en forma horizontal o vertical durante 5 10 minutos en un agitador. Despus se pesa el suelo retenido en cada malla teniendo mucho cuidado de evitar prdidas de material, posteriormente, se calcula el porciento retenido en cada malla con respecto al peso total de la muestra y el porciento que pasa respecto a dicho total. Por ltimo, se grfica en escala semilogartmica el porciento de material que pasa, en peso, y el dimetro de la malla, por lo que forman ambos parmetros un sistema de ejes sobre el cual, una vez graficados los resultados, obtendremos la llamada Curva de Distribucin Granulomtrica. Mediante el mtodo de mallas pueden presentarse problemas para que pasen las partculas por las mallas ms finas. Cuando esto sucede, se utiliza el procedimiento de la va hmeda, o sea, lavar el material para que puedan pasar. A continuacin se presentan las mallas U.S. Bureau Standars a utilizar en esta prueba, con sus correspondientes aberturas. Nmero de Malla Abertura En mm

3"76.20

2"50.80

1"25.40

1/2"12.70

3/8"9.52

1/4"6.35

44.76

102.00

200.84

400.42

600.25

1000.149

2000.074

Curva GranulomtricaLa distribucin del tamao de las partculas que constituyen un suelo grueso se pude expresar grficamente mediante una Curva de Distribucin Granulomtrica. Para trazar dicha curva se usa el eje de las ordenadas a fin de localizar el porcentaje de partculas en peso, cuyo tamao resulta menor que el dimetro dado por eje de las abscisas. Entonces, una curva granulomtrica nos indica en general el tamao de los granos y la buena o mala graduacin de estos. A partir de la curva de distribucin granulomtrica pueden obtenerse dos importantes indicadores que caracterizan a un suelo. El Coeficiente de Uniformidad (Cu) y el Coeficiente de Curvatura (Cc). D60 (D30)2 Cu = ________ Cc = ____________ D10 D60 D10 donde: D10 = Dimetro Efectivo, osea el dimetro que corresponde a las partculas cuyo tamao es mayor o igual que el 10 % en peso del total de partculas de un suelo. D30 = Dimetro de partculas, cuyo tamao es mayor o igual que el 30 % en peso del total de partculas. D60 = Dimetro de partculas cuyo tamao es mayor o igual que el 60 % del peso total de las partculas. El coeficiente de uniformidad (Cu) representa la extensin de la curva de distribucin granulomtrica, es decir, a mayor extensin de esta curva, se tendr una mayor variedad de tamaos, lo que es propio de un suelo bien graduado.; generalmente esto se cumple en arenas para un Cu > 6, y en gravas con un Cu > 4. El coeficiente de curvatura (Cc) nos indica una curva granulomtrica constante, sin escalones; esto se cumple tanto en arenas como gravas para cuando 1< Cc < 3. Por lo tanto ambos coeficientes sirven para indicarnos de una manera prctica y sencilla en el laboratorio cuando un suelo se encuentra bien graduado o mal graduado. Suelos Finos, Anlisis Mediante el HidrmetroCuando es necesario determinar la granulometra en suelos finos (menores a 0.074 mm), se utiliza el procedimiento denominado del Hidrmetro. El mtodo se basa en el hecho de que la velocidad de sedimentacin de partculas en un lquido es funcin de su tamao; la Ley de que se hace uso en el procedimiento del hidrmetro es debida a Stokes. La ley de Stokes aplicada a partculas de suelo real, que se sedimentan en agua, es vlida solamente en tamaos menores de 0.2 mm aproximadamente (ya que tamaos mayores afectaran a la ley de sedimentacin considerablemente debido a la turbulencia), pero mayores a 0.2 micras. Mtodo Del HidrmetroEn resumen el mtodo del hidrmetro se basa en: a) La Ley de Stokes aplicable a una suspensin del suelo. b) Al comienzo de la prueba la suspensin es uniforme y de concentracin suficientemente baja para que las partculas no se interfieran al sedimentarse. Se considera apropiada una concentracin de unos 50 g / l) c) El rea de la seccin recta del bulbo del hidrmetro es despreciable en comparacin a la de la probeta donde se realiza la sedimentacin, por lo que el bulbo no interfiere en la sedimentacin de las partculas en el instante de efectuarse una medicin. Si la suspensin es uniforme, todas las partculas de un mismo dimetro D estn distribuidas uniformemente en toda la suspensin, al principio de la prueba, y todas estas partculas se sedimentan a la misma velocidad. Al pasar un tiempo t, todas las partculas del mismo dimetro habrn recorrido la distancia H =vt, y arriba de esa altura no se encontrarn partculas de ese dimetro a esa velocidad, mientras que de ese nivel hacia abajo , las partculas de ese tamao conservan sus posicines relativas ya que bajan a la misma velocidad. Como consecuencia, las partculas de tamao mayor que D, habrn descendido a una profundidad mayor, pues se sedimentan a una mayor velocidad, por lo que a la profundidad H slamente habr partculas de dimetro equivalente igual o menor que D. Por lo tanto el peso especfico relativo de la suspensin a la profundidad H y al tiempo t, es una medidad de la cantidad de partculas de igual y menor tamao que D contenidas en el suelo. Midiendo el peso especfico relativo de una suspensin de suelo, a una misma profundidad en distintos tiempos, puede obtenerse cualquier nmero de puntos para la curva granulomtrica, pudiendose hacer mediciones al mismo tiempo, pero a diferentes profundidades. Ya en la prctica se determina la distribucin de los pesos especficos relativos a diferentes tiempos y a distintas profundiades, ya que la distribucin de los pesos especficos representa, en una forma implicita, la distribucin granulomtrica. BIBLIOGRAFIA Autores: Eulalio Jurez Badillo y Alfonso Rico Rodrguez. Ttulo: Mecnica de Suelos. Tomo 1. Fundamentos de la Mecnica de Suelos. Editorial: LIMUSA- Noriega Tercera Edicin. Decimasptima reimpresin 1996. Impreso en Mxico, D.F. INSTITUTO TECNOLOGICO DE OAXACA

PRACTICA 1:PESO ESPECIFICO DE SOLIDO Y PORCENTAJE DE HUMEDAD

MATERIA: MECANICA DE SUELOS I

CATEDRATICO: ING. GLADIS CASTELLANOS HERNANDEZ

LABORATORISTA: PEREZ SANTIAGO HIPOLITO ANTONIO

ALUMNA: CRUZ ARAGON LUCIA

SEMESTRE: CUARTO ESPECIALIDAD: ING. CIVIL

GRUPO: CD HORA: 11:00-12:00

FECHA: OAXACA DE JUAREZ, A 14 DE MARZO DEL 2011.INTRODUCCION

PESO ESPECIFICO DE SOLIDO Y PORCENTAJE DE HUMEDADHUMEDADEQUIPO: * Balanza * Vidrio de reloj * Charola * Brocha * Capsula de porcelana, para pesar * Parrilla * Cuchara de albail * Cerrillos * 100 gramos de muestra (ph-peso hmedo)PROCEDIMIENTO: 1. Se nivela la balanza ponindola en cero y se pesa la capsula de porcelana.

2. Se prosigue la practica colocando la muestra de suelo en la capsula de porcelana para pesarla y poder determinar el peso hmedo de la muestra.

3. Despus se coloca la muestra en la charola con ayuda de la brocha y se lleva a la parrilla, la cual fue previamente encendida, para secarla pero para evitar que esta se queme se mueve con la cuchara de albail.

4. Y a pequeos intervalos de tiempo se pasa el reloj de vidrio sobre la muestra esto con la finalidad de saber cuando la muestra est seca, pues cuando el vidrio ya no se opaca indicara que la muestra esta lista.

