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PRINCIPALES SUELOS

SUELO

Conjunto de grano y partículas que se encuentran en la parte superior de la

corteza terrestre y surgen de la desintegración física y descomposición química de

las rocas.

TIPOS DE SUELOS

- BLOQUES : fragmentos de roca mayores a 300 mm.

- BONOLES : fragmento de roca entre 80 mm y 300 mm.

SUELOS DE GRANO GRUESO

- GRAVA (G) : fragmentos de roca y minerales sin cohesión, cuyo tamaño varía

entre 80 mm y 5 mm.

- ARENA (S) : agregados sin cohesión, de tamaño entre 5 mm y 0,08 mm.

SUELOS DE GRANO FINO

- LIMO (M) : suelo de grano fino con poca o ninguna plasticidad, algo plásticos :

contienen un porcentaje apreciable de partículas en forma de escamas.

Tamaño desde 0.08 mm hasta 0.005 mm.

- ARCILLA (C) : suelo de grano fino, generalmente plásticas de tamaño menor

que 0.005 mm

Los suelos de grano fino son difíciles de distinguir a simple vista y se requiere de

análisis manual para diferenciarlos.

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CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES : CARACTERISTICAS. Son aquellos atributos que permiten identificar y describir un suelo, pero que

no dan una medida directa de su comportamiento. Ej. textura, graduación,

estructura ,composición química,color etc.

PROPIEDADES :

Son los atributos mensurables que pueden ser usados directamente para

predecir la forma como reaccionará el suelo bajo determinadas

solicitaciones.Ej.compresibilidad ,resistencia del suelo ,permeabilidad.

Grava y Arena :

Ambos tipos de suelo (grava y arena) tienen esencialmente, las mismas

propiedades. Las gravas o arenas compactas, bien graduadas son materiales

estables.

Los suelos gruesos, cuando carecen de finos, son permeables, fáciles de

compactar, la humedad los afecta solo ligeramente y no se ven sujetos a la acción

de las heladas. A pesar de que la forma, graduación y tamaño de los granos

afectan a estas propiedades, para una misma cantidad de finos, las gravas son

generalmente más permeables y estables, y menos sensibles al agua o a las

heladas que las arenas.

Limo y Arcilla :

La presencia de finos, aun en pequeñas cantidades, desempeñan un papel

importante en el comportamiento de los suelos. Una baja cantidad, por ejemplo el

10 por ciento de las partículas de menor tamaño que el de la malla N° 200 en

arenas y gravas, puede hacer al suelo virtualmente permeable, especialmente

cuando los granos gruesos están bien graduados. A si mismo, un porcentaje

menor de 10 por ciento de finos en gravas y arenas bien graduadas puede

provocar serios hinchamientos durante una helada.

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Los suelos que contienen grandes cantidades de limo y arcilla muestran marcados

cambios en sus propiedades físicas al variar su contenido de agua. Por ejemplo,

una arcilla dura puede ser conveniente como cimentacion para cargas pesadas

mientras permanezca seca, pero puede perder toda resistencia al humedecerse.

Muchos suelos finos se encogen al secarse y se expanden al humedecerse.

Los limos , suelos finos no plásticos, son inherentemente inestables en presencia

de agua y tienden a formar una suspensión cuando se saturan.

Los limos son medianamente impermeables, difíciles de compactar, y altamente

susceptibles a hinchamiento por heladas. En seco, los limos pueden pulverizarse

fácilmente; bajo la presión de los dedos, solo ofrecen una ligera resistencia y una

sensación suave, en contraste con la rugosidad de las arenas finas.

Se diferencian entre sí por el tamaño y la forma de los granos, lo que se refleja,

principalmente, en la propiedad de compresibilidad. Para condiciones similares de

carga previa, mientras más alto sea el limite liquido de un limo, éste será más

compresible

Las arcillas son finos plásticos; tienen baja resistencia a la deformación en estado

húmedo, pero, al secarse, forman masas cohesivas y duras. Las arcillas son

virtualmente impermeables, difíciles de compactar cuando están húmedas e

imposibles de drenar por medios ordinarios. Son características de algunas

arcillas, las grandes expansiones y contracciones que sufren de acuerdo con los

cambios en su contenido de agua.

