26731030-Manual-de-Lab-Oratorio-de-Suelos-1

Universidad nacional autónoma de

honduras en el valle de sula

Facultad de ingeniería civil

Laboratorio de Mecánica de Suelos I

Práctica # 1:Análisis Granulométrico Mecánico

Presentado a:

Ing. Gladys Chávez de Paz

Presentado por:

Cta. #:

O B J E T I V O S

• Determinar la distribución de tamaños en las partículas de suelos

mayores que 0.0074 mm.

E Q U I P O Y M A T E R I A L E S

• Juego de tamices ASTM

• Cucharones planos

• Balanza

• Brocha

• Horno

• Agitador mecánico

M A R C O T E O R I C O

El suelo esta constituido por infinidad de partículas y la variedad en el

tamaño de estas es ilimitado. Cuando se comenzaron las investigaciones

sobre las propiedades de los suelos, se creyó que sus propiedades

mecánicas dependían directamente de esta distribución en tamaños. Sin

embargo hoy sabemos que es muy difícil deducir con certeza las

propiedades mecánicas de los suelos a partir de su distribución

granulométrica.

El análisis granulométrico, es la determinación de los tamaños de las

partículas de una cantidad de muestra de suelo y aunque no es de

utilidad por si solo, se emplea junto con otras propiedades del suelo para

clasificarlo, a su vez nos auxilia para la realización de otros ensayos. En

suelos granulares nos da una idea de permeabilidad y en general de su

comportamiento ingenieril, no así en suelos cohesivos donde su

comportamiento depende mas de la historia geológica del suelo.

El análisis granulométrico pede expresarse de dos formas:

• Analítica: mediante tablas que muestran el tamaño de la

partícula contra el porcentaje de suelo menor a ese tamaño (%

respecto al peso total).

• Grafica: mediante una curva dibujada en papel semilogaritmico a

partir de puntos cuya abscisa en escala logarítmica es el tamaño

del grano y cuya ordenada en escala natural es el porcentaje de

suelo menor que ese tamaño (porcentaje respecto al peso total).A

esta grafica se le denomina “Curva Granulométrica’’.

Al realizar el análisis granulométrico distinguimos en las partículas

cuatro rangos de tamaño:

• Grava: Constituida por partículas cuyo tamaño es mayor que 4.76

mm

• Arena: Constituida por partículas menores que 4.76 mm y


• Limo: Constituida por partículas menores que 0.074 mm y


• Arcilla: Constituida por partículas menores que 0.002 mm

En el análisis granulométrico se emplean generalmente dos métodos

para determinar el tamaño de los granos de suelo:

• Método mecánico

• Método del hidrómetro

Análisis granulométrico mecánico por tamizado

Es el análisis granulométrico que emplea tamices para la separación de

los tamaños de las partículas del suelo. Debido a las limitaciones del

método, su uso se ha restringido a partículas mayores que 0.074 mm. Al

material menor que este tamaño se le aplica el método del hidrómetra.

Tamiz: es el instrumento empleado en la separación del suelo por

tamaños, esta formado por un marco metálico y alambres que se cruzan

ortogonalmente formando aberturas cuadradas. Los tamices ASTM son

designados por medio de pulgadas y números.

Limitaciones del análisis mecánico:

• No provee información de la forma del grano, ni de la estructura

de las partículas

• Se miden partículas irregulares con mallas de forma regular.

• Las partículas de menor tamaño tienden a adherirse alas de mayor

tamaño

• El numero de tamices es limitado mientras que las partículas

tienen tamaños ilimitados

• Tiene algún significado cuando se realiza a muestras

representativas de suelo.

P R O C E D I M I E N T O E X P E R I M E N T A L

Se pesa 3500 gr. de suelo mezclado mas el peso del recipiente. A partir

de material traído del campo se obtiene una muestra representativa de

la masa del suelo y se seca. Se reducen los terrones de la muestra a

tamaños de partículas elementales.

El material así reducido se emplea para realizar la granulometría gruesa,

vertiendo el suelo a través de los tamices de 3’’,2 ½’’,2’’,1

½’’,1’’,3/4’’,3/8’’ y № 4 dispuestos sucesivamente de mayor a menor,

colocándose al final un recipiente denominado fondo.

Luego se pasa a tamizar el material colocándolo en agitadores

mecánicos, cinco minutos en el movimiento vertical y cinco minutos en

el movimiento horizontal. Se recupera el material retenido en cada tamiz

asegurándonos manualmente de que las partículas hayan sido retenidas

en el tamiz correspondiente. Se procede a pesar el material retenido en

cada tamiz, pudiendo hacerse en forma individual o en forma

acumulada.

El peso que se encuentra en el fondo se pesa individualmente, una vez

pesado el material que se encuentra en el fondo se cuartea para poder

obtener una muestra que pese entre 150 y 300 gr. con el cual se hace la

granulometría fina. La muestra obtenida del cuarteo se pesa y se lava

sobre el tamiz № 200 para eliminar el material menor a este tamaño. Se

coloca la muestra en el horno por 24 horas a 110 ± 5 °C, después de lo

cual se vierte sobre los tamices № 10, 30, 40, 100, 200 y fondo

dispuestos sucesivamente de mayor a menor abertura y se procede

igual que para la granulometría gruesa.

D A T O S Y C A L C U L O S

Granulometría Gruesa

Tamiz Peso RetenidoAcumulado

% RetenidoAcumulado

% Pasa

3’’

2.5’’

2’’

1.5’’

1’’

3/4’’

3/8’’

N° 4

Fondo

Granulometría Fina

Tamiz Peso RetenidoAcumulado

% RetenidoAcumulado

% Pasa % Corregido

N° 10

N° 30

N° 40

N° 100

N° 200

Fondo

INVESTIGACION

1. Interpretacion de la curvas granulometricas.

2. Importancia y utilidad del análisis granulométrico.

3. Definición e importancia de la textura del suelo.

Análisis granulométrico por SedimentaciónMétodo del Hidrómetro

O B J E T I V O S

• Conocer y aplicar el procedimiento del hidrómetro para poder

determinar la distribución por tamaños de las partículas menores a

la malla No. 200.

• Extender la curva granulométrica para tamaños menores que la

malla No. 200.


• Dos probetas de capacidad de 1000 ml

• Balanza

• Termómetro

• Beaker

• Espátula

• Cronometro

• Mezcladora

• Frasco lavador

• Agua destilada

• Antifloculante

• Hidrómetro

• El antifloculante es un agente dispersor de los grumos que tienden

a formarse. El tipo y canteada de de floculante es variable.

• Tipo de antifloculante: Hexametafosfato de sodio, silicato d sodio,

tetrafosfato y pirosfato de sodio


Para conocer la distribución por tamaños de las partículas menores a la

malla No. 200 se exige una investigación fundada en otros principios. El

método del hidrómetro es hoy, el de más uso. Este método fue

propuesto independientemente por Goldschmidt en Noruega (1926) y

por Bougoucos el los Estados Unidos (1927). Luego fue perfeccionado

por Casagrande.

El método del hidrómetro se basa en la ley de Stokes y proporciona una

relación entre la velocidad de sedimentación de las partículas de suelo

en un fluido y, el tamaño de esas partículas.

Aplicando la ley se obtiene el diámetro equivalente de la partícula que

es el diámetro de una esfera, de la misma gravedad específica que

suelo, y que se sedimenta con la misma velocidad que la partícula real.

En general el ensayo del hidrómetro consiste en disipar una pequeña

cantidad de suelo en agua para formar una suspensión normalmente

con un agente para neutralizar las cargas de las partículas de suelo para

impedir la formación de grumos y medir la gravedad especifica de la

suspensión a intervalos de tiempo establecidos.

El ensayo se basa en la siguiente hipótesis:

• La ley de Stokes es aplicable a solo un tipo de suspensión de suelo

cuyo tamaño esta comprendido entre 0.1 y 0.0005 mm.

• La suspensión es uniforme al principio de la prueba.

• La concentración debe ser tal que las partículas no interfieran al

sedimentarse. Por ello se emplean solo 50gr. de material.

• El área de la sección recta del bulbo de hidrómetro es despreciable

en comparación a la de la probeta de tal manera que no

intervienen la sedimentación.

• Con los datos obtenidos en el ensayo de hidrométrica podemos

extender la curva granulométrica y de esta obtener la información

necesaria para determinar:

• El coeficiente de uniformidad (CU) y el coeficiente de curvatura

(CC). Estos coeficientes no tienen significación cuando más de un

10% del suelo pasa la malla No. 200.

• Las proporciones de limo y arcilla Esta última es parte de la

información necesaria en el cálculo de la Actividad de la arcilla.

P R O C E D I M I E N T O

1. Preparación de la muestra:

• Cuando el suelo es en su mayor parte arcilla se debe pesar

aproximadamente 25 gr. de suelo secado al aire, si se trata de

suelo que su mayor contenido es de arena entonces se debe pesar

100 gr.

• Colocar la muestra de suelo pesada en un beaker de 250ml. Y

cubrirla con 125ml. De solución de antifloculante (40gr. de sodio

por litro de agua destilada). Mezclar bien hasta obtener una

consistencia de una pasta fluida. Se deja reposar por lo menos

16hr.

• Recoger en una latita una muestra de suelo, pesarla y calcular el

%H con el cual se hará la corrección por humedad.

2. Mezclado de la suspensión suelo-solución:

• Al finalizar las 16hr. Dispersar aun más la suspensión del beaker al

vaso de la mezcladora. Lavar cualquier residuo del beaker dentro

del vaso hasta que quede más o menos a la mitad.

• Revolver la suspensión en la mezcladora durante 1min.

• Durante ese minuto llenar hasta la altura de calibración una

probeta de 1000ml. Con agua destilada. Esta se utilizara para

lavar y dejar reposar el hidrómetro entre una y otra lectura.

• Colocar al par de la probeta anterior otra vacía.