5. En seguida se prosigue a retirar la muestra del fuego una vez que ya est lista y se enfra.

6. Una vez fra la muestra se pesa de nuevo y se aplica la siguiente frmula para conocer el porcentaje de humedad del suelo que se est analizando.

Humedad=peso humedo-peso secopeso seco(100)Peso de la capsula=180.3 grPeso de la muestra hmeda=100 grPeso de la muestra seca=97.3 grHumedad=100-97.397.3100=2.77%DENSIDADEQUIPO: * Balanza * 45 gr de muestra de suelo * Pinzas * Frasco chapman base redonda, aforado a 500 ml * Embudo * Pipeta * Embudo * Franela * Mallitas de asbesto * Cubeta de agua * Termmetro * Vaso precipitado

PROCEDIMIENTO: 1. Primero nivelaremos nuevamente la balanza para pesar 45 gramos de muestra de suelo y le ponemos agua al frasco champa de base redonda.

2. Con ayuda del embudo ponemos la muestra en el frasco y lo que quede en el cuello del frasco lo terminamos de bajar con la pipeta.

3. Enseguida colocamos el frasco en la parrilla sobre una mallita de acero y una vez que comience a hervir se dejara durante 10 minutos ms y se retira entonces del fuego con la ayuda de las pinzas.

4. Mientras esto ocurre, introducimos el termmetro en la cubeta de agua para saber a qu temperatura se encuentra.

5. Despus se prosigue a enfriar esta muestra por lo que se le coloca un poco de agua en el frasco y luego se coloca en la cubeta de agua, y se le toma la temperatura utilizando el termmetro hasta que esta se iguale con la temperatura de la cubeta.

6. Luego se pesa el frasco y con este dato y el del nmero de matraz se prosigue a buscar en una grafica el valor de WFSW para finalmente poder aplicar la siguiente formula y conocer el peso especfico relativo de la muestra.

Ss=WsWs+wfs-wsfwSs=45 gr45+679.7-711.3 gr=3.358

BIBLIOGRAFIA

Crespo Villalaz Carlos, Mecnica de suelos y cimentaciones, Quinta edicin, Editorial Limusa, pg. 42.Jurez Badillo, Rico Rodrguez, Mecnica de suelos, tomo 1, Editorial Limusa, pg. 28-29

GUIAS DE LABORATORIO

MECANICA DE SUELOS I

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE TECNOLOGA DE LA CONSTRUCCINDEPARTAMENTO DE CONSTRUCCINLABORATORIO DE MATERIALES Y SUELOSING. JULIO PADILLA M.

I.-GUIA GENERAL PARA LAS PRACTICAS DE LABORATORIO

1. Para lograr una mayor eficiencia en la ejecucin de las prcticas es necesario que se preste debida atencin a las orientaciones emitidas por el instructor de la prctica.

2. En la elaboracin del Informe, el estudiante debe formar pequeos grupos de tres personas como mximo.

3. Antes de empezar un ensaye determinado, es aconsejable que el estudiante se familiarice personalmente con el alcance y propsito de la prueba a efectuar, as como con el procedimiento de trabajo que ello involucra. Recuerde que la falta de preparacin personal puede significar un menor aprovechamiento de parte del estudiante en el momento de la ejecucin de su prctica.

II.-INSTRUCCIONES PARA EL TRABAJO DE LABORATORIO

1. Atender las indicaciones del instructor.

2. Consultar con el instructor el material y equipo a usar.

3. Al operar un equipo por primera vez, consultar previamente al instructor.

4. Todo el material empleado debe ser usado de una manera econmica.

5. Cuidar las piezas pequeas del equipo tales como pesas, balanzas, tamices, etc. Cualquier dao del equipo deber ser reportado de inmediato. Dao o prdida debida a descuido ser cargado a la persona responsable del dao.

6. Para identificacin posterior todos los especimenes, taras, etc., debern ser debidamente marcados.

7. Al terminar la prctica se limpiara el equipo y se eliminarn los desperdicios resultantes, tanto de los bancos de trabajo como del piso.

8. Procurar tomar los datos del ensayo directamente en los formatos existentes.

III.-REPORTES:

1. Se entregarn una semana despus de efectuado el ensayo.

2. Se entregarn en grupos de tres personas como mximo.

3. Deber ser breve y claro.

4. Es conveniente que en la portada del reporte se incluya la siguiente informacin.

a. Universidad Nacional de Ingeniera Facultad de Tecnologa de la Construccin Departamento de Construccin Laboratorio de Materiales y Suelos. b. Ttulo del ensaye. c. Nmero del ensaye. d. Nombre y Carnet de los estudiantes. e. Grupo de prctica. f. Profesor de teora y prctica. g. Fecha de Entrega

El ordenamiento de los incisos anteriores queda a criterio del estudiante.

5. Para una mejor exposicin escrita del trabajo, es necesario organizarlo de una manera lgica, y con toda la informacin correspondiente. Conviene recordar que un reporte se escribe pretendiendo que sea comprensible incluso por personas que no han visto el ensaye, y que dependiendo de la forma de exposicin del trabajo escrito se puede lograr este objetivo.

A manera de sugerencia y ejemplo se presenta el siguiente ordenamiento en la presentacin del reporte:

a. INTRODUCCIN; La Introduccin debe elaborarse como la presentacin del trabajo desarrollado, de tal manera que se de un enfoque general. Adems se debe expresar algunas definiciones. Se debe escribir con sus propias palabras. No se debe transcribir textualmente del libro de consulta o de la gia, sino hacerlo con su estructuracin personal.

b. Presentar un INDICE del contenido del reporte, a fin de facilitar la bsqueda de informacin en el texto.

c. Definir bien los OBJETIVOS, del ensaye, estableciendo adecuadamente el propsito y significado del mismo. Conviene recordar que los objetivos se entienden como la aplicacin prctica de los resultados y conocimientos adquiridos.

d. Describir los MATERIALES empleados en el ensayo, brindando la informacin pertinente como tipo de material, procedencia, etc.

e. Indicar el EQUIPO que se utiliz en el ensayo, el uso y manejo del mismo, as como sus limitaciones. Para lograr una mejor visualizacin del tipo de equipo y su operacin, puede acudirse al auxilio de diagramas o grficas.

f. PRESENTACIN DE DATOS, CALCULOS.-

Se debe tomar la costumbre de que los datos obtenidos en el laboratorio sean presentados de una manera tabular. Es lgico que cualquier resultado que se indique es consecuencia de ciertos clculos numricos que deben indicarse en el reporte, mostrando un ejemplo tpico. Todas las ecuaciones y frmulas empleadas sern claramente establecidas junto con las definiciones de smbolos empleados.

Los pasos hechos en los clculos, debern ser claramente indicados.

Deber tenerse sumo cuidado al elaborar una tabla o diagrama. Estos debern ser tan claros como sea posible, completos por s mismo, y en el caso ideal, debern contener la informacin deseada sin necesidad de buscar referencia en el texto.

g. ANLISIS E INTERPRETACIN DE RESULTADOS, CONCLUSIONES:

Se puede incluir una discusin rpida, enfocada principalmente a los datos ms sobresalientes de las tablas o diagramas. Los resultados de las pruebas se comparan con el estndar para obtener las conclusiones que el caso requiera.

h. Hay que recordar que el reporte debe escribirse en lenguaje tcnico y construccin gramatical correcta, incluyendo REFERENCIA usada. No se debe escribir en primera persona (yo, nosotros), si no en la tercera (se hizo, se calcularon).

