Manual de Mecanica de Suelos I-final

7/21/2019 Manual de Mecanica de Suelos I-final

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAING. CIVIL-LIRCAY

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AGRADECIMIENTO

A nuestra primera casa superior de estudios "Universidad Nacional de

Huancavelica" por habernos acogido en sus aulas, a los catedrticos de

la facultad de ingeniera de Minas y Civil, en especial a los docentes de la

escuela acadmica profesional de ingeniera Civil-Lircay, por haber

compartido sus valiosos conocimientos para nuestra formacin

profesional.


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DEDICATORIA

En primer lugar damos gracias a Dios, por su bondad, por darnos la vida

y el camino hacia el xito.

A nuestra familia, en especial a nuestros padres y hermanos por su

cario, comprensin, su esfuerzo y apoyo incondicional que nos

brindan, por su perseverancia en motivarnos a luchar, para alcanzar las

metas anheladas y transformar en realidad nuestros sueos y

aspiraciones.

Por todo eso y mucho ms, nuestro esfuerzo se lo dedicamos a ellos.


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NDICE pg.

Agradecimientos. 03

Dedicatoria. 04

Gua general para las prcticas de laboratorio 06

Muestreo del suelo 11

Contenido de humedad.. 16

Peso volumtrico de suelo cohesivo.. 24

Limite lquido y limite plstico.. 30

Lmite de contraccin. 51

Anlisis granulomtrico. 54

Proctor estndary modificado 68

ndice de soporte de california (c.b.r.)... 82

Bibliografa.. 101


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I.- GUIA GENERAL PARA LAS PRACTICAS DE LABORATORIO

1. Para lograr una mayor eficiencia en la ejecucin de las prcticas es

necesario que se preste debida atencin a las orientaciones emitidas

por el instructor de la prctica.

2. En la elaboracin del Informe, el estudiante debe formar pequeos

grupos de tres-cinco personas como mximo.

3. Antes de empezar un ensaye determinado, es aconsejable que el

estudiante se familiarice personalmente con el alcance y propsito de

la prueba a efectuar, as como con el procedimiento de trabajo que ello

involucra. Recuerde que la falta de preparacin personal puede

significar un menor aprovechamiento de parte del estudiante en el

momento de la ejecucin de su prctica.

II.- INSTRUCCIONES PARA EL TRABAJO DE LABORATORIO

Atender las indicaciones del instructor.

Consultar con el instructor el material y equipo a usar.


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Al operar un equipo por primera vez, consultar previamente al

instructor.

Todo el material empleado debe ser usado de una manera econmica.

Cuidar las piezas pequeas del equipo tales como pesas, balanzas,

tamices, etc. Cualquier dao del equipo deber ser reportado de

inmediato. Dao o prdida debida a descuido ser cargado a la

persona responsable del dao.

Para identificacin posterior todos los especimenes, taras, etc.,

debern ser debidamente marcados.

Al terminar la prctica se limpiara el equipo y se eliminarn los

desperdicios resultantes, tanto de los bancos de trabajo como del piso.

Procurar tomar los datos del ensayo directamente en los formatos

existentes.

III.- REPORTES:

1. Se entregarn al inicio de los exmenes parciales.

2. Se entregarn en grupos de cinco personas como mximo.

3. Deber ser breve y claro.

4. Es conveniente que en la portada del reporte se incluya la siguiente

informacin.

a. Universidad Nacional de Huancavelica

Facultad de Ing. Minas Civil

Escuela acadmica profesional de Ingeniera Civil-Lircay


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Laboratorio de Mecnica de Suelos, Tecnologa de Concreto y

Asfalto.b. Ttulo del ensaye.

c. Nmero del ensaye.

d. Cdigo del estudiante.

e. Grupo de prctica.

f. Profesor de teora y prctica.

g. Fecha de Entrega

El ordenamiento de los incisos anteriores queda a criterio del estudiante.

5. Para una mejor exposicin escrita del trabajo, es necesario organizarlo de

una manera lgica, y con toda la informacin correspondiente. Conviene

recordar que un reporte se escribe pretendiendo que sea comprensible

incluso por personas que no han visto el ensaye, y que dependiendo de

la forma de exposicin del trabajo escrito se puede lograr este objetivo.

A manera de sugerencia y ejemplo se presenta el siguiente ordenamiento

en la presentacin del reporte:

a. INTRODUCCIN; La Introduccin debe elaborarse como la

presentacin del trabajo desarrollado, de tal manera que se de un

enfoque general. Adems se debe expresar algunas definiciones.

Se debe escribir con sus propias palabras. No se debe transcribir

textualmente del libro de consulta o de la gua, sino hacerlo con su

estructuracin personal.


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b. Presentar un INDICEdel contenido del reporte, a fin de facilitar la

bsqueda de informacin en el texto.c. Definir bien los OBJETIVOS, del ensaye, estableciendo

adecuadamente el propsito y significado del mismo. Conviene

recordar que los objetivos se entienden como la aplicacin prctica

de los resultados y conocimientos adquiridos.

d. Describir los MATERIALESempleados en el ensayo, brindando la

informacin pertinente como tipo de material, procedencia, etc.

e. Indicar el EQUIPOque se utiliz en el ensayo, el uso y manejo del

mismo, as como sus limitaciones. Para lograr una mejor

visualizacin del tipo de equipo y su operacin, puede acudirse al

auxilio de diagramas o grficas.

f. PRESENTACIN DE DATOS, CALCULOS.-

Se debe tomar la costumbre de que los datos obtenidos en el

laboratorio sean presentados de una manera tabular. Es lgico que

cualquier resultado que se indique es consecuencia de ciertos

clculos numricos que deben indicarse en el reporte, mostrando

un ejemplo tpico. Todas las ecuaciones y frmulas empleadas

sern claramente establecidas junto con las definiciones de

smbolos empleados.

Los pasos hechos en los clculos, debern ser claramente

indicados.


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Deber tenerse sumo cuidado al elaborar una tabla o diagrama.

Estos debern ser tan claros como sea posible, completos por smismo, y en el caso ideal, debern contener la informacin

deseada sin necesidad de buscar referencia en el texto.

g. ANLISIS E INTERPRETACIN DE RESULTADOS,

CONCLUSIONES:

Se puede incluir una discusin rpida, enfocada principalmente a

los datos ms sobresalientes de las tablas o diagramas. Los

resultados de las pruebas se comparan con el estndar para

obtener las conclusiones que el caso requiera.

h. Hay que recordar que el reporte debe escribirse en lenguaje

tcnico y construccin gramatical correcta, incluyendo

REFERENCIAusada. No se debe escribir en primera persona (yo,

nosotros), si no en la tercera (se hizo, se calcularon).

El estudiante debe apreciar claramente la importancia que significa un

reporte, ya que deber efectuarlo como elemento esencial de la mayor

parte de su trabajo como ingeniero, y que de la prctica a que se somete

en el Laboratorio en la redaccin de informes y en la representacin de

los datos de una manera tcnica, obtiene un gran beneficio.


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OBJETIVOS

Que el estudiante adquiera los conocimientos terico-prcticos en la

exploracin de los suelos.

Que los estudiantes, efecten un mtodo de exploracin de campo (sondeo

manual).

Que los estudiantes desarrollen habilidades para poder realizar un muestreo

adecuado de los suelos, as como la identificacin en el campo de los suelos,

considerndose su textura, plasticidad, color, etc.

Que los estudiantes observen la variacin de la humedad, en las muestras

obtenidas en el campo a diferentes profundidades.

Muestreo:Consiste en la obtencin de una porcin del material con el que sepretende construir una estructura o bien del material que ya forma parte de la

misma, de tal manera que las caractersticas de la porcin obtenida sean

representativas del conjunto. El muestreo, adems, incluye las operaciones de

envase, identificacin y transporte de las muestras.

El muestreo comprende dos tipos de muestras:

MUESTREO DEL SUELO


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TIPOS DE MUESTRA

1.1 Muestras alteradas, son aquellas que estn constituidas por el

material disgregado o fragmentado, en las que no se toman precauciones

especiales para conservar las caractersticas de estructura y humedad; no

obstante, en algunas ocasiones conviene conocer el contenido de agua

original del suelo, para lo cual las muestra se envasan y transportan en

forma adecuada.

Las muestras alteradas, de suelos podrn obtenerse de una excavacin,

de un frente, ya sea de corte o de banco o bien, de perforaciones llevadas

a profundidad con herramientas especiales. Las muestras debern ser

representativas de cada capa que se atraviese, hasta llegar a una

profundidad que puede corresponder al nivel mas bajo de explotacin, al

nivel de aguas freticas o aqul al cual sea necesario extender el estudio.

El peso mnimo de la muestra ser de 80 Kg. Que es la cantidad de suelo

que comnmente se requiere para realizar las pruebas en materiales de

terraceras. Esta cantidad deber obtenerse de una muestra

representativa mediante el procedimiento de cuarteo.

El espaciamiento de los sondeos y el nmero de muestras que se tomen

debern estar de acuerdo con la homogeneidad del suelo y el tipo de

estudio de suelo de que se trate. En suelos que se presenten pocas

variaciones en sus caractersticas, el espaciamiento de los sondeos ser


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mayor que en los suelos heterogneos. Igualmente, en los estudios

preliminares el espaciamiento ser mayor que en los estudios definitivos.Equipos y materiales que se emplean en la obtencin de muestras

alteradas:

Picos

Palas

Barretas

Pulsetas

Posteadoras

Barrenas helicoidales

Tubos galvanizados para extensiones o Llaves Stillson

Sacos o costales

1.2 Muestras inalteradas, que son aquellas en las que se conserva la

estructura y la humedad que tiene el suelo en el lugar donde se obtenga

la muestra.

Las muestras inalteradas se obtendrn de suelos finos que puedan

labrarse sin que se disgreguen. La obtencin puede efectuarse en el piso

o en las paredes de una excavacin, en la superficie del terreno natural o

en la de una terracera. La extraccin para obtener la muestra deber de

ser de dimensiones tales que permitan las operaciones de labrado y

extraccin de la misma.