• Después del mezclado se vierte la suspensión en la probeta vacía

de 1000ml. y se termina de llenar hasta la altura de calibración

con agua destilada.

• Con la palma de la mano se tapa la boca de la probeta y se agita

vigorosamente aproximadamente 1min.

• Inmediatamente después colocar la probeta sobre la mesa,

introducir el hidrómetro y poner en marcha el cronometro. Tomar

lecturas del hidrómetro a los siguientes intervalos de tiempo: 1, 2,

3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 250 y 1440 minutos.

• Cada vez que se desee tomar una nueva lectura, cuidadosamente

introducir el hidrómetro en la probeta de la suspensión unos 20 ó

25 segundos antes de tomar la lectura. Tan pronto se ha tomado

la lectura, cuidadosamente sacar el hidrómetro y colocarlo con

movimiento rotatorio en la probeta con agua destilada.

• Inmediatamente después de cada lectura, tomar la temperatura

de la suspensión introduciendo un termómetro en esta.

CALCULOS Y TABLAS

1. Lectura del hidrómetro corregido

(R) = lectura hidrómetro + 0.5

2. Porcentaje del suelos en suspensión

% suelos suspensión: 1.65R/2.65Ws x Gs/(Gs-1) x 100

Gs= gravedad especifica a Tx del suelo

Ws= peso suelo secado en el horno

El porcentaje de suelos en suspensión corresponde al % pasado en

granulometría mecánica.

3. % Corregido = ( % pasa # 200 x % suelo suspensión) / 100

*Nosotros vamos a graficar en papel semilogaritmico será Dmm

contra % corregido.

%c

Dmm

4. Para obtener Zr: se obtiene directamente de la curva de calibración usando la curva “A” para las 4 primeras lecturas y la curva “B” para el resto de las lectruas.

5. Se calcula: Zr/t t= tiempo en min.

6. Cálculos de diámetros: (30 x u/g) / ( s - w) * Zr/t

Dmm ø: u/ {32.690( Gs-Gw)} * Zr/t

Para encontrar u y Gw se debe interpolar para las temperaturas que requerimos en la tabla

Tiempo (min.)

TemperaturaLectura

HidrómetroLectura

corregida% Suelo

Suspensión%

CorregidoZr √Zr/t ø

1 2 3 4 5

10 15 20 30 40 50 60

250 1440

Investigación

1. Calibración del hidrómetro

2. Calcular los coeficientes de uniformidad, concavidad, el D10 y el

coeficiente de distribución y concluir.

3. Determinar el % de grava, arena, limo y arcilla.

Limite de Atterberg

O B J E T I V O S

• Conocer la plasticidad de un suelo fino.

• Identificar y clasificar la fracción fina de un suelo.

• Determinar los factores de contracción de los suelos.


Limite líquido:

• Dispositivo para determinar el límite líquido (copa de casa grande).

• Ranurador plano triangular o ranurador del ASTM (dimensiones

normalizadas).

• Tamiz No 40.

• Espátula.

• Cápsula de porcelana.

• Frasco lavador.

• Agua destilada.

• Balanza.

Limite plástico:

Se realiza a la par del límite líquido por lo tanto el equipo adicional es:

• Placa de vidrio despulido.

• Alambre de 3.2 mm (1/8 plg.) de diámetro opcional.

Limite de contracción:

• Cápsula de porcelana.

• Dispositivo y ranurador para

determinar el límite líquido.

• Espátula.

• Cápsulas petri.

• Mercurio.

• Aceite vegetal.

• Molde metálico.

• Vidrio con tres salientes o

púas para sumergir en el

mercurio el suelo

remoldeado.

• Vaso de vidrio.

• Probeta de cristal graduada.

• Horno.


Plasticidad puede definirse como la propiedad de un material por la que es

capaz de soportar deformaciones rápidas, sin rebote elástico, sin variación

volumétricas apreciables y sin deformarse ni agrietarse.

Los trabajos realizados por Atterberg y Casagrande referentes a la

plasticidad hacen ver que, en primer lugar la plasticidad no es una propiedad

general de los suelos; los suelos gruesos no la exhiben en ninguna

circunstancia. En segundo lugar, que en los suelos finos no es una propiedad

permanente, sino circunstancial y dependiente de su contenido de agua. Una

arcilla o un limo susceptibles de ser plásticos pueden tener la consisten de

un ladrillo, cuando están muy secos; con un gran contenido de agua, puede

presentar las propiedades de un lodo semilíquido o inclusive, las de una

suspensión liquida. Entre ambos extremos existe un intervalo de contenido

de agua en el que esos suelos se comportan plásticamente.

Por consistencia se entiende el grado de cohesión de las partículas de un

suelo y su resistencia a aquellas fuerzas exteriores que tiendan a

deformarlas.

La consistencia de un suelo formado por partículas muy finas, como arcilla,

depende de su contenido de agua, ya que esta modificada las fuerzas de

interacción entre las partículas y por lo tanto influye solo el comportamiento

del material. Así un elevado contenido de agua indica una baja resistencia

aumenta hasta alcanzar un estado plástico en que el material es fácilmente

moldeable, al seguir perdiendo humedad el suelo llega a adquirir las

características de un sólido pudiendo resistir esfuerzos de compresión y

tensión.

Según su contenido de agua decreciente, un suelo susceptible de ser plástico

puede estar en cualquiera de los siguientes estados de consistencia,

definidos por Atterberg:

1. Estado liquido con las propiedades y apariencias de una suspensión.

2. Estado semilíquido, con las propiedades de un fluido viscoso.

3. Estado plástico, en que el suelo se comporta plásticamente.

4. Estado semisólido, en que el suelo tiene apariencia de un sólido pero

aun disminuye de volumen si se sigue secando.

5. Estado sólido, en que el volumen del suelo ya no varía con el secado.

Los estados anteriores son fases generales por las que pasa el suelo al irse

secando, y no existen criterios estrictos para definir sus fronteras. El

establecimiento de estas ha de hacerse en forma puramente convencional.

Atterberg lo hizo originalmente estableciendo las primeras convenciones (por

lo cual llevan su nombre); Casagrande las refino posteriormente y les dio su

forma actual:

• La frontera entre el estado semilíquido y el plástico se denomina

Limite Liquido.

• La frontera entre el estado plástico y el semisólido se denomina Limite

Plástico.

• La frontera entre el estado semisólido y sólido se denomina Límite de

contracción.

Además de estos tres limites que se consideran los principales, se conocen el

limite de pegajosidad o adhesión que es el contenido de agua al cual el suelo

pierde su propiedad adhesiva y cesa de pegarse a los otros objetos tales

como las manos o la superficie metálica pulida de la hoja de una espátula; y

el limite de cohesión, que es el contenido de agua al cual los granos de suelo

cesan de pegarse unos con otros, es decir, al cual el cultivo del suelo no

resulta en formación de terrones o bloques. Estos límites no tienen gran

importancia en lo que a mecánica de suelos se refiere, mas bien son de gran

interés en la Agricultura.

• Limite Líquido: Contenido de agua (porcentaje del peso seco) que debe

tener un suelo remoldeado para una muestra en la que se haya

practicado una ranura de dimensiones normalizadas (1207 mm) se

cierre, sin resbalar en su apoyo, al someterla a un impacto de 25

golpes bien definidos.

El límite líquido de un suelo da una idea de su resistencia al corte cuando

tiene un determinado contenido de humedad. Un suelo cuyo contenido de

humedad sea aproximadamente mayor o igual que el límite liquido, tendrá

una resistencia a la corte prácticamente nula. Los materiales granulares

(arena, limo) tienen LL bajos (25% a 35%), y las arcillas, LL altos (mayores de

40%).

• Limite plástico: Contenido de agua (en % del peso seco) con el que se

rompe en fragmentos de tamaño definido un rolo de 3.2 mm (1/8 plg.)

de diámetro formado con el suelo al rodearlo, con la palma de mano

sobre una superficie plana.

Las arenas no tienen plasticidad, los limos la tienen, pero muy poca; en

cambio las arcillas, y sobre todo aquellas ricas en material coloidal, son muy

plásticas. Si se construyen terraplenes o subbases, deberá evitarse

compactar el material cuando su contenido de humedad sea igual o mayor a

su limite plástico.

• Limite de contracción: Representado por aquel contenido de humedad

con el que cesa la contracción de una masa aun cuando continué el

proceso de evaporación de agua.

• Índice de Plasticidad: Parámetro de plasticidad que mide de un modo

muy claro el intervalo plástico, incluyendo por supuesto los parámetros

LL y LP:

IP = LL – LP

Un IP elevado indica mayor plasticidad. Cuando un material no tiene

plasticidad (arena, por ejemplo) se considera el IP como cero y se indica:

IP = NP

• Actividad: Es la relación entre el IP y el porcentaje de la fracción arcilla

(menor que 0.002 mm):

A = IP / % de peso del suelo Fino que 0.002 mm.

La actividad puede valer 0.38 en arcillas caoliniticas, 0.9 en arcillas iliticas y

alcanzar valores superiores a 7 en arcillas montmorioniticas, lo cual da una

idea de las características de plasticidad de las arcillas, según su composición

mineralógica.

A mayor plasticidad en una arcilla mayor será su actividad.

• Índice de Contracción: Diferencia entre el LP y el LC.

IC = LP - LC

• Relación de contracción: Relación entre el peso seco de la pastilla de

suelo secada al horno y su volumen.

R = Ws / Vo

Con LC y R se pueden encontrar el peso especifico G de un suelo, así:

G = 1 / [(1/R) – (LC/100)]

• Cambio Volumétrico: Es el cambio de volumen de un suelo cuando su

contenido de humedad se reduce a su LC, o sea:

Vc = (Wi – LC) R

Donde: Wi = contenido de agua inicial.

• Contracción Lineal: Es el decrecimiento de la masa de un suelo en una

sola dimensión, cuando su contenido de humedad se reduce a su LC:

Ls = 100(1-[100/(Vc+100)]2)


Limite Líquido

1. Deberá tomarse una muestra de unos 100 g. de la porción de material

que pasa el tamiz No. 40 (0.425 mm).