Mientras más alto sea el limite liquido de una arcilla, mayor será su

compresibilidad al compararla en igualdad de condiciones de carga previa.

La materia orgánica es vegetación parcialmente descompuesta, y el principal

constituyente de los suelos turbosos. Son de color gris oscuro o negro y olor a

descompuesto. Tienen aspecto esponjoso. Son compresibles,no aptos en

ingeniería.

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Nombres de suelos tìpicos de Chile

Por ser de interès para el profesional, a continuaciòn darè a conocer algunos

nombres de suelos de algunas zonas del Paìs , y cuyos nombres han sido dado

por los lugareños:

Bofedal: Suelo altamente orgànico, lleno de raíces en descomposiciòn. Se ubica

en el altiplano de la I Regiòn.

Cancagua: Limo fuertemente cementado, arena limosa cementada. Se encuentra

en la Zona Sur, Valdivia.

Coquina: Conchuela ( Conglomerado de Fòsiles marino ) . Arena cementada por

sales generalmente solubles en agua. Se encuentra en la zona Norte .

Antofagasta y Tocoplilla.

Chuca : Limo arenoso o arena limosa muy fina rica en sales, liviana.No cohesiva.

Se encuentra en la I y III Regiòn.

Gualve: Suelo altamente orgànico, liviano, parecido al mallìn. Se encuentra en

Temuco u Osorno.Color amarillo oscuro.

Fierrillo: Arena gravo limosa, contiene oxido de fierro, lo que hace que tenga una

densidad de partìculas sòlidas alta. Se encuentra en la zona de Puerto Montt y de

Chiloè.

Maicillo: Arena arcillosa ò limosa. Granito totalmente descompuesto. Se

encuentra en toda la Cordillera de la Costa, desde la IV Regiòn hacia el Sur.

Mallìn Suelo similar al Gualve , se encuentra en la zona de Chiloè y de Aysèn

Mazacote: Arcilla o limo arcilloso, color gris muy plástica. Se encuentra en Punta

Arenas.

Pumicita: Arena limosa de depositaciòn eolica, color generalmente blanquisco. Se

encuentra en la zona de Pudahuel, Maipù. Regiòn Metropolitana.

Porotera: Lente de Grava uniforme sin finos.

Sebo de burro: Arcilla muy plástica y compresible, similar al mazacote. Abunda

en la zona central, especialmente en Renca y Quilicura.

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Tosca: Roca descompuesta, que se encuentra en el límite de suelo y roca, por

ello es muy dura. Se encuentra en todo el País.

Trumao: Suelo limoso, liviano,con mucho huecos.Se encuentra en la VI y X

Regiòn

Tertel : Suelo cementado con abundantes conchuelas, se encuentra en la IV

región.

Tierra Colorada: Estabilizado natural con finos arcilloso. Se encuentra e la I

región.

MUESTREOS

Las muestras obtenidas de terreno pueden clasificarse de acuerdo a su calidad

en :

- REPRESENTATIVA :

Contienen todos los constituyentes mineralógicos del estrato de donde se han

extraído y no están contaminadas por materiales de otros estratos, pero la

estructura del suelo y el contenido de humedad pueden haber sufrido

alteraciones.

Son apropiadas para : clasificar un suelo y para analizar sus propiedades en

suelo remoldeado de acuerdo a las condiciones requeridas por proyecto o por

construcción.

INALTERADA :

Son muestras que han sufrido pequeñas perturbaciones respecto a su estado

natural de terreno. Son apropiadas para todos los ensayes de laboratorio y por

tanto, su tamaño debe ser considerado para los ensayes requeridos.

Normalmente sus dimensiones son de : 20 x 20 cm.

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- MUESTRAS REPRESENTATIVAS :

- Muestras de Yacimiento

- Muestras de Producción

- Muestras de Obra

.. Muestras de Producción :

. Cintas Transportadora : Detener la cinta a intervalos regulares y extraer

porciones de pétreo que corresponden a todo el material comprendido

entre dos secciones transversales a la cinta distanciadas en

aproximadamente 1 m. Se extraen tres o más porciones de pétreo.

