UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPANFIAU

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

MECANICA DE SUELOS Y ROCAS

ING. OMAR CORONADO ZULOETA.

INFORME DE LABRORATORIO “DESNSIDAD DE CAMPO” - “PROCTOR MODIFICADO” Y “PERMEABILIDAD”

ALUMNA: MENDOZA CRUZ HELLEN.

GRUPO 05.

FECHA DE REALIZACION :13 DE FEBRERO DEL 2015 FECHA DE PRESENTACION:18 DE FEBRERO DEL 2015 NORMA TECNICA: ASTM D1556.

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INDICE

DENSIDAD DE CAMPO

MARCO TEORICO .......................................................................................4

OBJETIVOS....................................................................................................4

EQUIPO.........................................................................................................5

PROCEDIMIENTO..........................................................................................6

METODO DE CONTENIDO DE HUMEDAD SPEEDY.......................................7

EQUIPOS A EMPLEAR PARA EL METODO SPEEDY....................................7PROCEDIMIENTO PARA EL METODO SPEEDY........................................8RESULTADOS......................................................................................10

PROCTOR MODIFICADOINTRODUCCION...............................................................................10MARCO TEORICO NORMA TECNICA .......................................................11

OBJETIVOS...................................................................................................11

EQUIPO.........................................................................................................11

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PROCEDIMIENTO..........................................................................................12

CALCULOS...................................................................................................13

RESULTADOS ...............................................................................................14

ANEXOS.......................................................................................................16

NTRODUCCIÓN

La densidad en una medida del estado de empaquetamiento de las partículas del suelo y para esta la densidad seca es una de las medidas más apropiadas. Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en obra en la construcción, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene que la densidad seca obtenida en el campo se fija con base en una prueba de laboratorio.

Al compara los valores de estas densidades se obtiene un control de la compactación, conocido como grado de compactación, que se define como la relación en porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el equipo en el campo y la densidad máxima correspondiente a la prueba de laboratorio.

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DENSIDAD DE CAMPO

I. OBJETIVOS.

Determinar la densidad seca y la humedad de un suelo compactado en el campo y verificar el grado de compactación del suelo en el campo.

II. MARCO TEORICO

DENSIDAD IN SITU

El poder conocer la densidad que posee un suelo en terreno o en su estado natural,ha sido un gran reto para los investigadores de mecánica de suelos y científicos del área en general. Se realiza esta determinación para comprobar el grado de compactación en rellenos compactados artificialmente.

Es muy útil en el caso de suelos sin cohesión (gravas y arenas), los cuales, por lo general no permiten obtener muestras inalteradas, y por

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medio de la densidad in situ se puede reproducir el suelo natural en la densidad natural a partir de una muestra alterada.

Existen diferentes procedimientos, entre ellos el densímetro de Washington y el método del cono de arena (NCH 1516), los cuales consisten en realizar un orificio en el suelo, determinar el peso seco del material y el volumen que dicho material ocupaba. Entre otros métodos tradicionales se encuentran: el Método del Balón de goma, el de los Bloques, el de Sumergir en Parafina y otros más en donde todos coinciden en la forma de obtener del suelo natural su peso seco, pero difieren en la determinación de su volumen.

DENSIDAD RELATIVA

La densidad relativa es una propiedad índice de los suelos y se emplea normalmenteen gravas y arenas, es decir, en suelos que contienen casi exclusivamente partículas mayores a 0.074 mm (malla #200).La densidad relativa es una manera de indicar el grado de compacidad (compactación) de un suelo y se puede emplear tanto para suelos en estado natural como para rellenos compactados artificialmente.El uso de la densidad relativa es importante en mecánica de suelos debido a la correlación directa que ella tiene con otros parámetros como por ejemplo: el ensayo Proctor, el ensayo C.B.R. y oros relacionados con la capacidad de soporte de un suelo.Conceptualmente la densidad relativa indica el estado de compacidad de cualquier tipo de suelo.La densidad relativa se obtiene de la determinación de otros parámetros como lo son: Densidad Mínima, Densidad Máxima y la Densidad en Sitio, de estos, los dos primeros se realizan en laboratorio y el último se debe realizar en terreno.