2. Se inspeccionara el aparato para la determinación del LL, a fin de

determinar si se halla en buen estado. El pasador que une el plato de

bronce no debe estar gastado, pues permitiría un movimiento lateral.

Los tonillos que fijan el plato de bronce al brazo del aparato es

necesario que se hallen firmemente colocados. El acanalador

(ranurador) no debe estar gastado por el uso. Por medio del manubrio

y el brazo de agarre del plato de bronce deberá ajustarse dicho plato

de tal modo que la caída sea exactamente de un centímetro

(auxiliándose de las dimensiones del ranurador).

3. La muestra de suelo se colocara en la cápsula de porcelana y se

añadirán de 15 a 20 ml de agua destilada, removiendo, amasando y

agitando la mezcla continuamente con la espátula. Luego se añadirá

mas agua, en cantidades de 1 a 3 ml, mezclándola bien en el suelo

cada vez como se indico anteriormente. No debe usarse el plato de

bronce del aparato para efectuar estas mezclas de suelo y agua.

4. Cuando se haya mezclado suficiente cantidad de agua con el suelo,

una vez obtenida una de consistencia uniforme, se tomara una porción

de esta masa y se colocara en el plato de bronce, distribuyéndola con

el menor numero posibles de golpes de espátula y teniendo cuidado de

que no se formen burbujas de aire dentro de la masa de suelo. Luego

se nivelara con la espátula, de tal modo que tenga un centímetro de

espesor máximo. El sobrante del suelo deberá quitarse y colocarse en

la cápsula de porcelana. El suelo en el plato de bronce deberá de ser

dividido con un corte firme del ranurador diametralmente al plato de

bronce, de arriba a bajo, de tal modo use se forme un canal limpio y

uniforme, de dimensiones normalizadas.

5. El plato de bronce use contiene la muestra, preparada y cortada como

se indica en el numeral 4, tendrá que ser levantado y soltado por

medio de el manubrio, a una velocidad de dos revoluciones por

segundo, hasta que las dos mitades de la muestra se unan en su base,

en una distancia de media plg (12.7 mm.) aproximadamente luego se

registrara el numero de golpes que ha sido necesario dar para cerrar el

canal. Cuando se esta levantando y haciendo caer el plato de bronce,

es decir, durante el conteo de los golpes, no debe sostenerse con la

mano la base del apartamento.

6. Una porción del suelo, aproximadamente del ancho de la espátula, y

cortada en toda su sección, en ángulo recto al canal, se removerá se

colocara en un patillo, y se pesara. Luego se secara el suelo, a peso

constante, a 110 C, y se volverá a pesar la muestra.

7. El suelo que queda en el plato de bronce será trasladado a la cápsula

de porcelana. Luego se lavara y se secara debidamente en el plato de

bronce y el ranurador y se repartirá la prueba.

8. Las operaciones anteriores habrá de repetirse, por lo menos para dos

porciones adimensionales de la muestra, añadiendo agua hasta que el

suelo una consistencia que el número de golpes requerido para cerrar

la ranura estará arriba de 25 y abajo 25. El numero de golpes debe ser

menor que 35 y exceder a 15. La prueba siempre se realizara de la

condición seca a mas húmeda del suelo.

9. El contenido de agua del suelo se expresara como su contenido de

humedad, en porcentaje al peso del suelo secado al horno.

10.Dibújese una grafica (curva de flujo) en papel semilogaritmico

colocando en las abscisas (escala Log.) el número de golpes y en las

ordenadas (escala natural) el porcentaje de humedad. La curva que se

obtiene debe considerarse como una recta.

11.El contenido de humedad correspondiente, a la intersección de la

curva de flujo con la ordenada de 25 golpes se anotara como Limite

Liquido del suelo, y se indicara redondeándolo al número entero más

próximo.

Limite Plástico

1. Se toman 20 g, aproximadamente, de material que pasa el tamiz No.

40 (se puede trabajar con el material que se empleo para el LL) , se le

agrega agua destilada mezclando debidamente, hasta que la masa del

suelo se vuelva suficientemente plástica, como para darle forma de

bola sin que se pegue a los dedos al apretar la masa.

2. Se toman aproximadamente 8 g. de muestra y se amasa hasta darle

forma elipsoidal. Se arrolla esta masa colocándola entre los dedos de

la mano y una placa de vidrio despulido y con suficiente presión se

hace una barita o rollito que tenga un diámetro uniforme en toda su

longitud.

3. Cuando el diámetro de la barita se reduzca a 1/8” (3.2 mm), se rompe

en unos 6 u 8 pedazos, uniéndolos nuevamente, hasta darle a la masa

una forma mas o menos elipsoidal y vuelve a amasar. Continuar

haciendo rollitos de 1/8”, y amasando hasta que ya no sea posible

obtener rollitos de 1/8”. El resquebrajamiento puede ocurrir cuando la

barrita de suelo tenga un diámetro mayor a 1/8”, esto se considerará

satisfactorio siempre que el suelo haya sido previamente amasado en

rollitos de 1/8” de diámetro.

4. Luego de tener el suelo resquebrajado, reunir las porciones y

colocarlas en un platillo, pesarlo. Secar el suelo a peso constante, a

110 C +_ 5 C. Luego pesar la muestra secada al horno. La diferencia

entre ambos nos dará el peso del agua en la muestra.

5. Calculase el LP, expresándolo como un contenido de humedad referido

en porcentaje, al peso del suelo secado al horno.

6. Se realizara la operación 2 o 3 veces para sacar un promedio, y se

expresa redondeándolo al numero entero mas próximo.

Limite de Contracción

1. Se toman aproximadamente 60 g. (30 por cada petri) de material que

pasa el tamiz No.40 y se preparan con una humedad igual o

ligeramente mayor que el LL.

2. Llenar con este suelo una (o dos) cápsula petri, previamente lubricada

con vaselina u otra grasa pesada para evitar la adherencia del suelo a

las

llena en 3 capas aproximadamente iguales, golpeando ligeramente el

petri, en cada capa, sobre una superficie firme, a fin de que la masa de

suelo se halle debidamente y uniformemente distribuido, y todas las

burbujas de aire sean llevadas a la superficie.

3. Al terminar la última capa, deberá retirarse el exceso de suelo y

enrasarlo cuidadosamente con una espátula. Pesar el petri con el suelo

húmedo.

4. La masa de suelo deberá ser secada al aire a temperatura ambiente,

hasta que su color cambie de oscuro a claro. Luego se secara la

muestra a peso constante, en el horno a 110 C _+ 5 C. Se pesara y

también se registrara el peso del petri vació.

5. Determinar la capacidad (volumen) del petri, que es además el

volumen del suelo húmedo moldeado, mediante el uso del mercurio:

a) Llenar el petri con Hg hasta derramar, remover el exceso

de mercurio con una placa de vidrio, presionando firmemente

sobre los bordes del molde.

b) se pesa el petri más Hg; restándole el peso del petri,

obtenemos el peso del Hg; y el volumen del petri (volumen

inicial) conociendo la gravedad específica del Hg: = 13.35

Vi = WHg / Hg

El volumen también puede ser medido con una probeta de cristal

graduada.

6. Determinación del volumen de la pastilla de suelo seca:

a) Llenar con mercurio un vaso de vidrio, el cual deberá

colocarse sobre un plato que recoja el mercurio sobrante,

enrasarlo con el vidrio de tres puntas. Limpiar el mercurio que

rebose.

b) Sobre la superficie de mercurio se colocara el suelo seco

moldeado. Se introduce cuidadosamente utilizando el plato de

vidrio que tiene las tres puntas, presionándolo firmemente sobre

los bordes del vaso y evitando la formación de burbujas de aire.

El volumen de mercurio que se desplace se medirá en el

graduado de cristal o se obtendrá su peso y con la ayuda de la

gravedad especifica del Hg, se encontrara el volumen del suelo

seco moldeado (volumen final).

Vf = WHg desplazado / Hg

7. El límite de contracción se obtiene así:

LC = %W – [(Vi – Vf)/Ws] *100

Donde:

•%W = Porcentaje de Humedad

•Vi = Volumen del suelo moldeado húmedo

•Vf = volumen del suelo moldeado seco

•Ws= peso del suelo moldeado seco al horno

8.Generalmente se toman dos muestras para obtener un promedio.

Aproximar al entero más cercano.

Peso Volumétrico

O B J E T I V O S

• Determinar el peso volumétrico de una muestra de

suelo haciendo uso del principio de Arquímedes.

M A T E R I A L Y E Q U I P O

• Parafina

• Balanza

• Beaker

• Espátula

• Brocha

• Hilo

• Latita para humedad

• Horno

• Estufa


El peso volumétrico o específico se define como el cociente de peso

de un cuerpo por su volumen.

PV = W/V = Lbs/pies3 = grs/ cms3 = kgs/mts3

En el ensayo determinaremos el peso volumétrico de una muestra

cúbica de suelo mediante un método que se basa en el principio de

Arquímedes.

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un

cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático (e

incompresible), será empujado con una fuerza igual al peso del

volumen de líquido desplazado por dicho objeto. De este modo

cuando un cuerpo está sumergido en el fluido se genera un empuje

hidrostático resultante de las presiones sobre la superficie del cuerpo

que actúa siempre hacia arriba a través del centro de gravedad del

cuerpo y de valor igual al peso del fluido desplazado.

http://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_gravedad

http://es.wikipedia.org/wiki/Peso

http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

Esta fuerza se mide en Newtons (en el SI) y su ecuación se describe

como:

Donde ρf y ρs son respectivamente la densidad del fluido y del sólido

sumergido; V el volumen del cuerpo sumergido; y g la aceleración

de la gravedad.


1. Se toma una pequeña muestra cúbica inalterada de suelo.

2. Se pesa suspendida por medio de un hilo que atamos a su

alrededor, este peso lo llamaremos peso al aire (Wa).

