SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE PARA EL CENTRO POBLADO DE SOLLOCOTA

UNIVERSIDAD PERUANA UNION

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL CIMENTACIONES

UNIVERSIDAD PERUANA UNIONFacultad de Ingeniera y ArquitecturaESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CIMENTACIONESPRESENTADO POR:Nervi Laura ManuelINGENIERO:ING. Juan Edson Mamani ArrayaCiclo:VIIjuliaca Per

DEDICATORIA

Al Ingeniero MAMANI ARRAYA, JUAN EDSON por impartirnos de una manera eficaz en incansablemente los conocimientos necesarios para dejar en alto el nombre de nuestra querida casa de estudios UPEU - JULIACA

AGRADECIMIENTO

A mis Docentes de la Facultad de Ingeniera Civil y Arquitectura, por los conocimientos impartidos en el transcurso de mi formacin Profesional

INDICEPAGENSAYOS DE CARACTERIZACION_______________________________________________ 04 CONTENIDO DE HUMEDA______________________________________________ 05i) DESARROLLO DE LA PRACTICAii) PROCEDIMIENTO PARA LA EXTRACCION DE LA MUESTRA PARA EL ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDADiii) PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE HUMEDADiv) DATOS OBTENIDOv) RESULTADOS E INTERPRETACION

GRANULOMETRIA _________________________________________________________ 07 i) TAMAO DE PARTICULASii) ANALISIS POR SEDIMENTACIONiii) ANALISIS POR CRIBADOiv) PROCEDIMIENTOv) ANALISIS Y PRESENTACION DE DATOSvi) CONCLUSIONES

LIMITES DE ATTEMBERG_____________________________________________________ 15i) OBJETIVOSii) DETERMINACION DEL LIMITE LIQUIDOiii) EQUIPOiv) PROCEDIMIENTOv) DATOSvi) DETERMINACION DEL LIMITE PLASTICOvii) EQUIPOviii) PROCEDIMIENTOix) CONCLUSIONESENSAYOS DE COMPORTAMIENTO __________________________________________________ 19 COMPACTACION DE SUELOS__________________________________________________20i) ENSAYO DE PROCTOR ESTANDARii) EQUIPOiii) PROCEDIEMIENTOiv) DATOS ENSAYO CBR________________________________________________________________25i. EQUIPO NECESARIOii. RAZON DE SOPORTE CBRiii. PROCEDIMIENTOiv. DETERMINACION DE LAS PROPIEDADES EXPANSIVAS DEL SUELOv. DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A LA PENETRACIONvi. CALCULOS Y GRAFICOSvii. CONCLUSIONES ENSAYO TRIAXIAL __________________________________________________________34I. METODO DE MEDICION PRESION DE POROSII. EQUIPO NECESARIOIII. PROCEDIMIENTO PARA MUESTRAS REMOLDEADAS ENSAYOS DE CARACTERIZACION Y COMPORTAMIENTO___________________________41i. CONO DINAMICO DE PENTRACIONii. EQUIPO NECESARIOiii. PROCEDIMIENTOiv. DATOS OBTENIDOSv. ANALISIS DE RESULTADOS

ENSAYOS DE CARACTERIZACIONUn suelo en su estado natural no corresponder, generalmente, a un solo tipo de suelo, sino que contendr partculas con caractersticas de arenas, limos y arcillas. Su descripcin y clasificacin sern ms complejas y sobre todo a efectos de clasificarlo, resultarn tiles los ensayos de identificacin o de caracterizacion que permiten cuantificar su curva granulomtrica y sus propiedades plsticas.(Grim 1953)[footnoteRef:1] [1: GRIM R. E. (1953). Physico chemical properties of soils: journal of the soil mechanics and foundations divisin, ASCE, vol 85.]

Dos ensayos de caracterizacin - propiedades fsicas importantes para la determinacin del comportamiento mecanico de un suelo son: GRANULOMETRIA (tamao de las partculas) LIMITES DE ATTEMBERG (plasticidad)La plasticidad influye en el comportamiento mecanico e hidrulico de un suelo

CONTENIDO DE HUMEDAD (NORMAS : ASTM D 2216, MTC E 108- 2000, NTP 339,129)El contenido de humedad del suelo, se define como la cantidad de agua presente en el suelo al momento de efectuar el ensaye, relacionado al peso de su fase slida, se representa por la siguiente expresin.(J.E BOWLES )[footnoteRef:2] [2: J.E BOWLES ENSAYO 01 - MECANICA DE SUELOS]

Peso del agua contenida Wh Ws W = ---------------------------------- = ----------------- Peso seco Ws

Donde; W: Humedad Wh : Peso de muestra hmedaWs: Peso de muestra seca

La expresin anterior tambin se puede representar en porcentaje.

EQUIPO NECESARIO Horno de secado (figura 1.1.) con circulacin de aire y temperatura regulable capaz de mantenerse en 110 5 C. FIG 14 Balanza (figura 1.2.). Su precisin variar de acuerdo a la cantidad de muestra a pesar, segn lo indicado en la tabla 1.3 FIG15 Herramientas y accesorios. Recipientes de porcelana, guantes, esptula y brocha. Procedimiento. Se toma una muestra representativa de suelo, de acuerdo al tamao mximo de las partculas, A continuacin, se coloca la muestra hmeda en un recipiente previamente tarado (Mr), para proceder a pesar la muestra hmeda ms el recipiente, obteniendo Mh. Luego se coloca el conjunto dentro del horno durante 24 horas, a una temperatura de 110 5 C. Transcurrido dicho tiempo, se determina el peso del recipiente con la muestra seca (Ms).

DESARROLLO DE LA PRACTICALa prctica consistir en la realizacin de un sondeo manual de 1.50 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. Paln doble. Balanza de 0.1 gr. de sensibilidad Tara para humedad. Horno Cucharn Charola Bolsas plsticas, tarjetas para Identificar las muestras.

Procedimiento sondeo manual (EXTRACION ME MUESTRA PARA DETERMINAR EL ENSCONTENIDO DE HUMEDAD) 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. Cuando se llegue a la profundidad proyectada (1.5 m), se procede a la descripcin de los suelos que corresponden a cada estrato. Luego se 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.(Ministerio de transportes y comunicacines)[footnoteRef:3] [3: MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES MTC ENSAYO DE HUMEDAD]

Procedimiento para contenido de humedad

Tomar una muestra representativa del estrato a evaluar. Obtener el peso hmedo de la muestra. Colocar la muestra en una tara y depositarlo en el horno hasta obtener peso constante. Temperatura del horno: 105 c a 115 c. Tiempo de la muestra en el horno : 24 horas. Retirar la muestra del horno, dejarla enfriar y determinar su peso seco.

tabla 01 datos presentados de el ensayo de contenido de humedadRESULTADOS E INTERPRETACIONEl contenido de humedad contenido de agua en el suelo es de 5. 74 %, este ensayo realizado por el mtodo de secado al horno tiene la particularidad de demorar 24 horas para tener resultados, lo cual seria ineficaz para quien espera resultados instantneos, existen mtodos mas rapidos como el mtodo del alcohol, o en casos especiales el mtodo del Speedy.GRANULOMETRIA (NORMAS: ASTM D-422; AASHT0 T 27-88 )La granulometra o clasificacin de suelos fue unos de los primeros objetivos de la mecnica de suelos. Antiguiamente dicha clasificacin se hacia en base a criterios puramente descriptivos. Actualmente la clasificaion de suelos esta basada en las propiedades mecnicas de los suelos.