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El ensaye es aplicable a suelos que contengan hasta un 12% de partículas finas y un tamaño máximo nominal de 80 mm.

III. EQUIPO1. Cono metálico de diámetro 4plg.2. Arena calibrada (arena de Ottawa).3. Placa metálica hueca (diámetro del agujero 4plg).4. Balanza de precisión de 0.10 lb.5. Pico, para extraer la arena del suelo.6. Bolsas plásticas, para echar la muestra extraída.

IV. PROCEDIMIENTO

1. Determinar el volumen del frasco y del conjunto, incluido el volumen del orificio de la válvula de la siguiente manera: Pesamos el conjunto del aparato, se colocó el aparato hacia arriba y se abrió la válvula, llenamos el conjunto con el agua hasta la válvula, el recipiente y el agua teniendo en cuenta la temperatura del agua.

2. Determinar el peso unitario aparente de la arena que va a ser usada en el campo de la siguiente forma:Colocamos el aparato vació hacia arriba sobre una superficie firme y a nivel, se cerró la válvula y llenamos el embudo con arena.Se procedió a abrir la válvula y, manteniendo el embudo con arena por lo menos hasta la mitad, llenamos el aparato. Se cerró la válvula se sacó el exceso de arena. Se pesó el aparato con arena y se determinó el peso neto de la arena quitando el peso del aparato. Se determinó el peso de la arena necesaria para llenar el embudo.

3. Se determinó el peso unitario del suelo en el sitio en la siguiente forma: Se preparó el sitio de la superficie para ser ensayada de tal

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manera que quede en un plano a nivel, se colocó la base sobre la superficie, la cual sirve como guía, se cavo el orificio del ensayo, dentro de la base, teniendo cuidado de evitar la alteración del suelo que limita al hueco. De aproximadamente 12cm de profundidad.Se colocó el aparato invertido sobre la base y se poseída a abrir la válvula y se pesó luego el aparto con la arena restante y determínese el peso de la arena usada para el ensayo. Pesamos el material que fue removido del hueco de ensayo, se sacó una muestra de este material para calcular la humedad.

V. METODO DE CONTENIDO DE HUMEDAD SPEEDY

Consiste en mezclar una muestra de suelo previamente pesada con carburo de calcio molido en el interior de una cámara de acero hermética, la cual posee en su base un manómetro que registra la presión originada por el gas acetileno, entregando indirectamente la humedad del suelo referida al peso húmedo de la muestra.La limitante es que el método entrega resultados falsos en suelos plásticos y la muestra utilizada es muy reducida.El método del Speedy tiene la ventaja de determinar el contenido de humedad de un suelo en pocos minutos, aunque los resultados deben ser relacionados con el método del horno.

Generalmente es usado para controlar la humedad de los suelos antes y después de ser compactados, tanto en la construcción de terraplenes como en presas de tierra, entre otros.

VI. EQUIPOS A EMPLEAR PARA EL METODO SPEEDY

El método Speedy comprende:

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Consta de un envase de aluminio, en forma de campana, que en su base tiene integrado un manómetro de presión y en la parte superior posee una horquilla en forma de estribo que sirve para cerrarlo herméticamente. También tiene una tapa en forma de copa para colocar la muestra.Balanza con capacidad de 12 gramos.Instrumento para medir el carburante.Esferas pulverizadoras de una pulgada de diámetro.

VII. PROCEDIMIENTO DEL METODO SPEEDY

La muestra de suelo a ensayar se coloca en un contenedor donde pueda ser mezclada apropiadamente y se cubre con un paño húmedo.Dentro del Speedy se colocan dos cucharadas de carburo.Se toma una muestra representativa del material y se pesa en la balanza propia del Speedy.Se coloca la muestra en la tapa del SpeedyEl Speedy debe ser sostenido horizontalmente para evitar quela muestra y el carburante se mezclen antes de ser sellado herméticamente.Para suelos cohesivos:Una vez colocado el carburo, se introducen las esferas metálicas, para que pulvericen la muestra de suelo cohesivo y permitir una mejor reacción con el carburo.Se cierra herméticamente la tapa con el tornillo y se coloca el Speedy en posición vertical, en forma tal que el material caiga dentro del recipiente.Manteniendo el cuerpo del instrumento en posición horizontal, se rota por 10 segundos, de tal forma que las esferas estén en órbita, describiendo la circunferencia interior.