3. Se parafina la muestra y se pesa, siendo este el peso, el peso de

la muestra en el aire parafinada (Wap).

4. Se sumerge la muestra parafinada, siempre suspendida por un

hilo, en un Beaker con agua y obtenemos el peso de la muestra

parafinada en el agua (Wpa). Se debe tener cuidado de sumergir

la muestra totalmente en el agua, pero sin tocar el fondo.

5. Tomamos una muestra para determinar el porcentaje de

humedad.

D A T O S Y C Á L C U L O S

http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n_de_la_gravedad

http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n_de_la_gravedad

http://es.wikipedia.org/wiki/Newton

Datos Muestra Muestra

1 2Peso Muestra al Aire

Peso Muestra Parafinada al Aire

Peso Muestra Parafinada en Agua

Peso Muestra Parafinada

Volumen de Parafina

Volumen Muestra

Peso Volumétrico

Datos de Humedad

Peso Suelo Húmedo + Lata

Peso Suelo Seco + Lata

Peso Lata

Peso Suelo Húmedo + Lata

Peso Suelo Seco + Lata

% Humedad

Gravedad Específica

O B J E T I V O S

• Familiarizarse con el método para la obtención de la Gravedad

Especifica de un suelo compuesto por partículas pequeñas, las

cuales tienen una gravedad especifica mayor que 1.00.


• Picnómetro de 500 ml

• Balanza

• Termómetro

• Agua destilada

• Estufa

• Horno

• Embudo

• Cápsula de porcelana

• Espátula.


Definimos como Gravedad Específica o Densidad de la fase sólida de

un suelo, la relación entre el peso específico de la materia que

constituyen las partículas del suelo y el peso específico del agua

destilada a 4 °C.

Gs = γ m sabemos que γ = w / v

γ w 4°c

Gs= Ws/Vs

Ww/Vw

Considerando iguales los volúmenes de material y el agua tenemos:

Gs= Ws/Ww

Por lo tanto la gravedad específica la podemos definir como la

relación del peso del aire, de un determinado volumen de material, a

una cierta temperatura, y el peso al aire, de un volumen igual de agua

destilada, a la misma temperatura.

El valor de la gravedad específica de un suelo es necesaria para el

calculo de la relación de vacíos, par el análisis hidrométrico y para la

clasificación de los minerales que contiene.

Los valores de la gravedad específica de muchos suelos varia entre

2.65 y 2.85. Los suelos orgánicos o con partículas porosas tienen

valores de Gs menores que 2.0; en cambio los suelos que contienen

partículas pesadas como hierro los valores de Gs son mayores que

3.0.

Para fines de laboratorio la gravedad especifica se obtiene como la

relación entre el peso de los sólidos (o sea el peso del suelo sin aire y

sin agua) y el peso del volumen de agua que desalojan a una

temperatura ambiente. Los valores de la Gs deberán ser referidos a

20 °C.

Existen diferentes métodos para determinar la Gs en el laboratorio,

todo depende del tamaño de las partículas por las que esta formado el

suelo:

• Para el material que pasa el tamiz No 4 se utiliza el método

AASHTO 100-70.

• Cuando el suelo esta compuesto por partículas mayores del

tamiz No 4. deberá emplearse el método estándar AASHTO 85.

• Cuando el suelo esta compuesto por partículas mayores o

menores del tamiz No 4, la muestra deberá separarse por el

método correspondiente. En este caso, la gravedad especifica

del suelo, será el promedio de los valores obtenidos.

Compresión Axial

O B J E T I V O S

Determinación rápida de los valores de esfuerzos compresivos de

suelos inalterados que posean suficiente cohesión para determinar

la prueba en estado no confinado.


• Aparato de compresión

• Indicador de deformación

• Calibrador de vernier

• Cronometro

• Horno

• Balanza

• Herramienta para remoldar la muestra

• Latitas para humedad

M A R C O T E Ó R I C O

Esfuerzo compresivo sin confinar:

La carga máxima por unidad de área a la cual un espécimen cilíndrico

de suelo fallará en una prueba de compresión simple.

Este es un ensayo simple donde la compresión atmosférica rodea el suelo,

consiste en aplicar una carga vertical a un espécimen cilíndrico y llevarlo a la falla

sin proporcionarle ningún soporte lateral. Esta prueba se asemeja a una triaxial

en la cual el esfuerzo principal mayor fuera igual al vertical y los esfuerzos

principales intermedios fueron nulos. El ensayo es similar a los que se efectúan en

cilindros de concreto. El esfuerzo normal σ 1, que se aplica a la muestra cilíndrica

del suelo hasta que falle, se designa “qu” y que se denomina “resistencia a la

compresión sin confinar” del suelo.

Si σ 1 = qu y σ 3 = 0 la formula siguiente:

σ 1 = σ 3 tan 2 (45° + φ / 2)+ 2 c tan (45° + φ / 2)

Se reducirá a:

σ 1 = qu = 2 c tan (45° + φ / 2)

)2

45tan(*2φ+

= quc

2 tan (45 + φ / 2)

φ = 0 para suelos cohesivos y tan 45° = 1

2

quc =

Esta prueba queda circunscrita a suelos cohesivos, pues en los no

cohesivos es imposible labrar la muestra.

El ensayo se realiza con muestras obtenidas con tubos de pared

delgada y sin perturbar hasta donde sea posible.

Algunas veces que se obtiene de muestras procedentes del ensayo de

penetración estándar.

PREPARACIÓN DE LAS MUESTRAS

Tamaño de las muestras: Los especimenes deben tener un diámetro

mínimo de 30 mm y la partícula mayor contenida dentro del

espécimen de ensayo debe ser menor que 1/10 del diámetro del

espécimen. Para muestras que tengan un diámetro de 72 mm o

mayores, el tamaño mayor de partícula debe ser menor que 1/6 del

diámetro del espécimen. Si después de terminar un ensayo sobre una

muestra inalterada, se encuentra, con base en la observación directa,

que hay presentes partículas mayores que las permitidas. La relación

de altura a diámetro debe encontrarse entre 2 y 2.5. Determine la

altura promedio y el diámetro de la muestra para el ensayo. Tome un

mínimo de 3 mediciones de la altura (separadas 120º), y por lo menos

tres mediciones del diámetro espaciadas igualmente a lo largo de la

generatriz del cilindro.

Muestras inalteradas: Prepare los especimenes inalterados a partir de

muestras grandes inalteradas.

Las muestras de tubo pueden ser ensayadas sin labrar, excepto sus

extremos, si las condiciones de la muestra justifican este

procedimiento. Maneje las muestras cuidadosamente para prevenir

cualquier alteración, cambios en la sección transversal o pérdidas en

el contenido de agua. Si el aparato de extracción puede causar

compresión o cualquier otro tipo de alteración notoria de la muestra,

divida el tubo de muestreo a lo largo o córtelo en secciones pequeñas

para facilitar la remoción del espécimen sin alteración. Cuando sea

posible, prepare los especimenes labrados a partir de muestras

mayores intactas en un cuarto con humedad controlada. Haga todo lo

posible para prevenir cualquier cambio en el contenido de agua del

suelo. Los especimenes deben tener una sección transversal circular

con sus extremos perpendiculares al eje longitudinal de la muestra.

Cuando recorte o labre una muestra, remueva cualquier guijarro

pequeño o concha que encuentre. Llene cuidadosamente los vacíos en

la superficie del espécimen con suelo remoldeado obtenido de los

recortes. Cuando la presencia de guijarros o desmoronamiento de

lugar a una irregularidad excesiva en los extremos, emparéjelos con

un espesor mínimo de yeso, cemento, o un material similar. Cuando la

condición de la muestra lo permita puede utilizarse un torno vertical,

que acomode la muestra completa, como una ayuda en el labrado de

la muestra hasta el diámetro requerido. Cuando se considere

importante la prevención del desarrollo de fuerzas de capilaridad,

selle el espécimen con una membrana de caucho con un

recubrimiento de plástico delgado, con un recubrimiento de grasa o

de plástico pulverizado durante todo el ensayo.

Determine las dimensiones y la masa de la muestra para el ensayo. Si

el espécimen debe ser emparejado con yeso o cemento, su masa y

dimensiones deben ser determinadas antes de emparejar sus

extremos. Si la muestra completa no se va a utilizar en la

determinación del contenido de agua, tome una muestra

representativa de cortes para este objeto colocándolas

inmediatamente en una cápsula cubierta.

Muestras remoldeadas: Las muestras remoldeadas pueden ser

preparadas a partir de una muestra inalterada o a partir de una

muestra alterada, siempre y cuando sea representativa de la muestra

inalterada fallada. En el caso de las muestras inalteradas falladas,

envuelva el material en una membrana de caucho delgado y amase el

material completamente con los dedos para asegurar un remoldeo

completo. Evite que quede aire atrapado en la muestra.

Tenga cuidado de obtener una muestra de densidad uniforme, con la

misma relación de vacíos de la muestra inalterada y con el mismo

contenido natural de agua en el suelo.

Moldee el material alterado en una formaleta de sección transversal

circular cuyas dimensiones cumplan los requerimientos del numeral

6.1. Después de retirar los especimenes de la formaleta, determine la

masa y las dimensiones de las muestras para el ensayo.

Muestras compactadas: Las muestras deben ser preparadas con un

contenido de agua predeterminada y con la densidad prescrita por el

cliente que solicita el ensayo. Después de preparada la muestra

recorte los extremos perpendicularmente al eje longitudinal, retírela

de la formaleta y determine su masa y sus dimensiones.

Nota: La experiencia muestra que es difícil compactar, manejar y

obtener resultados validos con especimenes que tienen un grado de

saturación mayor de 90%.