El ensayo de granulometra tiene como finalidad establecer los tamaos de las partculas y conocer el porcentaje de ellas que corresponden a cualquier rango de tamaos. La separacin de las partculas por tamaos es realizable por medios mecnicos siempre que dichas partculas superen un cierto tamao mnimo. Para tamaos inferiores se determina la granulometra por medios indirectos. (Brajas M. Das pag 7,)[footnoteRef:4] [4: Fundamentos de la ingeniera geotcnica BRAJA M. DAS SEGUNDA EDICION]

Se usan generalmente dos mtodos para encontrar la distribucin del tamao de las partculas del suelo: ANALISIS POR CRIBADO (para tamaos de partculas mayores de 0.075 mm de dimetro - malla 200 ) ANALISIS POR HIDROMETRO ( para tamaos de partculas menores de 0.075 mm de diametro).

TAMAO DE PARTICULASLos tamaos de partculas pueden variar en un rango muy amplio, por el cual se ha agrupado los tamaos en cuatro. GRAVA ARENA LIMO ARCILLA.

Para ordenar los suelos de acuerdo a su tamao es necesario establecer limites los cuales se han ido estandarizado a lo largo de los aos, las estandarizacin mas conocidas son: INSTITUTO NACIONAL DE MASACHUSET (MIT) SOCIEDAD AMERICANA DE FUNCIONARIOS DE CARRETERAS ESTATALES Y OFICIALES DE TRANSPORTE (ASSHTO) SISTEMA CLASIFICADO DE SUELOS (SUCS).

MITAASHTOSUCS

GRAVAMAYORES A 2 mm76.2 a 276.2 a 4.75

ARENA2 a 0.050.05 a 0.0754.75 a 0.075

LIMO0.06 a 0.0020.075 a 0.002Menores a 0.075

ARCILLAMenores a 0.002Menores a 0.004Menores a 0.075

Tabla 1 Distribucion de tamao de partculas segn las diferentes organizaciones (Campos Rodriguez M.S. ) [footnoteRef:5] [5: Campos Rodriguez Guardian Nio de Guzman. MECANICA DE SUELOS. Pg 12]

El sistema que es mas aceptado para la clasificacin de los distintos estratos, fue el sistema clasificado de los suelos (SUCS), el cual deriva directamente del sistema de clasificacin de aeropuertos, propuesto por el Dr. Arturo Casagrande, orientado hacia obras aeroportuarias. (Juares y Rico, 2004[footnoteRef:6]). [6: Mecanica de los suelos Juares y Rico. edicin 2004]

ANLISIS POR SEDIMENTACINLa curva granulomtrica de los materiales no analizables por tamizado se puede obtener por los mtodos de sedimentacin. Estos se basan en la ley de STOKES que relaciona la velocidad mxima de cada de una partcula en un medio viscoso con su dimetro:

Para realizar el ensayo se parte de una suspensin de suelo en agua con su concentracin conocida. A partir del instante inicial, las partculas empezarn su cada de tal forma que, pasado un tiempo t, a una profundidad determinada z slo habr partculas de tamao inferior a:

y la cantidad de esas partculas se puede determinar con la medida de la concentracin de la suspensin en ese momento y a esa profundidad, de tal forma que el porcentaje de partculas de dimetro inferior a Dt resulta ser, por comparacin con la concentracin inicial:

METODO DEL ENSAYOPara la realizacin del ensayo se pueden seguir dos tcnicas distintas: Mtodo de la pipeta: Consiste en extraer, naturalmente por medio de una pipeta, muestras de la suspensin a profundidades y tiempos determinados. La medida de concentracin se realiza por secado de las muestras extradas. Mtodo del densmetro: En este caso, la concentracin se mide por medio de un densmetro, y en forma indirecta. La profundidad a la que se realiza la medida de densidad depende de dicha medida y est tabulada para cada densmetro.De ambas tcnicas, la de la pipeta es la ms exacta, pero resulta ms sencilla la del densmetro, por lo que es ms utilizada.

ANALISIS GRANULOMETRICO POR CRIBADO

De los distintos mtodos existentes para realizar el anlisis granulomtrico, quiz el ms utilizado sea la tamizacin con tamices acoplados en cascada. Para realizarlo se coloca un juego de tamices en cascada, es decir, ordenados de arriba abajo por orden decreciente de luz o abertura de malla. El producto a analizar se aade sobre el primer tamiz, es decir aquel de abertura de malla mayor y se somete el conjunto a un movimiento vibratorio.(A. Verruijit, classification) [footnoteRef:7] [7: A. Veruijt, SOIL MECHANICS - CLASSIFICATION]

La variedad en el tamao de las partculas de suelos, casi es ilimitada; por definicin, los granos mayores son los que se pueden mover con la mano, mientras que los ms finos son tan pequeos que no se pueden apreciar con un microscopio corriente.Debido a ello es que se realiza el Anlisis Granulomtrico que tiene por objeto determinar el tamao de las partculas o granos que constituyen un suelo y fijar, en porcentaje de su peso total, la cantidad de granos de distinto tamao que el mismo contiene.

La manera de hacer esta determinacin es por medio de tamices de abertura cuadrada.

El procedimiento de ejecucin del ensaye es simple y consiste en tomar una muestra de suelo de peso conocido, colocarlo en el juego de tamices ordenados de mayor a menor abertura, pesando los retenidos parciales de suelo en cada tamiz. Esta separacin fsica de la muestra en dos o ms fracciones que contiene cada una de las partculas de un solo tamao, es lo que se conoce como Fraccionamiento.

La determinacin del peso de cada fraccin que contiene partculas de un solo tamao es llamado Anlisis Mecnico. Este es uno de los anlisis de suelo ms antiguo y comn, brindando la informacin bsica por revelar la uniformidad o graduacin de un material dentro de rangos establecidos, y para la clasificacin por textura de un suelo.(CASAGRANDE A. (1948)[footnoteRef:8] [8: CASAGRANDE A CLASSIFICATION AND ITENTIFICATION OF SOILS. Transactions, ASCE vol 113]

Sin embargo, debido a que el menor tamao de tamiz que se utiliza corrientemente es el 0.074 mm (Malla No. 200), el anlisis mecnico est restringido a partculas mayores que ese tamao que corresponde a arenas limpias finas. Por lo tanto si el suelo contiene partculas menores que ese tamao la muestra de suelo analizada debe ser separada en dos partes, para anlisis mecnico y por va hmeda (hidrometra).

Por medio de lavado por el tamiz No. 200 y lo que pase por este tamiz ser sometido a un anlisis granulomtrico por va hmeda, basado en la sedimentacin.

El anlisis por va hmeda se efecta por medio del hidrmetro que mide la densidad de una suspensin del suelo a cierto nivel y se basa en el principio de la ley de Stokes.