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VIII. RESULTADOS OBTENIDOS

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ENSAYO DE COMPACTACION

I. INTRODUCCIÓN

La compactación es la densificación de los materiales del suelo por el uso de energía Mecánica. El suelo es compactado mediante la eliminación de aire y el agua de sus poros. Existe una cierta cantidad de humedad que un suelo puede tener en una unidad de peso, Se obtiene el máximo cuando el suelo se compacta a este estado en el que se conoce Como el máximo de humedad /unidad de peso. Lo máximo de humedad /unidad de peso se utiliza exclusivamente para determinar el grado de compactación del relleno tierra. Hay dos pruebas Proctor que se define por la Asociacion Americana de Funcionarios de Carreteras y

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Material de America de ensayo estándar. La prueba Proctor estándar (ASTM D-698, AASHTO T-99, N.T.P. 339-142) y la prueba de Proctor Modificado (ASTM D-1557 y AASHTO T-180). El uso de la ProctorEstandar o Proctor Modificado debe ser utilizado en la discreción del ingeniero profesional. La prueba Proctor estándar es generalmente cuando se requiere el mínimo de subgrado de compactación, tales como los estacionamientos pequeños, y la construcción de estructuras y mientras que el Proctor Modificado se utiliza generalmente para rellenos que apoyaran grandes cargas, tales como carreteras, pistas de aeropuertos y plataformas de hormigón.

II . MARCO TEORICO NORMA ASTM D698 -78

Estos métodos de compactación en el laboratorio determinan la relación entre el contenido de humedad y la densidad de suelos y mezclas de suelo-agregado. cuando se compactan en un molde de dimensiones establecidas con un martillo de 2.49 kg (5.5 lb) soltado de una altura de 305 mm (12 pulg) .

RECUERDA: Los suelos y las mezclas de suelo-agregado deben ser considerados como suelos naturales de grano fino o grueso o compuesto o mezcla de suelos naturales o mezclas de suelos naturales y suelos procesados o agregados, tales como: limo, grava o roca triturada.

NOTA: Estos métodos de ensayo de compactación en el laboratorio, cuando son usados en suelos y mezclas suelo-agregados los cuales no tienen drenaje libre, en la mayoría de los casos pueden establecer una relación bien definida entre el contenido óptimo de humedad y la máxima densidad. Mientras que para suelos y mezclas de suelo-agregados con drenaje libre, estos métodos en muchos casos no producen una relación bien definida

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humedad-densidad, y la máxima densidad obtenida es generalmente menor que la obtenida por métodos vibratorios.

III. OBJETIVOS

Determinar la relación entre la humedad y el peso específico de los suelos compactados.

Este ensayo se emplea para la determinación rápida del peso unitario máximo y su humedad optima de una muestra de suelo mediante una curva gráfica.

IV. EQUIPOS

Moldes.- Los moldes deberán ser de forma cilíndrica, hechos de metal rígido, de 4 pulgadas y 6 pulgadas. Con un collar ajustable de aproximadamente 50 mm (2pulg) de altura y una placa metálica de base perforada.

Martillo Manual.- La cara de contacto del espécimen deberá ser circular con un diámetro de 50.80 ± 0.13 mm (2.000 ± 0.0005 pulg.

Calibración y Ajuste:Cada calibración y ajuste deberá realizarse de acuerdo con los métodos D2168.

Balanza.- Una balanza de por lo menos 20 kg de capacidad con una sensibilidad de ± 1 gr y una balanza de por lo menos 1000 gr de capacidad de una sensibilidad de ± 0.01gr.

Horno de Secado.- Controlado termostáticamente, preferido herméticamente reforzado, capaz de mantenerse a una temperatura de 110 ± 5°C (230 + 9°F)

Enrazador.- Una regla de metal rígido con bordes rectos de cualquier longitud conveniente, pero por lo menos deberá tener 254 mm (10 pulg).