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Los equipos y materiales que se utilizan para la obtencin de las muestras

inalteradas:

Picos

Palas

Barretas

Cuchillos

Esptulas

Cucharas de albail

Machetes

Arcos con alambre acerado

Estufa

Brochas

Cinta mtrica de 20 mts de longitud

Flexmetro

Recipiente metlico

Manta de cielo

Brea

Parafina

Cajn de madera


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Procedimiento para la extraccin de las muestras inalteradas:

Si la muestra va ser obtenida en el piso de una excavacin o de una

superficie prcticamente horizontal, se marca un cuadro de 40 cms. por

lado aproximadamente, con el objeto de labrar un cubo de suelo de las

dimensiones mencionadas, se excava alrededor de las marcas con la

herramienta apropiada, sin daar la estructura de la muestra ya sea por

presin o por impacto; se profundizar lo necesario para poder efectuar

un corte horizontal en la parte inferior de la muestra. Inmediatamente

despus de haber realizado dicho corte y sin levantar la muestra, se cubre

sta con una manta de cielo recin embebida en una mezcla previamente

preparada, de 4 partes de parafina, por una parte de brea, licuadas por

medio de calor; la manta as preparada deber quedar bien adherida a la

muestra.

Una vez protegidas las 5 caras descubiertas, se procede a separar la

muestra cuidadosamente para no daarla e inmediatamente despus, se

procede a cubrirla igual que las otras caras. A continuacin se aplica con

una brocha, otra capa de parafina y brea fundidas y aprovechando la

temperatura de la mezcla, se fija la tarjeta de identificacin en la cara que

originalmente estaba en la parte superior.


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NORMA: ASTM D 2216-98

Objetivo:

Explicar en forma general el procedimiento que se debe desarrollar

para la determinacin del contenido de humedad de un suelo,

conforme a la norma ASTM D 2216-98.

Determinar el valor del contenido de agua del suelo mediante los datos

obtenidos durante el ensayo.

Definir el concepto de contenido de agua (humedad) de un suelo,

segn la norma ASTM D 2216-98.

Definicin:

Es la relacin de la masa de agua contenida en los poros o agua libre en una

masa dada de material, respecto a la masa de las partculas slidas de ese

material, expresada como porcentaje.

Frmula:

=

100 =

100 =

100

Donde:

CONTENIDO DE HUMEDAD


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W : Humedad

Wh : Peso de muestra hmeda

Ws : Peso de muestra seca

DESARROLLO DE LA PRCTICA

La prctica consistir en la realizacin de un sondeo manual de 1.50 a 3 metros

de profundidad, adems se obtendrn muestras alteradas que sern clasificadas

en el campo con la vista y el tacto:

Material y Equipo

Pala.

Barra.

Posteadora. Balanza: De capacidad conveniente y con las siguientes.

Aproximaciones: de 0.1 g para muestras de menos de 200 g de 0. 1 g

para muestras de ms de 200 g.

Su precisin variar dependiendo de la cantidad de la muestra a

ensayar, segn lo indicado en la tabla.

Cantidad de muestra a ensayar (g) Precisin de balanza (g)

2000 1

Fuente: Norma ASTM D 4753-98, volumen 04.08 (American Society for Testing and Materials)


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Tara para humedad.Recipientes apropiados fabricados de material

resistente a la corrosin, y al cambio de peso cuando es sometido aenfriamiento o calentamiento continuo.

Horno: Horno de secado termostticamente controlado, capaz de

mantener una temperatura de 110 5C.

Cucharn

Charola

Bolsas plsticas, tarjetas para Identificar las muestras.

Procedimiento sondeo manual

Localizar el sitio donde se realizar la excavacin.

Limpiar la superficie del terreno con una pala, retirar la materia

orgnica superficial.

Definir el rea de la de la excavacin (rectangular o eliptica), la cual

estar en dependencia del equipo a utilizar.

Realizar la excavacin, inicialmente se utilizar la barra y la pala. A

medida que se profundiza se pueden ir utilizando el resto del equipo

(paln doble, posteadora, etc), en dependencia del tipo de suelo que

se encuentre que facilite el trabajo de excavacin.

Al ir avanzando en la excavacin se debe ir observando la variacin

de los estratos, considerando bsicamente el tamao de las partculas

y el color, los distintos estratos que se obtengan se deben colocar a un

lado de la excavacin separados entre si y en el orden que se van

obteniendo.


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Cuando se llegue a la profundidad proyectada (1.5-3 m), se procede a

la descripcin de los suelos que corresponden a cada estrato. Luegose muestrea cada estrato por separado, esto consiste en colocar

suficiente cantidad de material de cada estrato en bolsas de plstico

con su correspondiente tarjeta que identifica a cada muestra y

posteriormente trasladarla al laboratorio.

Cerrar la excavacin con el material antes extrado, de tal manera que

se coloque el suelo a como estaba en su estado natural, o sea

depositando el suelo en orden inverso a como se extrajo.

La masa mnima del material hmedo seleccionado para ser

representativo de la muestra total (horno), estar de acuerdo a la

siguiente tabla:

Tamao mximo

de la partcula

(100% pasa)

Tamao nominal

de la malla

Masas mnimas recomendadas del

espcimen hmedo de ensayo, para

el contenido de humedad a ser

reportado al 0.1 %

Masas mnimas recomendadas

del espcimen hmedo de

ensayo, para el contenido de

humedad a ser reportado al 1 %

2 nun o menor No. 10 20 g 20 g

4.75 mm No. 4 100 g 20 g

9.5 mm 3/8 pulgadas 500 g 50 g

19.0 mm 3/4 pulgadas 2.5 Kg 250 g

37.5 mm 1 1/2 pulgadas 10 Kg 1 Kg

75.0 mm 3 pulgadas 50 Kg 5 Kg

Fuente: Norma ASTM D 2216-98, volumen 04.08 (American Society for Testing and Materials)


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Procedimiento para contenido de humedad

a) Pesamos, la muestra con el respectivo envase, en este caso el peso de la

muestra debe ser superior a los 20g.

Previo a ello hemos pesado el envase, este peso no se deber tomar en

cuenta dentro de los clculos, por lo que daremos los pesos descontando el

peso del envase.

Para nuestro caso el peso total est conformado por el envase con el peso

de la muestra.

b) Evaporamos, la muestra en el homo por un espacio de 24 horas (hasta que el

peso de la muestra sea constante) en el horno a una temperatura superior a

los 110oC. Esto con la finalidad de evaporar la presencia del lquido presente

en la muestra.

FOTO TOMADO AL MOMENTO DEL PESADO DE LA MUESTRA

c) Dejamos asentar, la muestra por un periodo de 5 minutos para lo cual la

hemos tapado con la finalidad de que no absorba humedad, presente en el

aire.


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FOTO TOMADA AL MOMENTO DEL ASENTAMIENTO DE LA MUESTRA SECA

d) Pesamos, nuevamente la muestra esta vez casi sin la presencia de agua, esto

con la finalidad de obtener el peso de la muestra seca.

e) Comparamos, mediante una razn la cantidad del agua (Que es la diferencia

entre la el peso de muestra - el peso de la muestra seca), con el peso del

suelo seca.

f) Calculamos, mediante la formula el % de humedad de la muestra.

=

100 =

contenido de humed d

PRUEBA NUMERO 1 2 3 UNIDADES

PESO DE LA TARA + PESO DEL SUELO HUMEDO 156.3 156.3 156.3 gr

PESO DE LA TARA + PESO DEL SUELO SECO 144.80 144.80 144.80 gr

PESO DEL AGUA CONTENIDA 11.50 11.50 11.50 gr

PESO DE LA TARA 50.26 37.20 37.20 gr

PESO DEL SUELO SECO 94.54 107.60 107.60 gr

CONTENIDO DE HUMEDAD 12.16 10.69 10.69 %

CONTENIDO DE HUMEDAD PROMEDIO 11.18 %


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A manera de ejemplo se calculara el contenido de humedad de la muestra N1

Primero se tiene el peso de la tara + peso del suelo hmedo (WT+Sw)

Despus de sacar del horno se tiene peso de la tara +peso del suelo

seco (WT+Ss).

Obtenemos el peso del agua de la siguiente manera.

= ( ) ( )

=

= Lqqd.

=(156.3 144.8) = 11.50

De igual forma se puede calcular el peso del suelo seco.

= ( )

=(144.8) 50.26 = 94.54

Finalmente calculamos el contenido de humedad.

=

100 =

11.5

94.54 100 = 12.16%

Donde:

Ww: peso del agua

Wss: peso del suelo seco


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Las pruebas se tienen que realizar como mnimo 3 pruebas de las cuales para

mejor aproximacin se sacara el promedio aritmtico y si una de ellas resulta conuna variacin mayor a 3% realizar un nuevo ensayo.

Presentacin de Resultados

En el reporte deber adjuntarse la siguiente informacin

- Plano de localizacin del sitio en estudio.

- Plano de ubicacin de sondeos.

- Perfil estratigrfico, conteniendo la descripcin de los suelos

encontrados.

- Tarjeta que identifica cada muestra obtenida conteniendo;

- Nombre del Proyecto, Localizacin de los Sondeos, Nmero

de Sondeo, Nmero de Muestra, Profundidad de la Muestra,

Descripcin del Suelo, Color de la Muestra.

- Los clculos se tendrn que presentar mediante el formato

preestablecido en el CD adjunto al manual.


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1.- GENERALIDADES:

El peso volumtrico es la relacin del peso de la masa de suelo entre su volumen

de masa. Es la densidad del suelo, se le conoce tambin como peso unitario o

como peso especfico de masa.

2.- OBJETIVO

Determinar y Obtener el Peso Volumtrico de la masa de suelo.

Aplicable especialmente a suelos cohesivos.

3. MATERIALES:

Probeta graduada de 1000 ml.

Balanza con aproximacin de 0.1g

Pipeta, esptulas

Parafina de peso especfico conocido

4.- PROCEDIMIENTO

PESO VOLUMTRICO DE SUELO COHESIVO


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Tallado de la muestra

Tallar una muestra sin agujeros ni grietas, el tamao debe ser tal quepueda introducirse en la probeta.