El estudiante debe apreciar claramente la importancia que significa un reporte, ya que deber efectuarlo como elemento esencial de la mayor parte de su trabajo como ingeniero, y que de la prctica a que se somete en el Laboratorio en la redaccin de informes y en la representacin de los datos de una manera tcnica, obtiene un gran beneficio.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD TECNOLOGA DE LA CONSTRUCCINDEPARTAMENTO DE CONSTRUCCION

GUIA DE MECANICA DE SUELOS I

PRACTICA N 1 : EXPLORACIN, MUESTREO Y CONTENIDO DE HUMEDAD

INTRODUCCIN:

En los proyectos de Ingeniera, tanto en obras horizontales como en obras verticales, se necesita tener informacin veraz acerca de las propiedades fsico-mecnico de los suelos donde se pretende cimentar la obra. Por lo que deber hacerse un plan de exploracin y muestreo en el rea donde se desea realizar el proyecto. La exploracin deber consistir en la investigacin del subsuelo, con el objetivo de poder obtener muestras de suelo a la que se le realizaran en el laboratorio ensayes bsicos de clasificacin, densidad, humedad, etc.

En dependencia de la informacin que se necesite y de los ensayes de laboratorio se define el tipo de exploracin y la forma de muestreo de los suelos.

OBJETIVOS

Que el estudiante adquiera los conocimientos terico-prcticos en la exploracin de los suelos.

Que los estudiantes, efecten un mtodo de exploracin de campo (sondeo manual).

Que los estudiantes desarrollen habilidades para poder realizar un muestreo adecuado de los suelos, as como la identificacin en el campo de los suelos, considerndose su textura, plasticidad, color, etc.

Que los estudiantes observen la variacin de la humedad, en las muestras obtenidas en el campo a diferentes profundidades.

Mtodos de Exploracin

Pozo a Cielo Abierto:

En este tipo de muestreo exploratorio se practica una excavacin con dimensiones suficientes para que un tcnico pueda descender en ella y examinar los diferentes estratos que se presentan en su estado natural. Este tipo de excavacin no se puede llevar a grandes profundidades. La dificultad fundamental que presenta este tipo de exploracin es la presencia del nivel fretico. En estos pozos se pueden tomar muestras alteradas y/o inalteradas.

Sondeos Manuales:

Este tipo de exploracin se realiza comnmente en obras horizontales realizndose excavaciones de pequea seccin en planta y generalmente a una profundidad mxima de 1.5 metros. En esta exploracin se obtienen muestras alteradas.

Ensayes de Penetracin Estndar (SPT):

Este es uno de los mtodos que rinde mejores resultados en la prctica y proporciona una informacin ms til en torno al subsuelo, no solo en lo referente a la descripcin, sino tambin en cuanto a la resistencia del suelo, ya que puede considerarse como el primer ensaye realizado.

El mtodo lleva implcito un muestreo que proporciona muestras alteradas del suelo en estudio y consiste en hacer penetrar a golpes, con un martinete, el penetrmetro o cuchara partida de Terzaghi, registrando el nmero de golpes necesarios para lograr una penetracin de 30.5 cm. (1 pi).

Mtodos Rotativos en Roca:

Cuando en un sondeo se alcanza una capa de roca ms o menos firme, no es posible lograr penetracin con los mtodos estudiados y ha de recurrirse a un procedimiento diferente. En estos casos se recurre al empleo de maquinaria de perforacin, rotacin con broca de diamante o de tungsteno. Las velocidades de rotacin son variables, de acuerdo con el tipo de roca a perforar. A las muestras obtenidas en este tipo de perforacin, se le realizan todos los ensayes necesarios en la investigacin.

Tipos de Muestras

Muestra Representativa:

Se denomina muestra representativa aquella fraccin de suelo o roca que es capaz de representar todo un conjunto o estrato determinado, no solo en su apariencia visual sino en sus propiedades fsico-mecnicas.

Muestra Alterada:

Son aquellas en las que no se hace ningn esfuerzo para conservar la estructura natural y condiciones del suelo. Los aditamentos con caractersticas para la recuperacin de estos suelos son los siguientes:

Muestreadores de tubo sencillo. Cucharas tipo Terzaghi (cuchara partida). Excavaciones en forma de calicatas o pozos a cielo abierto, etc.

Las muestras alteradas pueden utilizarse para determinar; Peso especfico, lmites de consistencia, Granulometra y cualquier otro ensaye que no requiera la estructura o condiciones naturales del suelo in situ.

Muestras Inalteradas:

Las muestras inalteradas son las que se obtienen tratando de conservar su estructura natural y cuyas condiciones, fundamentalmente la densidad natural y la humedad natural, han sufrido cambios mnimos despreciables en comparacin a su estado in situ. Para obtener estas muestras se puede realizar;

Monolitos labrados a mano. Muestreadores Shelby, etc.

Humedad

El contenido de humedad del suelo, se define como la cantidad de agua presente en el suelo al momento de efectuar el ensaye, relacionado al peso de su fase slida, se representa por la siguiente expresin;

Peso del agua contenida Wh Ws W = ---------------------------------- = ----------------- Peso seco Ws

Donde; W: Humedad Wh : Peso de muestra hmeda Ws: Peso de muestra seca

La expresin anterior tambin se puede representar en porcentaje.

DESARROLLO DE LA PRACTICA

La prctica consistir en la realizacin de un sondeo manual de 1.50 metros de profundidad, adems se obtendrn muestras alteradas que sern clasificadas en el campo con la vista y el tacto:

Material y Equipo

Pala. Barra. Posteadora. Paln doble. Balanza de 0.1 gr. de sensibilidad Tara para humedad. Horno Cucharn Charola Bolsas plsticas, tarjetas para Identificar las muestras.

Procedimiento sondeo manual

Localizar el sitio donde se realizar la excavacin.

Limpiar la superficie del terreno con una pala, retirar la materia orgnica superficial.

Definir el rea de la de la excavacin (rectangular o eliptica), la cual estar en dependencia del equipo a utilizar.

Realizar la excavacin, inicialmente se utilizar la barra y la pala. A medida que se profundiza se pueden ir utilizando el resto del equipo (paln doble, posteadora, etc), en dependencia del tipo de suelo que se encuentre que facilite el trabajo de excavacin.

Al ir avanzando en la excavacin se debe ir observando la variacin de los estratos, considerando bsicamente el tamao de las partculas y el color, los distintos estratos que se obtengan se deben colocar a un lado de la excavacin separados entre si y en el orden que se van obteniendo.

Cuando se llegue a la profundidad proyectada (1.5 m), se procede a la descripcin de los suelos que corresponden a cada estrato. Luego se muestrea cada estrato por separado, esto consiste en colocar suficiente cantidad de material de cada estrato en bolsas de plstico con su correspondiente tarjeta que identifica a cada muestra y posteriormente trasladarla al laboratorio.

Cerrar la excavacin con el material antes extrado, de tal manera que se coloque el suelo a como estaba en su estado natural, o sea depositando el suelo en orden inverso a como se extrajo.

Procedimiento para contenido de humedad

Tomar una muestra representativa del estrato a evaluar.

Obtener el peso hmedo de la muestra.

Colocar la muestra en una tara y depositarlo en el horno hasta obtener peso constante. - Temperatura del horno: 105 c a 115 c. - Tiempo de la muestra en el horno : 24 horas.

Retirar la muestra del horno, dejarla enfriar y determinar su peso seco.

Presentacin de Resultados

En el reporte deber adjuntarse la siguiente informacin

- Plano de localizacin del sitio en estudio.

- Plano de ubicacin de sondeos.

- Perfil estratigrfico, conteniendo la descripcin de los suelos encontrados.

- Tarjeta que identifica cada muestra obtenida conteniendo; Nombre del Proyecto, Localizacin de los Sondeos, Nmero de Sondeo, Nmero de Muestra, Profundidad de la Muestra, Descripcin del Suelo, Color de la Muestra.

- Simbologa de los suelos mas importantes;

arcilla limo arena grava mat. Orgnica roca

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PRACTICA No. 2DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS SUELOS(ASTM D-558; AASHTO T 93-86)

GENERALIDADES:

Se define como Gravedad Especfica de los Suelos, a la relacin del peso en el aire, de un volumen dado de partculas slidas, al peso en el aire de un volumen igual de agua destilada a una temperatura de 4 C.

