mecanica de suelos 101206140958 phpapp01

7/30/2019 Mecanica de Suelos 101206140958 Phpapp01

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Universidad Nacional Del Altiplano-PunoEscuela Profesional de Ingeniera Geolgica


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I. INTRODUCCION

El presente estudios de mecnica de suelos fue realizado usando mtodos empricos y mediante


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estudios de laboratorio, con el propsito de poder saber con precisin las propiedades mecnicas y

fsicas del suelo, basados en seis ensayos.

Los ensayos de mecnica de suelos tienen como propsito identificar (o clasificar) el material,

determinndole ciertas propiedades fsicas y estableciendo criterios de control sobre el material.

Como es imposible ensayar la masa de suelos completa y como el suelo es un material variable, esnecesario hacer varios ensayos sobre cantidades pequeas de suelo que permitan extrapolar los

resultados a la masa completa.


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Para que los ensayos sean vlidos para la masa de suelos, deben ser ejecutados sobre muestras que se

consideran representativas de la misma y que cumplen las normas de muestreo establecidas.


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II. DETERMINACION DEL CONTENIDO DE

HUMEDAD

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Pgina 5


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2.1. Objetivos

. Determinar el contenido de agua en el suelo.

2.2. Normas aplicables

. ASTM D 2216-71 (NTP 339.127)

2.3. Materiales

. Muestras de suelo

. Seis recipientes de metal

. Estufa

. Balanza



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2.4 Procedimiento

a) Se pesaron seis recipientes de metal, en una balanza electrnica, la cual nos proporcionara datos ms

precisos.

b) Se coloco una muestra representativa de suelo

hmedo en los recipientes y se determin el

peso de los mismos ms el del suelo hmedo. Como el peso fue determinado de manera inmediata, no

fue necesario colocar la tapa.

c) Despus de pesar la muestra hmeda ms el recipiente, se colocaron las muestras en la estufa

para secarlas a una temperatura de 100+-5C durante un periodo de 24 horas como mnimo o hasta

lograr peso constante.



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d) Cuando las muestras se secaron, hasta mostrar un peso constante, se determin el peso de los

recipientes ms el del suelo seco; asegurndose de usar la misma balanza para todas las m ediciones

de peso.

e) El promedio de los valores obtenidos para el

contenido de humedad se toma como el valor

correspondiente a la profundidad de la muestra. La diferencia entre el peso de suelo hmedo ms el del

recipiente y el peso del suelo seco ms el del recipiente es el peso del agua Ww que estaba presente en la

muestra. La diferencia entre el peso de suelo seco ms el del recipiente y el peso del recipiente

solo, es el peso del suelo seco (Ws).



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III. DETERMINACION DE LA DENSIDAD IN SITU

DEL SUELO



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3.1. Objetivos

. Determinar la densidad in situ del terreno de fundacin

. Determinar el contenido de humedad natural del suelo

3.2. Normas aplicables

. ASTM D 1556 (NTP 339.143)

3.3. Materiales

. Aparato cono de arena (vlvula +embudo compuesto)

. Placa base

. Arena calibrada (pasa malla N20 y retenida en la malla N 30)

. Balanza con capacidad superior a 10 kg y 1000 grs.

. Estufa

. Molde patrn proctor

. Herramientas y accesorios (martillos, cincel, tamices, brochas y regla metlica)



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3.4. Procedimiento

a) Determinacin de la densidad aparente de la arena de reemplazo

a.1. Se pesa (W1) el molde proctor con su base ajustada verificando el volumen (V).

a.2. Se coloca el molde sobre una superficie plana, firme y horizontal mont- ando sobre ste y

cerrada la vlvula, la botella ensamblada con el cono y con suficiente arena como para llenar el proctor

ms el cono mayor. Abrir la vlvula de pase de la arena y esperar hasta que el vaciado en el proctor

de sta finalice.

a.3. Una vez que la arena ha llenado el molde mas el

cono mayor, retirar con cuidado el equipo para enrasar el molde proctor y luego pesarlo (W2).Recoger con cuidado la arena sobrante.