. Acopio : Extraer porciones de pétreo en tres o más punto de cada lote,

desde la mayor profundidad del acopio que el material permita,

desechando el material de la superficie. No se extraerán muestras en los

primeros y últimos 30 cm de la altura del acopio.

. Muestras de silos : Extraer porciones de pétreos en el flujo de la descarga

sin incluir el primer y último 10% de ésta, repitiendo la operación por el

número de veces necesarias de acuerdo con la duración de la descarga.

Se debe ocupar un recipiente que abarque todo el flujo del material.

TOMA DE MUESTRAS

Generalidades.-

La persona encargada de la exploración, decidirá los tipos de suelos de los que

han de tomarse las muestras así como su número, el cómo y cuándo han de ser

tomadas.

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MUESTRAS REPRESENTATIVAS

Las muestras representativas se toman por cuarteo y se deben almacenar y

transportar en bolsas. Estas muestras pueden ser tomadas con cualquier

herramienta ad-hoc al muestreo (pala, barreno, etc.). Las muestras se colocan en

bolsas tratando de mantener el suelo sin ser contaminado con ningún otro tipo de

estrato. Estas muestras se usan para :

Análisis granulométricos

Límites de consistencia

Ensaye relación humedad

Ensaye CBR de laboratorio.

MUESTRAS PARA CONTENIDO DE HUMEDAD

Se utilizan para determinar la humedad natural del suelo. Las muestras se toman

en el terreno y se colocan en un recipiente, que debe ser hermético para evitar

pérdidas por evaporación. Normalmente se utiliza la muestra en que se ha

determinado la densidad de terreno como la muestra representativa para la

humedad del suelo.

MUESTRAS INALTERADAS

Una muestra inalterada se toma de un suelo con cierta plasticidad o cierto grado

de cohesión y se realiza cortando un cubo de suelo de dimensiones ya señaladas

y luego se separa y se empaqueta, lo anterior debe ser realizado con la menor

alteración posible. Estas muestras se usan para :

1. Determinar la densidad del terreno en el laboratorio. Es decir, en aquellos

casos en la cual no es posible tomar una densidad de terreno por medios

tradicionales.

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2. Investigar en el laboratorio la resistencia de los suelos inalterados y cuyas

propiedades son requeridas para conocer los parámetros de estabilidad de un

suelo, ejemplo: fricción y cohesión.

3. Realizar otros ensayes especiales como el análisis de consolidación que mide

el asentamiento en un suelo fino del tipo arcilloso.

LOCALIZACION, REGISTRO Y NUMERACION DE LAS MUESTRAS

Es responsabilidad del técnico encargado de la exploración del suelo velar por los

siguientes aspectos :

1. Que cada calicata, pozo de reconocimiento u otra excavación esté

adecuadamente examinada, numerada y registrada.

2. Llevar un registro de cada exploración en cuanto a número de estratos y

profundidades de cada uno de ellos

3. Que cada muestra esté debidamente rotulada con los antecedentes mínimos,

tales como : número, ubicación, fecha, laboratorista que muestrea, estrato y

perforación correspondiente.

PROCEDIMIENTOS PARA TOMAR LAS MUESTRAS

REPRESENTATIVAS E INALTERADAS

Muestras en bolsas (representativas)

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Estas muestras deben ser obtenidas mediante sistemas de cuarteo, y el cuarteo

se realizará tantas veces como veces sea necesario hasta conseguir el tamaño

conveniente para los análisis requeridos.

Tres bolsas del tipo arpillera (quintal de papas) cuyo contenido total de las bolsas

sea del orden de 120 Kg para análisis de suelos gruesos y del orden de 60 Kg

para análisis de suelos finos.

Cuando se investigan las condiciones del suelo de fundación es preciso tomar

muestras en cada uno de los estratos que se encuentren en la exploración, y éstas

deben ser tomadas por alguno de los procedimientos que se indican :

1. De la pared de la exploración,

� Se rebaja la parte del suelo suelto y se saca con el fin de obtener una

superficie fresca y apta para que cualquier variación en el suelo se manifieste

claramente y no haya contaminación alguna al estrato considerado.

� Se toma una muestra típica de cada suelo (estrato) o de aquéllos que

requieran una más amplia investigación.

