UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS MEC. SUELOS II
DEDICATORIA
El presente Trabajo lo dedicamos a nuestros padres, pues a pesar de ser mayores de edad siempre nos brindan su ayuda
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El presente informe describe el ensayo Proctor Modificado para determinar la humedad óptima a la cual un suelo alcanzará su máxima compacidad. La humedad es importante pues aumentando o disminuyendo su contenido en el suelo se pueden alcanzar mayores o menores densidades del mismo, la razón de esto es que el agua llena los espacios del suelo ocupados por aire (recordemos que el suelo está compuesto de aire, agua y material sólido), permitiendo una mejor acomodación de las partículas, lo que a su vez aumenta la compacidad. Sin embargo un exceso de agua podría provocar el efecto contrario, es decir separar las partículas disminuyendo su compacidad.
Es por esto que el ensayo Proctor Modificado tiene una real importancia en la construcción, ya que las carreteras y las estructuras necesitan de una base resistente donde apoyarse, y un suelo mal compactado podría significar el colapso de una estructura bien diseñada, en algunos casos, como por ejemplo en caminos de poco tráfico o de zonas rurales, el suelo constituye la carpeta de rodado, por lo que la importancia de la compactación se hace evidente.
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Determinar la relación óptima de humedad versus densidad de un suelo compactado en un molde normalizado.
Reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo de laboratorio necesario para realizar el ensayo Proctor Modificado.
Conocer el procedimiento del ensayo Proctor Modificado.
Procesar los datos obtenidos a través de formulaciones, tablas y gráficos, de manera que se determine la densidad máxima.
Determinar la humedad óptima de compactación de un suelo, con la cual se alcanzará la máxima compacidad.
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Compactación es el término que se utiliza para describir el proceso de densificación de un material mediante sistemas mecánicos. El incremento de densidad se obtiene al disminuir el contenido de aire en los vacíos en tanto se mantiene el contenido de humedad aproximadamente constante. Generalmente la compactación se realiza sobre los materiales que se utilizan para relleno en la construcción de terraplenes.
Aumentar
la resistencia al corte y mejorar la estabilidad de terraplenes y la capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos. Disminuir la compresibilidad y reducir los asentamientos. Disminuir la relación de vacíos y reducir la permeabilidad. Reducir el potencial de expansión, contracción, o expansión por congelamiento.
El grado de compactación de un suelo o de un relleno se mide cuantitativamente mediante la densidad seca, la cual depende de la energía utilizada durante la compactación y del contenido de humedad del suelo. La relación entre la densidad seca, el contenido de humedad y la energía de compactación se obtienen a partir de ensayos de compactación en laboratorio. La compactación en laboratorio consiste en compactar una muestra de suelo húmedo en un molde cilíndrico de un volumen específico y con una energía de compactación determinada. Por lo general se utilizan diferentes ensayos, pero la mayoría están basados en el mismo principio: la compactación dinámica creada por el impacto de un martillo metálico de una masa específica que se deja caer desde una altura determinada, compactando el suelo en un determinado número de capas que reciben un número de golpes. Después de preparar la muestra compactada, se miden su densidad aparente y su contenido de humedad. Se calcula la densidad seca y se repite el procedimiento haciendo variar el contenido de humedad. Las características de compactación se presentan en un gráfico que relaciona la densidad seca en función del contenido de humedad. El punto más alto de la curva obtenida en el gráfico que corresponde a la mayor densidad seca determina el contenido de humedad óptimo.
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Este ensayo se emplea para determinar la relación entre la humedad y el peso unitario de los suelos compactados. Para esta prueba se usa el mismo cilindro proctor, pero el material se compacta en 5 capas con un martillo de 4.5 kg y cayendo de una altura de 46 cm proporcionando 25 o 56 golpes por capa, el trabajo de compactación se incrementa de 60200 kg-m/m 3 que corresponde al proctor normal a 257.500 kg-m/m 3. Este ensayo se aplica sólo para suelos que tienen 30% ó menos en peso de sus partículas retenidas en el tamiz de 3/4” pulg (19,0 mm).
Molde.- 6 pulg. (152,4mm) de diámetro.
Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz ¾ pulg (19,0 mm).
Capas.- 5
Golpes por Capa.- 56
Usos.- Cuando más del 20% en peso del material se retiene en el tamiz 3/8 pulg (9,53 mm) y menos de 30% en peso es retenido en el tamiz ¾ pulg (19,0 mm).
El molde de 6 pulgadas (152,4 mm) de diámetro no será usado con los métodos A ó B.
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ASTM D-1557 MTC E 115-2000
: Un molde que
tenga en promedio 6,000 ± 0,026 pulg (152,4 ± 0,7 mm) de diámetro interior, una altura de: 4,584 ± 0,018 pulg (116,4 ± 0,5mm) y un volumen de 0,075 ± 0,0009 pie3 (2 124 ± 25 cm3).
: Un pisón operado manualmente ó
mecánicamente.
: Debe tener una sensibilidad de 0.1 g.
: Capaz de mantener una temperatura uniforme de 230 ± 9 ºF (110 ± 5 ºC).
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: De 2 ’’ , 1 ½ ’’ , 1’’ , ¾ ’’ , ½’’ , /8 ’’ y
Nº 4.
: Una de 500 cm³ de capacidad. Material de que se utiliza para medir la cantidad de agua para saturar el suelo.