El valor de la Gravedad Especfica de un Suelo queda expresado por un valor abstracto; adems de servir para fines de clasificacin, interviene en la mayor parte de los clculos de la Mecnica de Suelos.

La densidad de los suelos vara comnmente entre los siguientes valores:

|Cenizas Volcnicas |2.20 a 2.50 ||Suelos Orgnicos |2.50 a 2.65 ||Arenas y Gravas |2.65 a 2.67 ||Limos Inorgnicos |2.67 a 2.72 ||Arcillas poco Plsticas |2.72 a 2.78 ||Arcillas medianamente plsticas y muy plsticas |2.78 a 2.84 ||Arcillas Expansivas |2.84 a 2.88 ||Suelos con Abundante Hierro |3.00 |

OBJETIVOS:

Que los estudiantes, se familiaricen con el mtodo general de obtencin de la gravedad especifica.

Que los estudiantes determinen el peso promedio por unidad de volumen de partculas slidas que constituyen un suelo.

[pic]

EQUIPO A UTILIZAR:

1. Matraz aforado de cuello largo (frasco volumtrico), de 500 cc. de capacidad a temperatura de calibracin de 20C2. Agua Destilada 3. Dispositivo de succin neumtica, capaz de producir el grado de vaco (opcional). 4. Dispositivo para calentar agua, con temperatura controlable. 5. Balanza de un centsimo de grado de aproximacin y capacidad de 1Kg. 6. Horno a temperatura constante de 100 a 110 C. 7. Un desecador. 8. Batidor Mecnico 9. Termmetro con aproximacin de 0.1 C, graduado hasta 50 C.10. Cpsulas para evaporacin.11. Pipeta cuenta-gotas (gotero)12. Embudo de vidrio de conducto largo.

PROCEDIMIENTO RECOMENDADO:

Para el clculo de la gravedad especfica se necesita el dato del peso del frasco volumtrico lleno con agua destilada hasta la marca de aforo, a la temperatura de ensaye.

Este valor se toma por lo general de una curva en que estn ploteados los pesos del frasco ms agua vs. la temperatura. Esta grfica llamada curva de calibracin, puede ser determinada experimentalmente por medios tericos.

Antes de realizar el ensaye es necesario hacer la limpieza y calibracin al frasco volumtrico.

I.PROCEDIMIENTO PARA LA LIMPIEZA DEL FRASCO:

1. Preprese una Mezcla Crmica, disolviendo en caliente 60 grs., de Dicromato de Potasio en 300 cc., de agua destilada; djese enfriar la solucin y adase 460 cc., de cido Sulfrico comercial, de manera que escurra por las paredes del recipiente en que se forma la solucin.

2. Con la mezcla crmica enjuguese el frasco para eliminar la grasa que pueda tener adherida en su interior, enjuguese de nuevo con agua destilada y escrrase perfectamente baando el interior con alcohol, para eliminar los residuos de agua, finalmente vulvase a enjuagar el frasco con ter sulfrico. Para facilitar la eliminacin de los vapores del ter, es recomendable colocar el frasco boca abajo durante 10 min.

3. A falta de mezcla crmica puede lavarse el frasco con solucin jabonosa, repitiendo lo expuesto en el inciso No. 2.

II.PROCEDIMIENTO PARA LA CALIBRACIN DEL FRASCO VOLUMETRICO:

La calibracin del Frasco Volumtrico debe efectuarse cada 18 meses y su procedimiento prctico es el siguiente:

A. Procedimiento Prctico:

1. Determnese el peso del frasco volumtrico, seco y limpio con una aproximacin de 0.01gr. (Wf).

2. Llnese el frasco volumtrico con agua destilada a la temperatura ambiente hasta 0.5 cm., debajo de la marca de enras marca de aforo y djese reposar durante unos minutos.

3. Mdase la temperatura del agua contenida en el frasco, con aproximacin de 0.1 C, colocando el bulbo del termmetro en el centro del frasco volumtrico.

4. Con una pipeta cuenta-gotas, compltese el volumen del frasco con agua destilada de modo que la parte interior del menisco coincida con la marca de aforo.

5. Squese cuidadosamente el interior del cuello del frasco volumtrico con un papel absorbente, respetando el menisco.

6. Psese el frasco lleno con agua hasta la marca de aforo, con aproximacin de 0.01gr. (Wfw).

7. Reptase las etapas del No. 3 al No. 6, a la misma temperatura aproximadamente con que se trabaj la primera vez.

8. Reptase las etapas del No. 2 al No. 7, en otros dos ambientes, uno a temperatura de 5 a 10 C mayor que el primer ensaye, y otro a una temperatura de 5 a 10 C menor que el primer ensaye.

9. Represntese en una grfica los resultados de los pesos obtenidos (peso del frasco lleno de agua), en funcin de las respectivas temperaturas, teniendo como ordenadas el peso del frasco lleno de agua (Wfw), y en las abcisas la temperatura.

B. Procedimiento Terico

Los puntos de la curva de calibracin se pueden obtener por la sustitucin de diferentes temperaturas en la siguiente ecuacin:

Wfw = Wf + Vf (1 - (T.E) ((w - (a) Donde;

Wfw=Peso del frasco + agua Wf=Peso del frasco seco y limpio Vf=Volumen calibrado del frasco a Tc. (T=T Tc T =Temperatura en grados centgrados a la cual se desea Wfw. Tc=Temperatura de calibracin del frasco = 20 C. E =Coeficiente trmino de expansin cbica del Pyrex, igual a 0.1 x 10-4/OC. (w=Peso unitario del agua a temperatura de ensaye. (a =Peso unitario del aire a temperatura T y presin atmosfrica 0.001 gr/cm.

IIIPROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIN DE LA GRAVEDAD ESPECFICA

A. Procedimiento de Ensaye en Suelos no Cohesivos (Granulares).

1. Psense 80 gr., aproximadamente de suelo previamente secado al horno y enfriado (Ws).

2. Psese la muestra cuidadosamente a un frasco volumtrico seco y limpio, previamente calibrado, segn se indico en los incisos anteriores, llnese ste con agua destilada hasta la mitad del frasco.

3. Elimnese el aire atrapado en la muestra por calentamiento del frasco durante 15 min., utilizando el mtodo indicado por el profesor de la materia.

4. a.- Adase con cuidado agua destilada hasta la marca de enrase, verificando que no quede aire atrapado en la muestra; si existiese aire atrapado en la muestra, elimnelo por el mtodo utilizado en el paso anterior.

b.- La presencia de materia orgnica puede producir el efecto de aire no removido a causa de los gases que se forman en contacto con el agua. La materia orgnica podr descubrirse por olor y por la formacin de una pelcula oleaginosa en la superficie del agua.

Si sta materia existe el mtodo del vaco debe sustituirse por ms efectivo para remover gases; ste mtodo puede ser ebullicin de la suspensin de un bao de Glicerina durante 30 min., aadiendo de cuando en cuando ms agua destilada para impedir la calcinacin de la muestra, en todo momento el frasco volumtrico debe estar lleno hasta su mitad; tras este perodo djese enfriar el frasco a la temperatura ambiente y aplquese lo escrito anteriormente en el acpite a.

5. Desairada la suspensin adase agua destilada hasta que el borde interior del menisco coincida con la marca de aforo.

6. Verifique si el menisco est bien enrasado, y que el frasco en su parte exterior est seco y limpio; psese el frasco mas el agua ms el suelo contenido en l (Wfws), con una aproximacin de 0.1 gr.

7. De inmediato determnese la temperatura de la suspensin con aproximacin de 0.01 C., introduciendo el bulbo de un termmetro hasta el centro del frasco volumtrico.