2. Sacando el total del estrato y cuartear la muestra según lo explicado

anteriormente.

MUESTREO MEDIANTE BARRENOS

1. Se coloca el suelo excavado en hilera, en orden correcto.

2. Se toma una porción típica de cada estrato de suelo.

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MUETRAS INALTERADAS

Para ensayos especiales de corte un trozo de suelo con dimensión mínima de 20 x

20 cm. es suficiente. En otros ensayos se pueden usar muestras menores. La

superficie superior e inferior de la muestra debe s er marcada claramente con

las letras S e I.

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HERRAMIENTAS Y MATERIALES

Se deben elegir las herramientas cortantes más adecuadas para cada tipo de

suelo y muestreo. Las siguientes herramientas y materiales ayudarán a la

obtención de muestras inalteradas.

EQUIPO EQUIPO SUPLEMENTARIO EQUIPO IMPROVISADO

Cuchara

Cuerda

Brocha

Hornillo

Parafina

Destornillador

Paleta

Cuchillo

Molde CBR de compactación

Regla

Hojas sierra

Herramientas de excavar

Cuchillo de bolsillo

Estopilla de algodón

Pala o azada

Cinta aislante

Papel

Recipientes convenientes

Sierra de alambre

Discos de madera

Barra de carga

TROZO - MUESTRA

El tipo más sencillo de muestra inalterada se obtiene cortando un trozo de suelo

del tamaño deseado, y cubriéndolo para evitar pérdidas de humedad y roturas.

Este método se puede usar únicamente en suelos que no se deformen, rompan o

desmoronen cuando se cortan, ejemplos : suelos con cierto grado de cohesión.

Para obtener un trozo-muestra de una excavación u otra superficie nivelada, tal

como el fondo de una calicata :

1. Se alisa la superficie del terreno y se marca el contorno del trozo.

2. Se excava una zanja alrededor de éste.

3. Se ahonda la excavación y se cortan los lados del trozo con el cuchillo de

carnicero.

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4. Se separa la muestra cortando con el cuchillo, paleta u hoja de sierra y se

retira del hoyo cuidadosamente.

Para obtener un trozo-muestra de la pared vertical de una calicata o corte de una

excavación :

1. Se alisa cuidadosamente la cara de la superficie y se marca el contorno.

2. Se excava alrededor y por detrás, dando forma al trozo groseramente con el

cuchillo de carnicero.

3. Se corta el trozo y se retira del hoyo cuidadosamente

IMPERMEABILIZACIÓN DE LA MUESTRA INALTERADA

Los trozo-muestras que se hayan tomado, ya sea de la excavación o de la pared

de ella, se debe :

1. Se aplican tres capas de parafina con una brocha. Se debe dejar enfriar y

endurecer cada capa antes de aplicar la siguiente.

NOTA : Esto da una protección adecuada para muestras con cierta resistencia y

que hayan de ser usadas dentro de pocos días. Las muestras que son

débiles o no vayan a usarse pronto, requieren protección adicional.

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2. Se envuelven con estopilla de algodón u otra tela blanda. Si no se tiene la tela

se refuerza con varias vueltas de cinta aislante o cuerda.

3. Se aplican tres capas más de parafina.

NOTA : Un método mejor es sumergir la muestra entera dentro de la parafina

fundida después de aplicar la primera capa con brocha. Esto requiere un

gran recipiente y más cantidad de parafina, pero da un revestimiento más

uniforme. Sumergiendo la muestra repetidas veces, la parafina puede

alcanzar un espesor mínimo de 3 mm. Las muestras que han de ser

transportadas a largas distancias necesitan protección adicional.

Se coloca el trozo en una pequeña caja en cuyo interior exista aserrín u otro

elemento que amortigüe los golpes producidos durante el traslado de la muestra.

Muestra Cilíndricas

En suelos blandos de grano fino, se pueden tomar directamente muestras

cilíndricas para realizar el ensaye CBR u otros ensayes de resistencia con muestra

inalterada. Las muestras cilíndricas se pueden obtener también con una

herramienta de hojalata corriente, con un pequeño trozo de tubo, o con cualquier

otro recipiente metálico. Para suelos más difíciles de muestrear es factible usar un

molde partido en sentido longitudinal como el que se describe.

