DETERMINACIN DE LA DENSIDAD SECA metodo cono de arena

Indice

Objetivos2Marco Terico3Equipo5Procedimiento6Resultados9Anlisis de resultados15Conclusiones15Bibliografa16

INTRODUCCION:El ensayo permite obtener la densidad de terreno y as verificar los resultados obtenidos en faenas de compactacin de suelos, en las que existen especificaciones en cuanto a la humedad y la densidad.En el presente informe se describirn los mtodos por los cuales se obtienen los datos de la densidad seca y hmeda de los suelos.

Objetivos

Generales: Conocer la aplicacin de muestreos de suelos en sitio y obtener el contenido de humedad para el tipo de muestra suministrado en el laboratorio.

Calcular la densidad del suelo usando el mtodo de Cono de Arena y Baln de Caucho.

Obtener el criterio para decidir si el suelo tiene o no la suficiente compactacin.

Especficos: Determinar el volumen del hueco excavado en el campo, de forma indirecta, mediante el mtodo del Baln de Caucho y el Cono de Arena. Obtener el peso unitario hmedo y seco del material excavado en el campo. Realizar el clculo del porcentaje de compactacin utilizando el peso unitario seco calculando y el peso unitario seco mximo de la arena empleada. Aprender la forma correcta de calcular un volumen y una densidad para un suelo especfico.

Marco Terico

METODOLOGIAS:El ensayo de densidad de campo In Situ se puede realizar mediante 3 mtodos: Densidad del suelo por el Cono de Arena (ASTM D 1556).

Densidad y peso unitario por el Globo de Hule (ASTM 2167).

Densmetro nuclear (ASTM D 2922 y D 3017).Determinacin de la Densidad de Suelo en el TerrenoPara el suelo que se va a utilizar en un sitio determinado, los criterios de compactacin, generalmente con limitaciones de humedad y densidad es necesario utilizar algn mtodo para verificar los resultados, est verificacin se logra bien por el cono de arena o por el mtodo del baln de densidad.De ambos procedimientos se obtiene el peso de suelo hmedo de una pequea excavacin de forma algo irregular (un hueco), hecho sobre la superficie del suelo. La densidad hmeda del suelo se calcula:

Y se obtiene el contenido de humedad w del material excavado, el peso unitario seco del material es:

Los mtodos del cono de arena y baln permiten encontrar el volumen del hueco. Por el mtodo del baln, dicho volumen se encuentra midiendo directamente el volumen del agua bombeada a un baln de caucho que llena el hueco. Este volumen se lee directamente a un cilindro graduado.El mtodo de cono de arena representa una forma indirecta de obtener el volumen del agujero. La arena utilizada es un material que pasa el tamiz N20 y est se encuentra retenida en el tamiz N30. Generalmente es deseable tener arena uniforme o de un solo tamao para evitar problemas de segregacin de forma que en las mismas condiciones de vaciado puede lograrse la misma estructura del suelo y la duplicacin requerida.Cul es la importancia de la densidad in situ?El ensayo permite obtener la densidad de terreno y as verificar los resultados obtenidos en faenas de compactacin de suelos, en las que existen especificaciones en cuanto a la humedad y la densidad.Porcentaje de compactacinEs la relacin expresada como porcentaje del peso de un suelo seco al peso mximo unitario obtenido en el laboratorio en la prueba de compactacin.Prueba de compactacin nuclearEsta prueba es usada para obtener porcentajes de humedad, el equipo necesario se puede llevar fcilmente al lugar de la obra y los resultados aparecen en una pantalla digital. Esta prueba utiliza rayos gama que determinaran las densidades y por este medio se conoce la humedad.Ventajas de este mtodo sobre otros:El tiempo que tarda es menor y no hay demoras en la construccin.Es no destructivo, por lo tanto, ahorra tiempo y dinero.Nos da la densidad de suelos con agregados grandes y material congelado.Reduce la posibilidad de errores humanos. Se deben de tomar todas las medidas de seguridad al usar este tipo de aparatos ya que emiten cierta radiacin.5 mtodos de determinar la densidad en sitioMtodo colchn de aire.Mtodo transmisin directa.Mtodo del densmetro de membrana.Mtodo mediante bloques.Mtodo retro dispersin.