OBJETIVOS DEL ENSAYO Determinar experimentalmente la distribucin cuantitativa del tamao de las partculas de un suelo. Analizar su graduacin en base a los coeficientes de uniformidad (Cu) y Curvatura (Cc). Separar por tamaos las partculas de suelos gruesos y finos que componen la muestra de suelo en estudio y en funcin de lo anterior clasificar el suelo de acuerdo a su graduacin;

EQUIPO:Mtodo Mecnico Juego de tamices 3, 2 , 2, 1 , 1, , , 3/8, No. 4, No. 10, No. 40, No. 200, tapa y fondo. FIG 16 Balanza de 0.1gr. de sensibilidad. Mortero con su pisn. Horno con temperatura constante de 100 110 C. Taras. Cuarteador.

PROCEDIMIENTO:

Mtodo Anlisis MecnicoMaterial mayor que el tamiz No. 4

El material retenido en el tamiz No. 4, se pasa a travs de los tamices, 3, 2 , 2, 1, 1, , , 3/8, No. 4 y fondo, realizando movimientos horizontales y verticales.Pese las fracciones retenidas en cada tamiz y antela en el registro correspondiente.

Material menor que el tamiz No. 4

1. Ponga a secar la muestra en el horno a una temperatura de 105 a 110 C por un perodo de tiempo de 12 a 24 horas.2. Deje enfriar la muestra a temperatura ambiente y pese la cantidad requerida para realizar el ensaye. Si el suelo es arenoso se utiliza aproximadamente 200grs. Si el suelo es arcilloso se utiliza aproximadamente 150grs.3. Disgregue los grumos (terrones), del material con un pisn de madera para evitar el rompimiento de los gramos.4. Coloque la muestra en una tara, agrguele agua y djela remojar hasta que se puedan deshacer completamente los grumos.5. Se vaca el contenido de la tara sobre el tamiz No. 200, con cuidado y con la ayuda de agua, lave lo mejor posible el suelo para que todos los finos pasen por el tamiz. El material que pasa a travs del tamiz No. 200, se analizar por otros mtodos en caso sea necesario.6. El material retenido en el tamiz No. 200 despus de lavado, se coloca en una tara, lavando el tamiz con agua.7. Se seca el contenido de la tara en el horno a una temperatura de 100 110 C por 24 horas.8. Con el material seco en el paso anterior, se coloca el juego de tamices en orden progresivo, No. 4, No. 10, No. 40, No. 200 y al final el fondo, vaciando el material previamente pesado.9. Se agita el juego de tamices horizontalmente con movimientos de rotacin y verticalmente con golpes secos de vez en cuando. El tiempo de agitacin depende de la cantidad de finos de la muestra, pero por lo general no debe ser menor de 15 minutos.10. Inmediatamente realizado el paso anterior pese las fracciones retenidas en cada tamiz, y antela en el registro correspondiente.

ANLISIS Y PRESENTACIN DE DATOSEn el anlisis por tamices se obtienen los resultados de pesos parciales retenido en cada uno de ellos.Despus se calcula los porcentajes retenidos parciales, los porcentajes acumulativos, los porcentajes que pasan por cada tamiz.Adems es conveniente presentar resultados en forma grfica que tabular.La presentacin grfica se efecta por medio de la curva granulomtrica, que es la curva de los porcentajes que pasa por cada tamiz, esta curva se grfica en papel semilogaritmico. En la ordenadas (escala natural del papel) se anotan los porcentajes que pasa y en las abscisas (escala logartmica del papel) se anotan los dimetros de los tamices en milmetros.

TAMAO DE LAS ABERTURAS DE LOS TAMICES NORMALIZADOS.TAMIZABERTURA (mm)

376.2

2 63.5

250.8

1 38.1

125.4

19.1

12.7

3/8 9.52

6.35

No. 44.76

No. 102.00

No. 400.420

No. 2000.075

A partir de la curva granulomtrica se puede deducir en primera instancia el tipo de suelo principal y los componentes eventuales.Se puede encontrar el dimetro efectivo de los granos (D10); que es el tamao correspondiente al 10% en la curva granulomtrica y se designa como D10.Otros tamaos definidos estadsticamente que son tiles incluyen D60; D30.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

Para clasificacin de suelos es til definir un dato complementario de uniformidad como es el coeficiente de curvatura (Cc) definido como:

Los suelos bien graduados; CC entre 1 y 3.

ANLISIS GRANULOMETRICO

TAMIZ No.PESO RETENIDO PARCIAL EN GRAMOS% RETENIDOPARCIAL% RETENIDOACUMULATIVO% QUE PASA POREL TAMIZ

300100

24627.77.792.3

1 2133.5511.2588.75

14257.0818.3381.67

3616.0124.3475.66

64010.663565

3/8 4437.3342.3357.67

76212.755.0344.97

No. 44767.9362.9667.03

PASA No. 42218

ANLISIS GRANULOMETRICO DEL MATERIAL QUE PASAEL TAMIZ NO. 4 (LAVADO)

TAMIZ No.PESO RETENIDO PARCIAL EN GRS.% RETENIDOPARCIAL% RETENIDOACUMULATIVO% QUE PASA POREL TAMIZ

1092.558.5571.5128.49

4031.222.8874.3925.61

1009.170.8475.2324.77

2004.790.4475.6724.33

FONDO262.6424.2693.99

CONCLUSIONESComo se observa la curva granulomtrica tenemos un suelo gravoso arenoso. De acuerdo al SUCS tenemos un suelo SUELO BIEN GRADUADO (GW), poseendo este suelo en particular caractersticas eficaces para la aplicacin en obra.En el caso de realizar el mtodo de sedimentacion se ha de tener en cuenta que la magnitud que ahora se mide como dimetro o tamao de la partcula no coincide con la medida en los ensayos de tamizado. Se trata ahora de un dimetro especfico que rige la velocidad de cada segn la ley de STOKES, y que slo coincidir con el real en el caso de partculas esfricas.Por otra parte, es preciso conocer el peso especfico del suelo, lo que no resulta sencillo y hace necesario un ensayo auxiliar para determinarlo. Esta determinacin es, en el caso de arcillas, particularmente incierta.Otro problema nace de que la ley de STOKES est enunciada en el supuesto de rgimen de cada laminar, por lo que las velocidades que pueden alcanzar las partculas estn limitadas, y con ellas el mximo tamao de partcula a ensayar.Por el otro extremo, se supone que el movimiento de las partculas se debe a la accin de las fuerzas gravitatorias, por lo que no son ensayables tamaos comparables a los de las molculas del lquido, ya que apareceran movimientos de tipo browniano.Por ltimo, aunque slo en el caso del mtodo del densmetro, la introduccin de ste provoca una alteracin en el rgimen de cada de las partculas, lo que altera las medidas. Para evitarlo, durante la fase inicial en que las medidas se hacen a intervalos cortos, el densmetro permanece en la disolucin. Adoptar esta norma para todo el tiempo de duracin del ensayo tampoco sera aconsejable debido a que parte del suelo se adherira a las paredes del densmetro, falseando las lecturas.Esta clasificacin es necesaria en geotecnia, pero no suficiente. Se complementa siempre la granulometra con el ensayo de Lmites de Atterberg, que caracterizan la plasticidad y consistencia de los finos en funcin del contenido de humedad.