8. Saque el agua y el suelo del frasco sin perder nada y djese limpio el frasco.

9. Introduzca la muestra al horno por un tiempo de 24hrs., a una temperatura de 110 C.

10. Saque la muestra del horno, djela enfriar y determine su peso seco (Ws) con aproximacin 0.1gr.

11. Calcule la gravedad especfica con la formula siguiente:

[pic]

Donde;

Ws=Peso seco del suelo Wfsw=Peso del frasco + peso del suelo + peso del agua. Wfw =Peso del frasco + peso del agua (de la curva de calibracin). Gs=Gravedad especfica de las partculas slidas del suelo.

B. Procedimiento de Ensaye en Suelos Cohesivos

1. La muestra de suelo a ser ensayada, se criba por el tamiz No. 10; del material que pasa por el tamiz No. 10, se pesan aproximadamente 60 gr. de material seco.

2. Agrguele agua hasta obtener una consistencia pastosa.

3. Coloque la pasta dentro del frasco volumtrico, calibrado.

4. Se extrae el aire atrapado como se hizo en los pasos del No. 3 al No. 6, del procedimiento para suelos no cohesivos.

5. Pese el frasco mas agua, mas suelo, (Wsw).

6. Saque el agua y el suelo del frasco sin perder nada y djese limpio el frasco.

7. Introduzca la muestra al horno por un tiempo de 24hrs., a una temperatura de 110 C.

8. Saque la muestra del horno, djela enfriar y determine su peso seco (Ws) con aproximacin 0.1gr.

9. Calclese la gravedad especfica con la formula siguiente:

[pic]

Donde;

Ws=Peso seco del suelo Wfsw=Peso del frasco + peso del suelo + peso del agua. Wfw =Peso del frasco + peso del agua (de la curva de calibracin). Gs=Gravedad especfica de las partculas slidas del suelo.Variacin del Peso especifico del agua en g/cm respecto a la temperatura en grados Centgrados(C)

Peso especifico del agua en gramos/centmetros cbicos

|C |0 ||3 |76.2 ||2 |63.5 ||2 |50.8 ||1 |38.1 ||1 |25.4 || |19.1 || |12.7 ||3/8 |9.52 || |6.35 ||No. 4 |4.76 ||No. 10 |2.00 ||No. 40 |0.420 ||No. 200 |0.075 |

A partir de la curva granulomtrica se puede deducir en primera instancia el tipo de suelo principal y los componentes eventuales.

Se puede encontrar el dimetro efectivo de los granos (D10); que es el tamao correspondiente al 10% en la curva granulomtrica y se designa como D10.

Otros tamaos definidos estadsticamente que son tiles incluyen D60; D30.

La uniformidad del suelo se puede definir estadsticamente de varias maneras, un ndice antiguo pero til, es el coeficiente de Uniformidad Cu que se define.

[pic]

Para clasificacin de suelos es til definir un dato complementario de uniformidad como es el coeficiente de curvatura (Cc) definido como:[pic]

- Los suelos bien graduados; CC entre 1 y 3.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFACULTAD DE TECNOLOGA DE LA CONSTRUCCINDEPARTAMENTO DE MATERIALES Y SUELOS

ANLISIS GRANULOMETRICO

NOMBRE DEL PROYECTO: _________________________________________________

LOCALIZACIN: __________________________________________________________

SONDEO No.:___________________ MUESTRA No.___________________________

PROFUNDIDAD (m):________________ FECHA: ______________________________

|TAMIZ No. |PESO RETENIDO PARCIAL EN |% RETENIDO |% RETENIDO |% QUE PASA POR || |GRAMOS |PARCIAL |ACUMULATIVO |EL TAMIZ ||1 | | | | ||1 | | | | || | | | | || | | | | ||3/8 | | | | ||No. 4 | | | | ||PASA No. 4 | | | | ||SUMA | | | | ||ANLISIS GRANULOMETRICO DEL MATERIAL QUE PASA ||EL TAMIZ NO. 4 (LAVADO) ||TAMIZ No. |PESO RETENIDO PARCIAL EN GRS.|% RETENIDO |% RETENIDO |% QUE PASA POR || | |PARCIAL |ACUMULATIVO |EL TAMIZ ||10 | | | | ||40 | | | | ||200 | | | | ||PASA 200 | | | | ||SUMA | | | | |

LAVADO POR No. 200

ENSAYE No.:_____________ENSAYE No.:________________________PESO SECO: _____________PESO SECO:________________________PESO SECO LAVADO: ______________PESO SECO LAVADO: __________________DIFERENCIA:____________________DIFERENCIA:_____________________Pasa No. 200: ________________ Pasa No. 200:___________________

[pic]



PRACTICA No. 5DETERMINACION DE LOS LIMITES DE CONSISTENCIA O DE ATTERBERG DE LOS SUELOS. (ASTM D 4318 , AASHTO T 89-90 y T 90-87)

GENERALIDADES.

Las propiedades de un suelo formado por partculas finamente divididas, como una arcilla no estructurada dependen en gran parte de la humedad. El agua forma una pelcula alrededor de los granos y su espesor puede ser determinante del comportamiento diferente del material. Cuando el contenido de agua es muy elevado, en realidad se tiene una suspensin muy concentrada, sin resistencia esttica al esfuerzo cortante; al perder agua va aumentando esa resistencia hasta alcanzar un estado plstico en que el material es fcilmente moldeable; si el secado continua, el suelo llega a adquirir las caractersticas de un slido pudiendo resistir esfuerzos de compresin y tensin considerable.

Arbitrariamente Atterberg marc las fronteras de los cuatro estados en que pueden presentarse los materiales granulares muy finos mediante la fijacin de los lmites siguientes: Lquido (L.L), Plstico (L.P.), y de contraccin (L.C.) y mediante ellos se puede dar una idea del tipo de suelo en estudio.

El lmite lquido es la frontera entre el estado lquido y el plstico; el lmite plstico es la frontera entre el estado plstico y el semi-slido y el lmite de contraccin separa el estado semi-slido del slido. A estos lmites se les llama lmites de consistencia.

OBJETIVOS.

- Introducir al estudiante al procedimiento de la determinacin de los lmites; lquidos, plsticos y de contraccin de una muestra de suelo.

- Determinar experimentalmente los diferentes lmites de consistencia de un suelo.

- Determinar mediante formulas los diferentes indices de consistencia de un suelo.

DETERMINACIN DEL LIMITE LIQUIDO (L.L)

El lmite se define como el contenido de humedad expresado en porcentaje con respecto al peso seco de la muestra, que debe tener un suelo moldeado para una muestra del mismo en que se haya moldeado una ranura de dimensiones Stndard, al someterla al impacto de 25 golpes bien definidos se cierre sin resbalar en su apoyo.

[pic] [pic]

Fig. (1) Corte Esquemtico de la Copa de Casa Grande, mostrando el material ranurado.

EQUIPO.

1. Aparato de Arturo Casagrande, incluyendo la solera plana y el ranurador trapezoidal. 2. Esptulas flexibles. 3. Cpsula de porcelana. 4. Tamiz No. 40. 5. Atomizador. 6. Balanza con sensibilidad de 0.01gr. 7. Horno con temperatura constante de 100 a 110 C. 8. Taras con su tapa

PROCEDIMIENTO.

Los ensayes de consistencia se hacen solamente con la fraccin de suelo que pasa por el tamiz No. 40.

1. Despus de secada la muestra de suelo, se criba a travs del tamiz No. 40 desechndose el que quede retenido.

2. Antes de utilizar la Copa de Casagrande, debe ser ajustada (calibrada), para que la copa tenga una altura de cada de 1 cm., exactamente.

3. Del material que pas por el tamiz No. 40 se toman aproximadamente unos 100 gramos se colocan en una cpsula de porcelana y con una esptula se hace una mezcla pastosa, homognea y de consistencia suave agregndole una pequea cantidad de agua durante el mezclado.

