UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO – FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

MECANICA DE SUELOS

OBJETIVO GENERAL

Determinar la densidad seca y el contenido de humedad del suelo en el campo mediante el método del cono de arena.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

1.) Conocer el funcionamiento correcto del equipo para realizar el ensayo del método del cono de arena.

2.) Calcular el porcentaje de compactación de una muestra de suelo de campo. 3.) Comparar la compactación obtenida por el ensayo del cono de arena con

un valor referenciado del ensayo Proctor Modificado ( )

EQUIPOS Y MATERIALES

Molde Próctor Equipo Primordial (compuesto de un frasco, un cono metálico y arena de

Ottawa que pase la malla #20 y se retenga en la #30) Base metálica para el cono Balanza de aproximación de 1 gramo Balanza de aproximación de 0,1 gramos Capsula de Aluminio Brocha y un Cordel Estufa Un cincel y un martillo

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TIPO DE MUESTRA Y PROCEDENCIA

La muestra utilizada es de tipo balasto de relleno comúnmente encontrada en canteras y generalmente utilizada como material de relleno, y su procedencia está ubicada a un costados de la cancha de futbol de la universidad de sucre a 12 m del desagüe del las canchas.

PROCEDIMIENTO DE PRUEBA

1. Se obtuvo los pesos del cono, con la arena a utilizar, y de todos los recipientes.

2. Se llevó el cono y los materiales al campo.3. Se ubicó la placa base en el suelo.4. Se rompió el suelo con el cincel, a través de la placa, para obtener la

muestra a trabajar.5. Se removió la muestra sin perder material.6. Se abrió la llave del cono para dar paso a la arena que, en cuanto llenó el

hueco, dio paso al cerramiento de la llave.7. Se levantó el cono del sitio para llevar a tomar su peso de nuevo.8. Debido al costo de la arena, se recoge del hueco para después tamizar y

lavar para poderla usar de nuevo.9. Se repite el proceso de pesado al equipo con la arena que quedo en el

depósito.10. la muestra de suelo extraída fue pesada, horneada y nuevamente pesada.

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RESULTADOS

Tabla 1

Determinación de la Densidad de la Arena

DESCRIPCION DATOSMasa del Molde Cilíndrico + Arena (gr) 9.744,00

Masa del molde Cilíndrico (gr) 7.590,00Masa de la Arena Contenida en el Cilindro (gr) 2.154,00

Volumen del Cilindro (D=10 cm & L=20 cm) (m3) 0,00157Densidad de la Arena (Kg/m3) 1.371,97

Tabla 2

Datos Obtenidos del Ensayo del Cono de Arena

DESCRIPCION MASA (Gramos)Masa del suelo Extraído del Hueco (Mm) 2.412,0

Masa Equipo + Arena (mi) 9.730,0Masa Equipo - Masa de la Arena en el cono 8.318,0

Masa de la Arena en el Cono (Ma.cono) 1.412,0Masa Equipo + Arena final (mf) 6.582,0Masa de la arena en el hueco 1.736,0

Tabla 3

Determinación del Contenido de Humedad del suelo extraído del hueco

DESCRIPCION DATOSMasa de la lata (gr) 31,5

Masa de la lata + suelo húmedo (gr) 98,6Masa del suelo húmedo (gr) 67,1Masa del suelo seco + lata 90,5Masa del suelo seco (gr) 59

Masa del agua evaporada (gr) 8,1Contenido de humedad (%) 13,73%

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ANALISIS DE RESULTADOS

La curva de compactación del ensayo Proctor Modificado el punto queda por fuera del grado de compactación optimo que oscila entre 95% y 100% con un grado de compactación real de 82,15%. De esto se puede analizar que en el terreno aun no se ha logrado las especificaciones de compactación por lo tanto se debe incrementar la energía de compactación y disminuir el contenido de humedad en campo, además cabe resaltar las condiciones que el terreno presento en el momento del ensayo; ya que el contenido de humedad de este se vio alterado por causa de lluvia la noche anterior y dicho terreno fue compactado hace años. También vale mencionar que el suelo utilizado en el laboratorio no es el mismo que el del terreno, razones por las cuales se entienden y se aceptan las discrepancias obtenidas en los resultados obtenidos del ensayo.