1. Se alisa la superficie del terreno y se aprieta el molde con el anillo

tomamuestras contra el suelo, haciendo una presión moderada.

2. Se excava una zanja alrededor del cilindro.

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3. Se aprieta el molde contra el suelo, hacia abajo, firmemente, usando la barra

de carga si fuera necesario. Se recorta el suelo junto al anillo con el cuchillo,

con gran cuidado. Córtese hacia abajo y hacia fuera para evitar hacerlo dentro

de la muestra. El verdadero tamaño de ésta lo corta el anillo.

4. Se excava la zanja más profunda y se repite el proceso hasta que el suelo

penetra bien, dentro del anillo de extensión.

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NOTA : Si hay gravas que estorben, se sacan con cuidado y se rellena con suelo.

Anote este hecho en la hoja registro cada vez que se realice.

5. Se corta la muestra por la parte baja del molde con una pala, cuchillo de

carnicero o sierra de alambre y se retira del hoyo.

6. Se quita el anillo superior y se recorta la superficie de arriba; luego, girando el

molde para poner la parte de abajo arriba, se quita el anillo tomamuestras y se

recorta esta parte.

Tanto la superficie de arriba como la de abajo deben recortarse al ras con los

extremos del molde. Se protegen los extremos con discos de madera y se ata con

cinta alrededor de los bordes.

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Muestras en cajas

Se usan a veces cuando se requiere amplia investigación sobre grandes muestras

inalteradas. Pueden empaquetarse firmemente para su transporte o almacenaje,

pero requieren considerable cantidad de parafina.

Para obtener una muestra en caja :

1. Se excava como para un trozo-muestra, luego se recorta la pieza a un tamaño

ligeramente menor que la caja.

2. Se quitan la tapa y el fondo de la caja y se coloca ésta alrededor de la muestra.

3. Se rellenan los lados con parafina, luego se vierte más sobre la parte alta de la

muestra y se vuelve a colocar el fondo de la caja.

4. Se corta la muestra y se retira del hoyo la caja que la contiene, dándosele la

vuelta hacia arriba.

5. Se recorta la superficie de la muestra y se la sella con parafina

fundida, luego se vuelve a colocar la tapa de la caja.

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ESPECIFICACIONES Y METODOS DE MUESTREO Y ENSAYE

DE LA DIRECCION DE VIALIDAD

1.- LNV 61-85 Contenido de humedad.

2.- LNV 62-85 Determinación de la densidad en el terreno por el método del

cono de arena.

3.- LNV 89-85 Determinación del límite liquido.

4.- LNV 90-85 Determinación del límite plástico.

5.- LNV 91-85 Determinación del límite de contracción.

6.- LNV 92-85 Razón de soporte de California (Ensaye CBR).

7.- LNV93-86 Determinación de la densidad de partículas sólidas.

8.- LNV 94-85 Relación humedad/densidad – Ensaye Proctor Normal.

9.- LNV 95-85 Relación humedad/densidad – Ensaye Proctor Modificado.

10.- LNV 96-85 Determinación de las densidades máximas y mínimas y

cálculos de densidad relativa en suelos no cohesivos.

11.- LNV 97-86 Método de ensaye de placa de carga en suelos y

componentes de pavimentos flexibles, para su uso en

evaluación y diseño de pavimentos de aeropuertos y

carreteras.

12.- LNV 98-86 Método de ensaye placa estática no repetida en suelos y

componentes de pavimentos flexibles, para su uso en

evaluación y diseño de pavimentos de aeropuertos y

carreteras.

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GRANULOMETRIA :

Separar por tamaño los granos que componen la masa del suelo : Grava-Arena-

Limo-Archilla.

GRANULOMETRIA POR TAMIZADO

Separar y clasificar los granos para partículas mayores que tamiz Nº 200 (de

abertura nominal 0.08 mm).

GRANULOMETRIA POR EL HIDROMETRO :

Separar y clasificar las partículas que se encuentran desde el tamiz Nº 200 hasta

0.001 mm (limos y arcillas).

POR LO TANTO, ANALISIS GRANULOMETRICOS TOTAL O COMB INADO ES

IGUAL A ANALISIS POR TAMIZADO MÁS ANALISIS POR HIDR OMETRO.