DENSIDAD DE CAMPO METODO CONO DE ARENAEste ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en obras en construccin, 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 comparar los valores de estas densidades, se obtiene un control de la compactacin, conocido como Grado de Compactacin, que se define como la relacin en porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el equipo en el campo y la densidad mxima correspondiente a la prueba de laboratorio.

EQUIPOS Y MATERIASLES: Aparato cono de arena, compuesto por una vlvula cilndrica de 12,5 mm. de abertura, con un extremo terminado en embudo y el otro ajustado a la boca de un recipiente de aproximadamente 4 lts. de capacidad. El aparato deber llevar una placa base, con un orificio central de igual dimetro al del embudo.

Arena estandarizada, la cual deber ser lavada y secada en horno hasta masa constante. Generalmente se utiliza arena de Ottawa, que corresponde a un material que pasa por la malla N 10 y queda retenida en la malla N 60.

Balanza de precisin, aproximacin de 0.01 g (capacidad 10 k.)

Bolsas plsticas, para echar la muestra extrada del suelo.

Comba y cincel, para extraer el material del suelo del estudio.

PROCEDIMIENTO DE ENSAYO:Antes de iniciar el ensayo, se debe calibrar el equipo de densidad de campo, para de esta forma obtener el peso volumtrico de la arena calibrada y el peso de arena calibrada que queda en el cono despus de ejecutar el ensayo; datos que nos sirven en la determinacin de la Densidad de Campo.Seguidamente se nivela el suelo compactado en el campo y se retira el material suelto.A continuacin se coloca la placa y se comienza a hacer una perforacin, teniendo como gua el agujero interior de la placa, a una profundidad de 10a 12 cm.Todo el material que se saque del agujero se coloca en una bolsa plstica y se pesa.Para determinar el volumen del agujero, utilizamos el equipo de densidad de campo de la siguiente forma:Se determina el peso inicial del frasco con la arena calibrada. Luego se invierte y se coloca sobre la placa, la cual est colocada en la parte superior del agujero; se abre la llave del cono, permitiendo el paso de la arena.Cuando el agujero y el cono estn llenos de arena, se cierra la llave y se procede a determinar el peso final del frasco y la arena contenida en el.Por la diferencia de los pesos del frasco ms la arena inicial y del frasco ms la arena final, obtenemos el peso de la arena contenida en el agujero y el cono. A este valor le restamos el peso de la arena que cabe en el cono, obteniendo de esta forma el peso de la arena contenida en el agujero.El peso de la arena dividida por su densidad, obtenida en el laboratorio mediante la calibracin, nos da el volumen del agujero.Finalmente se debe determinar en el laboratorio, la densidad seca mxima y la humedad de la muestra recuperada del agujero, para de esta forma, determinar el Grado de Compactacin.

CALCULOS: El Grado de Compactacin de un suelo se determina de acuerdo a la siguiente expresin:

Gc =

Donde:Gc = Grado de Compactacin.d = Densidad Seca en el Campo.dmax = Densidad Seca Mxima obtenida en el laboratorio.

Con el peso de la muestra recuperada y el volumen del agujero, obtenemos la Densidad Hmeda del suelo, mediante la siguiente expresin, ya conocida:

As mismo determinamos el Contenido de Humedad de la muestra recuperada:

x 100

Finalmente, la Densidad Seca del suelo la obtenemos mediante la siguiente expresin:

Donde: Densidad Seca en el Campo. Densidad Hmeda. Contenido de humedad.

Con los datos obtenidos en un ensayo de Densidad de Campo, calcular la Densidad de Campo del suelo ensayado

ENSAYO:

Para obtener el material que pase de la malla N10 al 40 se procedi a hacer el tamizado

-Luego se comenz a llenar el galn por medio del cono

-Se procedi a determinar la densidad del material suelto-Se excav el suelo a determinar su grado de compactaci-Determinando el porcentaje de humedad por medio del humedometro speedy

RESULTADOSDESCRIPCINPESOUNIDAD

PESO SUELTO + MOLDE 8961gr.

