Laboratorio de mecánica de suelos
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ENSAYO DE COMPACTACION PROCTOR MODIFICADO
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INDICE INTRODUCCION………………………………………
OBJETIVOS…………………………………………….
FUNDAMENTO TEORICO…………………………...
EQUIPOS Y MATERIALES…………………………...
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL………………
DATOS Y RESULTADOS……………………………...
CALCULOS DEL ENSAYO……………………………
MATERIAL FOTOGRAFICO…………………………
RECOMENDACIONES………………………………...
CONCLUSIONES……………………………………….
BIBLIOGRAFIA………………………………………...
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INTRODUCCION Cualquier proyectista de fundaciones en algún momento ya tuvo que hacer su diseño basado en conclusiones procedentes de un estudio geotécnico, incluyendo la mejora de una capa de suelo de espesor variable, por medio de la substitución de este por un material granular o de material compactado, por ejemplo, el 95% Proctor Normal o Proctor modificado. Pero, ¿qué significa Proctor? No todos los terrenos naturales en los cuales se debe realizar un cierto tipo de fundación, son adecuados. Un suelo granular suelto, por ejemplo, puede sufrir deformaciones elásticas inadmisibles. Lo mismo puede ocurrir a un terreno cohesivo por razones de consolidación. Debe entonces ser mejorado este suelo. La compactación no es seguramente el único método de mejora de suelos, aún si es uno de las más económicos y populares. Existen varios otros métodos, por ejemplo: las inyecciones, el congelamiento, la vibro fluctuación, la precompresión, los drenes, la estabilización con materiales como la cal o las cenizas. 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.
OBJETIVOS GENERALES
Básicamente nuestro objetivo fundamental es: Determinar en el laboratorio el peso unitario máximo del suelo seco ( γd máx) que puede alcanzar un suelo, así como el contenido óptimo de agua (w O) a que deberá hacerse la compactación.
Aumentar la resistencia mecánica del suelo y disminuir su capacidad de deformación.
Se busca aumentar el peso específico del suelo (densidad) disminuyendo su volumen de vacíos.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Determinar, en un suelo granular, la relación entre la densidad seca y la humedad para una energía de compactación y definir la densidad seca máxima y su humedad correspondiente, denominada óptima, que se puede conseguir con ese suelo en el laboratorio.
Garantizar las características mecánicas necesarias del suelo
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FUNDAMENTO TEORICO
COMPACTACION.- Proceso de empaquetamiento de las partículas de suelo más cercanamente posible por medio mecánico aumentando la densidad seca. La compactación consiste en un proceso reiterativo, cuyo objetivo es conseguir una densidad específica para una relación óptima de agua, al fin de garantizar las características mecánicas necesarias del suelo. OCH optimo contenido de humedad del suelo q produce una máxima densidad seca. Máxima Densidad Seca usando una compactación al OCH. Compactación Relativa porcentaje entre la densidad seca del suelo y su máxima densidad seca. Densidad seca – Contenido de humedad relación entre densidad seca y el contenido de humedad bajo un esfuerzo de compactación. MOLDES PROCTOR
LA ENERGIA DE COMPACTACION
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PROCTOR MODIFICADO ASTM D 1557 Se proporciona 3 métodos alternativos METODO "A"
•Molde.- 4 pulg. de diámetro (101,6mm) •Material.- Se emplea el que pasa por el tamiz Nº 4 (4,75 mm). •Capas.- 5 •Golpes por capa.- 25 •Uso.- Cuando el 20% ó menos del peso del material es retenido en el tamiz Nº 4 (4,75 mm). •Otros Usos.- Si el método no es especificado; los materiales que cumplen éstos requerimientosde gradación pueden ser ensayados usando Método B ó C
METODO "B"
•Molde.- 4 pulg. (101,6 mm) de diámetro. •Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz de 3/8 pulg (9,5 mm). •Capas.- 5 •Golpes por capa.- 25 •Usos.- Cuando más del 20% del peso del material es retenido en el tamiz Nº 4 (4,75mm) y20% ó menos de peso del material es retenido en el t amiz 3/8 pulg (9,5 mm). •Otros Usos: Si el método no es especificado, y los materiales entran en los requerimientos degradación pueden ser ensayados usando Método C. METODO "C"
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 ta miz ¾ pulg (19,0 mm). •El molde de 6 pulgadas (152,4 mm) de diámetro no será usado con los métodos A ó B. Nota: Los resultados tienden a variar ligeramente cuando el material es ensayado con el mismo esfuerzo de compactación en moldes de diferentes tamaños.
