COMPACTACION Y PERMEABILIDAD

COMPACTACION Y PERMEABILIDAD

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINACOMPACTACION Y PERMEABILIDADFACULTAD DE PESQUERIA

PROFESOR:GALECIO REGALADO, FERNANDO SANTIAGO

CURSO: CONSTRUCCIONES PESQUERAS

INTEGRANTES:PACHAS SULCA, MARA DE LOS ANGELES

FECHA DE ENTREGA:16 DE JULIO DE 2014

1. INTRODUCCINLa compactacin se trata de reducir los espacios, la energa necesaria para producir una disminucin apreciable del volumen de huecos del material empleado y por tanto del volumen total del mismo. La secuencia prctica para definir las caractersticas del proceso que resultar en una compactacin ptima, es la siguiente: cuando se va a realizar una obra en la que el suelo vaya a ser compactado, se obtienen muestras de suelo que se van a emplear, sometindolas en laboratorio a distintas condiciones de compactacin hasta encontrar alguna que garantice un proyecto seguro y que a la vez pueda lograrse econmicamente, con la maquinaria existente. En terreno se producen las condiciones de laboratorio adoptadas para el proyecto y, finalmente una vez iniciada la construccin se verifica la compactacin lograda en terreno con muestras elegidas al azar para comprobar si se estn satisfaciendo los requerimientos del proyecto.

2. OBJETIVOS

Conocer y definir ciertas caractersticas importantes del suelo como: La Permeabilidad Determinar la humedad ptima de compactacin de un suelo, con la cual se compacte mejor Conocer los mtodos de permeabilidad y compactacin de suelos.

3. REVISION BIBLIOGRAFICA

COMPACTACION

La compactacin de suelos es el proceso artificial por el cual las partculas de suelo son obligadas a estar mas en contacto las unas con las otras, mediante una reduccin del ndice de vacos, empleando medios mecnicos, lo cual se traduce en un mejoramiento de sus propiedades ingenierles.La importancia de la compactacin de suelos estriba en el aumento de la resistencia y disminucin de la capacidad de deformacin que se obtiene al someter el suelo a tcnicas convenientes, que aumentan el peso especfico seco, disminuyendo sus vacos. Por lo general, las tcnicas de compactacin se aplican a rellenos artificiales tales como cortinas de presas de tierra, diques, terraplenes para caminos y ferrocarriles, bordes de defensas, muelles, pavimentos, etc.Los mtodos empleados para la compactacin de suelos dependen del tipo de materiales con que se trabaje en cada caso; en los materiales puramente friccionantes como la arena, los mtodos vibratorios son los ms eficientes, en tanto que en suelos plsticos el procedimiento de carga esttica resulta el mas ventajoso. En la prctica, estas caractersticas se reflejan en el equipo disponible para el trabajo, tales como: plataformas vibratorias, rodillos lisos, neumticos o patas de cabra.Fundamentos de la compactacin:

Los fundamentos de la compactacin no estn perfectamente explicados, sin embargo, se reconoce que el agua juega un papel importante, especialmente en suelos finos. Es as como existe un contenido de humedad ptima (Wop) para suelos finos, para el cual el proceso de compactacin dar un peso mximo de suelo por unidad de volumen, es decir, un peso especfico seco mximo (max o DMCS).Para bajos contenidos de humedad, el agua est en forma capilar produciendo compresiones entre las partculas constituyentes del suelo, lo cual tiende a la formacin de grumos difcilmente desintegrables que dificultan la compactacin.

Teora de la CompactacinProctor (1993) defini cuatro variables que afectan a la compactacin en suelos con cohesin: Peso unitario seco Contenido de agua Tipo de suelo Energa de Compactacin Ec = N nW h /(V)

Otras variables que afectan al proceso de compactacin:

Mtodo de compactacin Humedad original del suelo Sentido que recorre la escala de humedades Temperatura Recompactacin Nmero y espesor de capas, nmero de pasadas etc

Mtodo Proctor

Consiste en compactar el material dentro de un molde metlico y cilndrico, en varias capas y por la cada de un pistn. Existen dos variaciones del mtodo proctor.

Proctor estndar o normal, con pistn de 5 lbs, h = 12, N = 25 golpes y 3 capas a compactar. El molde de = 4 y volumen 1/30 ft3. Proctor modificado, con pistn de 10 lbs, h = 18, N = 25 golpes, y compactando en 5 capas, con el mismo molde.

Curva de humedad densidad o de COMPACTACIN

Esta curva da la variacin, d Vs , que se obtiene en laboratorio. La densidad seca (y tambin el d) va variando al modificar la humedad, , de compactacin.