LIMITES DE ATTENBERG (NORMAS : ASTM D 4318 , AASHTO T 89-90 y T 90-87)Las propiedades de un suelo formado por partculas finamente divididas, como una arcilla no estructurada dependen en gran parte de la humedad. El agua forma una pelcula alrededor de los granos y su espesor puede ser determinante del comportamiento diferente del material. Cuando el contenido de agua es muy elevado, en realidad se tiene una suspensin muy concentrada, sin resistencia esttica al esfuerzo cortante; al perder agua va aumentando esa resistencia hasta alcanzar un estado plstico en que el material es fcilmente moldeable; si el secado continua, el suelo llega a adquirir las caractersticas de un slido pudiendo resistir esfuerzos de compresin y tensin considerable.(BRAJAS M. DAS - PG 32)[footnoteRef:9] [9: FUNDAMENTOS DE LA MECANICA DE SUELOS BRAJAS M. DAS (LIMITES DE ATTEMBERG)]

Arbitrariamente Atterberg marc las fronteras de los cuatro estados en que pueden presentarse los materiales granulares muy finos mediante la fijacin de los lmites siguientes: Lquido (L.L), Plstico (L.P.), y de contraccin (L.C.) y mediante ellos se puede dar una idea del tipo de suelo en estudio.

El lmite lquido es la frontera entre el estado lquido y el plstico; el lmite plstico es la frontera entre el estado plstico y el semi-slido y el lmite de contraccin separa el estado semi-slido del slido. A estos lmites se les llama lmites de consistencia.OBJETIVOS. Introducir al estudiante al procedimiento de la determinacin de los lmites; lquidos, plsticos y de contraccin de una muestra de suelo. Determinar experimentalmente los diferentes lmites de consistencia de un suelo. Determinar mediante formulas los diferentes indices de consistencia de un suelo.

DETERMINACIN DEL LIMITE LIQUIDO (L.L)

El lmite se define como el contenido de humedad expresado en porcentaje con respecto al peso seco de la muestra, que debe tener un suelo moldeado para una muestra del mismo en que se haya moldeado una ranura de dimensiones Stndard, al someterla al impacto de 25 golpes bien definidos se cierre sin resbalar en su apoyo.(CASAGRANDE A. - 1932)[footnoteRef:10] [10: CASAGRANDE A. RESEARCH OF ATTERBERG LIMITS OF SOILS. publics roads vol 13]

FIG. 02 CUCHARA DE CASAGRANDE (EQUIPO PARA HALLAR EL LIMITE LIQUIDO)

EQUIPO. Aparato de Arturo Casagrande, incluyendo la solera plana y el ranurador trapezoidal. FIG 18 Esptulas flexibles. Cpsula de porcelana. Tamiz No. 40. Atomizador. Balanza con sensibilidad de 0.01gr. Horno con temperatura constante de 100 a 110 C. Taras con su tapa

PROCEDIMIENTO.Los ensayes de consistencia se hacen solamente con la fraccin de suelo que pasa por el tamiz No. 40.1. Despus de secada la muestra de suelo, se criba a travs del tamiz No. 40 desechndose el que quede retenido.2. Antes de utilizar la Copa de Casagrande, debe ser ajustada (calibrada), para que la copa tenga una altura de cada de 1 cm., exactamente. 3. Del material que pas por el tamiz No. 40 se toman aproximadamente unos 100 gramos se colocan en una cpsula de porcelana y con una esptula se hace una mezcla pastosa, homognea y de consistencia suave agregndole una pequea cantidad de agua durante el mezclado.4. Parte de esta mezcla se coloca con la esptula en la copa de Casagrande formando una torta alisada de un espesor de un (1) cm., en la parte de mxima profundidad. Una altura menor aumenta el valor del lmite lquido.5. El suelo colocado en la Copa de Casagrande se divide en la parte media en dos porciones utilizando para ello un ranurador, de manera que permanezca perpendicular a la superficie inferior a la copa. FIG 196. Para suelos arcillosos con poco o ningn contenido de arena hgase la ranura con un solo movimiento suave y contino.7. Despus de asegurarse de que la copa y la base estn limpias y secas, se da vuelta a la manija del Aparato de Casagrande, uniformemente a razn de 2 golpes por segundo, contando el nmero de golpes requeridos hasta que se cierre el fondo de la ranura en una distancia de 1 cm. Si la ranura se cierra antes de los 10 golpes, se saca el material se vuelve a mezclar y se repiten los pasos 4, 5 y 6.8. Despus que el suelo se ha unido en la parte inferior de la ranura, se toman aproximadamente unos 10 gramos del suelo; se anota su peso hmedo, el No. de golpes obtenidos y se determina el peso seco.9. Repita los pasos 2, 4, 5, 6 y 7; con el propsito de obtener puntos menores de 25 golpes y mayores de 25 golpes.10. Determine el porcentaje de humedad correspondiente a cada nmero de golpes y se construye la curva de fluidez en papel simi-logartmico.11. El lmite lquido define cuando el contenido de agua en la curva de fluidez corresponda a 25 golpes.

Sondeo No. Muestra No. Ubicacin:

Ensaye No.12345

Tara No.T - 053T - 075T - 070T - 008

No. de Golpes34272215

Peso de Tara7.918.097.869.88

Peso Muestra Humedad + Tara (grs)31.1628.8324.1425.65

Peso Muestra Seca + Tara (grs)2523.2119.3620.76

Peso de Agua6.165.624.784.89

Peso de Muestra Seca17.0915.1211.810.88

Porcentaje de Humedad36.0437.1640.544.94

FIG. 04 CUCHARA DE CASAGRANDE

DETERMINACIN DE LIMITE PLASTICO (L.P.)El lmite plstico se define como el contenido de humedad, expresado en porciento, cuando comienza agrietarse un rollo formado con el suelo de 3 mm. de dimetro, al rodarlo con la mano sobre una superficie lisa y absorbente.(JUARES BADILLO ENSAYOS DE SUELOS[footnoteRef:11]) [11: MECANICA DE SUELOS JUARES BADILLO]

EQUIPO.1. Vidrio esmerilado o papel absorbente.2. Taras3. Balanza con sensibilidad de 0.01 gr.4. Horno con temperatura constante de 100 a 110 C.

PROCEDIMIENTO.1. Se toma aproximadamente la mitad de la muestra que se us en lmite lquido, procurando que tenga una humedad uniforme cercana a la humedad optima, amselo con la mano y rudelo sobre una superficie limpia y lisa, como una hoja de papel o un vidrio hasta formar un cilindro de 3 mm, de dimetro y de 15 a 20 cm de largo.2. Se amasa la tira y se vuelve a rodar, repitiendo la operacin tantas veces como se necesite para reducir, gradualmente, la humedad por evaporacin, hasta que el cilindro se empiece a endurecer.3. El lmite plstico se alcanza cuando el cilindro se agrieta al ser reducido a 3mm de dimetro.4. Inmediatamente se divide en proporciones y se ponen los pedazos en dos taras.5. Se pesan en la balanza de 0.01 gr., y se registra su peso.6. Se introduce la muestra en el horno por un perodo aproximado de 24 horas y se determina su peso seco.7. Con los datos anteriores se calcula el contenido de agua en porcentaje. Si la diferencia de los dos % no es mayor que 2% se promedian y en caso contrario se repite el ensaye.8. El promedio es el valor en porcentaje del Lmite Plstico.