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GRAFICO DE LA RELACION HUMEDAD – DENSIDAD
F ormula:
EQUIPOS Y MATERIALES Los materiales a utilizar son los siguientes:
Molde
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balanza
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Tamices
Horno
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espátula
bandeja
Lo que primeramente hicimos es extender la muestra y dejar secar al aire bajo insolación, es decir a la intemperie por efecto del sol y viento.
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De la muestra ya seca y mezclada en proporciones de 65% y 35%, cuarteamos porciones de 5 – 6 Kg. para que seguido a ello comencemos a tamizar usando la zaranda de ¾.
Una vez realizado el paso anterior se procede a pesar en la balanza la cantidad de 5500gr para cada una de las pruebas que en este caso constaran de 4, con diferentes porcentajes de agua.
luego debe ser mezclado homogéneamente las muestras con la cantidad de agua necesaria en porcentajes que van desde 2%, 4%, 6%, 8% del peso total de la muestra para alcanzar el contenido de humedad basado en porcentaje de peso seco, además se debe asegurar, el curado correspondiente en bolsas herméticas , durante 24 horas .
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Pasadas las 24 horas, se pesa el molde de compactación, sin incluir la base ni el collar y medimos las dimensiones internas del molde para determinar su volumen, esto antes de iniciar la debida compactación.
Seguido a ello se compacta el suelo, aplicando 56 golpes sobre cada una, de las 5 capas con el pisón y dando golpes por acción de caída libre, est o según el método de proctor modificado y conforme el método C.
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Una vez terminado la compactación de las 5 capas, retiramos cuidadosamente el collar del molde y enrasamos la superficie de suelo a nivel del plano superior del molde. Para así Pesar el molde con el suelo compactado y enrasado.
Extraemos el suelo del molde y tomamos una muestra representativa tanto de la 1ra como la 5ta capa de suelo, la pesamos y llevamos al horno por 24 horas y determinar el contenido de humedad. Finalmente Calculamos el peso unitario seco y hacemos un grafico de d γd versus w Obtener la densidad seca máxima y la humedad óptima asociada.
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CUADRO DE DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO:
RELACION DE HUMEDAD – DENSIDAD PROCTOR ENSAYO:COMPACTACION PROCEDENCIA: CANTERA ISLA - CANTERA CHULLUNQUIANI PORCENTAJE DE MESCLA: 35% - 65% METODO: PROCTOR MODIFICADO METODO “C”
FECHA: 29-05-2012 PESO TOTAL DE LA MUESTRA: PESO INICIAL
№ DE
MUESTRA
№1
№2
№3
№4
2104.92
2095.93
2104.92
2095.93
6100
6328
6100
6328
P M.H. + MOLDE (gr.)
10241
10757
10816
11100
PESO DE LA M.H. (gr.)
4141
4429
4716
4772
DENSIDAD HUMEDA 3 (gr/cm )
1.97
2.11
2.24
2.28
VOLUMEN DEL MOLDE 3 (cm ) PESO DEL MOLDE (gr.)
