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7/21/2019 Informe de Suelos PDF
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Universidad Nacional Experimental del Tchira
Decanato de docencia
Departamento de Ingeniera Civil
Mecnica de Suelos
Compactacin, densidad de campo, ensayo de corte,
ensayo de compresin
(Informe)
Realizado por:
Guerrero L. Nelmix L
C.I. 21.637.009
Daza D. Eduardo L.
C.I 20.121.845
San Cristbal, Julio de 2014.
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ContenidoIntroduccin. ................................................................................................................................. 3
Ensayo Proctor (compactacin). ..................................................................................................... 4
Clculos: .................................................................................................................................... 6
Densidad de campo (Cono y Arena) ............................................................................................... 6
Clculos. .................................................................................................................................... 8
Ensayo de compresin simple ........................................................................................................ 9
Clculos ................................................................................................................................... 12
Ensayo de compresin triaxial ...................................................................................................... 13
APARATOS Y MATERIAL NECESARIO ......................................................................................... 14
Densidad de Campo (Mtodo del Densmetro Nuclear) ......................... .......................... ............. 15
Conclusiones ................................................................................................................................ 17
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Introduccin.La compactacin de un suelo es algo fundamental al momento de ejecutar las
distintas obras civiles que as lo ameriten; el ensayo con el cual se pueden obtener los
parmetros con los cuales sabemos si un suelo est bien o mal compactado (en el
laboratorio) es el ensayo proctor. Este ensayo consiste en compactar una porcin de
suelo en uncilindro convolumen conocido, hacindose variar la humedad para obtener el
punto de compactacin mxima en el cual se obtiene la humedad ptima de
compactacin. Luego de esto se procede a verificar en campo si los valores obtenidos en
el laboratorio se estn cumpliendo en la obra esto a travs de mediciones de densidad de
campo.
En cuanto a la estimacin de los parmetros de resistencia al corte en suelos, esta
puede ser realizada bien mediante medida directa, llevada a cabo en ensayos sobre
muestras de calidad y representatividad adecuada y bajo condiciones controladas (para lo
cual son precisos medios que requieren de un laboratorio especializado), o bien mediante
ensayos en sitio, que permiten medir tambin directamente la resistencia del terreno,
o alternativamente determinar parmetros geotcnicos fundamentales del suelo (en este
caso los relacionados con la resistencia del mismo.)
En la seccin se desarrollan las cuestiones referidas a los ensayos en sitio, cuya
realizacin va aparejada a la de los reconocimientos geotcnicos, describindose
all tambin la metodologa adecuada para la obtencin de muestras que mantengan
inalteradas en la medida adecuada las propiedades mecnicas originales del terreno.
http://es.wikipedia.org/wiki/Cilindrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cilindro7/21/2019 Informe de Suelos PDF
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Ensayo Proctor compactacin).El Ensayo Prctor es una prueba de laboratorio que sirve para determinar la relacin entre
el contenido dehumedad y el peso unitario seco de unsuelo compactado.
El primer mtodo en relacin a esta tcnica es el conocido como Prueba ProctorEstndar.
El ms empleado actualmente es el denominado Prueba Proctor Modificado endonde se aplica mayor energa de compactacin que el estndar, ya que es ms adecuadoa las solicitaciones de las estructuras que se construyen en la actualidad.
Ambos ensayos se deben alingeniero que les da nombre, Ralph R. Proctor (1933),
y determinan la mxima densidad que es posible alcanzar para suelos oridos, en unas
determinadas condiciones de humedad, con la condicin de que no tengan excesivo
porcentaje de finos, pues la prueba Proctor est limitada a los suelos que pasen
totalmente por la malla No 4, o que tengan un retenido mximo del 10 % en esta malla,
pero que pase (dicho retenido) totalmente por la malla 3/8. Cuando el material tenga
retenido en la malla 3/8 deber determinarse lahumedad ptima y el peso volumtrico
seco mximo con la prueba de Proctor estndar.
