COMPACTACION T180

“ENSAYO DE CONSOLIDACIÓN” Universidad Mayor de San AndrésFacultad de Ingeniería

Carrera de Ingeniería CivilMecánica de Suelos I CIV – 219 L

Docente : Ing. Víctor Bermejo

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Fecha: 19/0908

E NSAYO de C OMPACTACIÓN P ROCTOR T-180 D

1. O BJETIVO .-

1.1 O BJETIVO DEL ENSAYO.-

Este método sirve para determinar el contenido de humedad y densidad de los suelos cuando estos

son compactados con un molde de tamaño determinado con un apisonador de 5.5 [lb.]

1.2 O BJETIVOS ESPECIFICOS.-

Someter al suelo a una fuerza de tal manera que este reduzca los vacíos que contiene a partir del

contenido de humedad y la densidad de los suelos cuando estos son compactados en un molde de

tamaño dado con un apisonado.

Conocer el procedimiento y sus aplicaciones de este ensayo.

“Instituto de Ensayo de Materiales – UMSA”“Hugo Mancilla Romero”

Nombre: Daniel Saavedra Maldonado




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Fecha: 19/0908

2. A NALISIS T RATAMIENTO DE D ATOS .-

2.1R ECOMPILACIÓN DE DATOS.-

Datos:

Altura 2H = 2,5 [cm]

Diámetro = 6,4 [cm]

Densidad Humeda = 2.01 [g/cm3]

Peso esp. relativo Gs = 2,689Psh+cap = 235,66 [g]

Pss+cap = 221,37 [g]

Pcap = 74,26 [g]

% h = 298,10Lecturas de ensayo:

Tiempo Trans t Carga Carga Carga Carga Carga Carga

[min] [min] 0,25 0,50 1,00 2,00 4,00 8,00

0 0 0,0 500,0 479,0 466,0 446,0 421,0 395,50´15" 0,25 0,5 495,0 475,0 456,0 431,0 407,0 381,0

1´ 1 1,0 493,0 474,0 454,0 430,0 405,0 378,02´15" 2,25 1,5 491,0 472,0 452,0 428,5 404,0 377,0

4´ 4 2,0 489,0 471,5 451,0 427,0 401,5 375,06´15" 6,25 2,5 487,0 471,1 450,0 426,0 400,0 375,0

9´ 9 3,0 485,0 470,0 449,0 425,5 399,0 373,512´15" 12,25 3,5 484,0 470,0 449,0 425,0 399,0 373,0

16´ 16 4,0 483,0 470,0 448,5 425,0 399,0 373,020´15" 20,25 4,5 482,0 469,0 448,0 424,5 398,0 373,0

25´ 25 5,0 481,0 469,0 448,0 424,0 398,0 372,536´ 36 6,0 480,0 468,5 447,5 424,0 398,0 372,0

1hr 4´ 64 8,0 480,0 468,5 447,0 423,5 397,5 372,01hr 40´ 100 10,0 480,0 468,0 446,5 423,0 397,0 372,02hr 24´ 144 12,0 480,0 468,0 446,5 423,0 396,0 371,53hr 45´ 225 15,0 480,0 467,5 446,5 422,5 396,0 371,0

20hr 25´ 1225 35,0 479,0 466,5 446,0 422,0 396,0 370,524hr 1441 38,0 479,0 466,0 446,0 421,0 395,5 370,5

HorasINCREMENTO DE PRESIÓN [Kg/cm2]

√ t

2.2C ALCULOS PREVIOS.-

Dimensiones de la Probeta

Altura 2H [cm.] = 2,5

diámetro [cm.] = 6,4Área [cm.] = 32,17






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Contenido de Humedad de la Probeta

Psh+cap [g] = 235,66Pss+cap [g] = 221,37

Pcap [g] = 74,26Pagua [g] = 14,29

Pss [g] = 147,11% h = 9,71

Peso Especifico de la Muestra

peso esp relativo Gs = 2,689Altura de Solidos 2Ho = 1,701presión extensómetro = 0,01 [mm]

2.3C ALCULO DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS.-

Calculó de la Columna (4) “Cambio de lectura”:

(4b) = (3a) – (3b)

Sustituimos: (4b) = 0.500 – 0.479 (4b) = 0.021 [cm.]

De igual manera para las demás filas.

Calculó de la Columna (5) “ΣΔH”:

(5b) = (5a) + (4b)

Sustituimos: (5b) = 0.000 + 0.021 (5b) = 0.021 [cm.]