RESULTADOS

� La suma de las fracciones retenidas en los tamices no debe diferir en más de

3% para el material bajo 5 mm. Ni en más de 0.5% para el material sobre

5 mm, respecto a las masas iniciales. � El cálculo del porcentaje parcial retenido en cada tamiz referido a la masa total

se hará con aproximación al 1%. � El porcentaje que pasa se debe registrar aproximando el valor decimal al

entero que corresponda.

OBSERVACIONES PROPIAS AL ENSAYE

� Las aberturas de las mallas se deben verificar a lo menos una vez cada seis

meses.

� Los tejidos de las mallas deben estar tensados

� El marco del tamiz debe ser circular, firme y rígido.

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OBSERVACIONES GENERALES A LOS LIMITES DE ATTERBERG

Los límites de atterberg o de consistencia son tres ensayes que se conocen como:

límite líquido, límite plástico y límite de contracción. Su preparación es similar para

cada uno de ellos. Por definición son diferentes estados por el cual pasa el suelo,

según su contenido de humedad, y por lo tanto, se definen como contenidos de

humedad necesarios para pasar de un estado a otro.

sólido semisólido plástico semilíquido LC LP LL 0 humedad creciente

Los ensayos de límites de Atterberg deben hacerse sobre suelos tamizados a

través de la malla Nº 40.

Estos ensayes deben realizarse con secados de muest ras a 60ºC o bien a

temperatura ambiente cuando exista presencia de ind icios orgánicos.

“El secar al horno la muestra de suelo para preparar el material que debe

tamizarse a través de la malla Nº 40, disminuye generalmente el valor registrado

en pruebas de límite líquido y plástico y por consiguiente, deben evitarse como

procedimiento”. Investigaciones reportadas por Casagrande han demostrado que

ordinariamente el secar al aire el suelo como preparación de la muestra disminuye

el límite líquido entre el 2 y el 6% de su valor real.

Las investigaciones indican también que la mayoría de los suelos secados al aire

recuperan sus límites originales si se le permite, luego de mezclarlos con agua, un

tiempo de curado de 24 a 48 hrs. antes de hacer el ensayo.

El límite líquido es una medida de la resistencia al corte del suelo a un

determinado contenido de humedad. El límite líquido es análogo a un ensayo de

resistencia, y Casagrande encontró que cada golpe necesario para cerrar el surco

en la cazuela corresponde a un esfuerzo cortante cercano a un g por cm². Otros

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han obtenido resultados similares de forma que se puede decir que el límite líquido

representa para todos los suelos un valor de resistencia al corte entre 20 y 25 g

por cm².

ERRORES POSIBLES

Los errores más graves se presentan al usar una muestra no representativa del

material probado. A continuación se mencionan otras fuentes de error para cada

prueba específica.

LIMITE LIQUIDO

1. Dispositivo para determinar el límite mal construido o mal ajustado. Punto de

percusión gastado. Restitución dinámica de la base insuficiente.

2. Ranurador con punta gastada; lo que ocasiona que la ranura formada en el

suelo tenga más de 2 mm de ancho en el fondo.

3. Corte incorrecto de la ranura. En suelos arenosos ocurre que el material se

desliza sobre la superficie de la copa al labrar la ranura. En este caso, se

subestima el límite líquido.

4. Pérdidas de agua durante la prueba. Para ciertos suelos, los resultados

obtenidos son muy variables, a menos que se realice la prueba en un cuarto

húmedo.

LIMITE PLASTICO

1. Rodado del cilindro con los dedos. Los dedos rompen el cilindro antes de que

el material llegue al límite plástico.

2. Diámetro final del cilindro incorrecto.

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3. Detener la operación de rodado antes de tiempo. Si existe alguna duda en

cuanto a saber si ya se ha llegado al límite plástico, es mejor volver a rodar una

vez más el cilindro que detener el proceso antes de lo debido.

LIMITE DE CONTRACCION

1. Cápsula no lubricada. Puede ocasionar agrietamiento en la muestra durante su

secado.

2. Pastilla sometida a secado demasiado intenso. El secado debe ser gradual,

primero a temperatura ambiente, y cuando hay cambio de color en la pastilla,

sólo entonces meterla al horno.