Pesar la muestra tallada y anotar: Ws

Parafinado de la muestra

Derretir previamente la parafina en el horno o estufa.

Dejar enfriar ligeramente, luego recubrir la muestra para

impermeabilizarla.

La parafina debe cubrir la muestra en una capa fina, no debe penetrar

en los poros del suelo.

Pesado de la muestra parafinada

Cuando la muestra est completamente recubierta, registrar

W suelo + parafina


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Determinacin del volumen de la muestra parafinada

Llenar la probeta con agua hasta un volumen inicial conocido, registrar:

Vinicial

Determinacin del volumen de la muestra parafinada

Introducir la muestra parafina en la probeta, se producir un

desplazamiento de volumen hasta Vf.

El volumen desplazado en la probeta ser el volumen del suelo

parafinado:

V = V fV i

V = V suelo + parafina


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CLCULOS Volumen de la muestra

V = V suelo + parafinaV suelo = Vsuelo + parafina - Vparafina

Volumen de parafina utilizada:

Vparafina = Wparafina / parafinadonde : W parafina = W suelo + parafinaW suelo

Por lo tanto

..=

CONSIDERACIONES

o Ensayo aplicable solo a suelos cohesivos, sin grietas

considerables.

o Otro procedimiento de ensayo considera el tallado del especimen

en una forma geomtrica regular para calcular el volumen a partir

de mediciones lineales.

o Tambin se puede determinar el volumen de la muestra parafina

pesndola sumergida en agua. En este caso se determina el

volumen del suelo de forma similar al mtodo expuesto.


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EJEMPLO APLICATIVO

PESO ESPECIFICO HUMEDO

PRUEBA NUMERO 1 2 3 UNIDADE

S

PESO DEL SUELO HUMEDO (Wh) 65 40 65 gr

PESO DEL SUELO HUMEDO + PARAFINA 75.00 45.00 75.00 gr

VOLUMEN DEL (SUELO HUMEDO +

PARAFINA)

420.0

0

400.0

0

420.0

0

cm3

PESO DE LA PARAFINA

PESO ESPECIFICO DE LA PARAFINA 2.70 2.70 2.70 gr/cm3

VOLUMEN DE LA PARAFINA

VOLUMEN DEL SUELO HUMEDO

PESO ESPECIFICO DEL SUELO HUMEDO

PROM. DE PESO ESPECIFICO DEL SUELO

HUMEDO

Con los datos obtenidos del laboratorio (mostrada en la tabla anterior) calcular el

peso el peso volumtrico del suelo cohesivo de la muestra 1.

Calculo del peso de la parafina (Wp)

Para el clculo del peso de la parafina se resta el (peso hmedo del suelo

+ parafina)-(peso del suelo hmedo)

= 75 65 = 10

Clculo del volumen de la parafina (Vp)

Para el clculo del volumen de la parafina se utiliza la frmula del pesoespecfico

=

=

= 10

2.7/= 3.703

Clculo del volumen del suelo hmedo (Vsh)


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Consiste simplemente restar el VOLUMEN DEL SUELO

HUMEDO+PARAFINA (obtenido en laboratorio)-VOLUMEN DE LA

PARAFINA (calculado)

= +

= 420 3.703 = 416.296

Calculo del peso volumtrico

Finalmente se calcula el peso el peso volumtrico del suelo cohesivo

utilizando la frmula del peso especfico.

=

=

65

416.296= 0.156/

A continuacin se muestra todo el clculo de tres muestras

PESO ESPECIFICO HUMEDO

PRUEBA NUMERO 1 2 3 UNIDADE

S

PESO DEL SUELO HUMEDO (Wh) 65 40 65 gr

PESO DEL SUELO HUMEDO + PARAFINA 75.00 45.00 75.00 gr

VOLUMEN DEL (SUELO HUMEDO +

PARAFINA)

420.0

0

400.0

0

420.0

0

cm3

PESO DE LA PARAFINA 10.00 5.00 10.00 gr

PESO ESPECIFICO DE LA PARAFINA 2.70 2.70 2.70 gr/cm3

VOLUMEN DE LA PARAFINA 3.70 1.85 3.70 cm3

VOLUMEN DEL SUELO HUMEDO 416.30

398.15

416.30

cm3

PESO ESPECIFICO DEL SUELO HUMEDO 0.16 0.10 0.16 gr/cm3

PROM. DE PESO ESPECIFICO DEL SUELO

HUMEDO

0.14 gr/cm3

Cabe mencionar que se tiene que realizar como mnimos tres pruebas

para obtener resultados con mayor exactitud y finalmente sacar el promedio

aritmtico de los tres resultados.


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REFERENCIA

LIMITE LQUIDO Y LIMITE PLASTICO NTP 339.129 (ASTM D 4318)

OBJETIVOS

Brindar Informacin al estudiante del procedimiento de determinacin de loslmites lquido y plstico de un suelo.

GENERALIDADES

Los lmites lquido y plstico son slo dos de los 5 lmites propuestos por A.

Atterberg, un cientfico sueco dedicado a la agricultura. Estos lmites son:

1. Lmite de cohesin.Es el contenido de humedad con el cual las boronas

de suelo son capaces de pegarse una a otras.

2. Lmite de pegajosidad. Es el contenido de humedad con el cual el suelo

comienza a pegarse a las superficies metlicas tales como la cuchilla de

la esptula. Esta condicin tiene importancia prctica para el ingeniero

agrcola pues se relaciona con la capacidad del suelo para adherirse a las

cuchillas o discos del arado cuando se cultiva un suelo.

3. Lmite de contraccin. Es el contenido de humedad por debajo del cual

no se produce reduccin adicional de volumen o contraccin en el suelo.

LIMITE LQUIDO Y LIMITE PLSTICO


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El mtodo para determinar este contenido de humedad se presenta en el

experimento del laboratorio.4. Limite plstico. Es el contenido de humedad por debajo del cual se

puede considerar el suelo como material no plstico.

5. Lmite lquido. Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo

se comporta como un material plstico. A este nivel de contenido de

humedad el suelo est en el vrtice de cambiar su comportamiento al de

un fluido viscoso.

Los lmites lquido y plstico han sido ampliamente utilizados en todas las

regiones del mundo, principalmente con objetivos de identificacin y

clasificacin de suelos. El lmite de contraccin ha sido til en varias reas

geogrficas donde el suelo sufre grandes cambios de volumen entre su

estado seco y su estado hmedo. El problema de potencial de volumen puede

muy a menudo ser detectado de los resultados de los ensayos de lmite

lquido y lmite plstico. El lmite lquido en ocasiones puede utilizarse para

estimar asentamientos en problemas de consolidacin y ambos lmites son

algunas veces tiles para predecir la mxima densidad en estudios de

compactacin.

En efecto solo muy recientemente se ha popularizado el conocimiento de que

fueron 5 y no 3 los lmites de plasticidad propuestos por Atterberg.

La consistencia de un suelo es la relativa facilidad con la que puede ser

deformado y depende de un contenido de humedad determinado. Para los suelos

cohesivos se definen cuatro estados de consistencia:


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Slido

Semislido Plstico

Lquido

La frontera entre tales estados son los llamados lmites de Atterberg.

Para poder establecer valores definidos, reproducible, de estos lmites, se

propuso que el lmite lquido se definiera arbitrariamente como el contenido de

humedad al cual una masa de suelo hmedo colocada en un recipiente en forma

de cpsula de bronce, separada en dos por la accin de una herramienta para

hacer una ranura-patrn, y dejada caer desde una altura de 1 cm, sufra despus

de dejarla caer 25 veces una falla o cierre de la ranura en una longitud de 12.7

mm. Algunas variables afectan el resultado de la prueba del lmite lquido o el

nmero de golpes requeridos para cerrar la ranura-patrn en una longitud de

12.7 mm entre los cuales se cuentan:

1. Tamao de la masa de suelo contenido en la cpsula de cobre (espesor

y cantidad).

2. Velocidad a la cual se le dan los golpes (debera ser 120 revoluciones por

minuto).

3. Tiempo de reposo del suelo en la Copa de Casagrande antes de

comenzar la cuenta de golpes y estado de limpieza de la cazuela antes

de colocar la pasta de suelo para el ensayo.

4. Humedad del laboratorio y rapidez con la cual se hace el ensayo.


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33PAGINA

5. Tipo de material utilizado como base del aparato o sea superficie contra

la cual se debe golpear la cazuela (comnmente se utiliza caucho duro omicarta).

6. Ajuste o calibracin de la altura de cada de la cazuela (debe ser

exactamente 1 cm).

7. Tipo de herramienta utilizada para hacer la ranura (bien la recomendada

por la ASTM o la llamada tipo Casagrande).

8. Condicin general del aparato del lmite lquido (pasadores desgastados,

conexiones que no estn firmemente apretadas).

EQUIPO

MALLA N40

Fabricada con alambres de bronce o de acero inoxidable, tejidos en forma

de cuadrcula, con abertura nominal de 0,425 mm, que cumpla con las

tolerancias indicadas y recomendadas por la norma peruana.

COPA DE CASAGRANDE

Calibrada para una altura de cada de 1 cm, provista de un ranurador

plano, con las caractersticas que se indican en la siguiente figura de este

Manual.


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MEDIDAS DE LA COPA DE CASAGRANDE (mm)

VISTA FRONTAL

PLANTA

APOYO DE GOMA

Copa de Laton

placa de ajuste


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vista en perfil

Ranurador plano

BALANZA

De 2 000 g de capacidad y aproximacin de 0,01 g.

HORNO

59.5

12.7

19 19

11

10mm

Altura de caida de la base

Rad=54

2

46.8

27

13 13

tornillo de reajuste

Base de hule endurecido

110

10

13

5

20

508

112

47


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36PAGINA

Elctrico o de gas, con termostato capaz de mantener una temperatura

constante de 105 5C.