El ensayo consiste en compactar una porcin de suelo en
uncilindro convolumen conocido, hacindose variar la humedad para obtener el punto
de compactacin mxima en el cual se obtiene la humedad ptima de compactacin. Elensayo puede ser realizado en tres niveles de energa de compactacin, conforme las
especificaciones de laobra: normal, intermedia y modificada. Bsicamente, todos se
realizan por compactacin del suelo, con condiciones variables. En la tabla siguiente se
especifican las diferentes pruebas (estndar, modificado y 15 golpes).
http://www.construmatica.com/construpedia/Humedadhttp://www.construmatica.com/construpedia/Terrenohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Suelohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rido_(miner%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Humedadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cilindrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumenhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Energ%C3%ADa_de_compactaci%C3%B3n&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Construcci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Construcci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Energ%C3%ADa_de_compactaci%C3%B3n&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Volumenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cilindrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Humedadhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rido_(miner%C3%ADa)http://es.wikipedia.org/wiki/Suelohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADahttp://www.construmatica.com/construpedia/Terrenohttp://www.construmatica.com/construpedia/Humedad7/21/2019 Informe de Suelos PDF
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ENSAYO DE COMPACTACIN PAG: 1
BRA(4)N LAB: (5): FECHA: jul-14
)PROCEDENCIA: MATERIAL DE SITIO (7) N CAMPO:
(8)N
MUESTRA: 1
(9)N MOLDE 1
(10)PESO DELMOLDE
(g)3131
VOLUMEN 944 (12) NORMA MODIFIC
3)PESO DEL MOLDE + SUELO HUMEDO (g) 5072 5220 5225 5224
4)PESO SUELO HUMEDO (g) 1941 2089 2094 2093
5)DENSIDAD HUMEDA (g/cm) 2,06 2,21 2,22 2,22
6)N ENVASE 52 186 166 9
7)
PESO DEL ENVASE (g)28,1 28,5 29,5 28,5
8)ENVASE + SUELO HUMEDO (g) 59,9 68,4 60,5 85,49)ENVASE + SUELO SECO (g) 57,8 65,1 57,4 78,80)
AGUA (g) 2,1 3,3 3,1 6,61)SUELO SECO (g) 29,7 36,6 27,9 50,3
2)% DESEADA PARA EL ENSAYO 6 8 10 12
3)s DURANTE EL ENSAYO
4)% 7,07 9,02 11,11 13,125)DENSIDAD SECA (kg/m) 1920,37 2030,21 1996,60 1960,35
(26)HUMEDAD OPTIMA
op (%) 9,3
(27)DENSIDAD SECA MAXIMA
D.S.M (Kg/m) 2030
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Clculos:
Para %w = 7,07%
Densidad de campo Cono y Arena)
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ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO (METODO DE ARENA OTAWA)
PRACTICA NRO:
FECHA:
Muestra N 1 2 3 4
Profundidad el hoyo 13
Volu
mendelhoyo
(Suelo+Roca)
1 Peso Arena + Frasco (grs) 5600
2Peso Frasco + ArenaRetenida (Grs)
1850
3Peso arena retenida en conoy placa (Grs)
1890
4 Peso arena empleada (Grs) 1860
5 Peso unitario de la arena(Grs)
1554
6 Volumen suelo + roca (Cm ) 1196,91
Dens
idadsuelohmedo 7
Peso suelo hmedo + roca(Grs)
3020
8 Peso de la roca (Grs) 640
9Peso especfico de la roca(Grs)
2,64
10 Peso suelo hmedo (Grs) 2380
11 Volumen de la roca (Cm ) 242,42
12Volumen de suelo hmedo
(Cm3
)954,49
13Densidad de suelo hmedo(Kg/m3)
2493,49
Humedadsuelo
14 N Capsula
15 Peso de la capsula (Grs)
16Peso de Capsula + suelo +agua (Grs)
17Peso de capsula + sueloseco (Grs)
18 Peso del agua (Grs)
19 Peso de suelo seco (Grs)
20 Humedad (%) 8,0
Gradode
compacta
cin
21Densidad de suelo seco(Kg/m3)
2308,78
22 Densidad mxima (Kg/m ) 2030
23 Grado de compactacin (%) 113,73
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Clculos
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Ensayo de compresin simpleEl procedimiento tal vez ms intuitivo y ms simple de valorar la resistencia de un
material consiste en someterlo a un esfuerzo axil llevado hasta rotura. Por lo general, este
sistema se utiliza en gran variedad de materiales en el mbito de la ingeniera, y en
especial para aquellos en los que se supone una situacin de servicio a compresin y de
los cuales llega incluso a desestimarse en un clculo simplificado su resistencia a traccin,
tal cual no es inusual en el caso del hormign, de los aglomerados asflticos o de las rocas
ornamentales. El ensayo de rotura a compresin se utiliza con profusin como parmetro
supervisor en el control de calidad de materiales.
