Practica # 3

ENSAYO DE EXPANSION LIBRE Y PRESION DE EXPANSION

Víctor Adrián Guamán Sánchez

1. Introducción

Un gran porcentaje de las obras Ejecutadas por los Ingenieros civiles requieren de una cimentación las mismas que siempre se construyen sobre el suelo, el cual es un componente que posee una presión de expansión así como también al entrar en contacto con el agua presenta una expansión libre. Estas dos propiedades del suelo están directamente influenciadas por la humedad inicial del suelo así como también la saturación inicial del mismo.

Se elaboraran dos ensayos en el laboratorio:

1. Ensayo de expansión libre EL mismo que nos proporcionara el porcentaje de expansión del suelo a ensayar.

2. Ensayo de presión de expansión nos proporcionará información sobre la presión de expansión que presenta un suelo arcilloso (presión necesaria para que el suelo no se expanda ni se consolide).

2. Materiales

- Anillo indeformable- Muestra de suelo arcilloso- Consolidómetro

3. Procedimientos

3.1. Expansión Libre

1. Se moldea el suelo con las dimensiones del anillo

2. Se extraen tres muestras del suelo con sus respectivos pesos y se envía al horno durante 24 horas para obtener la humedad inicial del suelo.

3. Se monta el anillo con la muestra correspondiente en el consolidómetro y se coloca agua en el mismo para que comience la expansión.

4. En este ensayo se procede a dejar que la muestra se expanda sin proporcionarle ninguna carga.

5. Se realizan lecturas de deformímetro cada cierto tiempo.

6. Cuando el deformímetro permanezca invariable aproximadamente a las 24 horas de iniciado el ensayo se procede a leer el mismo, desmontarlo y sacar tres muestras para obtener la humedad final.

3.2. Presión de Expansión

1. Se moldea el suelo con las dimensiones del anillo2. Se extraen tres muestras del suelo con sus

respectivos pesos y se envía al horno durante 24 horas para obtener la humedad inicial del suelo.

3. Se monta el anillo con la muestra correspondiente en el consolidómetro y se coloca agua en el mismo para que comience la expansión.

4. Con el objetivo de evitar que la muestra de suelo se expanda, se deben colocar pesas en el consolidómetro pero se debe considerar que el deformímetro permanezca en cero.

5. Se debe controlar y mantener el deformímetro en cero hasta que este permanezca invariable por un lapso de tiempo considerable.

6. Transcurridas 24 horas de iniciado el ensayo se toman las respectivas lecturas y se sacan muestras para obtener la humedad final del suelo.

4. Cálculos y Resultados

4.1. Expansión Libre

Datos Anillo Anillo + muestra MuestraPeso (gr) 112,5 256,31 144,26

Diámetro (cm) 6,22 6,22 6,22Altura (cm) 2,4 2,4 2,4

Peso específico seco (gr/cm3) 1,98Peso específico seco (gr/cm3) 1,41

HumedadesInicial Final

Recipiente 46,27 Recipiente 50,53 50,16

Rec. + anillo hum. 50,7 Rec. + anillo hum. 58,85 69,77

Rec. + anillo seco 49,48 Rec. + anillo seco 56,45 64,06

Humedad % 38,01Humedad % 40,54 41,08

Promedio 40,81

- Lecturas

DIA HORA MINUTOS

VUELTA MEDIDA LECTURA ΔH (mm) % DE EXPANSION

1 12:32 0 0 0,8 0,8 0,002 0,011 12:38 6 0 3,8 3,8 0,008 0,031 12:39 7 0 4,2 4,2 0,008 0,031 14:30 118 1 6,2 26,2 0,052 0,221 17:00 268 2 18,4 58,4 0,117 0,492 12:48 1456 4 0,02 80,02 0,16 0,672 14:30 1558 4 2,6 82,6 0,165 0,692 17:00 1708 4 6,9 86,9 0,174 0,733 14:30 2998 5 7,2 107,2 0,214 0,89

- Gráfica

4.2. Presión de Expansión

DATOS ANILLO ANILLO + MUESTRA MUESTRAPeso (gr) 115,57 260,95 145,38

ø (cm) 6,33 6,33 6,33h (cm) 2,43 2,43 2,43

Area (cm2) 31,45Volumen (cm3) 76,43

- Humedades y Pesos Específicos

HUMEDAD INICIAL HUMEDAD FINALRecip. (gr) 38,85 Recip. (gr) 44,5 43,69

Rec. + Suelo Hum. (gr) 42,61 Rec. + Suelo Hum. (gr) 93,98 102,59

Rec. + Suelo Seco. (gr) 41,7 Rec. + Suelo Seco. (gr) 81,49 87,61

Humedad % 31,93 Humedad % 33,77 34,11Promedio 33,94

Peso Específico Húmedo (gr/cm3) 1,9

Peso Específico Seco (gr/cm3) 1,46

- Lecturas

DIA HORA HORA CARGA PARCIAL (gr) CARGA ACUMULADA (gr) PRESIÓN DE EXPANSIÓN (kg/cm²)

1 15:00 0 0 0 01 16:00 60 1200 1200 0,0381 17:00 120 2000 3200 0,1022 8:00 1020 7300 10500 0,3342 12:00 1260 1500 12000 0,3822 14:00 1380 800 12800 0,4072 17:00 1560 400 13200 0,423 8:00 2040 0 13200 0,423 12:00 2460 0 13200 0,42

- Gráfica

5. Conclusiones

Expansión Libre

- El máximo porcentaje de expansión obtenido en los cálculos es del 0.88% lo que nos indica que la muestra ensayada es poco expansiva.

- Debido a que la humedad aumento antes y después del ensayo se produjo este hinchamiento en la muestra. Variando de un 38% a un 40%.

- Al tener en cuenta que el material utilizado fue suelo arcilloso y su bajo porcentaje de expansión, podemos clasificar a este suelo como Arcilla Poco Expansiva.

Presión de Expansión

- La presión de expansión obtenida en el ensayo para este muestra de suelo fue de 0.42 kg/cm2.

- La humedad aumento de un 32% a un 34%.- Para la elaboración de este ensayo se requirió de un tiempo considerable lo cual implica

tiempo de espera para los resultados y por ende tiene un costo económico por la inactividad laboral.