DESECADOR

De cristal, de tamao adecuado segn las dimensiones de los

recipientes que contendrn las muestras de prueba, con cloruro de

calcio anhidro como elemento desecador.

VASO O RECIPIENTE

De 0,5 L de capacidad.

CPSULAS DE PORCELANA

De 12 cm de dimetro.

ESPTULA FLEXIBLE

De acero inoxidable, de 7,5 cm de longitud y 2 cm de ancho, con punta

redonda.

CUENTAGOTAS

De vidrio, plstico o metal.

PAO

De material absorbente, de 60 x 60 cm.

PLACA DE VIDRIO

Con dimensiones mnimas de 40 40 cm por lado y 0,6 cm de espesor.

ALAMBRE DE ACERO

De 3 mm de dimetro y 10 cm de longitud.


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37PAGINA

CALIBRACIN DEL EQUIPO

Antes de cada prueba se verificar que la altura de cada de la copa de

Casagrande sea de 1 cm, utilizando para ello el mango calibrado del ranurador,

que tiene precisamente esa dimensin. Si la altura de cada es diferente, el

aparato debe corregirse mediante los tornillos de ajuste.

PREPARACIN DE LA MUESTRA

La preparacin de la muestra de materiales para realizar el ensayo

correspondiente se sigue los siguientes pasos.

De la muestra del material se aparta, se hace el Secado, Disgregado y Cuarteo

de Muestras, una porcin de tamao tal que, una vez cribada en forma manual

por la malla N40 (0,425 mm), se obtengan aproximadamente 300.g del material

que pase esa malla; ste se coloca en una charola.

Se separan aproximadamente 250 g, previamente se hace el Secado,

Disgregado y Cuarteo de Muestras; se obtiene y se registra la masa del

material separado, con aproximacin de la balanza de 0,01 g.

Se coloca el material separado en un recipiente apropiado, se le agrega

el agua necesaria para saturar el material y se deja en reposo durante

aproximadamente 24 h, en un lugar fresco, cubriendo el recipiente con un

pao que se mantendr hmedo a fin de reducir al mnimo la prdida de

agua por evaporacin.


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38PAGINA

Tambin se permite la realizacin de L.L. de forma inmediata pero con la

siguiente recomendacin.o Mezclar con ayuda de la esptula hasta que el color sea uniforme

y conseguir una mezcla homognea. La consistencia de la pasta

debe ser pegajosa.

DETERMINACIN DEL LIMITE LQUIDO (L.L) POR EL PROCEDIMIENTO

ESTNDAR

De la fraccin del material preparada de acuerdo con lo indicado en la

preparacin de la muestra, se toma una porcin de aproximadamente

150g que se coloca en la cpsula de porcelana donde se homogeneiza

utilizando la esptula.

En la copa de Casagrande, previamente calibrada como se indica en las

recomendaciones anteriores del manual, se coloca una cantidad

suficiente de material para que, una vez extendido con la esptula, se

alcance un espesor de 8 a 10 mm en la parte central de la copa,

considerando lo siguiente:

o Para evitar que el material colocado sobre la copa sea insuficiente,

es conveniente poner una cantidad ligeramente mayor y eliminar el

sobrante al enrasarlo con la esptula.

o Para extender el material se procede del centro hacia los lados sin

aplicar una presin excesiva y con el mnimo de pasadas de la

esptula, como se muestra en la siguiente figura.


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39PAGINA

Colocacin del material en la copa de Casagrande

Mediante una pasada firme del ranurador se hace una abertura en la parte

central del material contenido en la copa, para lo cual, el ranurador se

mantendr siempre normal a la superficie interior de la copa, como se

indica en la siguiente figura.

La ubicacin, forma y dimensiones que tendr la ranura en su parte

central se ilustran en la siguiente fig.


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40PAGINA

Inmediatamente despus de colocado y ranurado el material, se acciona

la manivela del aparato para hacer caer la copa a razn de dos golpes por

segundo, y se registra el nmero de golpes necesarios para lograr que los

bordes inferiores de la ranura se pongan en contacto en una longitud de

13.mm.

13m


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Logrado lo anterior se toman con la esptula aproximadamente 10 g de

material de la porcin cerrada de la ranura y, para determinar su contenidode agua n, de acuerdo con el procedimiento indicado en el captulo

anterior del Manual, Contenido de humedad.

Una vez que se ha tomado la porcin requerida para la determinacin del

contenido de humedad, el material restante se reintegra a la cpsula de

mezclado, para lavar y secar la copa y el ranurador.

Inmediatamente, mediante el cuentagotas, se agrega agua al material en

la cpsula y se homogeneiza con la esptula; dicho material se prueba

segn se indic en las recomendaciones anteriores.

Este procedimiento se repite hasta completar cuatro determinaciones, que

se registran en el formato que se muestra adjunto al manual. La cantidad

de agua que se adicione al material ser tal que las cuatro

determinaciones queden comprendidas entre 10 y 35 golpes en la copa

de Casagrande, siendo necesario obtener dos valores por arriba y dos por

abajo de los 25 golpes, ya que para consistencias menores de 10 golpes

es difcil identificar el momento de cierre de la ranura en la longitud

especificada y para ms de 35 golpes se dificulta la ejecucin de la

prueba.


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CLCULOS Y RESULTADOS LIMITE LQUIDO

Mtodo A (Mtodo de mltiples puntos):

1. Construya la curva de fluidez en papel semilogartmico, graficando los

contenidos de agua (Wo%) en el eje de las ordenadas, en escala

aritmtica y el nmero correspondiente de golpes (N) de cada espcimen

como abscisas, en escala logartmica. Trace posteriormente la mejor lnea

recta que una los puntos graficados.

2. Seleccione la abscisa de 25 golpes e intercepte con la lnea recta que une

los puntos y ubique el contenido de agua correspondiente en la escala de

las ordenadas. Registre dicho valor, como el lmite lquido (LL) del suelo

y redondee al nmero entero ms cercano.

Mtodo B (Mtodo de un punto):

1. Determine el lmite lquido para cada contenido de agua del

espcimen utilizando cualquiera de las ecuaciones siguientes:

30.0

30.6

31.2

31.8

32.4

33.0

33.6

34.2

1 10 100

CONTENIDODEAGUA%

NUMERO DE GOLPES25


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Donde:

LLn= Lmite lquido de un suelo, calculado por el mtodo de un punto, %.

N = Nmero de golpes requeridos para el cierre de la ranura en la copa

de Casagrande correspondiente a wn,

Wn= Contenido de agua correspondiente al nmero de golpes, %

K = Factor obtenido de la tabla siguiente

Factores para determinar el lmite lquido de un contenido de agua y de un

nmero de golpes que causan el cierre de la ranura.

Nmero de

golpes(N)

Factor para

lmite lquido (k)

20 0.973

21 0.979

22 0.985

23 0.990

24 0.995

25 1.000

26 1.005

27 1.009

28 1.014

29 1.018

30 1.022

NOTAEl lmite lquido (LL)n es elpromedio de los dos valores delmite lquido del ensayorealizado, expresado al nmeroentero ms cercano (sin ladesignacin del por ciento).Si la diferencia entre los dos

valores de ensayo del lmiteliquido es mayor que el 1%,repita el ensayo como se


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LMITE PLSTICO

Preparacin deI espcimen de ensayo:1. Seleccione 20 g o ms del espcimen de suelo preparado para el

ensayo del lmite lquido o del suelo restante de dicho ensayo.

2. Reduzca el contenido de humedad del suelo hasta que posea una

consistencia en la cual pueda rolarse sin adherirse en las manos

cuando sea extendido o se mezcle continuamente en la placa de vidrio.

Nota:El proceso de secado puede ser acelerado exponiendo el suelo

a una corriente de aire de un ventilador elctrico o secndolo con un

papel que no agregue fibra al suelo, como por ejemplo: papel toalla de

aspecto duro o papel filtro con alta resistencia en hmedo.

Determinacin del lmite plstico:

3. Seleccione una porcin de suelo entre 1.5 y 2.0 g. de la muestra de 20

g que se tom anteriormente (paso 1) y forme una masa elipsoidal.

4. Role esta masa de suelo colocndola entre la palma de la mano o los

dedos y la placa de vidrio con suficiente presin, hasta hacer un hilo

de dimetro uniforme de aproximadamente 3.2 mm (1/8 pulg), a lo

largo de su longitud en un lapso de tiempo mximo de 2 minutos.

Rolado de la barrita de suelo


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- En ningn momento el operador deber forzar la rotura del hilo

de suelo cuando posea un dimetro de 3.2 mm, ya sea

reduciendo la frecuencia del amasado, la presin de la mano o

ambas, continuando el rolado (amasado) sin deformar el hilo

hasta que se corte. Sin embargo, es permisible reducir la

deformacin total para suelos poco plsticos haciendo el

dimetro inicial de la masa elipsoidal cerca del dimetro final

requerido de 3.2 mm.

- Si ocurre desmenuzamiento cuando el hilo posee un dimetro

mayor que 3.2 mm, se considerar satisfactorio, siempre y

cuando ste haya alcanzado previamente dicho dimetro.

- El resquebrajamiento se manifiesta diferente para cada tipo de

suelo. Algunos suelos se resquebrajan en numerosas porciones

pequeas, otros pueden formar una capa tubular externa que

empieza a romperse en ambos extremos, progresando la

ruptura hacia el centro y finalmente despedazndose en

muchas porciones pequeas laminadas.

- Los suelos arcillosos requieren mucha presin para deformar el

hilo, particularmente cuando stos se acercan a su lmite

plstico y sucede que este se rompe en una serie de fragmentos

de aproximadamente 3.2 a 9.5 mm (34 a 3/8 pulgadas) de

longitud.


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47PAGINA

7. Rena las porciones de suelo resquebrajadas y colquelas en un

recipiente de masa conocida. Determine la masa del recipiente con elsuelo y regstrelo en la hoja de datos correspondientes.

Porciones de suelos resquebrajados obtenidas

durante el ensayo del lmite plstico.

8. Repita los pasos del numeral 3 al 7 hasta que en el recipiente haya por

lo menos 6 g de suelo.