3. Burbujas de aire entrampada en la confección de la pastilla

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SISTEMAS DE CLASIFICACION DE SUELOS

SISTEMA DE CLASIFICACION AASHTO

Y

SISTEMA DE CLASIFICACION USCS

Carmen Gloria Villarroel Carrasco

Diplomada en Docencia Universitaria

Especialista en Mecánica de Suelos

23

DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE PARTICULAS SOLIDAS

Este método establece el procedimiento para determinar la densidad de partículas

sólidas de suelos que se componen de partículas menores que 5 mm, mediante

un picnómetro.

Cuando el suelo se compone de partículas mayores que 5 mm se debe aplicar el

método de determinación de densidad neta de los gruesos, según LNV 68.

Cuando el suelo se compone de partículas mayores y menores que 5 mm, se

debe separar en el tamiz de 5 mm, (ASTM Nº 4) determinar y registrar el

porcentaje en masa seca de ambas fracciones y ensayarlas por separado con el

método correspondiente. El resultado debe ser el promedio ponderado de ambas

fracciones.

El ensaye requiere para su determinación de un picnómetro y agua destilada.

El picnómetro debe ser previamente calibrado.

DENSIDAD APARENTE SUELTA

Considera el volumen del macizo de las partículas del pétreo más volumen de

poros y huecos. Este volumen corresponde a la capacidad de la medida que lo

contiene.

1. Compactada : Densidad aparente del pétreo compactado en la medida.

2. Suelta : Densidad del pétreo vaciado en la medida.

La muestra debe estar seca a 110 + 5ºC.

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PROCEDIMIENTO :

1. Compactación en 3 capas con 25 golpes. Enrasar y registrar su masa

2. Suelta. Vaciar desde una altura de 5 cm sobre el borde de la medida. Enrasar

sin presiones.

as = MS

V

RESULTADOS :

- El promedio de dos ensayes sobre muestras gemelas aproximado a 10 Kg/m3.

- La diferencia entre dos ensayes no mayor a 30 Kg/m3.

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COMPACTACION :

Proceso mecánico mediante el cual se disminuyen los huecos dentro de una masa

de suelo obligando a las partículas sólidas a ponerse en contacto más íntimo entre

sí.

FACTORES QUE DETERMINAN LA COMPACTACION :

1. Agua

2. Contenido de humedad natural

3. Recompactación

4. Energía de compactación

5. Maquinaria de compactación

6. Espesor de capa

COMPACTACION EN LABORATORIO :

En aquellos suelos que no se pueda obtener una curva definida de relación

humedad - densidad y que contengan menos de un 12% de partículas menores

que 0.080 mm, se debe determinar la densidad de acuerdo a LNV 96 (Densidad

Relativa).

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PROCTOR MODIFICADO

Pisón : 4.5 Kg.

Altura de caída : 460 mm

CONDICIONES METODO

A

METODO

B

METODO

C

METODO

D

Suelo Pasa Nº 4 Pasa Nº 4 Pasa 3/4 Pasa 3/4

φ Molde (mm) 100 150 100 150

Nº Capas 5 5 5 5

Nº Golpes 25 56 25 56

Por capa Vol. Mol. 0.9441

Energía Especifica Kg. cm/cm3 27.2 27.2 27.2 27.2

El método que haya que emplear debe indicarse en las especificaciones para el

material que debe ensayarse. Si no se especifica debe regirse por los alcances de

la norma LNV 95.

Es importante destacar que cualquiera sea el método que se haya escogido (A, B,

C o D) todos presentan la misma energía de compactación.

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DIFERENTES ESTADOS EN EL PROCESO DE COMPACTACION

PROCTOR

HIDRATACION : Toda el agua está en forma de una película de agua

absorbida, firmemente adherida a las partículas sólidas y prácticamente no

contribuye a mejorar la trabajabilidad de ellas.

LUBRICACION : El aumento de espesor de la película de agua permite un

mejor acomodo de las partículas de suelo, ayudando al proceso de compactación.

Hidratación + Lubricación = Rama seca de la curva

EXPANSION : Una mayor cantidad de agua tiende a separar las partículas

sólidas. El aire se encuentra ocluído y no tiene posibilidad de drenar,

manteniéndose en un volumen constante. Lo que queda evidenciado por un

paralelismo de la curva saturación.