FIG. 5CURVA DE COMPACTACIN

El aumento del contenido de humedad hace disminuir esta tensin capilar en el agua, haciendo que una misma energa de compactacin produzca mejores resultados. Si el agua es tal que se tienen parte importante de los vacos llenos de agua, esta dificulta el desplazamiento de las partculas de suelo produciendo una disminucin en la eficiencia de la compactacin. Por esta razn se habla de una humedad ptima para suelos finos, para el cual el proceso de compactacin dar un peso mximo de suelo por unidad de volumen (DMCS).La eficiencia de cualquier equipo de compactacin depende de varios factores y para poder analizar la influencia particular de cada uno, se requiere disponer de procedimientos estandarizados que reproduzcan en laboratorio la compactacin que se puede obtener in situ con el equipo disponible. De entre todos los factores que influyen en la compactacin, podra decirse que dos son los ms importantes: el contenido de agua del suelo, antes de iniciarse el proceso de compactacin y la energa especfica, empleada en dicho proceso. Por energa especfica se entiende la energa de compactacin la energa de compactacin suministrada al suelo por unidad de volumen.La secuencia prctica para definir las caractersticas del proceso que resultar en una compactacin ptima, es la siguiente: cuando se va a realizar una obra en la que el suelo vaya a ser compactado, se obtienen muestras de suelo que se van a emplear, sometindolas en laboratorio a distintas condiciones de compactacin hasta encontrar alguna que garantice un proyecto seguro y que a la vez pueda lograrse econmicamente, con la maquinaria existente. En terreno se producen las condiciones de laboratorio adoptadas para el proyecto y, finalmente una vez iniciada la construccin se verifica la compactacin lograda en terreno con muestras elegidas al azar para comprobar si se estn satisfaciendo los requerimientos del proyecto.En resumen, el propsito de un ensayo de compactacin de laboratorio, es determinar la correcta cantidad de agua de amasado a usar cuando se compacte el suelo en terreno, y el grado de compacidad que puede esperarse al compactarse el suelo en este grado de humedad ptimo. Para cumplir este propsito, un ensaye de laboratorio debe considerar una compactacin comparable a la obtenida por el mtodo que se utilizar en terreno.

PERMEABILIDAD

La permeabilidad de los suelos, es decir la facultad con la que el agua pasa a travs de los poros, tiene un efecto decisivo sobre el costo y las dificultades a encontrar en muchas operaciones constructivas, como los son, de consolidacin de un estrato de arcilla bajo el peso de un terrapln, de all la importancia de su estudio y determinacin.Determinacin del coeficiente de permeabilidad: El ensayo determina el coeficiente de permeabilidad (K) de una muestra de suelo granular o cohesiva, entendiendo por permeabilidad, la propiedad de un suelo que permite el paso del agua a travs de sus vacos, bajo la accin de una carga hidrosttica. No todos los suelos tienen la misma permeabilidad, de ah que se los haya dividido en suelos permeables e impermeables, estos ltimos son generalmente arcillosos, donde la cantidad de escurrimiento del agua es pequea y lenta.

El grado de permeabilidad de un suelo se mide por su coeficiente de permeabilidad.

K = 2.303 x a /A x L/ t x log (ho/ hf) x Rt

Dnde:

Kcoeficiente de permeabilidad.Area del tubo de carga.Laltura de la muestra.Ttiempo.Hoaltura inicial de la carga.Hfaltura final de carga.Rt 1

Coeficiente de Permeabilidad

El coeficiente de permeabilidad es una caracterstica de los suelos, especficamente est ligado a la Ley de Darcy que se refiere al flujo de fluidos a travs de los suelos. El coeficiente de permeabilidad, generalmente representado por la letra k, es extremadamente variable, segn el tipo de suelo.Grado de permeabilidadValor de k(cm/s)

ElevadaSuperior a 10-1

Media10-1a 10-3

Baja10-3a 10-5

Muy baja10-5a 10-7

Prcticamente impermeableMenor de 10-7

TABLA 6 CLASIFICACIN DE LOS SUELOS SEGN SU COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

FUENTE: TERZHAGI K. Y PECK R, 1980TABLA 7 DE VALORES RELATIVOS DE PERMEABILIDAD

4. MATERIALES Y EQUIPOS

Materiales:Compactacin muestra. Balanza. Piceta. Probeta. Molde de compactacin. Horno. Martillo.

Permeabilidad permemetro (posee una base hueca). Muestra. Manguera. Regla.

METODOLOGA COMPACTACIONLa metodologa de esta prctica consisti bsicamente en observar el comportamiento del suelo limoso ante distintas condiciones de humedad. Se separ la muestra de suelo limoso en tres partes iguales (De 4kg cada una) Se calcularon 3 cantidades de agua para agregarles concentraciones diferentes a cada bandeja. (3%, 5% y 7%) Se procedi a agregarle a una bandeja con el suelo muestra la primera cantidad de agua calculada y homogenizar (para permitir que el contenido de humedad se distribuya uniformemente en toda la muestra).

Luego se coloc el suelo en el molde cilndrico (de peso conocido) con el collar ajustable sobre el molde

Colocar una capa de material aproximadamente 1/3 de la altura del molde ms el collar. Compactar la capa con 25 golpes uniformemente distribuidos con un martillo de (peso= 5.5 libras y una altura de cada de 12 pulgadas.)