4. Parte de esta mezcla se coloca con la esptula en la copa de Casagrande formando una torta alisada de un espesor de un (1) cm., en la parte de mxima profundidad. Una altura menor aumenta el valor del lmite lquido.

5. El suelo colocado en la Copa de Casagrande se divide en la parte media en dos porciones utilizando para ello un ranurador, de manera que permanezca perpendicular a la superficie inferior a la copa.

Para suelos arcillosos con poco o ningn contenido de arena hgase la ranura con un solo movimiento suave y contino.

6. Despus de asegurarse de que la copa y la base estn limpias y secas, se da vuelta a la manija del Aparato de Casagrande, uniformemente a razn de 2 golpes por segundo, contando el nmero de golpes requeridos hasta que se cierre el fondo de la ranura en una distancia de 1 cm. Si la ranura se cierra antes de los 10 golpes, se saca el material se vuelve a mezclar y se repiten los pasos 4, 5 y 6.

Antes del Ensayo Despus del Ensayo

7. Despus que el suelo se ha unido en la parte inferior de la ranura, se toman aproximadamente unos 10 gramos del suelo; se anota su peso hmedo, el No. de golpes obtenidos y se determina el peso seco.

8. Repita los pasos 2, 4, 5, 6 y 7; con el propsito de obtener puntos menores de 25 golpes y mayores de 25 golpes.

9. Determine el porcentaje de humedad correspondiente a cada nmero de golpes y se construye la curva de fluidez en papel simi-logartmico.

10. El lmite lquido define cuando el contenido de agua en la curva de fluidez corresponda a 25 golpes.

|Datos de la determinacin del lmite lquido ||Proyecto: Dueo: ||Sondeo No. Muestra No. Ubicacin: ||Ensaye No. |1 |2 |3 |4 |5 ||Tara No. | | | | | ||No. de Golpes | | | | | ||Peso de Tara | | | | | ||Peso Muestra Humedad + Tara (grs) | | | | | ||Peso Muestra Seca + Tara (grs) | | | | | ||Peso de Agua | | | | | ||Peso de Muestra Seca | | | | | ||Porcentaje de Humedad | | | | | |

DETERMINACIN DE LIMITE PLASTICO (L.P.)

El lmite plstico se define como el contenido de humedad, expresado en porciento, cuando comienza agrietarse un rollo formado con el suelo de 3 mm. de dimetro, al rodarlo con la mano sobre una superficie lisa y absorbente.

EQUIPO.

1. Vidrio esmerilado o papel absorbente. 2. Taras 3. Balanza con sensibilidad de 0.01 gr. 4. Horno con temperatura constante de 100 a 110 C.

PROCEDIMIENTO.

1. Se toma aproximadamente la mitad de la muestra que se us en lmite lquido, procurando que tenga una humedad uniforme cercana a la humedad optima, amselo con la mano y rudelo sobre una superficie limpia y lisa, como una hoja de papel o un vidrio hasta formar un cilindro de 3 mm, de dimetro y de 15 a 20 cm de largo.

2. Se amasa la tira y se vuelve a rodar, repitiendo la operacin tantas veces como se necesite para reducir, gradualmente, la humedad por evaporacin, hasta que el cilindro se empiece a endurecer.

3. El lmite plstico se alcanza cuando el cilindro se agrieta al ser reducido a 3mm de dimetro.

4. Inmediatamente se divide en proporciones y se ponen los pedazos en dos taras.

5. Se pesan en la balanza de 0.01 gr., y se registra su peso.

6. Se introduce la muestra en el horno por un perodo aproximado de 24 horas y se determina su peso seco.

7. Con los datos anteriores se calcula el contenido de agua en porcentaje. Si la diferencia de los dos % no es mayor que 2% se promedian y en caso contrario se repite el ensaye.

8. El promedio es el valor en porcentaje del Lmite Plstico.

DETERMINACIN DEL LIMITE DE CONTRACCIN.

El Lmite de Contraccin (L.C.) de un suelo se define como el porciento de humedad con respecto al peso seco de la muestra, con el cual una reduccin de agua no ocasiona ya disminucin en el volumen del suelo.

EQUIPO.

1. Cpsula metlica cilndrica para lmites de contraccin2. Cpsula de vidrio de dimensiones conocidas.3. 2 Plaquitas enrrasadoras4. Mercurio (azogue vivo).5. Balanza con sensibilidad de 0.1 gr.6. Horno con temperatura constante de 100 a 110 C.

PROCEDIMIENTO.

1. Tmese unos 30 grs., del material que pase la malla No. 40 y adasele agua hasta formar una mezcla pastosa cuya consistencia sea aproximadamente la misma que la que tiene el suelo cuando su contenido de humedad es igual al lmite lquido.

2. Se llena la cpsula metlica con la muestra pastosa en tres capas aplicndole 20 golpes por capa.

3. Una vez llena la cpsula metlica se alisa la superficie quitando el material sobrante con ayuda de una esptula.

4. Se pesa la cpsula metlica con la masa pastosa y se anota su peso.

5. Deposite la cpsula metlica con la masa pastosa en el horno a una temperatura de 100 a 110 C.

6. Squese del horno la cpsula con la muestra seca y estando a temperatura ambiente, psese y regstrese dicho peso (Ws).

7. Determine el volumen de la cpsula metlica, llenndolo de mercurio lquido y nivelando su superficie con las plaquitas enrazadoras; vace el mercurio contenido en la cpsula metlica en una probeta graduada y anote dicho volumen. (V1).

8. Determine el volumen de la muestra seca (V2), de la manera siguiente: Llnese la cpsula de vidrio con mercurio lquido y enrase con ayuda de las plaquitas enrazadoras.

Introduzca la muestra seca cuidadosamente evitando las burbujas de aire en el vaso lleno de mercurio, presionndole con las plaquitas enrazadoras. Al introducirse la muestra seca, se desalojar una cantidad de mercurio igual al volumen de la muestra (V2).

9. Se calcula el lmite de contraccin por la frmula.

[pic] Donde:

Lc=Lmite de Contraccin Wm=Peso de la muestra hmeda. Ws=Peso de la muestra seca. V1=Volumen de la muestra hmeda V2=Volumen de la muestra seca (w =Peso especfico del agua a temperatura de ensaye.

El lmite de contraccin es muy til para evaluar el comportamiento de cortes y terraplenes principalmente en el posible surgimiento de grietas.

Suelos con L.C menor a 5%;suelos buenos. Suelos con L.C. entre 5% y 10%; suelos regulares. Suelos con L.C. entre 10% y 15%; suelos pobres. Suelos con L.C. mayor 15%; suelos muy pobres.

[pic]



PRACTICA No. 6ENSAYE DE COMPACTACION DE SUELOS

METODO PROCTOR ESTANDAR

ASTM D 698-91 AASHTO T 99-90

GENERALIDADES.

Se denomina compactacin de suelos al proceso mecnico por el cual se busca mejorar las caractersticas de resistencia, compresibilidad y esfuerzo deformacin de los mismos. Este proceso implica una reduccin ms o menos rpida de los vacos, como consecuencia de la cual en el suelo ocurren cambios de volmenes de importancia, fundamentalmente ligados a prdida de volumen de aire.

La compactacin est relacionada con la densidad mxima o peso volumtrico seco mximo del suelo que para producirse es necesario que la masa del suelo tenga una humedad determinada que se conoce como humedad ptima.

La importancia de la compactacin es obtener un suelo de tal manera estructurado que posea y mantenga un comportamiento mecnico adecuado a travs de toda la vida til de la obra.

Por lo general las tcnicas de compactacin 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.