a.4. Calcular la densidad de la arena



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b) Calibracin del cono y espacio de la placa base con arena

b.1. Llenar la botella de arena poco ms de la tanta como sea necesaria para llenar el cono mayor del

equipo y pesar (W1).

b.2. Colocar la placa del equipo sobre una superficie

seca, limpia y nivelada.

b.3. Con la vlvula cerrada, voltear y colocar sobre la placa la botella ensamblada con el cono

mas la arena.

b.4. Aperturar la vlvula de cono y esperar hasta

que la arena llene completamente el cono mayor. Luego cerrar la vlvula, retirar el equipo con

cuidado y luego pesar (W2).Calcular el peso de arena para llenar el cono mayor (P).



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c) Determinacin del volumen de suelo extrado

c.1. Primero llenar la botella con arena suficiente como para llenar el hoyo que

se har en campo (hoyo de 9-10 cm de profundidad), colocar el cono y

cerrar la vlvula. Pesar el equipo (botella mas cono) y la arena contenida

(P1).Ir al campo.

c.2. Para el ensayo en campo, escoger un rea que no haya sido manipulada

o compactada por ningn medio, es decir terreno natural.

c.3. Sobre la superficie escogida, colocar la placa del equipo de manera que

quede al ras del suelo y con el nivel, nivelar la placa y con clavos

asegurarla en esa posicin.

c.4. Cavar a travs de la placa un hoyo de

9 a 10cm aprox. de profundidad del

mismo dimetro que el de la placa

base y colocar el suelo hmedo

extrado en bolsas plsticas para luego ser

pesado (Wsh).

c.5. Voltear el equipo y colocarlo

empalmando la boca del embudo mayor con

la de la placa sobre el hoyo cavado. Abrir la vlvula y esperar hasta que la

arena llene el hoyo y el embudo mayor. Cerrar la vlvula y retirar el

equipo.

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS



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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDESFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

c.6. En el laboratorio, pesar el equipo (botella+cono+arena restante) despus

del ensayo (P2).

c.7. Pesar el suelo hmedo extrado del hoyo (Wsh) y determinar su contenido

de humedad (ASTM D 2216-71).

C8. Determinar la densidad in situ del suelo hmedo:

C9. Determinar la densidad del suelo seco in

situ.

Pr C : 23 de mayo del 2010

: C-01

: M-1

: : 0.5-1.6 m.

: ASTM D 1556

(NTP 339.143)

DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE LA ARENA CALIB RACION DEL CONO Y ESPACIO DE LA PLACA BASE CON ARENA

1 2 3 PROMEDIO 1 2 3 PROMEDIO

W molde 7894.90 6434.00 - 5270 - -

11982.50 9228.00 - 3556 - -

p

V molde 2994.06 2123.07 - - - 1714.00 gr

na

Da Suelta 1.37 - 1 . 3 4 g r /c m3

ON DEL CONTEN

N DE ENSAYO

1 2 3 PROMEDIO 1 2 3 ROMEDIO

Wrecip+Wsh W equipo+War

67 64 75

W recip + Wss W equipo+Warena reman.



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W recip Volumen de suelo (hoyo)

23 23 2404.10 cm3

Wss

38 36 45 4120.00 gr

Wagua

6 5 7

Humedad (%)

15.79 13.89 15.56 15.08 %

DENSIDAD SECA IN SITU = 1.49 gr/cm3




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4.4. Determinacin de los Lmites de

atterberg



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4.4.1. Objetivos

. Determinar el limite liquido del suelo

. Determinar el limite plstico del suelo

. Determinar el ndice plstico del

suelo4.4.2. Normas aplicables

. ASTM D 4318 (NTP 339.129)

4.4.3. Materiales

. Aparato de lmite lquido (copa Casagrande).

.

Acanalador (Casagrande).

. Plato evaporador de porcelana.

.

Placa de vidrio para hacer el ensayo de lmite plstico

. Varilla de soldadura de 3 mm. Para visualizar por comparacin el dimetro

del cilindro para lmite plstico.

. Balanza de sensibilidad de 0.01g.

.

Estufa (100+-5C), con circulacin de aire.

