NFORME DE LABORATORIO N°03 PRUEBA PROCTOR
I.
INTRODUCCION
El ensayo Proctor sirve para determinar la compactación máxima de un terreno en relación con su grado de humedad. Existen dos tipos de ensayo Proctor normalizados; el "Ensayo Proctor Normal", y el "Ensayo Proctor Modificado". La diferencia entre ambos estriba en la distinta energía utilizada, debido al mayor peso del pisón y mayor altura de caída en el Proctor modificado. Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da nombre, Ralph R. Proctor (1933), y determinan la máxima densidad que es posible alcanzar para suelos, en unas determinadas condiciones de humedad.
II.
OBJETIVOS
Determinar el óptimo contenido de humedad para mejorar las características de resistencia del suelo mediante las pruebas Proctor estándar y modificado
Obtener la humedad optima con la que se debe compactar el suelo.
Determinar la máxima densidad seca y el óptimo contenido de humedad para mejorar las condiciones del suelo
III.
MARCO TEORICO
EL ENSAYO PROCTOR
MECANICA DE SUELOS I
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Con la compactación variamos la estructura del suelo y algunas de sus características mecánicas. Algunos de los parámetros que varían con la compactación son: permeabilidad, peso específico y resistencia al corte. A través de la compactación buscamos las propiedades adecuadas para el suelo de una determinada fundación, así como una buena homogenización del mismo, lo cual causará una reducción de la posibilidad de producirse asentamientos diferenciales. La compactación consiste en un proceso repetitivo, cuyo objetivo es conseguir una densidad específica para una relación óptima de agua, al fin de garantizar las características mecánicas necesarias del suelo. En primer lugar se lanza sobre el suelo natural existente, generalmente en camadas sucesivas, un terreno con granulometría adecuada; a seguir se modifica su humedad por medio de aeración o de adición de agua y, finalmente, se le transmite energía de compactación por el medio de golpes o de presión. Con los ensayos se pretende determinar los parámetros óptimos de compactación, lo cual asegurará las propiedades necesarias para el proyecto de fundación. Esto se traduce en determinar cuál es la humedad que se requiere, con una energía de compactación dada, para obtener la densidad seca máxima que se puede conseguir para un determinado suelo. 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. Es comprobado que 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.
Donde:
-
N: número de golpes n: número de capas w: peso de martillo (kg) H: altura de caída (cm) V: volumen del molde
PRUEBA PROCTOR ESTANDAR:
Actualmente existen diversos métodos para reproducir en el laboratorio condiciones dadas en el campo el primer método en el sentido de la técnica actual es debido a R. R. Proctor y es conocido hoy en día como prueba proctor estándar o AASHO. Esta prueba consiste en compactar el suelo en tres capas dentro de un molde de dimensiones y formas determinadas. MECANICA DE SUELOS I
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Con este procedimiento de compactación R. R. Proctor estudio la influencia que ejercía en el proceso el contenido inicial de agua en el suelo, encontrando que tal valor era de vital importancia en la compactación lograda. Observó que a contenidos de humedad crecientes, a partir de valor bajos, se obtenían más altos pesos específicos secos y, por tanto, mejores compactaciones del suelo. Sin embargo, esta tendencia no se mantenía definida, sino que al pasar la humedad de un cierto valor, los pesos específicos secos obtenidos disminuían resultando peores compactaciones
PROCTOR MODIFICADO: 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 golpes por capa, el trabajo de compactación se incrementa de 60200 kg-m/m3 que corresponde al proctor normal a 257.500 kg-m/m3. Podemos calcular la humedad y el peso unitario seco del suelo compactado para cada prueba así:
()
Dónde:
-
densidadseca () contenido de humedad Peso específico de la muestra PRUEBA PROCTOR ESTANDAR
Esta prueba consiste en compactar el suelo en tres capas dentro de un molde de dimensiones y formas determinadas.
1. EQUIPO
Tamiz ¾ “ (19mm)
Molde de 6 pulgadas de diámetro
MECANICA DE SUELOS I
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Martillo compactador w=5.5lb, H caída =12 pulgadas
Ec=6kg-cm/cm
Taras para contenido de humedad
Balanza
Horno
3
2. PROCEDIMIENTO
Secar la muestra a la intemperie (30 kg aproximadamente)
Se ha repartido la muestra a 5 grupos de trabajo donde cada grupo deberá seleccionar aproximadamente 3 kg: Peso de la muestra seleccionada = 3.015 kg
Elegir un determinado molde para el experimento: Se eligió el molde de diámetro 4 pulgadas
Seleccionar el suelo secado a la intemperie utilizando el tamiz #4
MECANICA DE SUELOS I
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Determinar el volumen y peso del molde
4 plg
()
Determinar el número de golpes por capas
Formar 5 muestras de tamaño suficiente para compactar de acuerdo al molde
MECANICA DE SUELOS I
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A la muestra seleccionada se le añadirá 300 cm
3
de agua , mezclada
correctamente se dejara reposar para luego proceder a la compactación.