9. Registre la masa del recipiente con el suelo hmedo y determine

posteriormente el contenido de humedaddel suelo en el recipiente,

de acuerdo con el mtodo de ensayo D 2216 (ver ensayo anterior).

10. Repita los pasos del literal 3 al 8 para obtener otro espcimen de

ensayo para la determinacin del lmite plstico.

CLCULOS Y RESULTADOS LIMITE PLASTICO

- Calcule el promedio de los contenidos de agua determinados en el ensayo del

lmite plstico y redondee al nmero entero ms cercano. Este valor ser el lmite

plstico (LP) expresado en porcentaje.


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Nota:

- Si la diferencia entre los dos valores de ensayo del lmite

plstico es mayor que el 1%, repita el ensayo como se describe

en el mtodo anterior.

NDICE DE PLASTICIDAD

Determine el ndice plstico de un suelo utilizando la siguiente ecuacin:

IP = LL- LP

Donde:

IP = Indice de plasticidad.

LL = Lmite lquido,

LP = Lmite plstico

Nota: Los valores de LL y LP son nmeros enteros. Si ambos no pueden

determinarse o el lmite plstico es igual o mayor que el lmite lquido, reporte

que el suelo es no plstico (NP).

NDICE DE LIQUIDEZ

Determine el ndice de liquidez de un suelo utilizando la siguiente ecuacin:

=%

Ejemplo:

LMITE LQUIDO

Mtodo A:

Datos:

No de golpes (N) w %27 49.5

22 51.615 54.2


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Los datos mostrados en la tabla anterior se grafican en papel

semilogartmico para construir la curva de fluidez como se muestra en la figuraCurva de fluidez

De la Curva de fluidez se obtiene un Lmite Lquido = 50.5 %

Mtodo B:

Utilizando los datos siguientes y la ecuacin (mtodo de un punto) se determina

el lmite lquido del suelo:

Nmero de golpes (N) = 22 Contenido de humedad () = 51.6 %

Factor K para lmite lquido = 0.985 (obtenido de tabla TEORIApara N = 22)

Contenido de humedad () = 51.6 %Factor K para lmite lquido = 0.985 (obtenido de tabla 7.1 para N = 22)

LLn = 0.98551.6 = 50.8 %

LIMITE PLSTICO

Contenido de humedad (1) = 33.7 %

Contenido de humedad (2) = 33.8 %

Contenido de humedad (3) = 33.9 %LP = 33.8 %


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NDICE DE PLSTICIDAD

Utilizando la ecuacin 7.3 y los valores obtenidos de LL = 50.5 % y LP = 33.8

%, se tiene:

IP = 50.533.8 = 16.7 %


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DETERMINACIN DEL LIMITE DE CONTRACCIN.

El Lmite de Contraccin (L.C.) de un suelo se define como el porciento de

humedad con respecto al peso seco de la muestra, con el cual una reduccin de

agua no ocasiona ya disminucin en el volumen del suelo.

EQUIPO.

1. Cpsula metlica cilndrica para lmites de contraccin

2. Cpsula de vidrio de dimensiones conocidas.

3. 2 Plaquitas enrrasadoras

4. Mercurio (azogue vivo).

5. Balanza con sensibilidad de 0.1 gr.

6. Horno con temperatura constante de 100 a 110 C.

PROCEDIMIENTO.

1. Tmese unos 30 grs., del material que pase la malla No. 40 y adasele agua

hasta formar una mezcla pastosa cuya consistencia sea aproximadamente la

misma que la que tiene el suelo cuando su contenido de humedad es igual al

lmite lquido.

LIMITE DE CONTRACCIN


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2. Se llena la cpsula metlica con la muestra pastosa en tres capas aplicndole

20 golpes por capa.3. Una vez llena la cpsula metlica se alisa la superficie quitando el material

sobrante con ayuda de una esptula.

4. Se pesa la cpsula metlica con la masa pastosa y se anota su peso.

5. Deposite la cpsula metlica con la masa pastosa en el horno a una

temperatura de 100 a 110 C.

6. Squese del horno la cpsula con la muestra seca y estando a temperatura

ambiente, psese y regstrese dicho peso (Ws).

7. Determine el volumen de la cpsula metlica, llenndolo de mercurio lquido

y nivelando su superficie con las plaquitas enrazadoras; vace el mercurio

contenido en la cpsula metlica en una probeta graduada y anote dicho

volumen. (V1).

8. Determine el volumen de la muestra seca (V2), de la manera siguiente:

Llnese la cpsula de vidrio con mercurio lquido y enrase con ayuda de las

plaquitas enrazadoras.

Introduzca la muestra seca cuidadosamente evitando las burbujas de aire en

el vaso lleno de mercurio, presionndole con las plaquitas enrazadoras. Al

introducirse la muestra seca, se desalojar una cantidad de mercurio igual al

volumen de la muestra (V2).

9. Se calcula el lmite de contraccin por la frmula.

100Ws

)( 21x

wVVWsWmLc


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Donde:

Lc = Lmite de ContraccinWm = Peso de la muestra hmeda.

Ws = Peso de la muestra seca.

V1 = Volumen de la muestra hmeda

V2 = Volumen de la muestra seca

w = Peso especfico del agua a temperatura de ensaye.

El lmite de contraccin es muy til para evaluar el comportamiento de

cortes y terraplenes principalmente en el posible surgimiento de grietas.

Suelos con L.C menor a 5%; suelos buenos.

Suelos con L.C. entre 5% y 10%; suelos regulares.

Suelos con L.C. entre 10% y 15%; suelos pobres.Suelos con L.C. mayor 15%; suelos muy pobres.


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NORMA ASTM D422

Objetivo:

Implantar al estudiante el mtodo de ANALISIS GRANULOMETRICO

MECANICO de un suelo y a la forma de presentar los resultados obtenidos.

Equipo

Juego de tamices

un pulverizador mecnico de suelo.

Balanza de sensibilidad 0.1 g.

INTRODUCCIN:

En la clasificacin de los suelos para usos de ingeniera es universalmente

acostumbrado utilizar algn tipo de anlisis granulomtrico. Una parte importante

de los criterios de aceptabilidad de suelos para carreteras, aeropistas, presas detierra, diques, y otro tipo de terraplenes es el anlisis granulomtrico. La

informacin obtenida del anlisis granulomtrico puede en ocasiones utilizarse

para predecir movimientos del agua a travs del suelo, aun cuando los ensayos

de permeabilidad; se utilizan ms comnmente. La susceptibilidad de sufrir la

accin de las heladas en suelo, una consideracin de gran importancia en climas

muy fros, puede predecirse a partir del anlisis granulo mtrico del suelo.

ANALISIS GRANULOMETRICO


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Los suelos muy finos son fcilmente arrastrados en suspensin por el agua que

circula a travs del suelo y los sistemas de subdrenaje usualmente se colman

con sedimentos rpidamente a menos que sean protegidos adecuadamente por

filtros de material granular debidamente gradado. La gradacin adecuada de

estos materiales, denominados filtros, puede ser establecida a partir de su

anlisis granulomtrico.

El anlisis granulomtrico es un intento de determinar las proporciones relativas

de los diferentes tamaos de grano presentes en una masa de suelos dada.

Obviamente para obtener un resultado significativo la muestra debe ser

estadsticamente representativa de la masa de suelo. Como no es fsicamente

posible determinar el tamao real de cada partcula independiente de suelo -la

prctica solamente agrupa los materiales por rangos de tamao.

Para lograr esto se obtiene la cantidad de material que pasa a travs de un tamiz

con una malla dada pero que es retenido en un siguiente tamiz cuya malla tiene

dimetros ligeramente menores a la anterior y se relaciona esta cantidad retenida

con el total de la muestra pasada a travs de los tamices. Es evidente que el

material retenido de esta forma en cualquier tamiz consiste de partculas de

muchos tamaos todos los cuales son menores al tamao de la malla a travs

de la cual todo el material pas pero mayores que el tamao de la malla del tamiz

en el cual el suelo fue retenido.

PROCEDIMIENTO


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1. Cada grupo debe obtener exactamente 500 g (200 g a discresin del

instructor, pero las muestras mayores son estadsticamente msrepresentativas) de suelo secado al horno tomado de una bolsa de

muestra obtenida en el terreno en desarrollo del Experimento (obtencin

de muestras) o de algn recipiente de suelo suministrado por el instructor

para este experimento en particular. Es necesario asegurarse de que la

muestra sea representativa para lo cual es posible utilizar un cuarteador

mecnico (si hay uno disponible) teniendo simplemente el cuidado de

tomar la muestra de diferentes sitios dentro del recipiente mientras se

remueve continuamente su contenido hasta lograr la cantidad necesaria.

Si la muestra debe lavarse no es necesario pulverizar el suelo; sin

embargo, el proceso se agiliza considerablemente si con anterioridad se

pulveriza el suelo seco y se hace pasar a travs de un tamiz No. 200,

descartando la fraccin menor.

2. Si la muestra contiene apreciable cantidad de gravas, y muy pocos finos,

o a discresin del instructor, el lavado se puede omitir y en ese caso seguir

al paso 4. Colocar la muestra sobre el tamiz No. 200 y lavar

cuidadosamente el material a travs del tamiz utilizando agua comn

hasta cuando el agua que pasa a travs del tamiz mantenga su

transparencia. Es necesario ser muy cuidadoso en este proceso para

evitar daos en el tamiz y la prdida de suelo que eventualmente pueda

salpicar fuera del tamiz.


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3. Verter cuidadosamente el residuo, con ayuda de agua, en un gran

recipiente desecador, y permitirle sedimentar por un perodo de tiemposuficiente hasta lograr que el agua en la parte superficial de la suspensin

se vuelva transparente. Botar tanto como se pueda de esta agua

transparente, y colocar el recipiente con la suspensin suelo y agua en el

horno para secado.