: Cucharas, mezclador, regla y espátula.
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Secar el material si este estuviera húmedo, puede ser al aire libre, al horno o en una estufa. Se obtiene por cuarteo una muestra representativa
Tamizar a través de las mallas ¾” y Nº 04.
El material que se emplea es aquel que pasa el tamiz ¾ .Se Preparan 4 o 5 muestras de 7 kg a 10 kg para el método C
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Calculamos el porcentaje de grava y arena
Agregar agua en un 2%. 4%, 6% por peso de la muestra
Se vertió el suelo con agua de 2%, 4%, 6%, se coloco en bolsas pág. 10
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Partimos la muestra en 5 partes iguales para el compactado
Colocar la primera capa en el molde y aplicar 56 golpes
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Se coloca el pistón de compactar con su guía, dentro del molde; se eleva el pistón (2.5 Kilogramos) hasta que alcance la parte superior y se suelta permitiendo que tenga una caída libre de 30 centímetros. se cambia de posición la guía, se levanta y se deja caer nuevamente el pistón. Se repite el procedimiento cambiando de lugar la guía de manera que con 56 golpes se cubra la superficie. Esta operación de compactación se repite en las cinco capas del material.
Se debe de colocar 5 capas en diferentes tiempos para obtener datos más precisos Los golpes deben de ser aplicado en todas las áreas y tiene que ser de caída libre sin forzamiento.
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La última capa debe quedar en el collarín de tal forma que luego pueda enrasarse el molde con una regla metálica quitando previamente el collarín.
Retira la base y registrar el peso del suelo más el molde.
Luego de pesado, extraer el suelo y tomar una muestra para el contenido de humedad como mínimo 500gr para material granular tomada de base del molde.
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Llevar la muestra el horno para determinar el contenido de humedad.
Repetir el procedimiento para un mínimo de 3 muestras a más. Compactados a diferentes contenidos de humedad, dos de los cuales quedan en el lado seco de la curva y los otros dos en el lado húmedo. De igual manera se realiza todo el procedimiento para las demás muestra de 4 y 6% de agua, compactar en capas de cinco con 56 golpes cada capa.
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DATOS DEL PROCTOR MODIFICADO
PESO TOTAL MUESTRA (Kg) PESO GRAVA MAYOR A 3/4" (kg) PESO GRAVA MAYOR A Nº 4 (kg)
29230 3524 9919
( ) Para el ensayo de la muestra será un total de 6 kilos. Entonces sacamos el 46% de 6000 gr
( )
Luego restamos 6000 – 2760 = 3240 gramos ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO
CONTENIDO DE HUMEDAD
PRUEBA Nº
1
2
3
Tara Nº
41
7
17
Tara + suelo humedo (gr)
303.36
428.46
427.24
Tara + suelo seco (gr)
290.52
403.6
398.23
Peso del agua (gr)
12.84
24.86
29.01
Peso de tara (gr)
35.79
35
39.16
254.73
368.6
359.07
5.04
6.74
8.08
Peso suelo seco (gr) Contenido de humedad (%)
COMPACTACION
PRUEBA Nº
1
2
3
Nº de capas
5
5
5
Nº de golpes por capa
56
56
56
11202
11419
11497
Peso del molde
6521
6521
6521
Peso suelo compacto
4681
4898
4976
Volumen del molde
2110
2110
2110
Densidad humeda
2.218
2.321
2.358
Densidad seca
2.112
2.175
2.182
Peso del molde + suelo compacto
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) (
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Después de realizado este trabajo práctico podemos concluir que el ensayo Proctor es muy importante en la ingeniería de suelos, y sobre todo en el diseño y construcción de rellenos y terraplenes.
En este laboratorio hemos aprendido a realizar el procedimiento para llevar a cabo el ensayo y poder así saber que compactación máxima permite el suelo en estudio y cuál es la humedad óptima para lograr la máxima compacidad.
El suelo se compacta a la medida en que aumenta su humedad, la densidad seca va aumentando hasta llegar a un punto de máximo, cuya humedad es la óptima. A partir de este punto, cualquier aumento de humedad no supone mayor densidad seca a no ser, por lo contrario, uno reducción de esta
La humedad que se busca es definida como humedad óptima y es con ella que se alcanza la máxima densidad seca, para la energía de compactación dada. Se define igualmente como densidad seca máxima aquella que se consigue para la humedad óptima.
No alterar las muestras para que los resultados sean lo más preciso.
Al momento de realizar los ensayos no equivocarse a la hora de pesar las muestras.
No dejar que la muestra se junte o combine con otra muestra.
Realizar los ensayos con sumo cuidado.
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ENSAYOS ESTANDAR DE CLASIFICACIÓN NORMA ASTM D-1557, J. E. BOWLES (EXPERIMENTO Nº 9), MTC E 115-2000. PRIMER TALLER DE MECANICA DE SUELOS –UNI. GUÍA DE LABORATORIO DE GEOTECNIA – UNSACH. Universidad Nacional de Ingeniería- FIC – CISMID - Ing. Luis Chang Chang Laboratorio Geotécnico UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL - FACULTAD REGIONAL RAFAELA. COMPACTACIÓN DE SUELOS. Rubén C. Rosetti, Hugo F. Begliardo. LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS Y CONCRETOS - GOBIERNO REGIONAL MOQUEGUA.
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