Conformar muestras compactadas en tres capas con 25 golpes por capa
Utilizando el martillo de 5.5 libras compactamos el suelo con 25 golpes para cada una de las tres capas
MECANICA DE SUELOS I
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Se retira el anillo para enrasar la muestra y luego llevarla a pesar
Se calcula el peso del molde más muestra húmeda
Tenemos los siguientes resultados despues de la compactacion en el molde de 4 pulgadas de diametro: MECANICA DE SUELOS I
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3
Volumen de agua añadida:
300 cm
Peso del molde:
3360 gr
Peso del molde + muestra humeda:
5.385 gr
Peso de la muestra humeda:
2025 gr
Determinacion del Peso especifico de la muestra humeda:
()
Se calcula el contenido de humedad de la parte superior e inferior del suelo compactado
Se lleva al horno las taras para determinar el peso seco y así determinar el contenido de humedad
MECANICA DE SUELOS I
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Finalmente se retira la muestra compactada del molde para luego repetir el ensayo con porcentajes de agua creciente
Los resultados son agrupados entre todos los grupos de trabajo y están descritos en la siguiente tabla:
MECANICA DE SUELOS I
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CALCULOS PRUEBA PROCTOR ESTANDAR MOLDE N° Capas N° Golpes por capa
GRUPO 1
GRUPO 2
GRUPO 3
GRUPO 4
GRUPO 5
3
3
3
3
3
24 3365
25 3365
26 3285
26 3410
25 3360
5185
5245
5280
5305
5385
1820
1880
1995
1895
2025
952.492
944.54
967.54
958.21
949.88
1.91
1.99
2.06
1.98
2.13
W molde Wmolde + mh wm humeda
Ɏmh(cm
3)
ɣm
superior inferior superior inferior superior inferior superior inferior superior inferior 26 39 39 39 38.3 38.3 26.1 27.8 26.1 27
TARA N° Wtara
99.4
166.1
214.8
262.4
134.3
90.1
105.7
94.3
93.6
90.9
97.8
164.6
208.1
253.6
128.3
87.7
99.6
88.3
87
85
73 71.8 1.016
127.1 12.5 1.009
175.8 169.1 3.96
223.4 214.6 4.14
6 90 6.67
2.4 49.4 4.86
6.1 73.5 8.29
6 60.5 9.91
6.6 60.9 10.8
5.2 58.7 8.9
Wtara+mh Ws + tara Ww (gr) Ws w(%)
1.0125
4.05
5.765
9.1
9.85
1.89
1.91
1.95
1.81
1.94
w(%)promedio
ɣd
MECANICA DE SUELOS I
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ANALISIS GRAFICO
Mediante los resultados de la anterior tabla representaremos gráficamente la curva de Compactación
ɣd
W(%) 1.71
1.89
4.03
1.91
5.76
1.95
9.11
1.81
9.87
1.94
ɤd
ɣd
ɤd max 1
1.96 1.94 1.92
ɤd max 2
1.90 1.88
ɣd
1.86
2 per. Mov. Avg. (ɣd)
1.84
Linea de tendencia
1.82
OCH
w(%)
1.80 0
2
4
6
8
10
12
w(%) optimo MECANICA DE SUELOS I
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Optimo contenido de humedad según la gráfica de la curva de compactación
5.76%
Máxima densidad seca
1.952
Optimo contenido de humedad según la gráfica de la línea de tendencia de la curva de compactación
5.88%
Máxima densidad seca
1.93
ANALISIS DE RESULTADOS
El óptimo contenido de humedad aproximadamente es 5.8 % y la máxima densidad también aproximadamente y más aceptable según las gráficas es 1.95. El suelo no es una masa sólida sino un conglomerado de partículas con contenido de agua y vacíos. Si hay un exceso de agua, el material no podrá unirse; si no hay suficiente agua, las partículas no podrán amasarse con una mínima resistencia. Por lo tanto, estas condiciones darán lugar a resultados insatisfactorios en la compactación de suelos. Cada suelo se comporta de diferente manera con respecto a la relación de la densidad seca del suelo y contenido óptimo de agua. Por lo tanto, cada tipo de suelo tendrá su propia y única curva de compactación.
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CONCLUSIONES
Se Logró realizar el ensayo Proctor estándar, midiendo el contenido de humedad promedio y la densidad seca, mediante la unión de resultados de cada grupo de trabajo se logró establecer un óptimo contenido de humedad y máxima densidad seca aproximada las cuales son w(%)=5.8 y la 3
máxima densidad seca= 1.95 gr/cm .
Se logró reunir los datos apropiados trabajando en grupo y en coordinación para evitar posibles errores
RECOMENDACIONES
Tener los equipos de laboratorio calibrados correctamente y revisados para evitar posibles errores en tomas de datos.
Contar con más equipos de trabajo pues no hay suficientes para que todos los grupos trabajen al mismo tiempo.
BIBLIOGRAFIA:
Apuntes tomados en clase
http://www.maccaferri.com.br/informativo/esp/2006/pdf/dica_mayo_2006.pdf
Universidad de Alicante - Prácticas de Materiales de Construcción I.T.O.P (PDF)
UNNE - Facultad de Ingeniería TRABAJOS DE LABORATORIOS (PDF)
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