4. Al da siguiente, regresar al laboratorio y pesar el residuo secado al horno

(si no se ha hecho el lavado omitir esto) si se ha hecho lavado; hacer

pasar la muestra a travs de una serie de tamices que varen desde los

dimetros mayores a dimetros inferiores. Como el objetivo de la prctica

es lograr una curva semilogartmica del porcentaje de material ms fino

contra el tamao de las partculas, ser necesario obtener una distribucin

razonable de puntos a lo largo del rango potencial de dimetros presentes

en la muestra.

Para suelos arenosos con granos finos, se recomiendan dos series de

tamices (en orden de arriba hacia abajo) como siguen:

3, 2, 1 , , 3/8, #4, #10, #20, #40, #60, #100 y #200.

Si hay gravas pequeas en la muestra podra utilizarse un tamiz 12.5 y/o

6.30 mm antes del tamiz No. 4 en la serie. Para muestras con gravas de

gran tamao, debera utilizarse una muestra mayor en conjuncin con una

adecuada serie de tamices. Una serie tpica recomendable sera la


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siguiente (dependiendo del mximo tamao de partculas presente en la

muestra):50 mm (dependiendo del mximo tamao de agregado utilizando

25mm inspeccin visual)

12.5mm

6.3mm

2.00 (No. 10)

0.85 (No. 20)

0.150 (No. 100)

El tamao de la muestra vara entr 1500 g, para gravas con partculas

mximas de 19 mm hasta 5000 g para materiales cuya partcula mxima

tenga 75 mm.

5. Colocar la serie de tamices en un agitador elctrico automtico y tamizar

aproximadamente 5 a 10 minutos, dependiendo de una inspeccin visual

sobre la dificultad probable dada la cantidad de material. En caso de que

la serie de tamices no quepa fsicamente dentro del agitador automtico,

es posible hacer el tamizado manual a travs de los tamices superiores

de dimetro ms grueso y removerlos de la serie; colocar los tamices

restantes en el agitador mecnico.

6. Quitar la serie de tamices del agitador mecnico y obtener el peso del

material que qued retenido en cada tamiz. Sumar estos pesos y

comparar el total con el peso total obtenido en el paso 4 (el residuo de

material procedente del secado 'al horno con el cual se comenz).


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Esta operacin permite detectar cualquier prdida de suelo durante el

proceso de tamizado mecnico. Si se tiene una prdida de ms del 2%con respecto al peso original del residuo (paso 4) se considera que el

experimento no es satisfactorio y por consiguiente debe repetirse.

7. Calcular el porcentaje en cada tamiz dividiendo el peso retenido en cada

uno de ellos por el peso de la muestra original utilizado en el paso 2. Esto

es vlido ya que el material que haya pasado a travs del tamiz 200

pasara cualquier otro tamiz por encima del tamiz 200 en la serie.

8. Calcular el porcentaje que pasa (o el porcentaje ms fino que)

comenzando por 100% y sustraer el porcentaje retenido en cada tamiz.

Como un proceso acumulativo. Por ejemplo, de los datos obtenidos en el

anlisis de tamizado, la cantidad de 490.3 g (500 - 9.7 g) pas el tamiz

No. 4; el porcentaje retenido es de (9.7/500 X 100 ; 1.9 por ciento y el

porcentaje que pasa debe ser aqul que no es retenido, o sea 100 - 1.9

= 98.1 por ciento del material. Como todo lo que no fue retenido pas el

porcentaje que pasa es:

98.1 -7.9 = 90.2 por ciento

Ntese que se utiliza 98.1 aqu ya que ste fue el porcentaje que lleg al

tamiz No. 10. En general el porcentaje que pasa se calcula como:

porcentaje que pasa = porcentaje que llega - porcentaje retenido


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9. Cada miembro del grupo debe hacer una grfica semilogartmica del

tamao de la partcula contra el porcentaje ms fino utilizando la grficaque se presenta como formato para este experimento (ver el modelo y el

CD adjunto en el presente manual).

a. Si menos de 12% del material pasa a travs del tamiz No. 200, es

necesario calcular el Cu y el Cc Y mostrarlos en la grfica tal como

se insina en el emplo de calculo que presentamos en la parte final.

b. Si ms del 12% de la muestra pasa a travs del tamiz No. 200 es

necesario hacer un anlisis de hidrmetro, sobre el suelo y en este

caso es necesario guardar los datos hasta que el Exp. No. 6 est

completo de forma que la curva granulomtrica pueda terminarse

antes de entregar el informe.

10. En la "discusin" del informe debe darse por lo menos cinco usos para la

curva de granulometra del suelo que se acaba de hacer.

SIGNIFICADO Y USO:

La informacin obtenida del ensayo se presenta en forma de curva

semilogartmica (curva granulomtrica) donde las aberturas de las mallas son las

abscisas en escala logartmica y el porcentaje acumulado que pasa con las

ordenadas en escala aritmtica.

A partir de la curva granulomtrica se puede determinar si el suelo ensayado es

un suelo bien graduado o si por el contrario se trata de un suelo uniforme o

pobremente graduado.

El coeficiente de uniformidad, Cu, de define como:


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Cu = D60/ D10

El coeficiente de curvatura, Cc, est dado por:Cv = (D30)2 / (D60) (D10)

Donde (D30), (D60), (D10) son las abscisas de los puntos de la curva

granulomtrica que tienen como ordenadas 60%, 30% y 10%, respectivamente.

El anlisis granulomtrico por tamizado nos permite estimar el comportamiento

ingenieril de los suelos gruesos.

LIMITACIONES:El anlisis granulomtrico por tamizado solamente proporciona

informacin sobre la distribucin granulomtrica de las partculas mayores que

el tamiz N 200 (74um). Si se desea conocer la distribucin de las partculas

menores que este tamao, se tendra que efectuar con esta fraccin un anlisis

por sedimentacin.

A manera de ejemplo se tiene una muestra de 1366.6g ello se ha tamizado como

se muestra a continuacin.

anlisis granulomtrico

TAMIZABERTURA

(mm)

PESO RET.

(gr)

% PARCIAL

RETENIDO

% ACUMULADO

RETENIDO PASANDO3" 76.200 0.0 0.0 0.0 100.0

2" 50.300 0.0 0.0 0.0 100.0

1 1/2" 38.100 80.0 5.9 5.9 94.1

1" 25.400 172.5 12.6 18.5 81.5

3/4" 19.050 43.2 3.2 21.6 78.4

1/2" 12.700 112.0 8.2 29.8 70.2

3/8" 9.525 58.9 4.3 34.1 65.9

1/4" 6.350 82.0 6.0 40.1 59.9

N4 4.760 32.1 2.3 42.5 57.5


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62PAGINA

N10 2.000 93.6 6.8 49.3 50.7

N20 0.840 57.5 4.2 53.5 46.5

N30 0.590 22.1 1.6 55.2 44.8N40 0.426 20.2 1.5 56.6 43.4

N60 0.250 55.0 4.0 60.7 39.3

N100 0.149 55.1 4.0 64.7 35.3

N200 0.074 34.2 2.5 67.2 32.8

PLATILLO 448.2 32.8 100.0 0.0

(W- Wo) 448.2

1366.6

Los valores que se obtiene en el laboratorio es el peso retenido; para los clculos

se sigue el siguiente procedimiento.

PORCENTAJE PARCIAL RETENIDO

=

100

= 100

Donde:

Pt: peso total

Pr: peso retenido

A manera de ejemplo tomamos el tamiz N4 donde Pr=32.1gramos el peso

retenido y tiene un Pt=1366.6gramos.

= 100 32.11366.6= 2.35%

De igual forma se saca el porcentaje parcial retenido en cada tamiz.

PORCENTAJE PARCIAL ACUMULADO

En este caso se tiene que acumular correlativamente el porcentaje parcial

retenido, segn el nmero de tamiz; ejemplo.


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63PAGINA

El primer retenido es el tamiz 1 1/2" igual a 5.9% (fila3) ello permanecer

con el mismo valor por que en la fila 2 el porcentaje retenido es 0%; y enla siguiente (fila4) la suma seria 5.9%+12.6%=18.5% tal como indica en

la fig.

% PARCIAL RETENIDO % ACUMULADO

RETENIDO CALCULO

1 0.0 0.0 0.0%+0.0%=0.0%

2 0.0 0.0 0.0%+0.0%=0.0%

3 5.9 5.9 0.0%+5.9%=5.9%

4 12.6 18.5 5.9%+12.6%=18.5%

5 3.2 21.6 18.5%+3.2%=21.6%

PORCENTAJE ACUMULADO QUE PASA

El porcentaje acumulado que pasa es la resta de 100%-%acumulado

retenido.

% PARCIAL RETENIDO % ACUMULADO

RETENIDO PASANDO CALCULO0.0 0.0 100.0 100-0=100

0.0 0.0 100.0 100-0=100

5.9 5.9 94.1 100-5.9=94.1

12.6 18.5 81.5 100-18.5=81.5

3.2 21.6 78.4 100-21.6=78.4

Finalmente se hace la grfica correspondiente a una escala semilogaritmica.


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64PAGINA

La grafica se ha graficado en el eje xla abertura de la malla y en el eje yel

porcentaje acumulado.

Determinacin del coeficiente de uniformidad y curvatura.

Para hallar el coeficiente de uniformidad (Cu) y curvatura (Cc) utilizaremos una

formula simplificada cuyo finalidad es interpolar los dimetros desconocidos

(D10, D30, D60)

= (% )( )

% %

Donde:

DX : Dimetro incgnita (10, 30, 60)

DS : Dimetro de la malla superior

DI : Dimetro de la malla inferior

0

20

40

60

80

100

120

0.0100.1001.00010.000100.000

%ACUMULADO

ABERTURA (mm)

CURVA GRANULOMETRICA

3"

2"

11/

2"

1"

3/4

"

3/8

"

1/2

"

N1

0

N4

1/4

"

N6

0

N4

0

N3

0

N2

0

N2

00

N1

00


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PS : Porcentaje que pasa por la malla superior

PI : Porcentaje que pasa por la malla inferiorEJEMPLO

Desarrollaremos el coeficiente de uniformidad (Cu)

Cu = D60/ D10

Para determinar el coeficiente de uniformidad necesitamos determinar el D10 y

D60 para ello utilizaremos la frmula de interpolacin.