De igual manera para las demás filas

Calculó de la Columna (7) “Altura corregida”:

(7a) = (6a) + (5a)

Sustituimos: (7a) = 2.500 – 0.000 (7a) = 2.500 [cm.]


Calculó de la Columna (8) “Altura de vacíos 2H – 2Ho”:

(8a) = (7a) - 2Ho

Sustituimos: (7a) = 2.500 – 1.701 (8a) = 0.799 [cm.]


Calculó de la Columna (9) “Relación de vacíos”:

(9a) = (8a) / 2Ho

Sustituimos: (9a) = 0.799 / 1.701 (9a) = 0.470 [cm.]







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2.4G RAFICAS.-

la columna (10) se obtiene de las siguientes graficas, de las cuales se obtendrán t90 y t50 en segundos.

Carga 0.25

CURVA DE CASA GRANDE “d VS t (log)”

CURVA DE TAYLOR “d vs √t ”



0.25

475,0

480,0

485,0

490,0

495,0

500,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38

0.25

475,0

480,0

485,0

490,0

495,0

500,0

0,1 1 10 100 1000 10000




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Carga 0.50





0.50

465,0

467,0

469,0

471,0

473,0

475,0

477,0

479,0

0,1 1 10 100 1000 10000

0.50

465,0

467,0

469,0

471,0

473,0

475,0

477,0

479,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38




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Carga 1.00





1.00

445,0

450,0

455,0

460,0

465,0

470,0

0,1 1 10 100 1000 10000

1.00

445,0

450,0

455,0

460,0

465,0

470,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38




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Carga 2.00





2.00

420,0

425,0

430,0

435,0

440,0

445,0

450,0

0,1 1 10 100 1000 10000

2.00

420,0

425,0

430,0

435,0

440,0

445,0

450,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38




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Carga 4.00





4.00

395,0

400,0

405,0

410,0

415,0

420,0

425,0

0,1 1 10 100 1000 10000

4.00

395,0

400,0

405,0

410,0

415,0

420,0

425,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38




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Carga 8.00





8.00

370,0

375,0

380,0

385,0

390,0

395,0

400,0

0,1 1 10 100 1000 10000

8.00

370,0

375,0

380,0

385,0

390,0

395,0

400,0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38




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Calculó de la Columna (11) “Altura de drenaje Hd”:

(11b) = (7a) + (7b)

4

Sustituimos: (11b) = 2.500+ 2.479 (11b) = 1.245 [cm.]

4


Calculó de la Columna (12x) “Coeficiente de consolidación Cv”:

(12X) =0.8448 (Hd)2 (12Xb) = 0.8448 (11b)2

(t90) (10xa)

Sustituimos: (12Xb) = 0.8448 +(1.245)2

240

(12Xb) = 5.475x10-3


Calculó de la Columna (12y) “Coeficiente de consolidación Cv”:

(12Y) =0.197 (Hd)2 (12Yb) = 0.197 (11b)2

(t50) (10Ya)

Sustituimos: (12Yb) = 0.197 + (1.245)2

462

(12Yb) = 6.607x10-4


De la forma antes mencionada para las distintas filas del la (a) a la (g) se calcula la tabla que se muestra a continuación.






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TENSION σ vs COEFICIENTE DE CONSOLIDACIÓN Cv

RELACION DE VACIOS e vs TENSION σ



0,000E+00

5,000E-03

1,000E-02

1,500E-02

2,000E-02

2,500E-02

3,000E-02

0,10 1,00 10,00

(Kg)

Cv

Cv 90Cv 50

Carga

0,390

0,400

0,410

0,420

0,430

0,440

0,450

0,460

0,470

0,10 1,00 10,00

presion (Kg)

rela

cio

n d

e v

ac

ios

Carga




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3. C ONCLUSIONES Y R ECOMENDACIONES .-

Del Ensayo:

- Aunque el método de ensayo no presente valores confiables debido a que estos están ligados a la

eficacia de la toma de muestra, este resulta ser muy básica y sencilla, sin embargo es un procesó

muy largo de 6 días aproximadamente, de cualquier forma su utilización, como parámetro de

determinación de la consolidación es vital.

- Es muy importante el conocer las características de compresibilidad del suelo ya que afectan enormemente a las cimentaciones de las estructuras, ya que las solicitaciones en la superestructura varían considerablemente cuando se producen asentamientos.

- Cuando se trata de suelos finos, el comportamiento de suelo es más aleatorio por lo que este tipo de ensayos se hacen necesarios antes de continuar con la construcción de cimentaciones.