Limite plastico

Ensayo #0102

# taraT - 057T - 014

# golpes--------------------------

Peso de tara7.908.28

Peso tara + muestra humeda9.739.54

Peso tara + muestra seca9.379.13

Peso de agua0.360.41

Peso muestra seca1.470.85

Contenido de humedad24.4848.23

CONCLUSIONES

Al realizar el ensayo de limites de consistecia tener mucho cuidado con las arenas ya que este suelos no contienen limite liquido ni plstico en condiciones semislidas y solidas. Es muy necesario tener no solo el conocimiento terico de las ciencias, sino tambin, la experiencia necesaria que en cuya practica se fortalece y complementa de manera eficiente nuestro conocimiento. El ensayo de limites de atterberg nos indica la calidad del suelo, asi como tambin nos ayuda a diferenciar los distintos estados del suelo

ENSAYOS DE COMPORTAMIENTO

COMPACTACION DE LOS SUELOSNORMAS:PROCTOR MODIFICADO: ASTM D1157, AASHTO T- 180, MTC E115 2000PROCTOR ESTANDAR: ASTM D 698, AASHTO T-94, MTC E116 - 2000Se 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.(BROW, E. vibroflotation of cohesiones soils)[footnoteRef:12] [12: BROW, E. vibroflotation of cohesiones soils journal of the geotecnical engineering divisin, ASCE, vol 103, n 1437 - 1451]

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 compactar el terreno natural, como en el caso de cimentaciones sobre arena suelta.(MOO YOUNG, H. K, and Zimmie, T F. - 1996)[footnoteRef:13] [13: MOO YOUNG, H. K, and Zimmie, T F. 1996 GEOTECNICAL PROPERTIES OF PAPER MILL SLUDGES FOR USE IN LANDFILL COVERS]

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 Modificadoc) Prueba Esttica

ENSAYE PROCTOR ESTANDAR ASTM D 698El ensaye proctor estndar se refiere a la determinacin del peso por unidad de volumen de un suelo que ha sido compactado por un procedimiento definido para diferentes contenidos de humedad.EXISTEN 4 ALTERNATIVAS PARA LA REALIZACINEspecificaciones para el ensaye Proctor Estndar (basadas en la norma 698-91 de la ASTM)CONCEPTOMETODO

ABCD

Dimetro del molde (cm)10.1615.2410.1615.24

Volumen del molde (cm)943.32124.0943.32124.0

Peso del martillo o pisn (Kg)2.52.52.52.5

Altura de cada del martillo (cm)30.4830.4830.4830.48

Numero de golpes del pisn por cada capa25562556

Numero de capas de compactacin3333

Energa de compactacin (Kg-cm/cm)6.066.036.066.03

Suelo por usarse Pasa por 100% tamiz No.4 100% tamiz 3/8El 20% retiene No.4Pasa 100 tamiz

METODOPeso deMuestra

A 3 Kgs.

B 7 Kgs.

C 5 Kgs.

D12 Kgs.

EQUIPO. Un molde de compactacin. Constituido por un cilindro metlico de 4 de dimetro interior por 4 de altura y una extensin de 2 de altura y de 4 de dimetro interior.

Un pisn metlico (martillo proctor ) de 5.5 lbs. de peso (2.5 Kgs.) de 5 cm (2) de dimetro.

Una gua metlica de forma tubular de 35 cm de largo aproximadamente. Una regla metlica con arista cortante de 25 cm de largo.

Una balanza de 29 Kg de capacidad y 1.0 gr. de sensibilidad.

Una balanza de 500 gr., de capacidad y de 0.01 gr., de sensibilidad.

Un horno que mantenga una temperatura constante entre 100 110 C.

Charolas metlicas.

Probetas graduadas de 500 cm3.

Extractor de muestras.

Tara para determinar humedad.

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. Pese el molde cilndrico y anote su peso.3. 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 que con 25 golpes se cubra la superficie. Esta operacin de compactacin se repite en las tres capas del material.

4. 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.5. Se limpia exteriormente el cilindro y se pesa con la muestra compactada anotando su peso. (Peso del material + cilindro).6. 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).7. 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.

8. 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.9. 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.El calculo se realiza de la siguiente manera:

Donde: 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 CilindroTambin se puede calcular el peso volumtrico de la curva de Saturacin ( dz).

Donde:dz=Peso volumtrico del suelo saturado.Ss=Peso especfico de los slidos.w=Peso especfico del agua.TABLA DE DATOS

Ensaye nO.12345

Volumen del cilindro2116.012116.012116.01

Peso del molde cilndrico596.8596.8596.8

Peso del material + molde cilndrico103851059210964

Peso del material441746244726

Tara No.T 013T - 050T- 1B

Peso Tara23.6210.2216.01

Peso Seco + Tara84.3357.2857.68

Peso Hmedo + Tara88.8661.1363

% de Humedad7.469.3712.76

Peso Volumtrico Hmedo ( h)2.092.192.23

Peso Volumtrico Seco ( d)1.971.981.94

Con los datos de pesos volumtricos seco en las ordenadas y contenidos de humedad en las abcisas, se grfica la curva de compactacin y de ah se obtiene el peso volumtrico mximo (d mx) y la humedad ptima los cuales corresponden al punto ms alto de la curva de compactacin.

E N S A Y O D E C O M P A C T A C I O N

D A T O S P A R A C U R V A D E C O M P A C T A C I O N

Humedad Real de Compactacin (%)7.469.3712.76

Densidad Seca (Kg/m3)0.240.210.75

Estos valores mximos y ptimos son los que se reproducirn en el campo al compactar un terrapln.ENSAYO CBR (CALIFORNIA RATIO BEARING)ensayo de C.B.R. mide la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, la ASTM denomina a este ensayo, simplemente como Relacin de soporte y esta normado con el nmero ASTM D 1883-73.Se aplica para evaluacin de la calidad relativa de suelos de subrasante, algunos materiales de sub bases y bases granulares, que contengan solamente una pequea cantidad de material que pasa por el tamiz de 50 mm, y que es retenido en el tamiz de 20 mm. Se recomienda que la fraccin no exceda del 20%.Este ensayo puede realizarse tanto en laboratorio como en terreno, aunque este ltimo no es muy practicado.(Seed, H. B. and CHAN, C.K. 1959 structure and strength characteristics of compacted clays)[footnoteRef:14] [14: Seed, H. B. and CHAN, C.K. 1959 structure and strength characteristics of compacted clays journal f de soils mechanics and foundations divisions ASCE vol 85]

El nmero CBR se obtiene como la relacin de la carga unitariaen Kilos/cm2 (libras por pulgadas cuadrada, (psi)) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetracin del pistn (con un rea de 19.4 centmetros cuadrados) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrn requerida para obtener la misma profundidad de penetracin en una muestra estndar de material triturada, en ecuacin, esto se expresa:CBR =Cargaunitariadeensayo*100Carga unitaria patrnLos valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuacin son:PenetracinCarga unitaria patrn

mmPulgadaMpaKg/cm2psi

2,540,16,9070,001000

5,080,210,30105,001500

7,620,313,10133,001900

10,160,415,80162,002300

12,70,517,90183,002600

Tabla 1Valores de Carga UnitariaEl nmero CBR usualmentese basa en la relacin de carga para una penetracin de 2.54 mm (0,1), sin embargo, si el valor del CBR para una penetracin de 5.08 mm (0,2) es mayor, dicho valor debe aceptarse como valor final de CBR.Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de humedad ptimo para el suelo especfico, determinado utilizando el ensayo de compactacin estndar. A continuacin, utilizando los mtodos 2 o 4de las normas ASTM D698-70 D1557-70 ( para el molde de 15.5 cm de dimetro), se debe compactar muestras utilizando las siguientes energas de compactacin:MtodoGolpesCapasPeso del martillo N