TAMIZ ABERTURA (mm)% ACUMULADO

RETENIDO PASANDO3" 76.200 0.0 100.0

2" 50.300 0.0 100.0

1 1/2" 38.100 5.9 94.1

1" 25.400 18.5 81.5

3/4" 19.050 21.6 78.4

1/2" 12.700 29.8 70.2

3/8" 9.525 34.1 65.9

1/4" 6.350 40.1 59.9

N4 4.760 42.5 57.5

N10 2.000 49.3 50.7

N20 0.840 53.5 46.5

N30 0.590 55.2 44.8

N40 0.426 56.6 43.4

N60 0.250 60.7 39.3

N100 0.149 64.7 35.3

N200 0.074 67.2 32.8

PLATILLO 100.0 0.0(W- Wo)

Determinando D10

El porcentaje de acumulado que pasa el 10% est en el rango de la malla

N200 y platillo. Cuyos dimetros son 0.074mm y 0mm

DS : 0.074mm

DI : 0mm

PS : 32.8%


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66PAGINA

PI : 0%

Reemplazando en la formula tenemos

10 = 0.074 (32.8 10)(0.074 0)

32.8 0 = 0.023

Determinando D60

El porcentaje de acumulado que pasa el 60% est en el rango de la malla

3/8 y . Cuyos dimetros son 9.525mm y 6.350

DS : 9.525mm

DI : 6.350mm

PS : 65.90%

PI : 59.9%

Reemplazando en la formula tenemos

60 = 9.525 (65.9 60)(9.525 6.35)

65.90 59.9 = 6.4

Cu = D60/ D10

Reemplazando en la formula anterior de coeficiente de uniformidad.Cu=6.4/0.023=278.26

La uniformidad del suelo se puede definir estadsticamente de varias maneras,

un ndice antiguo pero til, es el coeficiente de Uniformidad Cu que se define.

- Las Gravas bien graduadas tienen Cu> 4

- Las Arenas bien graduadas tienen Cu> 6


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67PAGINA

10

60

D

DCu

Para clasificacin de suelos es til definir un dato complementario de uniformidad

como es el coeficiente de curvatura (Cc) definido como:

D10x60

)30( 2

D

DCc

- Los suelos bien graduados; CC entre 1 y 3.


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68PAGINA

NORMA ASTM D 1557-91 Y AASHTO T180-90

GENERALIDADES.

Se denomina compactacin de suelos al proceso mecnico por el cual se busca

mejorar las caractersticas de resistencia, compresibilidad y esfuerzo

deformacin de los mismos. Este proceso implica una reduccin ms o menos

rpida de los vacos, como consecuencia de la cual en el suelo ocurren cambios

de volmenes de importancia, fundamentalmente ligados a prdida de volumen

de aire.

La compactacin est relacionada con la densidad mxima o peso volumtrico

seco mximo del suelo que para producirse es necesario que la masa del suelo

tenga una humedad determinada que se conoce como humedad ptima.

La importancia de la compactacin es obtener un suelo de tal manera

estructurado que posea y mantenga un comportamiento mecnico adecuado a

travs de toda la vida til de la obra.

Por lo general las tcnicas de compactacin se aplican a rellenos artificiales,

tales como cortina de presa de tierra, diques, terraplenes para caminos y

ferrocarriles, muelles, pavimentos, etc. Algunas veces se hace necesario

PROCTOR ESTANDAR Y MODIFICADO


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69PAGINA

compactar el terreno natural, como en el caso de cimentaciones sobre arena

suelta.Las ventajas que representa una compactacin adecuada son:

a. El volumen de vaco se habr reducido a un mnimo y consecuentemente, su

capacidad de absorber humedad tambin se habr reducido a un mnimo.

b. La reduccin de vacos se debe a que las partculas de menor tamao han

sido forzadas a ocupar el vaco formado por las partculas ms grandes. De

all que si una masa de suelos est bien graduada, los vacos o poros se

reducirn prcticamente a cero y se establecer un contacto firme y slido

entre sus partculas, aumentando la capacidad del suelo para soportar

mayores pesos.

Los mtodos usados para la compactacin de los suelos dependen del tipo

de los materiales con los que se trabaje en cada caso. Los suelos puramente

friccionantes como la arena se compactan eficientemente por mtodos

vibratorios y mtodos estticos; en cambio los suelos plsticos, el

procedimiento de carga esttica resulta el ms ventajoso. Los mtodos

usados para determinar la densidad mxima y humedad ptima en trabajos

de mantenimiento y construccin de carreteras son los siguientes:

a. Proctor Standard.

b. Proctor Modificado

c. Prueba Esttica


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A) ENSAYE PROCTOR ESTANDAR ASTM D 698

El ensaye proctor estndar se refiere a la determinacin del peso por unidad devolumen de un suelo que ha sido compactado por un procedimiento definido para

diferentes contenidos de humedad.

EQUIPO DE COMPACTACIN PROCTOR ESTANDAR

OBJETIVO.

Determinar el peso volumtrico seco mximo (d mx) que pueda

alcanzar un material, as como la humedad ptima (W pt.) a que deber

hacerse la compactacin.

El ensaye proctor standard est limitado a los suelos que pasen totalmente el

tamiz No. 4 o que como mximo tenga un retenido del 10% en ese tamiz, pero

que pase dicho retenido totalmente por el tamiz de 3/8.


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EXISTEN 4 ALTERNATIVAS PARA LA REALIZACIN

Especificaciones para el ensaye Proctor Estndar (basadas en la norma 698-91

de la ASTM)

CONCEPTOMETODO

A B C D

Dimetro del molde (cm) 10.16 15.24 10.16 15.24

Volumen del molde (cm) 943.3 2124.0 943.3 2124.0

Peso del martillo o pisn (Kg) 2.5 2.5 2.5 2.5

Altura de cada del martillo (cm) 30.48 30.48 30.48 30.48Numero de golpes del pisn porcada capa

25 56 25 56

Numero de capas decompactacin

3 3 3 3

Energa de compactacin (Kg-cm/cm)

6.06 6.03 6.06 6.03

Suelo por usarse Pasa por100% tamiz

No.4100% tamiz

3/8El 20% retiene

No.4Pasa 100tamiz

RECOMENDACIONES PARA EL PROCTOR ESTANDAR

METODO Masade

Muestra

# GOLPES(N)

DIAM.MOLDE

#CAPA

A 3 Kgs. 25Golpes/capa 4 3B 7 Kgs. 25Golpes/capa 4 3C 5 Kgs. 56Golpes/capa 6 3D 12 Kgs.

MATERIAL Y EQUIPO.

Muestra de suelo:

Representativa de campo y en condicin secada al aire o a una

temperatura no excedente de 60 C.

Nota:La masa de la muestra requerida para la ejecucin de los ser de

acuerdo a la tabla de recomendaciones respectivamente.

Apisonador manual o m art il lo de com pactac in:


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Un apisonador metlico con una masa de 2.495 0.009 Kg (5.5 0.02 lb),

que posea una cara circular plana de 50.8 mm (2.0 pulg) de dimetro. Elapisonador deber estar equipado con una manga gua apropiada para el

control de la cada libre de 305 2 mm ( 12 0.06) sobre la elevacin del

suelo.

Nota: Existen apisonadores operados mecnicamente de forma

alternativa, sin embargo; stos debern ser calibrados segn la Norma

ASTM D 2168.

Moldes:

De pared slida, metal rgido y forma cilndrica, con dimetros de 101.6

0.41mm (4) y 152.4 0.66mm (6), una altura de 116.43 0.13 mm (4.584

0.005), con capacidades de 0.000943 0.000008 m3 y 0.002124

0.000021 m3 respectivamente.

Adicionalmente los moldes deben poseer un collarn de montaje removible

de aproximadamente 60 mm de altura y una placa base (ver figura).

Moldes para ensayos de compactacin Proctor de 4 y 6 de dimetro


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Extractor de muestras:

Consistente en un gato hidrulico de palanca, marco u otro dispositivoapropiado para extraer el espcimen compactado del molde.

Regla enrazado ra:

De metal rgida con borde biselado teniendo por lo menos una superficie

longitudinal plana, dentro de 0.250 mm por 250 mm (0.01 pulg x 10 pulg).

Balanza:

Con una sensibilidad de 0.1 y 1 g.

Horno de secado:

Que contenga circulacin de aire y regulador de temperatura, capaz de

mantenerse a una temperatura de 110 5 C en toda la cmara de

secado.

Tamices:

Tamiz de (19.0 mm) y No.4 (4.75 mm).

Miscelneos:

Recipientes de mezclado (charola o bandeja), mortero y pistilo, cucharn,

pala, cuchara de albail, cuchillo, esptula, piseta, u otras herramientas

convenientes para mezclar completamente la muestra de suelo con los

incrementos de agua, adems guantes de hule, probeta de 500 ml,

recipientes para contenidos de humedad, vernier, brocha, bolsas plsticas

(ver figura).


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PROCEDIMIENTO.Se obtiene por cuarteo una muestra representativa, previamente secada al sol y

que segn el mtodo a usarse puede ser de 3, 7, 5 y 12 kilogramos.

1. De la muestra ya preparada se esparce agua en cantidad tal que la

humedad resulte un poco menor del 10% y si el material es arenoso es

conveniente ponerle una humedad menor.

2. Se revuelve completamente el material tratando que el agua agregada se

distribuya uniformemente.

3. Pese el molde cilndrico y anote su peso.

4. La muestra preparada se coloca en el molde cilndrico en tres (3) capas,

llenndose en cada capa aproximadamente 1/3 de su altura y se

compacta cada capa de la forma siguiente:

- Se coloca el pistn de compactar con su gua, dentro del molde; se

eleva el pistn hasta que alcance la parte superior y se suelta

permitiendo que tenga una cada libre de 30 cms., se cambia de

posicin la gua, se levanta y se deja caer nuevamente el pistn.