Mallas.- 3 pulg (75 mm), 3/4 pulg (19 mm) y N° 4 (4.75 mm). Herramientas de Mezclado.- Diversas herramientas, tales como

platillo mezclador,cuchara, espátula, paleta, etc. o un aparato adecuado para realizar el mezclado integral de una muestra de suelo con incrementos de agua.

V. PROCEDIMIENTOS

Procedimiento de Muestreo

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Si la muestra de suelo está húmeda cuando se recibe del campo, séquela hasta que se ponga desmenuzable al introducir una espátula. El secado puede efectuarse al aire o en un horno que mantenga una temperatura que no exceda los 60ºC (140ºF).

Tamice una adecuada cantidad de suelo pulverizado sobre el tamiz de 19.0mm.

Deseche el material grueso si alguno es retenido en el tamiz de 19.0 mm.

Seleccione una muestra representativa, con una masa aproximada de 5kg o más del suelo.

Mezcle la muestra seleccionada con agua para humedecerla hasta aproximadamente 4% por debajo del contenido de humedad óptimo.

Deje la muestra en reposo en un recipiente herméticamente cerrado por un tiempo mínimo.

Forme un espécimen compactando el suelo preparado en el molde de 101.6m (4pulg) con collar, en tres capas aproximadamente iguales, para una altura total compactada de 125 mm (5pulg).

Compacte cada capa con 25 golpes del pisón distribuidos uniformemente. Dejándolo caer libremente desde una altura de 305 mm sobre la altura del suelo compacto.

Luego de la compactación, remueva el collar de extensión quitando el material adherido en el collar.

Con cuidado recorte el suelo excedente compacto de la parte superior del moldeusando el borde recto de la regla, los agujeros producidos en la superficie por laremoción de material grueso deben ser rellenados con material más pequeño.

Pese el molde con la muestra de suelo húmedo en kilogramos, con aproximación acinco gramos. Saque la muestra compactada del molde y realice un corte vertical por el centro. Tome dos muestras de material de una de las caras cortadas, Pese inmediatamente.

Coloque al horno para determinar el contenido de humedad de acuerdo con lanorma AASHTO T 265 registre los resultados.

Desmenuce completamente la parte restante de la muestra moldeada hasta que se considere que pasa el tamiz de 19.0 mm y el 90 por ciento del suelo pasa el tamiz de 4.75 mm; y junte con la parte restante de la muestra.

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Agregue suficiente agua para incrementar el contenido de humedad del suelo de 1% a 2 % y repita el procedimiento antes indicado para cada incremento de agua.

Continué esta serie de determinaciones hasta que haya una disminución o no cambien la masa húmeda, W1 por metro cúbico o pie cúbico del suelo compactado.

VI. CALCULOS

Calcule el contenido de humedad y el peso unitario seco del suelo compactado para cada ensayo como sigue:

W (%) = Contenido de humedad.A = Peso del recipiente y suelo húmedoB = Peso del recipiente y suelo secoC= Peso del recipienteW1 = Densidad húmeda en Kg/m3 del suelo compacto.W = Densidad seca en Kg/m3 del suelo compacto.

RELACION HUMEDAD – DENSIDAD

La densidad del suelo deberá ser trazado como ordenadas y el contenido de humedad como abscisas. Contenido de humedad óptimo.- El contenido de humedad correspondiente a la cima de la curva será el “contenido óptimo de humedad” del suelo bajo la compactación.Densidad máxima.- La densidad en kg/m3 correspondiente al contenido de humedad óptimo será la “densidad máxima” bajo la compactación.

DATOS OBTENIDOS

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ANEXOS

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TALLANDO EL AGUJERO DE 15CM DE PROFUNDIDAD CON LA AYUDA DEL CINCEL Y DE LA BASE METALICAPARA TENER EL MUSMO DIAMETRO DEL MISMO. EL MATERIAL EXTRAIDO SERA PERA Y DETERMINARA SU VOLUMEN DEL AGUJERO