CONCLUSIONES

De los resultados obtenidos se puede concluir que:

Es menester aumentar las pasadas de la maquinaria y disminuir el contenido de humedad en el terreno en el terreno para lograr las especificaciones de compactación requeridas.

El ensayo método del cono de arena fue bien realizado de acuerdo al procedimiento a seguir para éste, ya que los resultados arrojados no se alejan de la realidad (independientemente de los resultados del Proctor modificado) del terreno ensayado.

Este ensayo de laboratorio es muy interesante, puesto que por medio de élpodemos conocer el grado de compactación de una capa de suelo en campo, es muy sencillo no necesita mucho tiempo (con excepción de esperar que se seque la muestra extraída del suelo).

Se puede decir que se cumplieron todos los objetivos propuestos en elensayo.

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Este método de ensayo generalmente es utilizado para determinar la densidad seca del suelo para la construcción de terraplenes, rellenos viales y rellenos estructurales entre otros.

RECOMENDACIONES

Una limitante de gran apreciación para dicho ensayo es el contenido de roca o material grueso superior a 38 mm (1 ½”) en la muestra de suelo y por ello es remendable tener cuidado con la muestra de suelo extraída.

Es necesario que la arena del equipo tenga una densidad y una gradación, uniforme para evitar la segregación durante la manipulación y uso.

En el momento del ensayo en terreno se recomienda evitar cualquier tipode vibración en el área circundante, ya que esto puede provocar un exceso de arena el agujero, puesto que esta no caería libremente sino inducida

No se recomienda reutilizar la arena del equipo y en caso de hacerlolimpiarla de impurezas y volver a tamizar.

Para felicitar y optimizar resultados se requiere utilizar un equipo de alta precisión para el estudio de la densidad del suelo, un densímetro nuclear.

INQUIETUDES

¿De qué trata el ensayo?

Este método de ensayo se usa para determinar la densidad de los suelos compactados, utilizados para construir terraplenes, rellenos viales y rellenos estructurales. Se usa con frecuencia, como base para la aceptación de suelos compactados a una densidad especificada o un porcentaje de densidad máxima determinada por los métodos de ensayo de las normas INV E – 141 o INV E – 142.

¿Por qué es necesario?

Este ensayo es de veras importancia porque con el podemos determinar la densidad de los suelos compactados y es utilizado de soporte para el mejoramiento u optimización de los suelos donde se realizara una obra civil.

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¿Por qué se selecciona dicho equipo para el ensayo?

El equipo utilizado fue seleccionado por que es el método más sencillo y ortodoxo para la medición de las densidades de los suelos compactado, también se debe tener en cuenta que no hay valor de referencia aceptado para este método, por lo tanto no es posible determinar la desviación.

¿Es equipo convencional, modificado o especialmente diseñado para dicho ensayo?

Este equipo es especialmente diseñado para la medición de volúmenes irregulares, más no para determinar el objetivo general del ensayo (para el caso de nuestro ensayo), basta mencionar que existen otros equipos diseñados especialmente para la determinación de densidades de suelos compactados.

¿Cómo funciona?

Este equipo es de funcionamiento mecánico, el consta de un deposito plástico, una válvula de paso y una boca en forma de cono, en el interior del depósito de plástico se encuentra contenida la arena que al abrir la válvula caerá libremente en el hueco de volumen irregular, realizado manualmente.

¿Qué limitaciones tiene?

Según la norma INV. E-161 se puede decir que el uso de este método de ensayo está limitado, generalmente, a suelos en condición no saturada. No se recomienda este método para suelos blandos o friables (que se desmoronan fácilmente) o en condición tan húmeda que el agua se escurra hacia el hueco excavado para la prueba. En los suelos que se deforman fácilmente o que pueden cambiar de volumen por la vibración generada al excavar el hueco, o por pasar o caminar cerca al hueco durante el ensayo, se puede afectar la exactitud de la prueba.

¿Qué debe saber o ser capaz de hacer el alumno al término de la práctica?

Al culminar el ensayo el estudiante a tenido que desarrollar sus facultades y sus conocimientos en el contexto de estudiar las densidades y la compactación de un suelo, con el fin de obtener los datos necesarios como soporte para una obra civil

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o un estudio de un suelo, es decir el estudiante podrá desenvolverse en el campo de las compactaciones de suelos en los estudios geotécnicos.