Se repite el procedimiento cambiando de lugar la gua de manera


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que con 25 o 56 golpes (DEPENDE DEL METODO A,B,C) se

cubra la superficie. Esta operacin de compactacin se repite enlas tres capas del material.

5. Al terminar la compactacin de las tres capas, se quita la extensin y con

la regla metlica se enraza la muestra al nivel superior del cilindro.

6. Se limpia exteriormente el cilindro y se pesa con la muestra compactada

anotando su peso. (Peso del material + cilindro).

7. Con ayuda del extractor de muestra se saca el material del molde y de la

parte central del espcimen se toman aproximadamente 100 gr., y se pesa

en la balanza de 0.1 gr., se sensibiliza anotando su peso. (Peso hmedo).

8. Deposite el material en el horno a una temperatura de 100 a 110 C por

un perodo de 24 horas, transcurrido este perodo determnese el peso

seco del material.

9. El material sacado del cilindro se desmenuza y se le agrega agua hasta

obtener un contenido de humedad del 4 al 8% mayor al anterior.

10. Repita los pasos del 2 al 9 hasta obtener un nmero de resultados que

permitan trazar una curva cuya cspide corresponder a la mxima

densidad para una humedad ptima.

11. El clculo se realiza de la siguiente manera:

W

hd

Vc

WeWme

Vc

Wmh

1

Donde:


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h = Peso volumtrico hmedo.

d = Peso volumtrico seco.

Wm = Peso de la muestra compactada.

We = Peso del molde cilndrico

Vc = Volumen del cilindro

W = Contenido de humedad al tanto por uno.

Wme = Peso de muestra compactada + Peso del Cilindro

Tambin se puede calcular el peso volumtrico de la curva de Saturacin

(dz).

1 WSs

Ssdz

Donde:

dz = Peso volumtrico del suelo saturado.

Ss = Peso especfico de los slidos.

w = Peso especfico del agua.

B) ENSAYE PROCTOR MODIFICADO ASTM D 698

ASTM D 1557-91 AASHTO T180-90

El ensaye de Proctor modificado se crea al crearse tambin equipos

compactadores ms pesados que se usan en la pavimentacin de carreteras y

aeropuertos.


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Especificaciones para el ensaye Proctor Modificado (basadas en la norma 1557-

91 de la ASTM)CONCEPTO METODO

A B C DDimetro del molde (cm) 10.16 15.24 10.16 15.24Volumen del molde (cm) 943.3 2124.0 943.3 2124.0

Peso del martillo o pisn (Kg) 4.54 4.54 4.54 4.54Altura de cada del martillo (cm) 45.7 45.7 45.7 45.7

Numero de golpes del pisn por cada capa 25 56 25 56Numero de capas de compactacin 5 5 5 5

Energa de compactacin (Kg-cm/cm) 16.49 16.42 16.49 16.42Suelo por usarse Pasa por 100%

tamizNo.4

100%tamiz3/8

El 20%retieneNo.4

Pasa100

tamiz

RECOMENDACIONES PARA EL PROCTOR ESTANDAR

METODO Masade

Muestra

# GOLPES(N)

DIAM.MOLDE

#CAPA

A 3 Kgs. 25Golpes/capa 4 5B 7 Kgs. 25Golpes/capa 4 5C 5 Kgs. 56Golpes/capa 6 5D 12 Kgs.

Se sigue el mismo procedimiento de proctor estndar con la nica diferencia es

el peso del martillo y el nmero de capas que es 5.

EJEMPLO DE APLICACIN.

Del laboratorio se ha obtenido los siguientes resultados de las tablas; calcular el

ptimo contenido de humedad.

COMPACTACIONPRUEBA NUMERO 1 2 3 4 UNIDADES

N DE CAPAS 5 5 5 5

N DE GOLPES POR CAPA 25 25 25 25

PESO DEL MOLDE + SUELO COMPATADO 4047.00 4212.00 4248.00 4237.00 grPESO DEL MOLDE 1974.00 1974.00 1974.00 1974.00 gr


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PESO DEL SUELO COMPACTADO gr

VOLUMEN DEL MOLDE 935.10 935.10 935.10 935.10 cm3

DENSIDAD HUMEDA gr/cm3DENSIDAD SECA gr/cm3

contenido de humedadPRUEBA NUMERO 1 2 3 4 UNIDADES

TARA N M - H N - 37 T - 31 QKQ

TARA + PESO DEL SUELO HUMEDO 120.8 119.0 139.0 157.1 gr

TARA + PESO DEL SUELO SECO 118.6 114.4 131.0 146.9 gr

PESO DEL AGUAgr

PESO DE LA TARA 49.7 44.5 34.7 45.1 gr

PESO DEL SUELO SECO gr

CONTENIDO DE HUMEDAD %

DENSIDAD SECA gr/cm3

Como se observa el ensayo ha sido realizado por PROCTOR MODIFICADO

debido a que se utiliz 5 capas para la compactacin del suelo. Determinaos

paso a paso los clculos correspondientes para la prueba N 1.

DENSIDAD HUMEDA.

Para la determinacin de la densidad hmeda realizamos el siguiente

clculo.

..= +..

..= 4047 1974 = 2073

=

=

2073

935.1 = 2.22/

Donde:

WS.C.=peso del suelo compactado

h=densidad hmeda

PESO DEL AGUA


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De igual forma se calcula el peso del agua

=

= 120.8 118.6 = 2.2

PESO DEL SUELO SECO

=

=118.6 49.7 = 68.90

CONTENIDO DE HUMEDAD

(%)= ()

( )=

2.2

68.90 100 = 3.19%

DENSIDAD SECA

La densidad seca est considerado de la siguiente manera

=

1 =

2.22/

1 3.19

100

= 2.15/

De igual forma se ha calculado la prueba N2,3 y 4; a continuacin se muestra

los resultados en la tabla.

COMPACTACION

PRUEBA NUMERO 1 2 3 4UNIDADE

S

N DE CAPAS 5 5 5 5

N DE GOLPES POR CAPA 25 25 25 25PESO DEL MOLDE + SUELO

COMPATADO

4047.0

0

4212.0

0

4248.0

0

4237.0

0gr

PESO DEL MOLDE1974.0

0

1974.0

0

1974.0

0

1974.0

0gr

PESO DEL SUELO COMPACTADO2073.0

0

2238.0

0

2274.0

0

2263.0

0gr

VOLUMEN DEL MOLDE 935.10 935.10 935.10 935.10 cm3

DENSIDAD HUMEDA 2.22 2.39 2.43 2.42 gr/cm3

DENSIDAD SECA 2.148 2.246 2.245 2.200 gr/cm3


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contenido de humedadPRUEBA NUMERO 1 2 3 4 UNIDADES

TARA N M - H N - 37 T - 31 QKQ

TARA + PESO DEL SUELO HUMEDO 120.8 119.0 139.0 157.1 gr

TARA + PESO DEL SUELO SECO 118.6 114.4 131.0 146.9 gr

PESO DEL AGUA 2.2 4.6 8.0 10.2 gr

PESO DE LA TARA 49.7 44.5 34.7 45.1 gr

PESO DEL SUELO SECO 68.9 69.9 96.3 101.8 gr

CONTENIDO DE HUMEDAD 3.2 6.6 8.3 10.0 %

DENSIDAD SECA 2.148 2.246 2.245 2.200 gr/cm3

Graficando en el eje de la abscisa (contenido de humedad) y en la ordenada

(densidad seca)

Cuya interpolacin de los puntos tenemos la siguiente ecuacin

y = -0.0003x^3 - 0.0002x^2 + 0.0529x + 1.9909ec.(01)

El valor mximo del contenido de humedad ser cuando la pendiente de la ecuacin

(primera derivada) sea igual a cero

()= 0.0009 0.0004 0.0529 = 0 . . . (02)

y = -0.0003x3 - 0.0002x2 + 0.0529x + 1.9909

2.140

2.160

2.180

2.200

2.220

2.240

2.260

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0

DENSIDADSECA(gr/cm^3)

CONTENIDO DE HUMEDAD (%)

CURVA DENSIDAD SECA VS HUMEDAD


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Utilizando teorema de aproximacin de newton para solucionar la ecuacin 2

= ()().()

Aplicando la segunda derivada

()= 0.0018 0.0004 . . . (04)

Reemplazando en la ecuacin 03 se tiene en una tabla

= 0.0009 5 0.0004 5 0.0529

0.0018 5 0.0004

= .

= . 0.0009 . 0.0004 . 0.0529

0.0018 . 0.0004 =7.4676

X1= 5.0000

X2= 8.0213

X3= 7.4676

X4= 7.4477

X5= 7.4477

X6= 7.4477

El contenido ptimo de humedad ser igual a 7.45

Y la compactacin mxima se obtienes reemplazando a la ecuacin (01)

y = -0.0003*7.45^3 - 0.0002*7.45^2 + 0.0529*7.45 + 1.9909=2.24985641

Por los tanto compactacin mxima=2.25 Kg/cm^3


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82PAGINA

NORMA AASHTO T 193-63 ASTM D 1883-73

GENERALIDADES.

El ensaye de valor relativo soporte, se emplea en la caracterizacin de la

resistencia del material de cimiento de una va o de los diferentes materiales que

se emplearan en un pavimento, con vista a dimensionar los espesores de los

suelos que formarn parte del mismo empleando el mtodo de diseo de

pavimentos basado en dicho ensayo.

El C.B.R. se determina como la relacin en porcentaje entre la fuerza utilizada

para la penetracin de 0.25 cm (0.1 pulgada) con un vstago de 19.35 cm (3

pulg) de rea con una velocidad de penetracin de 1.27 mm/minutos (0.05

pulg/min) y la fuerza ejercida en un material patrn (piedra triturada) para esa

misma penetracin.

... (%)=carga unitaria del ensayo 100

carga unitaria patrn

NDICE DE SOPORTE DE CALIFORNIA (C.B.R.)


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De esta ecuacin se puede ver que el nmero CBR es un porcentaje de la ca

Manual de Mecanica de Suelos I-final

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