Las ventajas que representa una compactacin adecuada son:

a) El volumen de vaco se habr reducido a un mnimo y consecuentemente, su capacidad de absorber humedad tambin se habr reducido a un mnimo.

b) La reduccin de vacos se debe a que las partculas de menor tamao han sido forzadas a ocupar el vaco formado por las partculas ms grandes. De all que si una masa de suelos est bien graduada, los vacos o poros se reducirn prcticamente a cero y se establecer un contacto firme y slido entre sus partculas, aumentando la capacidad del suelo para soportar mayores pesos.

Los mtodos usados para la compactacin de los suelos dependen del tipo de los materiales con los que se trabaje en cada caso. Los suelos puramente friccionantes como la arena se compactan eficientemente por mtodos vibratorios y mtodos estticos; en cambio los suelos plsticos, el procedimiento de carga esttica resulta el ms ventajoso. Los mtodos usados para determinar la densidad mxima y humedad ptima en trabajos de mantenimiento y construccin de carreteras son los siguientes:

a) Proctor Standard. b) Proctor Modificado c) Prueba Esttica

1 ENSAYE PROCTOR ESTANDAR ASTM D 698

El ensaye proctor estndar se refiere a la determinacin del peso por unidad de volumen de un suelo que ha sido compactado por un procedimiento definido para diferentes contenidos de humedad.

[pic]

EQUIPO DE COMPACTACIN PROCTOR ESTANDAR

OBJETIVO.

- Determinar el peso volumtrico seco mximo ((d mx) que pueda alcanzar un material, as como la humedad ptima (W pt.) a que deber hacerse la compactacin.

El ensaye proctor standard est limitado a los suelos que pasen totalmente el tamiz No. 4 o que como mximo tenga un retenido del 10% en ese tamiz, pero que pase dicho retenido totalmente por el tamiz de 3/8.

EXISTEN 4 ALTERNATIVAS PARA LA REALIZACIN

Especificaciones para el ensaye Proctor Estndar (basadas en la norma 698-91 de la ASTM)|CONCEPTO |METODO || |A |B |C |D ||Dimetro del molde (cm) |10.16 |15.24 |10.16 |15.24 ||Volumen del molde (cm) |943.3 |2124.0 |943.3 |2124.0 ||Peso del martillo o pisn (Kg) |2.5 |2.5 |2.5 |2.5 ||Altura de cada del martillo (cm) |30.48 |30.48 |30.48 |30.48 ||Numero de golpes del pisn por cada capa |25 |56 |25 |56 ||Numero de capas de compactacin |3 |3 |3 |3 ||Energa de compactacin (Kg-cm/cm) |6.06 |6.03 |6.06 |6.03 ||Suelo por usarse Pasa por | 100% tamiz No.4 |100% tamiz 3/8 |El 20% retiene |Pasa 100 tamiz || | | |No.4 | |

|METODO |Peso || |de || |Muestra ||A | 3 Kgs. ||B | 7 Kgs. ||C | 5 Kgs. ||D |12 Kgs. |

EQUIPO.

1. Un molde de compactacin. Constituido por un cilindro metlico de 4 de dimetro interior por 4 de altura y una extensin de 2 de altura y de 4 de dimetro interior.

2. Un pisn metlico (martillo proctor ) de 5.5 lbs. de peso (2.5 Kgs.) de 5 cm (2) de dimetro.

3. Una gua metlica de forma tubular de 35 cm de largo aproximadamente.4. Una regla metlica con arista cortante de 25 cm de largo.

5. Una balanza de 29 Kg de capacidad y 1.0 gr. de sensibilidad.

6. Una balanza de 500 gr., de capacidad y de 0.01 gr., de sensibilidad.

7. Un horno que mantenga una temperatura constante entre 100 110 C.

8. Charolas metlicas.

9. Probetas graduadas de 500 cm3.

10. Extractor de muestras.

11. Tara para determinar humedad.

PROCEDIMIENTO.

Se obtiene por cuarteo una muestra representativa, previamente secada al sol y que segn el mtodo a usarse puede ser de 3, 7, 5 y 12 kilogramos.

1. De la muestra ya preparada se esparce agua en cantidad tal que la humedad resulte un poco menor del 10% y si el material es arenoso es conveniente ponerle una humedad menor.

2. Se revuelve completamente el material tratando que el agua agregada se distribuya uniformemente.

3. Pese el molde cilndrico y anote su peso.

4. La muestra preparada se coloca en el molde cilndrico en tres (3) capas, llenndose en cada capa aproximadamente 1/3 de su altura y se compacta cada capa de la forma siguiente:

- Se coloca el pistn de compactar con su gua, dentro del molde; se eleva el pistn hasta que alcance la parte superior y se suelta permitiendo que tenga una cada libre de 30 cms., se cambia de posicin la gua, se levanta y se deja caer nuevamente el pistn. Se repite el procedimiento cambiando de lugar la gua de manera que con 25 golpes se cubra la superficie. Esta operacin de compactacin se repite en las tres capas del material.

5. Al terminar la compactacin de las tres capas, se quita la extensin y con la regla metlica se enraza la muestra al nivel superior del cilindro.

6. Se limpia exteriormente el cilindro y se pesa con la muestra compactada anotando su peso. (Peso del material + cilindro). 7. Con ayuda del extractor de muestra se saca el material del molde y de la parte central del espcimen se toman aproximadamente 100 gr., y se pesa en la balanza de 0.1 gr., se sensibiliza anotando su peso. (Peso hmedo).

8. Deposite el material en el horno a una temperatura de 100 a 110 C por un perodo de 24 horas, transcurrido este perodo determnese el peso seco del material.

9. El material sacado del cilindro se desmenuza y se le agrega agua hasta obtener un contenido de humedad del 4 al 8% mayor al anterior.

10. Repita los pasos del 2 al 9 hasta obtener un nmero de resultados que permitan trazar una curva cuya cspide corresponder a la mxima densidad para una humedad ptima.

11. El calculo se realiza de la siguiente manera:

[pic] Donde:

(h=Peso volumtrico hmedo. (d=Peso volumtrico seco. Wm=Peso de la muestra compactada. We=Peso del molde cilndrico Vc=Volumen del cilindro W=Contenido de humedad al tanto por uno. Wme=Peso de muestra compactada + Peso del Cilindro Tambin se puede calcular el peso volumtrico de la curva de Saturacin (( dz).

[pic] Donde: (dz=Peso volumtrico del suelo saturado. Ss=Peso especfico de los slidos. (w=Peso especfico del agua.

TABLA DE DATOS

|Ensaye nO. |1 |2 |3 |4 |5 ||Peso del molde cilndrico | | | | | ||Peso del material + molde cilndrico | | | | | ||Peso del material | | | | | ||Tara No. | | | | | ||Peso Tara | | | | | ||Peso Seco + Tara | | | | | ||Peso Hmedo + Tara | | | | | ||% de Humedad | | | | | ||Peso Volumtrico Hmedo (( h) | | | | | ||Peso Volumtrico Seco (( d) | | | | | ||Peso Volumtrico Saturado (( dz) | | | | | |

Con los datos de pesos volumtricos seco en las ordenadas y contenidos de humedad en las abcisas, se grfica la curva de compactacin y de ah se obtiene el peso volumtrico mximo ((d mx) y la humedad ptima los cuales corresponden al punto ms alto de la curva de compactacin.