DIMETRO MOLDE 15.2cm

ALTURA MOLDE11.5cm

PESO MOLDE6062gr.

DENSIDAD SUELTA1.3892gr/cm3

CALCULAMOS EL VOLUMEN DEL MOLDE

CALCULAMOS EL PESO SULETO

CALCULAMOS LA DENSIDAD SUELTA

PESAMOS

DATOS:DESCRIPCINPESOUNIDAD

PESO BANDEJA293gr.

PESO SUELTO + BANDEJA1701gr.

PESAMOS LUEGO DE HABER RELLENADO CON PARTE DEL MATERIAL EN EL AGUJERO:

DE (1)-(3) SE OBTIENE EL VOLUMEN DE ARENA QUE QUED EN EL AGUJERO MS EL VOLUMEN DE ARENA DEL CONO

(4)

Reemplazando (2) en (4):

Calculamos el volumen del agujero:Teniendo en cuenta (*)

Peso del suelo extrado, descontamos el peso de la bolsa (1 gr) , entonces:

Anteriormente se obtuvo el porcentaje de humedad (%W) por medio del humedmetro speedy :HUMEDOMETRO (SPEEDY): Una pequea muestra del material a ensayar se pesa en la balanza y despus se coloca en el recipiente que se sujeta en la mano.El reactivo reacciona con la humedad libreen la muestra para producir gas acetileno, que provoca un aumento de presin en el recipiente. A continuacin se lee directamente el contenido en tanto por ciento de humedad en el manmetro de presin calibrado.

Se obtiene que el %W= 0.33%

Por lo tanto:

ASUMIMOS UAN DENSIDAD EN EL OCH DADO POR EL PROCTOR =2.36 gr/cm3EL GRADO DE COMPACTACIN SE DETERMINA DE LA SIGUIENTE MANERA:

ANALISIS DE RESULTADOS De acuerdo a los resultados obtenidos que fueron; una densidad en campo seco de 2.18 gr/cm3 y un contenido de humedad de 0.33% que ubicados en la grafica de la curva de compactacin del ensayo Proctor Modificado el punto queda por fuera del grado de compactacin optimo que oscila entre 95% y 100% con un grado de compactacin real de 92%. De esto se puede analizar que en el terreno aun no se ha logrado las especificaciones de compactacin por lo tanto se debe incrementar la energa de compactacin y disminuir el contenido de humedad en campo, adems cabe resaltar las condiciones que el terreno presento en el momento del ensayo.

CONCLUSIONES La determinacin de la densidad de un suelo in situ es necesaria para saber el estado de la compactacin del suelo por capas las cuales deben tener un valor adecuado dado por las especificaciones tcnicas de un proyecto, de esta forma se puede realizar un trabajo de mejor forma. La recomendacin para el desarrollo de los ensayos de suelos es el seguir adecuadamente las pautas que nos dan las normas para cada tipo de ensayo.

Se pudo evidenciar una correlacin entre el CHO y el porcentaje de compactacin, siendo este que, entre ms cercano est el porcentaje de humedad al CHO, mejor es la compactacin, entre ms vare el porcentaje de compactacin disminuye, lo que se traduce en un incumplimiento de la norma, y dejando ver la importancia del control de la humedad en el sitio de trabajo.

Logramos determinar las densidades hmedas y secas de cada muestra de suelo tomada in situ, adems de notar la relacin entre la densidad seca del suelo y la compactacin del mismo entre ms alta la densidad, ms alto el porcentaje de compactacin.

Se acepta la compactacin no obstante se necesita hacer una correccin en la humedad en los puntos que presentaron un porcentaje de compactacin por debajo del 95% segn la especificacin.

Bibliografa

Densidad De Suelos En Sitio Mtodo del Cono de Arena (ASTM D-1556) Mtodo del Baln de Caucho (ASTM D-2167) Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniera Civil Joseph E. Bowles

Fundamentos de Ingeniera Geotcnica Braja M. Das, Ed.Thomson Learning,Mxico,2005

http://ingenieracivil.blogspot.com/2007/10/determinacin-de-la-densidad-de-suelo-en.html

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