. Accesorios (esptula, gotero, franela, envases)

4.4.4. Procedimiento

a) Lmite liquido

a.1. Se tamiza 5000 gr de suelo (seco al aire), por la malla N40 al cual se le

realizo el cuarteo para tomar una muestra representativa de 500 gr. Luegose dejo saturar durante 24 horas con la finalidad de que el agua ocupe

todos los espacios vacios del suelo. Una vez saturado el suelo se procede

ESTUDIO DE MECANICA DE

SUELOS



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a.2. Se calibra la copa de Casagrande verificando que la altura de la mquina

del lmite lquido sea exactamente de 1 cm. Para esta operacin se utilizla cabeza del acanalador del ranurador patrn en forma de lmina de 1 cm

de altura.

a.3. Se coloca unos gr. de suelo saturado en el recipiente de porcelana,

aadimos una pequea cantidad de agua, y mezclamos cuidadosamente

el suelo hasta obtener una muestra pastosa y de color uniforme puesto

que estas caractersticas son indicadores de que la muestra est en un

estado adecuado para el ensayo.



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Universidad Nacional Del Altiplano-PunoEscuela Profesional de Ingeniera Geolgicaa.4. Colocar con la esptula una muestra de la pasta en la copa

Casagrande

de manera que tengamos una superficie de 10mm de espesor.

a.5. Despus se realiza la ranura y se giro la manivela registrando el nmero

de golpes necesarios para cerrar el canal en una longitud aproximada de

10mm.




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a.6.Se toma una muestra para medir el contenido de humedad del suelo

colapsado en la ranura asegurndose que corresponda a la zona dondese cerr la ranura y la pasta restante se regreso al plato de evaporacin

para la siguiente repeticin.

a.7.Se repitie la secuencia para tres pruebas adicionales con nmero de golpes

comprendido entre 25 y 30, entre 20 y 25 y entre 15 y 20 respectivamente.

b) Lmite Plstico

b.1.De la pasta preparada para el ensayo anterior se tomo porciones

pequeas formando esferas (aprox. 6) que se colocaron sobre la placa de

vidrio para iniciar la prueba del lmite plstico una vez concluido el ensayo

del lmite lquido.

b.2. Se tomaran dos esferas y se rolaron sobre la placa de vidrio aplicndole

presin suficiente para moldearlo en forma de una varilla cilndrica, cuando

el dimetro del cilindro de suelo llego a 3 mm y aun no se produjo rotura en

pequeos pedazos se moldea nuevamente de la misma manera hasta que

se produzca la rotura. Si el cilindro se desmorona a un dimetro superior a

3 mm., esta condicin es satisfactoria para definir el lmite plstico.

b.3.A la muestra que ha

sufrido rotura se le determina

el contenido de

humedad (segn ASTM D 2216-

71). El valor obtenido se

promediara con

el obtenido en otras repeticiones.




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4.5. Granulometra del suelo



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4.5.1. Objetivos

. Determinar la distribucin del tamao de partculas del suelo

. Trazar la curva granulomtrica

. Clasificar el suelo por el mtodo SUCS y AASHTO

4.5.2. Normas aplicables

. ASTM D 422 (NTP 339.128)

4.5.3. Materiales

. Un juego de tamices normalizados.

. Dos balanzas: con capacidades superiores a 20 kg. y 2000 gr. Y

precisiones de 1gr. y 0,1gr. Respectivamente.

. Estufa de secado con circulacin de aire (temperatura 110 5 C.)

. Un vibrador mecnico.

. Herramientas y accesorios (Bandeja metlica, recipientes y escobilla).


a) Se toma una muestra representativa de 500 gr (peso antes de lavado) ob-

tenida del cuarteo realizado previamente, el cual fue sometido a un remojo

durante 24 horas para que las partculas finas se suelten.

b) Luego se dispone a lavar la muestra usando como filtro en el tamiz N200

para eliminar las partculas de suelos finos que contiene la muestra, hastaque el agua salga limpia.