1. - Los especímenes deberán tener un diámetro mínimo de 1.3" ( 3.3

cm. ) y el tamaño máximo de las partículas contenidas dentro del

espécimen de prueba será menor de 1/10 del diámetro del

espécimen. Para especímenes que tengan un diámetro de 2.8"

( 7.11 cm. ) o mayor, el tamaño máximo de la partícula será menor

que 1/6 del diámetro del espécimen. Si después de realizada la

prueba en un espécimen inalterado, se encuentran partículas

mayores que las mencionadas anteriormente, dicha información

deberá registrarse como observaciones. La relación altura -

diámetro estará entre 2 y 3. Las alturas y los diámetros se miden

con un calibrador Vernier.

2. - De una muestra inalterada grande lábrese el espécimen en un cuarto

húmedo, teniendo cuidado en evitar cualquier cambio de humedad en el suelo.

Los especímenes a usar pueden ser de sección circular uniforme o de sección

cuadrada, con sus bases perpendiculares al eje longitudinal del espécimen.

3. - Determinar ( altura y diámetro ) y peso del espécimen.

4. - Coloque el espécimen en el aparato de carga de tal manera que

se encuentre centrado en la plataforma base. Ajustar el aparato

cuidadosamente para la plataforma superior haga contacto con el

espécimen. Colocar en cero el indicador de deformación. Aplique

la carga registrando valores de carga y deformación cada 30 seg.

Continúe cargando hasta que los valores de carga decrezcan con

incremento de la deformación.

5. - Determine la falla del espécimen y anote el ángulo de falla con

respecto a la horizontal.

6. - Determine el contenido de humedad del espécimen entero,

amenos que se halla obtenido muestras representativas para ese

propósito como en el caso de especímenes inalterados.

Compresión Triaxial

O B J E T I V O S

• Determinar los parámetros necesarios para conocer el esfuerzo

sin consolidación y sin drenaje, de especímenes cilíndricos de

suelos cohesivos en condiciones inalteradas.

• Proveer información para la determinación de la envolvente de

Morh.


• Maquina Triaxial de compresión.

• Cámara Triaxial.

• Compresor de agua o aire.

• Calibrador de vernier.

• Herramientas para el remoldeo de la muestra.

• Cronometro.

• Balanza.

• Horno.

• Latitas para humedad.

• Membranas plásticas.


Las pruebas de compresión triaxial son las más usadas para

determinar las características de esfuerzo-deformación y de

resistencia de los suelos. Una muestra cilíndrica de suelo es sometida

a esfuerzos normales y horizontales (de compresión o extensión)

alrededor del cilindro.

Las dimensiones generales de la muestra varían desde 3.3 cm. hasta

7.6 cm. de diámetro con una relación H/d entre la altura del cilindro

de suelo y su diámetro, comprendida entre 2 y 3.

Se considera que los ensayos triaxiales dan mejores parámetros del

suelo y la mejor información de esfuerzo-deformación. Esto es cierto

solo cuando las muestras de suelo son sin perturbar y se tiene mucho

cuidado en la tallada de las muestras y al colocarlas dentro de la

membrana plástica.

En líneas generales, la prueba consiste en lo siguiente:

Una muestra cilíndrica, de material, se cubre con una membrana de

goma y se le coloca en la cámara de compresión.

La presión lateral es aplicada uniformemente en la cámara cilíndrica

mediante aire comprimido, agua o glicerina. La carga normal es

aplicada, a través de un pistón, por medio de un gato de tornillo, o

mediante una presión hidráulica. Al comenzar el ensayo, se igualan

los esfuerzos σ 1 , σ 2 , σ 3 . Como la presión dentro de la cámara, es

igual en todo sentido y dirección, tendremos:

σ 1 = σ 2 = σ 3

Una vez alcanzado este estado de equilibrio, se aumenta la presión

normal sin modificar la presión lateral existente, hasta que se

produzca la falla de la muestra cilíndrica.

La relación entre los esfuerzos normales principales, en función de los

parámetros φ y c, es la siguiente:

σ 1 = σ 3 tan2 (45° + φ /2 ) + 2c tan (45° + φ /2 )

Cuando c = 0 (suelos sin cohesión)

σ 1 = σ 3 tan2 (45° + φ /2 )

y si φ = 0 (suelos cohesivos)

σ 1 = σ 3 + 2c

Hay tres tipos de pruebas triaxiales:

1. - Consolidada - sin drenaje, también llamada consolidada - rápida o

Qc.

2. - Sin consolidación - sin drenaje, también llamada sin consolidación

rápida o Q

3. - Drenada, llamada también lenta o S.

El físico alemán Otto Morh, ideo una representación gráfica para

resolver las ecuaciones de los esfuerzos normales y de corte en un

plano, que forme un ángulo “φ ” con el esfuerzo principal menor (en

este caso σ 3).

Morh estableció la siguiente relación entre los esfuerzos normales y

tangenciales:

((σ 1 -σ 3 )/2 )2 = 2 + ( - ( σ 1 + σ 3 )/2)2

Esta es la ecuación de un círculo cuyo centro tiene las ordenadas

y = 0

x = ( σ 1 + σ 3 )/2

Radio = σ 1 - σ 3

2

La representación gráfica de la ecuación anterior, mediante un circulo,

es lo que se conoce con el nombre de “CIRCULO DE MORH “. Mediante

estos círculos de Morh se puede determinar el esfuerzo normal y corte

en cualquier plano, cuando se conocen los esfuerzos principales.

En la prueba Triaxial, la envolvente de los círculos de Mohr, nos dará

el ángulo de fricción internaφ y la cohesión c del suelo ensayado. Se

recomienda un mínimo de tres ensayos, variando cada vez los

esfuerzos laterales σ 3. En general, los ensayos triaxiales dan valores

de φ , menores que los obtenidos mediante los ensayos de corte

directo, habiéndose obtenido hasta 2° menos, en arenas densas.


1. Los especímenes deberán tener un diámetro mínimo de 1.3 pl. (3.3

cm.) y el tamaño máximo de las partículas contenidas dentro del

espécimen de prueba será menor que 1/10 del diámetro de 2.8 pl.

(7.11cm) o mayor, el tamaño máximo de la partícula será menor

que 1/16 del diámetro del espécimen. Si después de realizada la

prueba en un espécimen inalterado se encuentran partículas

mayores que las mencionadas anteriormente, deberán registrarse

esa información en las observaciones. La relación altura – diámetro

estará entre 2 y 3. Las alturas y los diámetros se miden con un

calibrador de vernier.

2. De una muestra inalterada grande lábrese los especímenes en un

cuarto húmedo, teniendo cuidado en evitar cualquier cambio de

humedad de la muestra.. Los especímenes a usar pueden ser de

sección circular uniforme o de sección cuadrada, con los extremos

perpendiculares al eje longitudinal del espécimen.

3. Determinar las dimensiones (altura y diámetro) y peso del

espécimen.

4. Coloque el espécimen en una membrana plástica y séllelo respecto

a la base y parte inferior de dentro de la cámara de presión (antes

pueden ser colocadas piedras porosas en los extremos de la

probeta según sea el tipo de ensayo a realizar). Coloque la cámara

Triaxial encima y cuide de alinear el eje axial con la muestra (que

esté en un solo eje). Aplique la compresión lateral a la presión

requerida. Coloque en cero los diales de carga y deformación.

Simultáneamente con la aplicación de la presión de cámara,

comience a aplicar la carga axial y registre valores de carga y

deformación cada 15 seg. Tomar suficientes lecturas para definir

bien la curva de esfuerzo-deformación; lecturas mas frecuentes

pueden ser necesarias al acercarse la falla. Continuar unas 2 o 3

Lecturas después de la falla.

5. Determine el contenido de humedad del espécimen de prueba

usando el espécimen entero a menos que se hallan obtenido

muestras representativas para este propósito, como en el caso de

los especímenes inalterados.

Cortante Directo

O B J E T I V O S

• Familiarizarse con un procedimiento para la determinación de los

parámetros ø y c, de la resistencia al corte del suelo.

M A T E R I A L E S Y E Q U I P O

• Aparato de carga

• Caja de corte

• Piedras porosas

• Apisonador

• Calibrador


La prueba de Corte Directo es el procedimiento más antiguo y

sencillo para determinar la resistencia al corte de un suelo.

La muestra se coloca en una caja de sección rectangular o circular,

especialmente diseñada, de área y altura determinada. La caja esta

dividida por ala mitad. La mitad inferior de la caja esta, generalmente,

fija y la otra mitad se puede mover libremente en dirección horizontal

y en ella se aplica la carga normal PV, una vez que ha sido colocada la

muestra de suelo en la caja. Luego una fuerza horizontal PH se aplica

a la mitad superior de la caja, la cual corta la muestra según el plano

x-x; hasta que el material falle.

En la práctica la tapa y el fondo pueden ser placas porosas que

permitan el cambio de humedad de la muestra y/o placas con estrías

que ayuden a distribuir uniformemente los esfuerzos en el plano de

falla. En el ensayo se utiliza una muestra relativamente delgada que

se consolida rápidamente bajo la carga (cuando se requiere

consolidación). La preparación de la muestra y la ejecución del ensayo

son simples en la mayoría de los suelos, lo que hace que el método

sea atractivo para los trabajos de rutina.

Las simplificaciones inherentes a este método de ensayo limitan la

confianza de sus resultados:

1. La distribución de los esfuerzos no es uniforme en toda la

superficie donde se produce el esfuerzo cortante, son mayores

en los bordes y menores en el centro; lo que produce una falla

progresiva.

2. El suelo esta obligado acortarse en un plano predeterminado,

que puede ser no necesariamente el más débil, en este caso la

resistencia dada por el ensayo puede ser muy alta.

3. Es difícil controlar el drenaje o cambio de humedad durante el

ensayo; lo cual limita su utilidad en los suelos húmedos.