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CONTENIDO DE HUMEDAD: №
1
MUESTRA
Superior 29.58 204.37 199.38 4.99 159.8 3.12
P.T PT+MH PT+MS Ww Ws W% promedio W%
2 inferior 38.65 162.38 160.47 1.91 121.82 1.57
Superior 39.67 166.93 176.53 6.07 130.79 4.64
2.35%
3 inferior 40.56 155.19 150.37 4.82 109.81 4.39
Superior 39.65 126.95 139.35 6.3 99.7 6.32
4.52%
4 inferior 37.5 143.11 141.3 6.81 103.8 6.56
6.44%
Superior 23.87 104.44 98.48 5.96 74.61 7.99
inferior 22.97 139.38 130.85 8.53 107.88 7.91
7.95%
CUADRO DE RESUMEN DE RESULTADOS:
RELACION DE HUMEDAD – DENSIDAD PROCTOR ENSAYO:COMPACTACIONPROCTOR MODIFICADO PROCEDENCIA: CANTERA ISLA - CANTERA CHULLUNQUIANI PORCENTAJE DE MESCLA: 35% - 65% METODO: PROCTOR MODIFICADO METODO “C”
FECHA: 30-05-2012 PESO TOTAL DE LA MUESTRA: PESO INICIAL № DE
MUESTRA
1
2
3
4
DENSIDAD HUMEDA 3 (gr/cm )
1.97
2.11
2.24
2.28
%w
2.35%
4.53%
6.44%
7.95%
1.92
2.02
2.10
2.11
DENSIDAD DEL SUELO SECO 3 gr/cm
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F ormula:
GRAFICO DE LA CURVA DE COMPACTACION:
2.15
CURVA DE COMPACTACION
2.1
) c c / 2.05 r g ( A C E S D A D I S 2 N E D
1.95
1.9 0.00%
1.00%
2.00%
3.00%
4.00%
5.00%
6.00%
7.00%
8.00%
9.00%
10.00%
% DE HUMEDAD
CONTENIDO DE HUMEDAD OPTIMO = 7. 90 % MAXIMA DENSIDAD SECA = 2.11 gr / cm 3
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OBSERVACIONES
Durante la realización del ensayo pudimos evidenciar lo siguiente:
Las capas de suelo deben tener un espesor similar y los golpe dados por el pison deben distribuirse uniformemente
Se deberá tener especial cuidado al retirar la extensión del molde de modo de no despegar la última capa compactada.
Es conveniente engrasar las paredes internas del molde y extensión para facilitar las operaciones de extracción y alterar así lo menos posible las muestras compactadas.
Se producirá errores en determinación del óptimo contenido de humedad, si no se mezcla homogéneamente el suelo ya que no contara con una humedad uniforme.
RECOMENDACIONES
-Se recomienda no hacer uso de un contenido de humedad inferior al optimo ya que podría ocasionar un colapso de la estructura -De ser necesario, es aceptable compactar el material con un contenido de agua ligeramente mayor que su humedad óptima. -En una compactación en obra se debe tener en cuenta Las condiciones de clima ya que estos también controlan en gran medida la densificación de un suelo.
CONCLUSIONES
Por medio de los ensayos sé a podido determinar que por lo general la compactación es más eficaz en los materiales bien gradados que contienen una cantidad de finos que en los materiales de gradación uniforme que carecen de finos. De acuerdo a lo hecho en el laboratorio, es imperante hacer mención de la importancia que tiene este ensayo, en la mecánica de suelos. Porque 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
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Al realizar este ensayo se pudo observar que en una buena compactación podemos obtener los siguientes efectos de densificación:
Resistencia al cortante Compresibilidad Conductividad hidráulica La compactación es un proceso mecánico que consiste en densificar el suelo para remover el aire reduciendo al máximo la relación de vacíos. Este proceso es de suma importancia ya que lo requiere toda obra civil como:
Presas de tierra Terraplenes Pavimentos Vertederos de Residuos Sólidos Urbanos Estructuras de suelo reforzado Prefabricados Edificaciones
La compactación es una operación eficiente en suelos granulares. Las arcillas no se compactan, se amasan Del grafico de la curva de compactación en el lugar más empinado se dan las siguientes características:
Densidad seca máxima, humedad óptima Resistencia y rigidez Baja permeabilidad Los materiales más apropiados para compactar son limos arenosos y Arenas bien gradadas. Al realizar este ensayo se pudo observas que El grado de saturación de un material compactado con su densidad seca máxima y humedad óptima es cercano al 90%. En síntesis es primordial conocer para una debida compactación la relación entre la densidad seca y la humedad para una energía de compactación definiendo densidad seca máxima y su humedad correspondiente, denominada óptima, con el fin de evitar asientos una vez puesta en servicio la obra.
BIBLIOGRAFIA http://www.unalmed.edu.co/~geotecni/GG-17.pdf
http://es.scribd.com/doc/22806729/v1-Proctor-Modificado
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