D6982 (suelos de grano fino)56324,5

4 ( suelos gruesos)56324,5

D15572 (suelos de grano fino)56544,5

4 (suelos gruesos)56544,5

Tabla 2Energas de CompactacinEl ensayo de CBR se utiliza para establecer una relacin entre el comportamiento de los suelos principalmente utilizados como bases y subrasantes bajo el pavimento de carreteras y aeropistas, la siguiente tabla da una clasificacin tpica:CBRClasificacin generalusosSistema de Clasificacin

UnificadoAASHTO

0 - 3muy pobresubrasanteOH,CH,MH,OLA5,A6,A7

3 - 7pobre a regularsubrasanteOH,CH,MH,OLA4,A5,A6,A7

7 - 20regularsub-baseOL,CL,ML,SCA2,A4,A6,A7

SM,SP

20 - 50buenobase,subbaseGM,GC,W,SMA1b,A2-5,A3

SP,GPA2-6

> 50excelentebaseGW,GMA1-a,A2-4,A3

TABLA 3Clasificacin de suelos para Infraestructura de PavimentosExisten algunos mtodos dediseo de pavimentos en los cualesse leen tablas utilizando directamente el nmero CBR y se leeel espesor de la subrasante (por ejemplo Principios de diseo de pavimentos, Jhon Wiley & Sons, 1959, Capitulo 14 y 15).Equipo necesario-Prensa de Ensaye- Molde- Disco espaciador- Pisn- Cargas- Pistn de penetracin- Aparato para medir expansinCurvas de tensin penetracin- Calcular las tensiones de penetracin en Mega Pascales (MPA) o en (Kg/cm2).- Para ello se trazala curva en un grfico tensin penetracin.- La curva puede tomar, ocasionalmente, la forma cncava hacia arriba debido a irregularidades de superficie u otras causas. En dichos casos el punto cero debe corregirse trazando una recta tangente a la mayor pendiente de la curva y trasladando el origen al punto en que la tangente corta la abcisa.- Obtener De la curva los valores de las tensiones necesarias para lograr una penetracin de 0.1 y 0.2.- Las curvas de tensin penetracin se dibujan en un mismo grafico para los distintos nmeros de golpes.Razon de Soporte (CBR)-El valor del CBR es la relacin expresada en porcentaje entre la carga real, que produce una deformacin establecida y la que se requiere para producir igual deformacin establecida y la que se requiere para producir igual deformacin en un material chancado y normalizado, se expresa por la relacin:CBR =P*100P1P : Carga obtenida en el ensayoPi: Carga unitaria normalizadaLas cargas son normalisadasPENETRACIONTENSIONES NORMALIZADAS MPaTENSIONES NORMALIZADAS MPa

2.546.970

5.0810.3105

7.6213.1133

10.1615.8162

12.717.9183

Tabla 5Penetracin Tensiones normalizadasPara los suelos del tipo A 1; A 2 4 y A 2 6, la razn de soporte se calcula solo para 5 mm de penetracion (0.2 pulgadas).Para suelos del tipo A 4; A 5; A 6 Y A 7, cuando la razn correspondiente a 5 mm es mayor que a 2,5 mm, confirmar el resultado, en caso de persistencia, la razn de soporte correspondera a 5 mm de penetracin.Para suelos del tipo A 3; A 2 5 Y A 2 7, el procedimiento a aplicarqueda al criterio del ingeniero.Con el resultado del CBR se puede clasificar el suelo usando la tabla V.20.CBRCLASIFICACION

0 - 5Subrasante muy mala

5 10Subrasante mala

10 20Subrasante regular a buena

20 30Subrasante muy buena

30 50Subbase buena

50 80Base buena

80 - 100Base muy buena

Tabla 4 Clasificacin del suelo de acuerdo al CBRCuando se requiere conocer los efectos de preconsolidacin natural, estructura de suelo, cementacin natural, estratificacin, que son aspectos que no pueden producirse con muestras remoldeadas de suelo ni conmuestras supuestamente inalteradas que se ensayen en laboratorio, se recomienda efectuar el ensaye CBR in situ, siempre que el terreno natural est en las condiciones mas criticas en le momento de efectuar la prueba. El procedimiento que se sigue en esta prueba es similar al establecido en los items anteriores, con la diferencia que en este caso, la muestra no esta confinada en un molde.

Es condicin que en el lugar que se realice el ensaye no existan particulas superiores al tamiz 20 mm (3/4). La preparacin del terreno requiere enrasar y nivelar un area de 30 cm de diametro, para posteriormente colocar las sobrecargas estipuladas.El informe final del ensayo debera incluir, ademas del CBR determinado, la curva de presin penetracin, la humedad, peso especifico y densidad natural del suelo ensayado, antecedentes que pueden obtenerse del suelo inmediatamente vecino al que afect el ensaye del CBR.

PROCEDIMIENTO:Preparacin del material.

1.-Preparar aproximadamente 4.5 Kg. de suelo de grano fino menor que el tamiz N.4 5.5 Kg. de material con partculas menores de 19mm (3/4). Esta muestra debe de estar seca y los terrones se deben de disgregar evitando reducir el tamao natural de las partculas. 2.-Pesar el molde sin su base y la extensin collarn.3.-Ajustar el molde a la base, insertar el disco espaciador en el molde y cubrirlo con un disco de papel filtro.4.-Compactar el suelo de acuerdo con al norma ASTM D 698 D 1557 mtodo B D, para el suelo utilizado de acuerdo con lo especificado por el instructor. Tomar una muestra representativa para determinar el contenido de humedad.5.-quitar el collarn y enrasar la muestra suavemente hasta nivelarla, llenar con suelos finos los pequeos huecos que se hayan podido formar en la operacin anterior de nivelacin de la muestra.6.- Retirar la base y el disco espaciador, pesar el molde con el suelo compactado y determinar el peso unitario total del suelo. Nota este procedimiento es para determinar el CBR al 100% de compactacin. Si se desease realizar a distintos porcentajes de compactacin se utilizaran numeros de golpes de 56, 25 y 10 para cada muestra .

Determinacin de las propiedades expansivas del suelo.

7.-Sobre la placa base perforada se coloca un disco de papel filtro, se ajusta el molde con el suelo compactado en forma invertida, de manera que el espacio formado por el disco espaciador quede en la parte superior.8.-En la superficie libre de la muestra, se coloca un disco de papel filtro y sobre este se coloca la placa metlica perforada provista de un vstago regulable. Sobre esta placa se colocar las sobre pesas cuyo numero deber ser especificado o de lo contrario se usar sobrecarga mnima de 4.54 kg.9.-A continuacin se coloca todo el conjunto dentro de un recipiente. Se monta el trpode y se instala el deformmetro de manera que su punta quede tocando al vstago. 10.-Se llena de agua el recipiente de forma que el agua tenga acceso tanto a a la parte superior como a la parte inferior de la muestra y tomar la lectura inicial (Li) en el deformmetro. Tomar lecturas a las 0, 24, 48, 72 y 96 horas de tiempo transcurrido. 11.-Registrada la lectura final en el deformmetro (Lf), se retira el trpode y se saca el molde del agua, para dejarlo drenar durante quince minutos.