Los ensayos de Corte Directo se pueden clasificar en:

a) Ensayos no consolidados – no drenados o ensayos U:

El corte se inicia antes de consolidar la muestra bajo la carga

normal Pv. Si el suelo es cohesivo y saturado, se desarrollara

exceso de presión de poros; en otras palabras, luego de la

aplicación de la carga normal Pv se comienza inmediatamente

el corte, o sea, registramos los desplazamientos horizontales

producidos por la correspondiente carga horizontal.

b) Ensayos consolidados – no drenados o ensayos CU:

Se aplica la fuerza normal, y se observa el movimiento vertical

del deformimetro hasta que pare el asentamiento antes de

aplicar la fuerza cortante, o sea que el ensayo se comienza

después de haber consolidado el suelo bajo la carga Pv

completamente, Si el ensayo se prosigue rápidamente, se

desarrollaran presiones de poro en los suelos cohesivos

húmedos o saturados, debidos al bajo coeficiente de

permeabilidad.

c) Ensayos consolidados – drenados o ensayos CD:

La fuerza normal se aplica, y se demora la aplicación del

cortante hasta que se haya desarrollado todo el

asentamiento; se aplica a continuación la fuerza cortante tan

lento como sea posible para evitar el desarrollo de presiones

de poro en la muestra.

Para suelos no cohesivos, estos tres ensayos dan el mismo

resultado, este la muestra saturada o no; y por supuesto, si la

tasa de aplicación del cortante no es demasiado rápida.

Para materiales cohesivos, los parámetros de suelo están

marcadamente influidos por el método de ensayo y por el

grado de saturación, y por el hecho de que el material este

normalmente consolidado o sobre consolidado.


1. Moldear cuidadosamente las muestras, a que tengan el mismo

tamaño y que se ajusten perfectamente en la caja. Mantener las

muestras en un lugar donde se controle su humedad.

2. Determinar las dimensiones de la caja de corte y armar la caja

como sigue:

- Colocar la base de la caja.

- Introducirle la placa de drenaje, teniendo cuidado que los

canales queden perpendiculares a los de la base.

- Colocar la placa porosa.

- Introducir la muestra de prueba ayudados por un

apisonador.

- Colocar la otra placa porosa.

- Colocar la otra placa de drenaje en el mismo sentido de

la de abajo.

- Colocar la tapa de la caja.

3. Colocar la caja en la maquina de corte y colocarle la carga

normal sobre la tapa de la caja, o sea Pv (ya sea 10, 20, 30, 40 Kg).

4. Colocar los diales de carga y deformación en cero.

5. Quitar los tornillos fijos y dar un cuarto de vuelta a los de

prueba.

6. Iniciar a aplicar la carga de corte o carga horizontal PH

lentamente y tomar lecturas de los diales cada 10 ó 15 segundos

hasta que el suelo falle.

7. Probar unas 2 ó 3 muestras mas variando la carga normal.

INVESTIGACION

1. Método de la veleta

2. Método de penetración estándar

Permeabilidad en los Suelos

O B J E T I V O S

• Determinar el coeficiente de permeabilidad de un suelo por

medio del método de carga constante.


• Permeámetro

• Cronometro

• Termómetro

• Probeta Graduada

• Apisonador

• Calibrador

• Sistema de Abastecimiento de Aguas.


Se denomina permeabilidad a la facilidad con que se mueve un fluido

a través de un medio poroso. Cualquier material con vacíos es poroso

y si los vacíos están interconectados posee permeabilidad. En los

problemas de ingeniería geotécnica, el fluido es el agua y es medio

poroso es la masas de suelo. Los suelos de acuerdo a la mayor o

menor facilidad de permitir el paso del agua a través de su poros

pueden ser permeable o impermeables.

La permeabilidad de una masa de suelo es importante en:

• La evaluación de la cantidad de filtración a través de él y por

debajo de presas y diques, hacia posos de agua.

• La evaluación de la supresión o fuerza de filtración bajo estructuras

hidráulicas para un análisis de estabilidad.

• La provisión de un control de las velocidades de filtración de tal

manera que las partículas de gran fino no sean erosionadas de la

masa de suelo.

En 1856, Henri Darcy propuso que el flujo de agua a través de un

suelo se expresa como:

KiV =

Donde la velocidad de escurrimiento de un suelo es proporcional a

una constante K (coeficiente de permeabilidad), propia y

característica de cada suelo, y de la gradiente hidráulico i, que es la

relación entre la diferencia de niveles ( H∆ ) y la distancia L, que el

agua tiene que recorrer

(L

Hi

∆= ).

Y el gasto que pasa a través de la muestra de suelo de sección

transversal A, estará dado por:

AiKQ =

En las ecuaciones anteriores aparece una constante física de

proporcionalidad K, llamada coeficiente de permeabilidad del suelo,

que tiene las unidades correspondientes a la velocidad, lo que ha

servido para definir en términos simples el coeficiente. Es obvio que

en el valor numérico de K se reflejan propiedades físicas del suelo y

en cierta medida ese valor indica la mayor o menor facilidad conque

el agua fluyen a través del suelo, estando sujeto a un gradiente

hidráulico dado. Esta facilidad a su vez depende de toda una serie de

propiedades físicas del suelo, y también de algunos factores, como:

1. relación de vacíos del suelo.

2. Estructura y estratificación del suelo

3. La existencia de agujeros, fisuras, etc., en el suelo.

4. El tamaño y forma del grano del suelo: la presencia de partículas

y laminares tiende a reducir K mas que cuando el suelo esta

compuesto predominantemente por partículas redondeadas o

esféricas.

5. El grado de saturación del suelo: a medida que aumenta la

saturación, K aparentemente se incrementa, en porte este aumento

se debe a la en la tensión superficial.

6. la temperatura y viscosidad del fluido: a medida que la

temperatura aumenta, la viscosidad disminuye y el coeficiente de

permeabilidad aumenta, es decir la velocidad del fluido aumenta.

Hay varios procedimientos para la determinación de la

permeabilidad de los suelos: unos directos, así llamados por que se

basan en pruebas cuyo objetivo fundamental es la medida de tal

coeficiente, otros “indirectos”, proporcionados en forma secundaria

por pruebas y técnicas que primariamente persiguen otros fines.

Estos métodos son los siguientes:

Métodos Indirectos:

Cálculo a partir de la curva granulométrica

Calculo a partir de la prueba de consolidación

Calculo con la prueba horizontal de capilaridad

Métodos Directos:

Permeámetro de carga constante

Permeámetro de carga variable

Pruebas directas de los suelos en el aire

Métodos Indirectos

Dentro de los indirectos haremos mención solamente del método a

partir de la curva granulométrica: una relación empírica, que relaciona

el coeficiente de permeabilidad con el tamaño efectivo (D10), de un

análisis de tamizado; fue presentado por A. Hazen en 1892. El

encontró que para las arenas uniformes con diámetro efectivo

comprendido entre 0.1 y 3.0mm. , El coeficiente de permeabilidad

podría ser expresado aproximadamente como:

( ) 210DCK =

Donde:

K = coeficiente de permeabilidad, en cm./seg.

D10 = diámetro efectivo, en cm.

C = coeficiente que varia desde cerca de 40 hasta 150. El valor de

C=116 suele mencionarse como un promedio aceptable.

Sin embargo la variación de C resulta excesiva para que la fórmula sea

confiable.

Métodos Directos

Para la determinación del coeficiente de permeabilidad, puede

obtenerse un valor aproximado en el laboratorio, usando un ensayo

de permeabilidad de carga constante o uno de carga variable, ambos

basados en la ley de Darcy. Estos ensayos se realizan en cilindros

especiales (permeámetros) , cámaras de presión, o consolidómetros o

tubos muestreadores. El tipo de ensayo y el equipo debe ajustarse a

los objetivos de las pruebas y características del material. El ensayo

de carga variable es el más económico para ensayos de larga

duración mientras que el de carga constante es preferido para suelos

que tienen grandes relaciones de vacíos tales como grava, arenas y

para los cuales es deseable usar una gran cantidad de flujo.

Ni el ensayo de carga constante, ni el de carga variable nos permiten

obtener el valor del coeficiente de permeabilidad del todo confiable.

Algunos factores o imitaciones que reducen su confiabilidad son:

1. El suelo que se utiliza en el permeámetro nunca es igual al suelo

que se tiene en el terreno, siempre este algo alterado.

2. La orientación de los estratos con respecto al flujo de agua es

probablemente diferente en el laboratorio.

3. Las condiciones de fronteras son diferentes en laboratorio. Las

paredes lisas del permeámetro mejoran los caminos de flujo con

respecto a los caminos naturales del terreno.

4. La cabeza hidráulica h puede ser diferente (a veces mucho mayor)

en el laboratorio, la cual causa el elevado del material.

5. El efecto del aire atrapado en la muestra de laboratorio es grande

aun para pequeñas burbujas de aire, debido al tamaño tan pequeño

de la muestra.

Ensayo de Carga Constante

Este tipo de pruebas se utiliza para suelos relativamente permeables,

tales como gravas, arenas y mezclas de arena y grava. Los

coeficientes de permeabilidad de estos suelos varían entre 10-2 y 10-3

cm/seg.

La prueba consiste en someter la muestra de suelo a un escurrimiento

de agua, bajo una carga constante. El coeficiente de permeabilidad se

determina directamente con base a la ley de Darcy, a partir del gasto

observado, el área de la sección transversal de la muestra, la longitud

de la muestra, carga aplicada y la temperatura del agua.


1. Medir el diámetro interno del permeámetro y determinar su

relación transversal (A).

2. Colocar el material en copas, apisonando las a manera que la

muestra quede uniformemente compactada en todo su espesor.

3. Medir la longitud total de la muestra de suelo (L).

4. Colocar el permeámetro en el centro de abastecimiento de agua.

5. Saturar completamente la muestra y estabilizar la condición de

flujo, permitiendo que el agua fluya por un tiempo

6. Llenar el permeámetro de agua hasta la altura escogida para dar a

la muestra el gradiente hidráulico. Mantener esa carga can. durante

toda la prueba.