Repetir 2 veces ms la operacin anterior, escarificando ligeramente la superficie compactada antes de agregar una nueva capa. Al compactar la ltima capa debe quedar un pequeo exceso de material por sobre el borde del molde, el que debe sobresalir de a pulgada aproximadamente.

Retirar cuidadosamente el collar ajustado y enrasar la superficie del molde con un cuchillo. Pesar el molde (con la placa) y el suelo y restar la masa del primero, obteniendo as la masa del suelo compactado (M).

Retirar el material del molde y extraer una muestra representativa del suelo compactado. Y llevarlo al horno a 105-110 C por 24 horas.

Repetir el procedimiento con las otras 2 bandejas. Anotar los pesos hmedos y secos. Estos servirn para graficar la curva.

PERMEABILIDADMetodologa:La permeabilidad de la muestra de suelo se determinara mediante el uso de un sistema de permeabilidad de carga constante y de carga variable, siendo este ltimo ms rpido de llevar acabo en el laboratorioProcedimiento para carga variable Se coloca la muestra compactada cilndrica (3 capas de 25 golpes cada capa) en un balde con agua. Tratando de que no queden burbujas.

Luego, a travs del sistema se llena agua y se mide el nivel de agua obtenido (altura inicial).

Despus, con el cronometro se toma el tiempo y la altura final del nivel de agua.

5. RESULTADOS

PESO DE LA MUESTRA SECA =4Kg.a. DETERMINACIN DEL CONTENIDO DE HUMEDADMUESTRA N123

PESO DE LATA + SUELO HUMEDO (gr)298.92273.03271

PESO DE LATA + SUELO SECO (gr)289.92260.65254.04

PESO DEL AGUA (gr)912.417.0

PESO DE LA LATA (gr)12.0519.5519.21

PESO DEL SUELO SECO (gr)277.9241.1234.8

CONTENIDO DE HUMEDAD (W%)3.25.17.2

b. DETERMINACIN DE LA DENSIDADCANTIDAD DE AGUA (mL.)120200280

PESO DE SUELO HUMEDO + MOLDE (gr)713172847194

PESO DEL MOLDE (gr)417641764176

PESO HUMEDO (gr)295531083018

VOLUMEN931.9931.9931.9

DENSIDAD HUMEDA3.173.343.24

W0.030.050.07

DENSIDAD SECA (gr/cm3)3.073.173.02

Densidad seca mxima (gr/cm3) 3.172Contenido de humedad optimo 5%

Carga Variable

K = 2.303 x a/A x L/t Log ho/hf x Rt

a rea del tubo de carga.A rea de la muestra.L altura de la muestra (cm.)T tiempo (segundos).Ho altura inicial de la carga.Hf altura final de la carga.Rt viscosidad del agua.

Datos:Dimetro de las muestra 4 pulg. = 10.16 cmAltura de la muestra 4 pulg. = 10.16 cm.Altura de carga ho inicial 179 cmAltura de carga final hf 124 cm.Tiempo 28 minutos 37 segundos (1717segundos)Dimetro interior del tubo 0.94 cmEntonces:a = x [(0,64/2)2)= 0.69A = x [(10.16/2)2) = 81.07Hallando K:K = 1.85x10-5 cm/sRango de valores para K: De 10-1 10-3(SP) Debe recubrirse De 10-4 10-6(SM) Debe recubrirse De 10-7 10-9(CL) No debe recubrirse. Es arcilla.

Es un tipo de suelo SM, por lo tanto debe recubrirse.6. DISCUCIONES Mediante la curva de compactacin, que relaciona el porcentaje de humedad con la densidad del suelo seco, se obtiene la densidad mxima del suelo que es de 3.172 g/cm3, con una humedad de 5 % aproximadamente. El valor de la constante de permeabilidad (k) para Carga Variable de la grafica compactacin es de 1.85 x10-5cm/seg; este resultado al ser comparados con la tabla de perdida por infiltracin, nos indica que para la carga variable no debe recubrirse el suelo La compactacin del suelo es muy importante para la construccin de estanques de acuicultura,, ya que impide el escurrimiento del agua, ya que esta llenara los espacios vacos que se encuentren en el suelo, evitando de esta forma, prdidas econmicas. Para evitar el hundimiento o desigualdad del suelo debido a un exceso de carga, es necesario encontrar la humedad adecuada.

7. CONCLUSIONES La mxima compactacin se logra con un porcentaje de humedad del 5%. Donde los espacios vacos se reducen al mximo. La densidad seca mxima 3.172 gr/cm3 El suelo puesto en experimentacin es de tipo limo, ya que no es muy resistente a las modificaciones de humedad. El mtodo de Proctor fue usado para la determinar la humedad ptima de compactacin del suelo. La permeabilidad nos permite medir la cantidad de agua que pasa a travs del suelo.

8. BIBLIOGRAFIAGRANULOMETRA DE SUELOS. JUREZ, H; BADILLO, A MECNICA DE SUELOS TOMO I. JUREZ, B - RODRGUEZ, R. MECNICA DE SUELOS. EDITORES TCNICOS ASOCIADOS. BARCELONA 1975Pgina 7