SATURACION : No existe aire en la fase fluida, sino solamente agua.

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RECOMENDACIONES GENERALES SOBRE EL USO DE EQUIPOS

COMOPACTADORES

a) La elección del equipo de compactación depende fundamentalmente del tipo

de suelo. En general los rodillos lisos son los mas apropiados para gravas y

arenas mecánicamente estables. Los rodillos neumáticos, para arenas

uniformes y suelos cohesivos con humedades que se aproximen al límite

plástico.

Los rodillos pata de cabra, para suelos finos con humedades del 7 al12 % por

debajo del límite plástico. Los equipos vibratorios son particularmente útiles

para suelos granulares.

b) La densidad de un suelo sometido a compactación disminuye con la

profundidad al aumentar el espesor de la capa. Para la generalidad de los

equipos esta disminución no es importante hasta 20cm. Si se emplean capas

de poco espesor es mas fácil eliminar el aire ocluido, resultando más

económico el proceso de compactación en esta forma.

c) En general, se tiene un aumento considerable de la densidad entre una y seis

pasadas, que se va haciendo mas lento para las pasadas siguientes.

d) Un exceso de agua en un suelo de textura muy fina impide lograr un adecuado

nivel de compactación. En cambio, los suelos granulares sin finos pueden ser

compactados con humedades próximas a la saturación, siempre que se

permita el fácil escape del, agua durante el proceso de compactación.

29

CAPACIDAD DE SOPORTE

CBR

Carmen Gloria Villarroel Carrasco

Diplomada en Docencia Universitaria

Especialista en Mecánica de Suelos

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Para determinar el valor CBR se toma como material de comparación la piedra

triturada.

Las resistencias a la penetración que presentan a la hinca del pistón son las

siguientes :

PENETRACION

TENSIONES

Pulgada mm lb/pulg² Kg/cm² Mpa

0.1 2.5 1.000 70 6.9

0.2 5.0 1.500 105 10.3

0.3 7.5 1.900 133 13.9

0.4 10.0 2.300 162 15.8

0.5 12.5 2.600 183 17.9

El CBR de un suelo es la carga unitaria correspondiente a 0.1” ó 0.2” de

penetración, expresada en % de su respectivo valor estándar.

SUELO .

A-1, A-2-6 � CBR a 0.2” ó 5 mm

A-4, A-5, A-6 y A-7 � CBR a 5 mm > 2.5 mm

Confirmar ensaye o repetir ensaye sí aún 5 mm > 2.5 mm � 5 mm

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DENSIDAD EN TERRENO

METODO CONO TRADICIONAL

METODO CONO MACRO

METODO DENSIMETRO NUCLEAR

Carmen Gloria Villarroel Carrasco

Diplomada en Docencia Universitaria

Especialista en Mecánica de Suelos

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DENSIDAD DE TERRENO PARA CAPAS

SUPERIORES A 20 cm

OBJETIVO :

- Establecer un método para determinar la Densidad de terreno en capas de

espesores superiores a 20 cm y con tamaño de partículas menores a 6”.

- Uniformar el criterio de realización de esta medida para entregar resultados

comparables entre Laboratorios.

CONSIDERACIONES GENERALES :

- Se emplea cono mayor que el definido en NCh 1516 y LNV 62, con

dimensiones proporcionales.

PROCEDIMIENTO :

Medir el volumen de la perforación considerando el total de las partículas menores

a 6”. En Laboratorio descontar el volumen de las partículas entre 2” y 6” para

calcular sólo la densidad correspondiente a la masa menor a 2”.

Si el valor de la densidad es comparado con el ensaye de densidad relativa, la

masa correspondiente a considerar será la masa menor a 3”.

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EL METODO CONSIDERA :

1. Calibraciones similares a las establecidas en NCh 1516 y LNV 62.

2. Medida volumétrica de diámetro 30 cm y altura acorde al espesor de la capa

a controlar.

3. Arena normalizada de características similares a las indicadas en las normas.

4. El método requiere medir el volumen de las partículas entre 2” y 6” en

Laboratorio.