De los Resultados:

- De acuerdo a los resultados obtenidos, se puede ver que en el gráfico Coeficiente de compresibilidad vs. Presión característico de un suelo arcilloso, Las gráficas son continuas y no sufren una gran discontinuidad, esto probablemente se deba a que los datos tomados de este punto, o sea no sufre asentamientos para la ultima parte, lo cual distorsiona los gráficos de Deformación vs. Tiempo.

- Las graficas obtenidas por el método de casa grande y por la curva de Taylor son muy diferentes uno mas superior que el otro respectivamente.






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4. I NVESTIGACIÓN.-

Se describe brevemente la norma de ensayo ASTM D5084 para realizar ensayos de permeabilidad en laboratorio

mediante un permeámetro de pared flexible. También se presenta el equipo disponible en el Laboratorio Geotécnico del

CISMID de la Universidad Nacional de Ingeniería y los resultados obtenidos para diferentes muestras de suelos

impermeables ensayados a nivel nacional con la metodología indicada.

La principal ventaja del permeámetro de pared flexible, es que permite saturar los suelos finos y realizar el ensayo de

conductividad hidráulica a un nivel controlado de esfuerzos efectivos. El equipo es capaz de aplicar contrapresión y por lo

tanto disminuir el tiempo para alcanzar la saturación de los suelos finos, tanto inalterados como compactados. El equipo

permite realizar hasta tres ensayos de permeabilidad en simultáneo.






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Se presentan resultados de ensayos de permeabilidad en muestras de los diques de las lagunas de oxidación de Trujillo

y del núcleo de la Presa Pomacocha del proyecto Marca II, que fueron realizados en el Laboratorio Geotécnico del

CISMID – UNI para los consultores de los proyectos.

Presión de Confinamiento y Saturación de la Muestra.- Se usa agua desairada y se aplica presión de confinamiento y

contrapresión al espécimen del mismo modo que el Ensayo de Compresión Triaxial. Luego que el espécimen está

colocado en la celda, se aplica la presión de confinamiento (menor a 5 psi) para llenar la celda, a continuación, por la

línea de drenaje inferior se aplica una pequeña contrapresión (2 psi) de agua, con el objeto de ir saturando el espécimen

por percolación; mientras menor sea esta contrapresión mayor será la cantidad de aire desplazado de los vacíos del

suelo, la diferencia entre la presión de confinamiento y la contrapresión debe ser menor a 3 psi. La saturación podrá

verificarse midiendo el parámetro B de Skempton para lo cual se cierra las líneas de drenaje inferior y superior, se

aumenta paralelamente la contrapresión y la presión de confinamiento en 5 psi, como las líneas de drenaje están

cerradas, el aumento de contrapresión no afectará al espécimen, solo producirá el aumento de la presión de celda, el

cual como respuesta se producirá un incremento de la presión de poros al interior del espécimen (Äu).

Ä u

B = ( 3 ) Äó c

Donde:

Äu = aumento de la presión de poros

Äóc = aumento de la presión de confinamiento

La muestra de ensayo se considera saturada si el valor del parámetro B es mayor o igual que 0.95. La determinación del

valor preciso de B sólo puede hacerse si ninguna gradiente actúa sobre la muestra y toda presión de poro inducida por la

consolidación se ha disipado.

Se debe saturar la muestra para eliminar las burbujas de aire y gases disueltos presentes en el espécimen, pues afectan

grandemente los resultados de la permeabilidad.

Medición de la Conductividad Hidráulica (k).- Después de saturar la muestra y teniendo en cuenta que el gradiente

hidráulico sea aplicado según el tipo de suelo (Tabla I), se podrá determinar la permeabilidad midiendo la cantidad de

permeante que pasa por la muestra en relación con el tiempo.

Tabla I

Conductividad Gradiente Hidráulica

Hid rául ica (cm/s) Máxima Recomendada

1x10-3 a 1x10-4 2

1x10-4 a 1x10-5 5






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1x10-5 a 1x10-610

1x10-6 a 1x10-7

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CÁLCULOS

Ensayos de Carga Constante y Velocidad de Flujo Constante.-

Para calcular la conductividad hidráulica k, o el coeficiente de permeabilidad,

se aplica la siguiente fórmula:

Q.L k= A. t .hDonde:

k = Conductividad hidráulica (m/s)

Q = Cantidad de flujo (m3)

L = Longitud de la muestra (m)

A = Area transversal de la muestra(m2)






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t = Intervalo de tiempo (s)

h = Diferencia de carga hidráulica (m de agua)



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