7. Registrara el tiempo necesario para almacenar entre 750 y 1000 ml


ETAPA IVolumen

(ml)

Tiempo

(s)

Coef. De Permeabilidad

(m/s)

ETAPA IITiempo

(s)

Volumen

(ml)


(m/s)

ETAPA IIIVolumen

(ml)

Tiempo

(s)


(m/s)

ETAPA IVTiempo

(s)

Volumen

(ml)


(m/s)

INVESTIGACION

1. Como influye la relación de vacios, estructura, estratificación, la

presencia de agujeros, fisuras en el suelo, la temperatura del

agua en la permeabilidad del suelo.

2. Valores típicos de permeabilidad para diferentes suelos.

Exploración y Muestreo de Suelos

O B J E T I V O S

• Obtener muestras representativas para determinar las

características y propiedades físicas del suelo en el

laboratorio.

• Identificar preliminarmente el suelo en el campo.

M A T E R I A L E S Y E Q U I P O

• Cinta métrica.

• Plomada.

• Pala.

• Azadón.

• Pala de postear.

• Cuchillo.

• Espátula de abanico.

• Cilindro de pared

delgada.

• Latas con bordes

cortantes.

• Latitas para humedad.

• Brochas.

• Cucharas.

• Estufa de gas.

• Lona.

• Costales.

• Cuerda.

• Caja con tapa.

• Papel.

• Parafina.

• Etiquetas.

• Frasco de vidrio.

• Lápiz y cuaderno de

notas.


En mecánica de suelos se tiene que contar con datos

firmes y seguros respecto al suelo que esta tratando, por

lo tanto se requiere de muestras de suelo apropiadas

para obtener a partir de ellas la información deseada en

el laboratorio.

Identificación en el campo

La falta de tiempo o medios hace que frecuentemente

sea imposible realizar detenidos ensayos para poder

clasificar el suelo por lo que la habilidad de identificarlos

en el campo es importante. Aun cuando el tiempo y los

medios permitan ensayos de laboratorio se hace un

examen al tomar la muestra, con el fin de describir el

suelo adecuadamente. Algunos de los principales

métodos de identificación en el campo son:

• Forma del grano: que consiste en evaluar el grado

de angulosidad y redondez del grano.

• Tamaño y graduación del grano: para tener una

idea de la distribución por tamaños en el suelo, se

recomienda en suelos gruesos una inspección visual

y en los finos el ensayo de sedimentación.

• Sacudimiento: es para suelos de grano fino. Se

toma una muestra pequeña de suelo y se agrega

agua, para luego agitarla horizontalmente sobre la

palma de mano. Entre menos tenga una apariencia

brillante en la muestra mayor será el contenido de

arcilla.

• Rotura: se toma una muestra de suelo y se deja

secar bajo la acción del sol, una vez seca se

presiona con los dedos, entre mayor sea el

contenido de arena mas rápido se pulverizara la

muestra.

• Tenacidad: se toma una muestra de suelo, se

agrega agua hasta que adquiera una consistencia

de masilla. Ruede la muestra en la palma de la

mano tratando se formar cilindros, si esto es fácil

de ejecutar sin resquebrajamientos estaremos en

presencia de un suelo plástico.

• Prueba de tacto: se toma una muestra de suelo

húmeda y se rota en la palma de la mano. El

material adherido en las manos se puede sacudir,

entonces estaremos en presencia de un suelo

arenoso; si después de sacudir queda una huella de

material, se trata de un suelo arcilloso.

• Olor: se toma una muestra de suelo y se somete a

calentamiento, dependiendo de los vapores que

desprenda se podrán determinar olores

característicos.

• Brillo: se frota una muestra de seca o ligeramente

húmeda con la uña o con navaja. Una superficie

brillante indica un material muy plástico.

TIPOS DE MUESTRA

• Muestras alteradas: son aquellas en las que no hace

ningún esfuerzo para conservarles su estructura y

humedad del suelo. Estas muestras deben extraerse

para su inspección y examen general, para la

clasificación de suelos, determinación de la

humedad o para determinar sus características de

compactación.

• Muestras inalteradas: son lo contrario de las

anteriores. Son utilizadas para determinar la

resistencia al deslizamiento, consolidación. Y

permeabilidad.

REQUISITOS SOBRE LA CANTIDAD DE LA MUESTRA

La cantidad de material que se necesitará para ensayos

de laboratorio depende de dos factores: cantidad, índole

y objeto de los ensayos a llevar a cabo características

del tamaño de partícula; del material que se tenga que

ensayar.

Sin embargo, se han establecido tres grupos generales

de tamaño para las muestras alteradas:

• Pequeñas: se componen generalmente de 2 a 4.5

Kg. y son utilizadas en pruebas de clasificación.

• Grandes: constan usualmente de 11 a 22 Kg. Y son

utilizadas para clasificación, permeabilidad,

compactación, gravedad específica, cortante y

consolidación.

• Extra- grande: constan de 18 a 68 Kg. de material

para realizar pruebas de estabilidad.

Para obtener las cantidades necesarias de este tipo de

muestras se requieren realizar el cuarteo; que es el

proceso de reducir una muestra de material al tamaño

conveniente y se aplica frecuentemente el campo

cuando el volumen de material que se obtiene al

muestrear sobrepasa a la cantidad que se necesita

remitir al laboratorio.

Para muestras inalteradas se necesitan muestras de 13

cm. De diámetro mínimo, para los ensayos de corte,

permeabilidad y consolidación. Cuando el porcentaje de

grava es mayor del 40%, los tamaños y cantidades

deben duplicarse

UBICACIÓN DE LOS SONDEOS.

La ubicación de los sondeos esta bien definida por el tipo

de obra a ejecutar y lo que se espera a lo referente a la

Herraticidad del lugar. Por ejemplo en estudios para

cimentaciones de puentes, el trazo del crucé y los

puntos posibles de ubicación de pilas y estribos son

apropiados para sondeos. En el caso de carreteras se

requieren sondeos a uno y otro lado de la línea central a

lo largo de toda la carretera.

LOCALIZACIÓN DE SONDEO.

Cada calicata, perforación u otra excavación

exploratoria se localiza midiendo o contando por pasos

la distancia en ángulo recto desde el punto de referencia

como ser la línea central de una carretera, o una

esquina de una estructura a la calicata o exploración.

PROFUNDIDAD DEL SONDEO.

Los sondeos deben de penetrar todos los estratos que

puedan consolidarse notablemente por efectos de las

cargas. Para estructuras pesadas muy importantes,

como grandes puentes y edificios muy altos, esto

significa que los sondeos deben llegar hasta la roca; sin

embargo. Para estructuras pequeñas, la profundidad se

puede estimar por características geológicas, por los

resultados de investigaciones previas en la misma área

y teniendo y teniendo en cuenta la extensión y peso de

la estructura.

La regla simple para estructuras como hospitales y

edificios para oficinas relaciona la profundidad de los

sondeos con el ancho y el número de pisos.

Para fines de cimentación, en donde los asentamientos y

resistencia son los factores determinantes, el área de

apoyo de las estructuras concretamente el ancho, es de

vital importancia, en estos casos se recomienda explorar

una profundidad comprendida entre 1.5 B y 3 B, siendo B

el ancho de la estructura por cimentar.

ESPACIAMIENTO DE LOS SONDEOS

El espaciamiento no solo depende del tipo de estructura

sino también de la uniformidad y regularidad del

depósito del suelo. El espaciamiento debe ser menor en

las áreas que serán sometidas a cargas pesadas y mayor

en las áreas menos criticas.

EMPAQUE DE LAS MUESTRAS

• Alteradas: colocar las muestras en sacos de lona

resistentes si es preciso conservar el contenido de

humedad del terreno inclúyanse forros de

polietileno dentro del saco de lona o también estas

muestras pueden ser guardadas en frascos de

metal, latas o envases parecido.

Los sacos deberán rotularse; previendo que los rótulos

se arrancan con frecuencia durante el transporte

coloque duplicados de ellos dentro del saco.

• Inalteradas: las muestras reunidas en un cilindro

son introducidas en forros metálicos al ser sacadas

del cilindro. Si no se sacan del cilindro se deben

taponar ambos extremos de estos envases por

medio de tapas de metal o tapones de madera,

también se puede utilizar adhesiva o parafina. Hay

que tener cuidado de que no quede ningún espacio

con aire entre la muestra y el sello. Las etiquetas y

toda la identificación se ponen en el cilindro y no en

los extremos.

Todas las muestras inalteradas deberán ser selladas

completamente con cera de alto punto de fusión, cera de

abejas, o también se recomienda una mezcla de cera de

abeja y parafina. El sello de cera deberá llenar todos los

espacios entre la muestra y el recipiente, así como tapar

ambos extremos de la muestra. Todas las muestras

inalteradas deben ser empacadas en madera, en paja,

aserrín u otro material absorbente de los golpes y

además protegerse en cajas de madera, las cajas se

rotulan con avisos precautorios tales como “Manéjese

con cuidado” “Este lado hacia arriba” “No se deje caer”


1.- Muestreo superficial: nos permite obtener muestras

alteradas e inalteradas.

Para obtener muestras superficiales inalteradas tenemos

dos métodos:

a.- Para suelos cohesivos duros: método del queso:

1.- Se limpia y nivela el terreno y se traza un cuadro de

dimensiones que estén de acuerdo con la cantidad de

muestra requerida.

2.- Se excava cuidadosamente, alrededor del perímetro

marcado, hasta una profundidad un poco mayor a la

altura que se quiere dar a la muestra, labrando, al

mismo tiempo las cinco caras descubiertas.

3.- Con cuidado se recorta la base de la muestra para

poder despenderla. Debe marcarse con una “S” la cara

superior, a fin de darle, cuando se ensaye, una posición

similar a la que tenia en el terreno. A demás debe

indicarse en caso necesario la dirección en la que fluye

el agua.

4.- Una vez extraída la muestra, debe ser

inmediatamente y cuidadosamente protegida con vendas

de mantas impregnadas de parafina o brea.