Determinacin de la resistencia a la penetracin.

12.-Se lleva la muestra a la mquina de ensaye y se colocan sobre ella una cantidad de pesas para reproducir una sobrecarga igual a la que supuestamente ejercer el material de base y pavimento del camino proyectado.13.-Se coloca el pistn de penetracin hasta que haga contacto con la muestra. Se la aplica una carga inicial de 4.5 kg. Despus de aplicada la carga inicial se ajustan el deformmetro de carga y el deformmetro de penetracin a cero.14.- Se anotan las lecturas de carga a los siguientes niveles de penetracin:

PENETRACIONES

mmPulgadas

Primera1.270.05

Segunda2.540.10

Tercera3.810.15

Cuarta5.080.20

Quinta7.620.30

Sexta10.160.40

Septima12.700.50

A una velocidad constante de 1.27 mm/minuto.

15.-Finalmente se retira el total de la muestra de suelo del molde.

Clculos y grficos Calcular la densidad de la muestran compactada con la formula siguiente:

PV de la muestra (m = donde Wm+M = Peso de la muestra mas el molde; Wm = Peso del molde vaci, Vm= volumen interno del molde. Calcular la expansin de la muestra como porcentaje de su altura inicial con la siguiente expresin.

E% = x 100 , Li = Lectura inicial; Lf = Lectura final para cada tiempo transcurrido, H = altura inicial de la muestra de suelo. Calcule las cargas unitarias requeridas para cada penetracin, relacionando la carga entre el rea del pistn de penetracin.

Calcule el CBR de los valores estndar de la siguiente manera:

Presin de penetracin para 0.1CBR 0.1 = ------------------------------------------------------------ x 100 Carga unitaria patrn para 0.1 de penetracin

Presin de penetracin para 0.2CBR 0.2 = ------------------------------------------------------------ x 100 Carga unitaria patrn para 0.2 de penetracin

ENSAYO TRIAXIALSu principal finalidad es obtener parmetros del suelo y la relacin esfuerzo deformacin a travs de la determinacin del esfuerzo cortante. Es un ensayo complejo, pero la informacin que entrega es la mas representativa del esfuerzo cortante que sufre una masa de suelo al ser cargada.Consiste en colocar una muestra cilndrica de suelo dentro de una membrana de caucho o goma , que se introduce en una cmara especial y se le aplica una presin igual en todo sentido y direccin, alcanzando ese estado de equilibrio. Se aumenta la presin normal o axial, sin modificar la presin lateral aplicada hasta que se produzca la falla.Realizando por lo menos tres prueba. Con presiones laterales diferentes, en un grafico se dibuja los crculos de mohr que representan los esfuerzon de falla de cada muestra y trazando una tangente o envolvente a estos. Se determinan los parmetros y c del suelo. Dependiendo del tipo de sueo y las condiciones en que este trabajara. Las alterntivas para realizar el ensayo sern consolidado no drenado (cu), no consolidado no drenado (uu) o consolidado drenado (cd).METODO SIN MEDICION DE PRESION DE POROSEquipo necesario Maquina de compresin. Provista de un sistema de lectura de cargas y deformaciones de 0.01 mm de precisin Cmara triaxial. Equipo compuesto de un piston. Un tubo de cristal o cmara de presin y conexiones para producir en la muestra vacio, presin, saturacin o drenaje por medio de vlvulas de paso. Membrana de caucho o goma Un moldeador de muestra o expansor de membrana Bomba de vacio o fuente de presin Horno de secado con circulacin de aire y temperatura reglulable capaz de mantener en 110 c Herramientas y accesorios. Recipientes plsticos, cuchillo de moldeo, equipo compactador harbar, placas de base, piedras porosa, esptula, compactador de muestras, cronometro.PROCEDIMIENTO PARA MUESTRA REMOLDEADAS. Preparacin de muestra de suelo no cohesivo. Se acopla la placa base inferior ala base de la cmara triaxial y se monta la membrana de caucho. Utilizando para sellar la unin. Bandas de caucho o sellos de aro. Dentro de la membrana, se coloca la piedra porosa inferior y se instala el moldeador de muestra alrededor de la membrana. Si es posible utilizar un expansor de membrana en vez del moldeador para hacer mas fcil el proceso.

Fig 06 - equipo triaxial Se deposita cuidadosamente la arena dentro de la membrana, utilizando un compactador, para mantener la forma y densidad de la muestra. Una vez alcanzada la altura de la probeta, se colocan la piedra porosa y la placa base superior, enrollando hacia esta ultima la muestra. Una vez alcanzada la altura de la probeta, se colocan la piedra porosa y la placa base superior, enrollando hacia esta ultima la parte de membrana que queda fuera del molde. Sellndola de la misma forma que en la parte inferior. Con un pequeo nivel. Se debe verificar que la placa base superior se encuentre totalmente horizontal. se realizan las conexiones de las placas base a la base de la cmara triaxial y se aplica un vacio de 200 a 250 mm de mercurio a la muestra. Se retira el molde o el expansor de membrana y se examina que la membrana de caucho no presente filtraciones, de lo contrario tendr que prepararse una nueva muestra. Finalmente se determinan 4 medidas de altura de la probeta. Separadas aproximadamente cada 90 y lecturas de dimetro en la parte superior, media e inferior.ENSAYOS DE CARACTERIZACION Y COMPORTAMIENTO

PENETRACION DINAMICA DE CONO (DPC). La determinacin del Valor de Soporte California, CBR, parmetro aplicado en el diseo de pavimentos flexibles, en general es considerada como un proceso complejo que adicionalmente requiere de bastante tiempo para su obtencin.Como respuesta a estas dificultades surgen diferentes dispositivos como el DCP (Cono Dinmico de Penetracin) que facilitan y proporcionan mayor practicidad a los ensayos convencionales. El DCP es una herramienta til, multifuncional, su uso trae una gama de beneficios. Sin embargo, es necesaria una buena interpretacin para determinar parmetros de diseo finales ms confiables, optimizando tiempo, dinero, recursos humanos y mecnicos.EL CONO DINMICO DE PENETRACINEl DCP fue desarrollado en 1956 por Scala; estudios realizados en campo por Livneh y Ishali (1987) y Kleyn (1975) han sido bsicos para la evaluacin de pavimentos.Posteriormente se ha difundido su uso en Inglaterra, Australia, Canad, Nueva Zelanda y Estados Unidos.Este instrumento es utilizado esencialmente para evaluar la resistencia de suelos tanto no disturbados como compactados y estimar un valor de CBR en campo. A diferencia de este ltimo, el DCP presenta ventajas como su simplicidad y economa de uso. Implcitamente, el DCP estima la capacidad estructural de las diferentes capas que conforman a un pavimento,detecta simultneamente el grado de heterogeneidad que puede encontrarse en una seccin y la uniformidad de compactacin del material, de una manera rpida, continua y bastante precisa.