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c) El material retenido se deposita en un recipiente y se seca en la estufa

durante 24 horas. Una vez seca lamuestra se deja enfriar y se pesa (peso

despus de lavado).

d) Luego se deposita el material en un juego de tamices y se hace vibrar el

conjunto durante 5 a 10 minutos, tiempo despus del cual se retira del

vibrador y se registra el peso del material retenido en cada tamiz. Se

sumaron estos pesos (peso final despus del ensayo) y se comparo con el

peso inicial, calculando el porcentaje de error que fue muy inferior al

mximo admisible.



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Universidad Nacional Del Altiplano-PunoEscuela Profesional de Ingeniera Geolgicae) Se realizaron los clculos respectivos




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4.6. Ensayo de compactacin proctor

modificado



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4.6.1. Objetivos

. Determinar el ptimo contenido de humedad con el que el suelo lograsu mxima densidad seca.

. Determinar el grado de compactacin del suelo

4.6.2. Normas aplicables

. ASTM D 1557 (NTP 339.141)

4.6.3. Materiales

. Molde proctor de compactacin con base y collar

. Pistn o martillo con altura libre de cada de 18 y 4.54 kg de

peso

. Extractor de muestras

. Envases (para la determinacin del contenido de humedad)

. Estufa de secado con circulacin de aire (temperatura 110 5 C.)

. Tamices 3/4, 3/8 y N4

. Herramientas y accesorios (Bandeja metlica, esptula, balanza,

cuchara, un mezclador).


a) La muestra seca al aire fue pulverizada y se determina que el porcentaje re-

tenido en la malla N4 fue de 0% por lo que se escogi el mtodo A para

ESTUDIO DE MECANICA DE

SUELOS



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Descripcin Mtodo A Mtodo B Mtodo C

Dimetro del molde 4 (101.6mm) 4 (101.6mm) 6 (152.4mm)

Volumen del molde 0.0333 p3 (944cm3) 0.0333 p3 (944cm3 ) (2124 cm3)

Peso del Pizn 10 lb(4.54 kg) 10 lb(4.54 kg) 10 lb(4.54kg)

Altura de cada del pizn 12plg (304.8mm) 12plg (304.8mm) 12plg (304.8mm)

Nmero de golpes/capa 25 25 56

Nmero de capas 5 5 5

Energa de compactacin 56,000 pie lb/p3 56,000 pie lb/p3 56,000 pie lb/p3

Compactacin 2700KN-m/m3 2700 KN-m/m3 2700KN-m/m3

Porcin que pasa la

Porcin que pasa la

malla se usa, si ms

Porcin que pasa la malla 3/8, se usa si el

de 20%, por peso de

malla N4 se usa s suelo

retenido en la

material es retenido en

Suelo por usarse 20% o menos

por peso malla N

4 es ms del

la malla de 3/8 y

de material es retenido 20% y

20% o menos

menos de 30%, por

en la malla N 4 por peso es retenido en

peso es retenido en la

la malla de 3/8.

malla de

b) Se prepara un espcimen de 5000 gr con 10% de humedad en peso seco y



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Universidad Nacional Del Altiplano-PunoEscuela Profesional de Ingeniera Geolgicase removi la muestra hasta obtener un color uniforme, para luego dividir

la muestra en cinco partes proporcionalmente iguales que

conformaran

cada capa respectiva de la compactacin.

c) Se procedie a determinar el peso y el volumen del proctor para luego

ensamblarlo con su base y el collar.




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d) De la muestra dividida se toma una de las partes para colocarla en el molde

proctor y as formar la primera capa para la compactacin con 56 golpes arazn de 25 golpes/min. Este proceso se repiti para cada una de las

cuatro partes restantes escarpando y retirando el suelo restante antes de

cada capa.

e) Despus de compactar la ultima capa se remueve el collarn teniendo

cuidado de no desgarrar el suelo del molde proctor, y luego se enraso el

molde usando un cuchillo y una regla de metal recta adecuados de man-

era que se formo una superficie plana.




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f) Se retira el molde de su base y se peso cuidadosamente

g) Usando el extractor de muestra se retira la probeta del molde proctor para

tomar muestras del suelo compactado para la determinacin de la humedad

segn norma ASTM D 2216-71 (NTP 339.127)



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