Para el caso de suelos, la estimacin de la resistencia, y en especial, de la resistencia
al esfuerzo cortante, requiere de consideraciones ms especficas, por lo que la resistencia
a la compresin simple por s misma nicamente es suficiente para valorar la resistencia al
corte no drenado en arcillas saturadas.
En el laboratorio de mecnica de suelos la metodologa de ensayo es similar a la que
se utiliza en cualquier otro laboratorio de materiales, utilizando una prensa de compresin
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uniaxial con una resolucin de medida y registro adecuados, y consistiendo de forma
resumida en las siguientes operaciones:
- Obtencin de una muestra representativa del terreno (por lo general,
correspondiente a una muestra inalterada tomada bien en sondeo, o bien por medios
manuales en una cata o un afloramiento.)
- Tallado cuidadoso de una probeta y refrentado (si procede) de las caras de misma
que vayan a estar en contacto con los platos de la prensa. Deber ponerse especial
cuidado en que las condiciones de la probeta no se vean alteradas antes del ensayo,
evitando su desecacin y su alteracin mecnica.
- Rotura a compresin uniaxial, por lo general a velocidad (deformacin axil)
constante, tomando lecturas de la relacin entre la deformacin y el valor de la carga
aplicada.
Esquema del ensayo de compresin simple.
http://www.estudiosgeotecnicos.info/wp-content/uploads/2012/12/image056.jpghttp://www.estudiosgeotecnicos.info/wp-content/uploads/2012/12/image056.jpg7/21/2019 Informe de Suelos PDF
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Compresin simple muestra de suelo
Representacin grfica convencional de la rotura a compresin simple de un suelo,
ntese que en abscisas se indica la deformacin en funcin del porcentaje de la altura
inicial de la probeta.
Compresin simple prensa
http://www.estudiosgeotecnicos.info/wp-content/uploads/2012/12/image058.jpghttp://www.estudiosgeotecnicos.info/wp-content/uploads/2012/12/image058.jpghttp://www.estudiosgeotecnicos.info/wp-content/uploads/2013/01/image057.pnghttp://www.estudiosgeotecnicos.info/wp-content/uploads/2013/01/image057.png7/21/2019 Informe de Suelos PDF
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Prensa electromecnica (de husillo) habitual para el ensayo de compresin simple
en suelos.
Como se observa, si bien el procedimiento es muy semejante al que se utiliza en la
realizacin de ensayos de rotura a compresin para probetas de hormign (por ejemplo)
difiere del mismo en que se controla la velocidad de deformacin en lugar de la velocidad
de carga. El registro de valores deformacin / tensin permite la representacin de la
curva de rotura, de la cual pueden ser obtenidos parmetros adicionales: el mdulo de
deformacin inicial o entre intervalos determinados de la curva, los mdulos tangente y
secante, etc.
Clculos
Humedad de la muestra al inicio y al final del ensayo.
W%= (PESO DEL AGUA)/PESO DE LOS SOLIDOS
Densidad hmeda y seca
m=PESO DE LA PROBETA/VOLUMEN DE LA PROBETA
Deformacin unitaria
=L/Lo
rea corregida
Ac=Ao/((1-))
Esfuerzo normal total
=F/Ac
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Ensayo de compresin triaxial
El ensayo triaxial es utilizado habitualmente para determinar las propiedades
resistentes y deformaciones de un suelo, cuando ste est sometido a un estado de
tensiones tal que dos de las tensiones principales son iguales y donde los ejes principales
de tensiones no giran.
El ensayo se realiza en una clula de pared transparente sobre muestras cilndricas
que, salvo que se adopten precauciones especiales, tienen una altura igual a dos veces su
dimetro, colocadas dentro de una membrana de ltex. Esta membrana va sujeta a dos
cabezales sobre los que se apoyan las bases de la probeta, por medio de dos piedras
porosas que permiten el drenaje del suelo.
Para realizar el ensayo se aplica una tensin, 1, en la direccin del eje del cilindro
de suelo, lo cual se hace por medio de un motor que acciona el cabezal inferior en el que
apoya la probeta. Simultneamente se ejerce una presin hidrosttica por medio de un
fluido que llena la clula (generalmente agua), de tal forma que las otras dos tensiones
principales,2y 3, permanezcan iguales. El procedimiento habitual consiste en aplicar la
presin de clula isotrpica y constante y provocar la rotura de la muestra aumentando la
tensin axial mediante el desplazamiento del cabezal inferior. Para completar el ensayo se
rompen, al menos, tres probetas de terreno de las mismas caractersticas, con valores
diferentes de 3.