PROCEDIMIENTOPara la realizacin de ensayo de Penetracin dinmica de cono se sigui el siguiente primero se verifica el equipo: antes de iniciar el ensayo, el PDC se inspecciona para identificar partes daada por el uso, en particular el acople y la empuadora, un degastes excesivo de la barra o la punta-cono recambiable. todas las uniones deben estar bien ajustada, incluyendo el ensamble de acople entre la punta-cono recambiable y la barra. operacin bsica: el operador sostiene el aparato por la empuadura en posicin vertical o a plomo, y levanta y suelta el mazo desde la altura estndar. Segn la escala que se utilice se mide y toma nota de la penetracin total para un nmero establecido de golpes o la penetracin para cada golpe. Lectura inicial: Ensayo de un estrato o capa superficial; el PDC se sostiene verticalmente y la punta se coloca de tal forma que la parte superior ms ancha de la punta est a nivel de la superficie del material a probar. Se obtiene un lectura inicial de la escala vertical graduada o una escala separada. La distancia es medida con precisin lo ms cerca de 1 mm (0,04 plg). Algunos dispositivos deslizantes opcionales permiten poner la escala en cero si la punta est colocada en la posicin cero. Secuencia del ensayo: se sostiene el PDC en una posicin vertical o aplomo. El operador levanta el mazo hasta que solamente haga un ligero contacto con el mango. El mazo no debe hacer impacto sobre el mango cuando es levantado. Luego se suelta el mazo en cada libre y se deja que impacte sobre el ensamble de yunque. La cantidad de impactos y la penetracin correspondiente son registrados segn se describe mas adelante. Profundidad de la penetracin: la profundidad de la penetracin variara segn su aplicabilidad. Para su uso en autopistas tpicas, una penetracin menor a 900mm (35 plg) es generalmente la adecuada. Rechazo: la presencia de agregados de gran tamao o estratos de roca va a ocasionar que la penetracin se imposibilite o que se flexione la barra gua. Si despus de 5 impactos, el PDC no ha avanzado ms de 2 mm (0,08plg) o el mango se ha desviado ms de 75mm (3plg) de la posicin vertical, se debe detener la prueba y mover el PDC hacia otro lugar donde realizarla. La nueva ubicacin para la realizacin de la prueba debe estar ubicada con lo minimo a unos 300mm (12 plg) de la localizacin anterior, con el fin de minimizar el margen de error en la prueba ocasionado por problemas del material. Registros de datos: las lecturas se toman luego de un numero predeterminado de golpes, a saber, luego de un impacto en el caso de materiales suaves, 5 impactos en el caso de materiales normales y 10 impactos en el caso de materiales muy resistentes. La penetracin correspondiente a un nmero determinado de golpes se registra al 1 mm ms cercano (0,04plg). Tambin se debe realizar una lectura tan pronto cambien significativamente las propiedades del material o la razn de penetracin.

ANALISIS DE RESULTADOSDespus de haber realizado los clculos pertinentes de este ensayo se tiene que En las correlaciones de INVIAS, UNICAUCA y UNINORTE se not que a medida que aumenta el valor del ndice de PDC disminuye el valor del CBR, sea que un suelo en el cual se necesiten varios golpes para penetrar 10 cm va a tener mayor valor del CBR que un suelo en el cual con un solo golpe llegue o sobrepase los 10 cm. El mtodo UNINORTE reagrupa ms los valores del CBR entre 0 y 100 que los dems mtodos, dichos mtodos arrojan valores muy altos en su gran mayora, por lo que se puede decir que se confiara ms en los resultados de UNINORTE.REFERENCIAS FUNDAMENTOS DE INGENIERIA GEOTECNIA BRAJAS M .DAS SEGUNDA EDICION GRIM R. E. (1953). Physico chemical properties of soils: journal of the soil mechanics and foundations divisin, ASCE, vol 85 .E BOWLES ENSAYO 01 - MECANICA DE SUELOS MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES MTC ENSAYO DE HUMEDAD Fundamentos de la ingeniera geotcnica BRAJA M. DAS SEGUNDA EDICION Campos Rodriguez Guardian Nio de Guzman. MECANICA DE SUELOS. Pg 12 Mecanica de los suelos Juares y Rico. edicin 2004 A. Veruijt, SOIL MECHANICS CLASSIFICATION CASAGRANDE A CLASSIFICATION AND ITENTIFICATION OF SOILS. Transactions, ASCE vol 113 FUNDAMENTOS DE LA MECANICA DE SUELOS BRAJAS M. DAS (LIMITES DE ATTEMBERG) CASAGRANDE A. RESEARCH OF ATTERBERG LIMITS OF SOILS. publics roads vol 13 MECANICA DE SUELOS JUARES BADILLO BROW, E. vibroflotation of cohesiones soils journal of the geotecnical engineering divisin, ASCE, vol 103, n 1437 1451 MOO YOUNG, H. K, and Zimmie, T F. 1996 GEOTECNICAL PROPERTIES OF PAPER MILL SLUDGES FOR USE IN LANDFILL COVERS Seed, H. B. and CHAN, C.K. 1959 structure and strength characteristics of compacted clays journal f de soils mechanics and foundations divisions ASCE vol 85

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Hoja1PRESENTACION DE RESULTADOSNUMERO DE ENSAYO123456NUMERO DE TARAT - 05T - 070T - 073T - 044T - U13T - 003PESO DE TARA17.0716.4116.0716.7315.3920.81PESO TARA Y MUESTRA HUMEDA47.644.7639.2534.0530.7980.47PESO TARA Y MUESTRA SECA45.342.3738.733.229.8178.89PESO DE AGUA2.32.390.550.850.981.58PESO SUELO SECO28.2325.9622.6316.4714.4258.08CONTENIDO DE HUMEDAD PARCIAL8.14736096359.212.435.166.802.72CONTENIDO DE HUMEDAD TOTAL5.744

Hoja1compactacionnumero de moldeM - 004M - 002M - 008golpes por capa562412numero de capas555volumen de molde324632463246peso del molde767283077565peso del suelos humedo + molde119701284311977peso del suelo humedo429845364414densidad del suelo humedo1.321.391.35HUMEDADnumero de taraT - 050T- 075T - 008peso de tara161621peso tara + suelo humedo535961peso tara + suelo seco50.6455.2758.64peso de agua2.363.735.36contenido de humedad6.388.5815.47densidad del suelo seco0.170.140.08EXPANSIONFECHA HORA TIEMPOLEC EXPLEC EXPLEC EXPO HORAS68.7 0.85 60.9 0.3666.4 0.9924 HORAS83 .67 .83 .penetracionpenetracion/tiempokgkg/cm2kgkg/cm2kgkg/cm20.63mm(0.30min)341.814.50.7301.51.27mm(1.00min)75.53.918.30.9623.21.91mm(1.30min)134.56.923011.997.55.02.54mm(2.00min)206.610.624712.71809.33.81mm(3.00min)215.311.132016.526913.95.09mm(4.00min)232.412.044623.033017.06.35mm(5.00min)25613.253127.453027.37.62mm(6.00min)35118.1615.531.767034.58.89mm(7.00min)38219.775138.778940.710.16mm(8.00min)43722.582942.792947.9