Estos valores mximos y ptimos son los que se reproducirn en el campo al compactar un terrapln.

|UNI | ||LMS |LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS || ||E N S A Y O D E C O M P A C T A C I O N || ||OBRA: ________________________________ PROCEDENCIA_______________________ || ||MUESTRA No.:___________________ DESCRIPCIN _____________________________ || ||FECHA: ____________________________________________________________

_______ || ||D A T O S P A R A C U R V A D E C O M P A C T A C I O N ||Humedad Real de Compactacin (%) | | | | | | ||Densidad Seca (Kg/m3) | | | | | | || ||D A T O S P A R A C U R V A D E C O M P A C T A C I O N ||Humedad de Saturacin (%) | | | | | | ||Relacin de Vacos | | | | | | ||Densidad de Saturacin (Kg/m3) | | | | | | || GS:__________ WL: __________ WP: __________ IP: __________ ||CLASIF. : ______________ || ||DENSIDAD MAXIMA SECA ____________ Kg/m3. HUMEDAD OPTIMA ______________ || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || ||H U M E D A D ( O O ) || |



PRACTICA No. 7ENSAYE DE COMPACTACION DE SUELOS

METODO PROCTOR MODIFICADOASTM D 1557-91 AASHTO T180-90

El ensaye de Proctor modificado se crea al crearse tambin equipos compactadores ms pesados que se usan en la pavimentacin de carreteras y aeropuertos.

Especificaciones para el ensaye Proctor Modificado (basadas en la norma 1557-91 de la ASTM)

|CONCEPTO |METODO || |A |B |C |D ||Dimetro del molde (cm) |10.16 |15.24 |10.16 |15.24 ||Volumen del molde (cm) |943.3 |2124.0 |943.3 |2124.0 ||Peso del martillo o pisn (Kg) |4.54 |4.54 |4.54 |4.54 ||Altura de cada del martillo (cm) |45.7 |45.7 |45.7 |45.7 ||Numero de golpes del pisn por cada capa |25 |56 |25 |56 ||Numero de capas de compactacin |5 |5 |5 |5 ||Energa de compactacin (Kg-cm/cm) |16.49 |16.42 |16.49 |16.42 ||Suelo por usarse Pasa por | 100% tamiz No.4 |100% tamiz 3/8 |El 20% retiene |Pasa 100 tamiz || | | |No.4 | |

EQUIPO.

El equipo para Proctor modificado es igual que el Proctor estndar con la nica diferencia siguiente:

- Un molde de compactacin. Constituido por un cilindro metlico de 4 de dimetro interior por 4 de altura y una extensin de 2 de altura y de 4 de dimetro interior.

- Un pistn o martillo y su gua de 45 cms., de cada y 4.54 kg de peso.

- Una regla metlica con arista cortante de 25 cm de largo.

- Una balanza de 29 Kg de capacidad y 1.0 gr. de sensibilidad.

- Una balanza de 500 gr., de capacidad y de 0.01 gr., de sensibilidad.

- Un horno que mantenga una temperatura constante entre 100 110 C.

- Charolas metlicas

-Probetas graduadas de 500 cm3.

-Extractor de muestras.

- Tara para determinar humedad.

PROCEDIMIENTO.

Se obtiene por cuarteo una muestra representativa, previamente secada al sol y que segn el mtodo a usarse puede ser de 3, 7, 5 y 12 kilogramos.

1. De la muestra ya preparada se esparce agua en cantidad tal que la humedad resulte un poco menor del 10% y si el material es arenoso es conveniente ponerle una humedad menor.

2. Se revuelve completamente el material tratando que el agua agregada se distribuya uniformemente.

3. Pese el molde cilndrico y anote su peso.

4. La muestra preparada se coloca en el molde cilndrico en cinco (5) capas, llenndose en cada capa aproximadamente 1/3 de su altura y se compacta cada capa de la forma siguiente:

- Se coloca el pistn de compactar con su gua, dentro del molde; se eleva el pistn hasta que alcance la parte superior y se suelta permitiendo que tenga una cada libre de 45.7 cms., se cambia de posicin la gua, se levanta y se deja caer nuevamente el pistn. Se repite el procedimiento cambiando de lugar la gua de manera que con 25 o 56 (segn el mtodo) golpes se cubra la superficie. Esta operacin de compactacin se repite en las cinco capas del material.

5. Al terminar la compactacin de las tres capas, se quita la extensin y con la regla metlica se enraza la muestra al nivel superior del cilindro.

6. Se limpia exteriormente el cilindro y se pesa con la muestra compactada anotando su peso. (Peso del material + cilindro).

7. Con ayuda del extractor de muestra se saca el material del molde y de la parte central del espcimen se toman aproximadamente 100 gr., y se pesa en la balanza de 0.1 gr., se sensibiliza anotando su peso. (Peso hmedo).

8. Deposite el material en el horno a una temperatura de 100 a 110 C por un perodo de 24 horas, transcurrido este perodo determnese el peso seco del material.

9. El material sacado del cilindro se desmenuza y se le agrega agua hasta obtener un contenido de humedad del 4 al 8% mayor al anterior.

10. Repita los pasos del 2 al 9 hasta obtener un nmero de resultados que permitan trazar una curva cuya cspide corresponder a la mxima densidad para una humedad ptima.

11. El calculo se realiza de la siguiente manera:

[pic] Donde:

(h=Peso volumtrico hmedo. (d=Peso volumtrico seco. Wm=Peso de la muestra compactada. We=Peso del molde cilndrico Vc=Volumen del cilindro W=Contenido de humedad al tanto por uno. Wme=Peso de muestra compactada + Peso del Cilindro Tambin se puede calcular el peso volumtrico de la curva de Saturacin (( dz).

[pic] Donde: (dz=Peso volumtrico del suelo saturado. Ss=Peso especfico de los slidos. (w=Peso especfico del agua.

TABLA DE DATOS

|Ensaye nO. |1 |2 |3 |4 |5 ||Peso del molde cilndrico | | | | | ||Peso del material + molde cilndrico | | | | | ||Peso del material | | | | | ||Tara No. | | | | | ||Peso Tara | | | | | ||Peso Seco + Tara | | | | | ||Peso Hmedo + Tara | | | | | ||% de Humedad | | | | | ||Peso Volumtrico Hmedo (( h) | | | | | ||Peso Volumtrico Seco (( d) | | | | | ||Peso Volumtrico Saturado (( dz) | | | | | |

Con los datos de pesos volumtricos seco en las ordenadas y contenidos de humedad en las abcisas, se grfica la curva de compactacin y de ah se obtiene el peso volumtrico mximo ((d mx) y la humedad ptima los cuales corresponden al punto ms alto de la curva de compactacin.

Estos valores mximos y ptimos son los que se reproducirn en el campo al compactar un terrapln.

|UNI | ||LMS |LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS || ||E N S A Y O D E C O M P A C T A C I O N || ||OBRA: ________________________________ PROCEDENCIA_______________________ || ||MUESTRA No.:___________________ DESCRIPCIN _____________________________ || ||FECHA: ____________________________________________________________

_______ || ||D A T O S P A R A C U R V A D E C O M P A C T A C I O N ||Humedad Real de Compactacin (%) | | | | | | ||Densidad Seca (Kg/m3) | | | | | | || ||D A T O S P A R A C U R V A D E C O M P A C T A C I O N ||Humedad de Saturacin (%) | | | | | | ||Relacin de Vacos | | | | | | ||Densidad de Saturacin (Kg/m3) | | | | | | || GS:__________ WL: __________ WP: __________ IP: __________ ||CLASIF. : ______________ || ||DENSIDAD MAXIMA SECA ____________ Kg/m3. HUMEDAD OPTIMA ______________ || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || || ||H U M E D A D ( O O ) || |



PRACTICA No.8ENSAYE DE COMPACTACION DE SUELOS

ENSAYE DE COMPACTACION ESTATICA

En suelos friccionantes las pruebas dinmicas producen una curva de compactacin de una forma inadecuada para la determinacin de su peso volumtrico seco mximo y su humedad ptima.

Es la prueba de compactacin esttica la que nos da una informacin exacta de los pesos volumtricos mximos y ptimos.

EQUIPO.

1. Un molde metlico de 6 de dimetro interior y 8 de altura. 2. Una mquina de compresin

granulometria

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