En los ensayos se miden los siguientes parmetros:
Presin de cmara: 3.
Tensin desviadora: 1-3.
Deformaciones verticales y horizontales (estas ltimas con menor frecuencia).
Volumen de lquido (en ensayos drenados).
Presin de poro (en ensayos no drenados).
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Habitualmente se aplica una sobrepresin inicial al lquido intersticial (presin de
cola), para favorecer la saturacin de la muestra y conseguir que las presiones
intersticiales sean siempre positivas, ya que si no, en los suelos con dilatancia positiva
dichas presiones disminuiran y podran llegar a ser negativas.
En general, el ensayo puede emplearse para el estudio de cualquier tipo de suelo,
siempre que sea posible obtener o preparar muestras homogneas. El tamao mximo de
las partculas no debe exceder 1/6 del dimetro de la muestra.
La rotura de la muestra se puede alcanzar de dos maneras:
Imponiendo una trayectoria de tensiones, lo que supone realizar una
aplicacin de cargas por incrementos, hasta producir la rotura de la muestra.
Imponiendo una trayectoria de deformaciones a velocidad constante y
midiendo las tensiones axiales resultantes en el cabezal superior.
APARATOS Y MATERIAL NECESARIO
Herramientas para preparar la muestra: cuchillos, esptulas, talladores, sierras etc.En arcillas se utilizan muestras inalteradas cuando se trata de formaciones naturales, o
bien se preparan en moldes como el Harvard, anlogo al del ensayo Proctor pero con
mayor altura, etc. En arenas, las muestras suelen prepararse en un molde, aproximndose
lo ms posible a las condiciones de densidad de sitio.
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Las muestras a ensayar tendrn un dimetro de 70 mm y una altura de 140 mm. El
lquido empleado para suministrar la presin de cmara ser agua.
Densidad de Campo Mtodo del Densmetro Nuclear)El densmetro nuclear es un equipo electrnico de medicin capaz de determinar
rpidamente y con precisin el porcentaje de humedad y la densidad de suelos o
agregados y asfalto, directamente en el sitio, sin tener que recurrir al laboratorio, lo que
conllevara a mayor tiempo de espera.
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Un densmetro nuclear es un instrumento de campo utilizados en la ingeniera
geotcnica para determinar la densidad de un material compactado. Tambin conocido
como un medidor de la densidad del suelo, el dispositivo utiliza la interaccin de la
radiacin gamma con la materia para medir la densidad, ya sea a travs de la transmisin
directa o el mtodo de "retrodispersin". El dispositivo determina la densidad del material
mediante el recuento del nmero de fotones emitidos por una fuente radiactiva que son
ledos por los tubos detectores en la base del instrumento. Un intervalo de tiempo de 60
segundos se utiliza tpicamente para el perodo de conteo.
Por medio del densmetro nuclear se realizaron 3 pruebas de densidad del suelo en
puntos distintos del terreno. Primero la placa fue enterrada en el terreno se enciende el
aparato para liberar la radiacin y fue tomada la primera lectura, luego se giro y fueron
tomadas las 2 restantes lecturas, obtenindose los siguientes resultados:
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ConclusionesComo bien sabemos el Ensayo Prctor es una prueba de laboratorio que sirve para
determinar la relacin entre el contenido dehumedad y el peso unitario seco de un suelo
compactado, esta se expresa generalmente mediante una grfica de humedad vs peso
unitario seco, de la cual se obtienen los valores ptimos con los cuales en el campo se
puede realizar una compactacin aceptable; para el caso del ensayo realizado
observamos que la humedad optima es de 9,3% y el peso unitario seco mximo es de
2030 kg/m3.
Para determinar si estos resultados se obtienen eficientemente en el lugar de la
obra se debe hacer el ensayo de densidad de campo, el cual se puede hacer generalmente
gracias a un densmetro nuclear o por el mtodo de cono y arena, para este ltimo caso
no se pudo realizar el ensayo sino que se adoptaron unos valores pertenecientes a otra
prueba para hacer los clculos respectivos, es por ello que a la hora de determinar el
grado de compactacin este se pasa del 100% ya que los dos ensayos usados ( proctor y
densidad de campo por cono y arena) no son pertenecientes al mismo suelo.
http://www.construmatica.com/construpedia/Humedadhttp://www.construmatica.com/construpedia/Humedad