UNIVERSIDAD NACIONAL DE

INGENIERÍAFacultad de Ingeniería Civil

Mecánica de Suelos I

PRÁCTICA DE LABORATORIO N° 4

Determinación de la Densidad de Suelo en el

Terreno

Ing. Daniel Basurto Ravichagua

NOVIEMBRE - 2010

ÍNDICE

1 Objetivo

2 Áreas de Ejecución

3 Metodologías

4 Método Cono de Arena (ASTM D 1556-64)

5 Método Densidad y Peso Unitario por el Globo

de Hule (ASTM D 2167)

6 Método Nuclear (ASTM D 2922 y D 3017)

OBJETIVO

Determinar la densidad

seca y la humedad de un

suelo compactado por

medios mecánicos tales

como:

- Rodillo pata de cabra

- Rodillo liso o vibratorio

- Compactador manual

- Compactador de impacto

- Pisó manual, etc

ÁREAS DE EJECUCIÓN

Estructuras de pavimento

(Sub-rasante, Sub-base y

Base)

Presas de tierra

Rellenos compactados

Pista de aterrizajes

(aeropuertos)

Veredas, losas deportivas,

parques de

estacionamiento, etc.

METODOLOGÍAS

El ensayo de densidad de campo In – Situ se pueden

realizar mediante los siguientes métodos:

1. Método Cono de Arena (ASTM D 1556-64)

2. Método Densidad y Peso Unitario por el Globo de

Hule (ASTM D 2167)

3. Método del Densímetro Nuclear (ASTM D 2922 y

ASTM D 3017)

MÉTODO CONO DE ARENA

(ASTM D 1556)

Alcance

• Determina la densidad In-

Situ de suelos.

• No usar en suelos que

comprometan la salud.

• El uso de este método es

generalmente limitado para

suelos en condiciones no

saturados.

• No es recomendable para

suelos blandos o sueltos.

Importancia de uso

• El método es ampliamente

usado.

• Determina la densidad de

depósitos naturales y

terraplenes.

EQUIPOS

• Recipiente de plástico o metal

• Cono metálico

• Base metálica con un circulo hueco

• Balanza (capacidad 10 kg)

• Arena calibrada (Tamiz N°10 y N°60)

• Espátula, cuchara, termómetro, wincha, comba, cincel y

bolsas plásticas.

CALIBRACIÓN DE LA ARENA

• Tamizar la arena seca entre las mallas N°10 y N°60 ó

Cu < 2. Arena de tamaño uniforme y bordes

sub-redondeada a redondeada.

• Lavar la arena en la malla N°200 y secarla en el horno.

• Medir el volumen y pesos de la arena en un recipiente

tantas veces como fuera posible.

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

• Pesar el recipiente del aparato del cono de arena, lleno de

arena.

• Excavar un agujero utilizando la placa de base provista en

el cono de arena. Colocar cuidadosamente todo el suelo

removido del agujero en un recipiente y pesar. Antes de

colocar la placa sobre el sitio. Es importante asegurar que

la superficie sea plana y lisa.

• A continuación, con la válvula cerrada, voltear boca-abajo

el aparato del cono de arena sobre la placa y abrir la

válvula.

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO

• Cuando la arena cese de caer en el agujero, es necesario

cerrar la válvula y levantar el conjunto, para luego pesar.

• A continuación es preciso recuperar tanta arena del hueco

y la placa como sea posible, y colocarlo en un recipiente

provisto.

CÁLCULOS

V = (M1-M2)/ρ

V → Volumen del hueco (cm3)

M1→ Peso de la arena usada para llenar el hueco y el cono

sobre la base metálica

M2→ Peso de la arena contenida el cono sobre la base

metálica.

ρ → Densidad del arena usada para el ensayo.

γ = M/V

M → Peso del material extraído del hueco excavado.

MÉTODO DENSIDAD Y PESO UNITARIO

POR EL GLOBO DE HULE (ASTM D 2167)

El procedimiento es similar al método del Cono de Arena;

se hace un hueco de prueba y se determinan el peso

húmedo del suelo retirado del hueco y su contenido de

humedad. Sin embargo, el volumen del hueco se determina

introduciendo a este un globo de hule con agua de un

recipiente calibrado, del cual el volumen se lee

directamente.

MÉTODO NUCLEAR

(ASTM D 2922 Y D 3017)

La determinación de la densidad húmeda a través de este

método, está basado en la interacción de los rayos gamma

provenientes de una fuente radioactiva y los electrones de

las órbitas exteriores de los átomos del suelo, la cual es

captada por un detector gamma situada a corta distancia de

la fuente emisora, sobre, dentro o adyacente al material a

medir.