5.- Se coloca la muestra en un cajón de mayores

dimensiones que ella, a fin de poderla empacar con

aserrín, papel o paja.

b.Para suelos cohesivos suaves: Método del cilindro de

bordes cortantes.

1.- Después de limpiar y nivelar el terreno se introduce

el cilindro muestreador hasta donde la resistencia del

terreno lo permita.

2.- Si con la simple presión no se logra introducir todo el

cilindro se excava a su alrededor, para eliminar la

fricción en la cara exterior del mismo.

3.- Después de haberlo introducido se recorta la muestra

por su base y se enrasa.

4.- Se protegen las bases de las muestras con vendas de

manta impregnadas de parafina y brea o recubre los

extremos con una capa gruesa de parafina.

5.- Se empaca en un cajón con aserrín, papel o paja.


En esta práctica no hay.

G R A F I C O S

En esta práctica no hay.

Consolidación

O B J E T I V O S

• Familiarizarse con el método de prueba, sus

limitaciones y la forma de presentar los resultados.

• determinar el esfuerzo de de preconsolidación de la

curva de comprensibilidad.

• determinar el coeficiente de consolidación y el índice

de comprensibilidad de la muestra del suelo.


• Consolidometro

• Cronometro

• Pesas

• Horno

• Anillo de bronce

• Piedras porosas


Todos los materiales experimentan deformaciones cuando

se les sujeta a un cambio en sus condiciones de esfuerzos.

Usualmente en la mayoría de los suelos, las deformaciones

no se producen en forma simultánea a la aplicación de las

cargas si no que se desarrollan en el transcurso del tiempo y

esta va a depender de las características del suelo y sobre

todo de su permeabilidad.

Cuando un suelo con humedad natural esta sometido a un

incremento de esfuerzos de comprensión debidos algunas

cargas, la estructura de suelo experimenta deformación.

Esta deformación da como resultado una reducción en la

relación de vacíos o en el volumen de vacíos que solo puede

ocurrir a medida que el fluido de los poros se desplaza.

Si el terreno es granular, permeable, el agua de los poros o

vacíos del suelo, será desalojada rápidamente bajo la acción

de las cargas actuantes y por lo tanto el cambio de volumen

o asentamiento será rápido.

Si el terreno es fino, poco permeable como el caso de los

suelos arcillosos, los asentamientos tomaran tiempo en

registrarse ya que el agua contenida en los poros del suelo

se desalojara lentamente.

El proceso de deformación de las arcillas tiene lugar en un

lapso posterior a la aplicación de la carga; por lo tanto puede

ser que el agrietamiento de una estructura pueda ocurrir

años después de su erosión sin que el proyectista pueda

proveerlo, a no ser que tenga presente la forma adecuada

del comportamiento de los suelos.

En el suelo las deformaciones son debidas a dos fenómenos:

• La variación de volumen.

• A los cambios de forma.

En la mayoría de los problemas ingenieriles y

particularmente en el asentamiento de edificios construidos

sobre arcillas la deformación debida a cambios volumétricos

es mucho más importante que la deformación debida a

cambio de forma. Es debido a esto que la mayoría de los

ensayos están orientados a estudiar las deformaciones por

cambio volumétrico.

Para fines prácticos se puede considerar que los suelos no

tienen resistencia a tensión, por loo que se considera que las

características de deformación bajo compresión son de

mayor interés. Por ello los más principales métodos de

prueba están diseñados para someter las muestras de suelo

a esfuerzos de compresión.

En un tipo de prueba de compresión, que es muy importante

en la determinación de las características de los suelos finos

comprensibles, la muestra se confina lateralmente con un

anillo metálico colocándose entre dos piedras porosas; ésta

prueba se le llama CONSOLIDACION. En esta prueba la

muestra no puede deformarse lateralmente debido al anillo,

pudiéndose medir únicamente la relación entre esfuerzo,

volumen y tiempo.

Esta prueba fue desarrollada por terzaghi y solo se utiliza

para suelos finos.

Consolidación de Suelos

Cuando la compresión de una masa de suelo depende del

tiempo, esta se denomina consolidación. Al igual que todos

los asentamientos en el suelo, la consolidación es una

deformación que resulta de una permanente reducción de la

relación de vacíos debido a un incremento en los esfuerzos.

La diferencia esencial entre compresión ordinaria y

asentamiento por consolidación depende del tiempo.

Consolidación

Es el proceso de disminución de volumen, que tenga lugar

en un lapso de tiempo, provocado por un aumento de las

cargas sobre el suelo.

Consolidación unidireccional

Es cuando el movimiento de las partículas solo puede ocurrir

en la dirección vertical. En la consolidación unidireccional, el

volumen de la masa de suelo disminuye, pero los

desplazamientos horizontales de las partículas sólidas son

nulos.

Este tipo de ensayo es el que mas se utiliza ya que se han

podido comprobar ya que si un estrato de arcilla es

relativamente delgado y esta confina do en estratos de

arena o grava o de materiales mas rígidos o si el estrato de

arcilla, aun siendo grueso contiene gran cantidad de capas

delgadas de arena, la deformación lateral de la arcilla se

restringe tanto que se puede despreciarse, en comparación

de los desplazamientos verticales.

En la teoría de consolidación, se hacen las siguientes

suposiciones:

1. el suelo esta y permanece saturado.

2. el agua y los granos del suelo son incomprensibles.

3. Hay una relación lineal entre la presión aplicada y el

cambio de volumen.

4. el coeficiente de permeabilidad k es una constante.

5. La ley de Darcy es valida (v = Ki)

6. Hay una temperatura constante.

7. La consolidación es unidireccional.

8. las muestras son sin perturbación.

Una prueba de consolidación tiene como objetivo determinar

los parámetros o características de consolidación de un

suelo que son:

• índice de comprensibilidad Cc

• Coeficiente de consolidación Cv.

Cc: se relaciona con cuanta consolidación o asentamiento

tendrá lugar.

Cv: Se relaciona con el tiempo en que tendrá lugar una

determinada cantidad de consolidación.


La muestra que se utiliza en la prueba de consolidación tiene

la forma de un cilindro aplastado, es decir, que la altura es

pequeña en comparación con su diámetro.

1. la muestra se coloca en el interior de un anillo

generalmente de bronce, que le proporciona completo

confinamiento lateral.

2. El anillo se coloca entre dos piedras porosas de sección

circular y de diámetro ligeramente menor que el

diámetro interior del anillo.

3. el conjunto se coloca en la cazuela del consolidometro.

El consolidometro puede ser de anillo fijo o de anillo

flotante.

4. Por medio del marco de carga se aplican cargas de la

muestra, las cuales se reparten uniformemente en toda

su área con el dispositivo formado por la esfera

metálica y la placa colocada sobre la piedra porosa

superior.

5. Un deformimetro se apoya en el marco de carga, el cual

permite llevar un registro de las deformaciones del

suelo.

6. Las cargas se aplican en incrementos, permitiendo que

cada carga actúe hasta que virtualmente cese la

compresión, o sea hasta que la deformación se

mantenga constante; cuando esto sucede se duplica la

carga; finalizándose el ciclo de carga se inicia el ciclo

de descarga, de la misma forma como se cargo.

7. en cada incremento o decremento de carga se hacen

las lecturas del deformimetro para así conocer la

deformación correspondiente a diferentes tiempos.

Estos tiempos son: 0.25, 1.00, 2.25, 4.00, 6.25, 9.00,

12.25, 16.00, 20.25, 30.00, 60.00 minutos, luego cada

hora hasta las 24 horas o cuando cese la deformación.

8. Una vez finalizado el ciclo de descarga, se toma la

muestra y el anillo y se determina el peso, después la

muestra se seca en el horno y se registra su peso seco.

9. Los datos de las lecturas de deformamiento se dibujan

en una grafica semilogaritmica que tenga por abscisa

los valores de los tiempos (en escala semilogaritmica) y

como ordenadas las lecturas del deformimetro (en

escala natural)

10. se obtiene una grafica para cada incremento y

decremento de carga y reciben el nombre de curva de

consolidación.

Cuando la muestra alcanza su máxima deformación bajo un

incremento de carga aplicada, su relación de vacíos llega a

un valor menor que el inicial, este valor se puede determinar

con los datos iníciales de la muestra y las lecturas del

deformimetro. Por tanto para cada incremento de carga se

tendrá un valor de relación de vacíos y de toda la prueba,

una ves aplicado todos los incrementos de carga, se tienen

los valores suficientes para construir una grafica en cuyas

abscisas se plotean los valores de carga en escalas

logarítmicas y en las ordenadas los valores de la relación de

vacíos(e ); en escala natural. Esta curva es la curva de

compresibilidad y se obtiene de cada prueba de

consolidación.


CARGA DE 0 LBS

TIEMPO LECTURA DEL DIA LECTURA X 0.00010.25

12.25

46.25

912.25

1620.25

2530

601440

CARGA DE 5 LBS


12.25

46.25

912.25

1620.25

253060

1440CARGA DE 10 LBS


12.25

46.25

912.25

1620.25

253060

1440

CARGA DE 20 LBS


12.25

46.25

912.25

1620.25

2530

601440

CARGA DE 40 LBS


12.25

46.25

912.25

1620.25

253060

1440

CARGA DE 80 LBS


12.25

46.25

912.25

1620.25

253060

1440

DESCARGA DE 40 LBS


12.25

46.25

9

12.2516

20.25253060

1440

DESCARGA DE 20 LBS


12.25

46.25

912.25

1620.25

253060

1440

DESCARGA DE 10 LBS


12.25

46.25

912.25

1620.25

253060

1440

DESCARGA DE 5 LBS


12.25

46.25

912.25

1620.25

253060

1440

DESCARGA DE 0 LBS


12.25

46.25

912.25

1620.25

253060

1440

Carga y

descarg

a

Ultima

deformación

Cambio

/altura

e=H/H

S

e=eo+

e

Hp=H1+

H

H=Hp/2 Tiempo

(minutos

)

Cv=T*H/t

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