MEC ME C NI NICA CA DE SU SUEL ELOS OS I UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU
INTRODUCCIÓN Compactar es la operación previa, para aumentar la resistencia superficial de un terreno sobre el cual deba construirse una carretera y otra obra. Aplicando una cantidad de energía la cual es necesaria para producir una disminución apreciable del volumen de hueco del material utilizado. La compactación se define como un proceso mecánico mediante el cual se logra la densificación del suelo al reducirse los espacios vacíos por la expulsión de parte del aire contenido en ellos a través de la aplicación de una determinada carga. No todo el aire puede ser expulsado durante este proceso por lo que el suelo se considera parcialmente saturado. para tener bien definidas estos parámetros necesitamos del control de compactación las cuales se realizan principalmente mediante tres métodos que nos permiten hallar la densidad y el peso unitario de los suelos estos métodos son Densidad del suelo por el Cono de Arena (ASTM D 1556). Densidad y peso unitario por el Globo Globo de Hule (ASTM –2167). Densímetro nuclear (ASTM D 2922 y D 3017). De las cuales en el presente trabajo solo abordaremos el método del globo de hule o volumetría. El procedimiento es similar al del método del Cono de arena; se hace un hueco de prueba y se determinan el peso húmedo del suelo retirado del hueco y su contenido de agua. Sin embargo, el volumen del hueco se determina introduciendo a éste un globo de hule Con agua de un recipiente calibrado, del cual el volumen se lee directamente.
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OBJETIVO
Determinar el grado de compactación del campo a partir de una muestra de suelo.
Determinar la densidad seca del suelo ya compactada.
Determinar la masa de la muestra extraída del suelo.
Determinar el volumen de la muestra a partir de Globo de Hule.
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MÉTODO VOLUMÉTRICO PARA EL CONTROL DE COMPACTACIÓN 1. DEFINICIÓN DE COMPACTACIÓN: Se entiende por compactación la aplicación mecánica de cierta energía o cantidad de trabajo por unidad de volumen, para lograr una reducción de los espacios entre las partículas sólidas de un suelo. Con el objeto de mejorar sus características mecánicas. Al obtener un mejor acomodo de las partículas y la expulsión del aire que contiene el suelo, se produce un aumento de su peso específico o volumétrico, 2. PARÁMETROS QUE INFLUYEN EN EL CONTROL DE COMPACTACIÓN En la actualidad el control de compactación de campo se hace con base en mediciones de peso volumétrico del material. El peso volumétrico de campo se fija en base a una prueba de laboratorio, la obtención del peso volumétrico seco máximo. 2.1. Peso volumétrico o peso específico del suelo:
Es la relación entre el peso de la masa y el volumen que ocupa, expresándose de la siguiente forma.
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A partir del peso volumétrico de la masa del suelo y su correspondiente contenido de agua, se puede determinar el peso volumétrico seco en la forma siguiente:
Siempre sucede que el peso volumétrico de campo no sea idéntico al peso volumétrico seco máximo. La diferencia entre ambos valores tradicionalmente se mide a través del concepto del grado de compactación. 2.2. Grado de compactación:
Es la relación expresada en porcentaje entre el peso volumétrico seco del lugar y el correspondiente peso volumétrico seco máximo obtenido en laboratorio expresándose de la siguiente forma:
) ( Es práctica común obtener el peso volumétrico haciendo una pequeña excavación que se conoce con el nombre de cala volumétrica, de la cual se obtiene el peso extraído y el volumen de dicha excavación.
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3. MÉTODOS PARA OBTENER EL PESO VOLUMÉTRICO DE CAMPO Existe gran diversidad de métodos para la obtención del peso volumétrico en campo, los cuales en determinado momento deberán adaptarse al tipo de material y a las condiciones en que este se encuentre. La determinación del peso específico o volumétrico en el lugar, consiste esencialmente hacer una excavación en el sitio de prueba elegido (cala volumétrica). Pesar el material extraído y relacionar este peso con el volumen del sondeo. Dicho volumen se determina por lo siguiente métodos:
3.1. Cono de arena: 3.2. Trompa arena 3.3. Medidor hidráulico 3.4. Empleo de la membrana delgada de plásticos y agua 3.5. Método basado en el principio de Arquímedes 3.6. Método nuclear.
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METODO DEL BALON DE HULE
La prueba consiste en efectuar un sondeo de forma regular cubica o cilíndrica cuyo volumen aproximado sea de 100 decímetros cúbicos o más. Una vez terminado el sondeo, se coloca la tela de plástico cubriendo las paredes y piso de dicho sonde. Se vierte agua sobre la tela de plástico hasta llenar el sondeo, utilizando un probeta se anota el volumen de agua que se necesitó para llenar el sondeo como volumen de sondeo. PREPARACION DEL APARATO.
Desmontar las tres barras del aparato
Separar el tubo de la base
Poner la membrana por el tubo
Coloque el tubo nuevamente
Ajuste ligeramente las tuercas
Llene con agua el tubo
Agite con cuidado el aparato para eliminar las burbujas de aire
Ajustar las tuercas de manera que el tubo quede bien cerrado para evitar el
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PROCEDIMIENTO DE CAMPO.
Prepare la superficie de lugar donde se realizara el ensayo para que se encuentre nivelado.
Coloque el aparato en el sitio donde se hará el agujero y tomar una lectura inicial en el indicador de volumen del recipiente calibrad.
Después de tomar la lectura inicial delinear el contorno del agujero de la base.
Retirar el aparato del lugar y cavar un agujero en el centro delineado. Tener cuidado al excavar el hoyo de prueba para que la tierra alrededor del borde superior del agujero no se altere.
Coloque toda la tierra extraída del agujero en un recipiente hermético para luego determinar el contenido de humedad. El agujero del ensayo deberá ser de una profundidad tal que el volumen mínimo cumpla con la siguiente tabla. MAXIMO TAMA O DE PARTICULA Nº 4 1/2" 3/4" 1"
VOLUMEN MINIMO DEL AGUJERO (cc) 450 600 700 750
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Determinar el peso de toda la tierra húmeda retirada del agujero, luego secar a temperatura constante y determinar el peso seco; la temperatura deberá ser tal que el material no sea sobrecalentado ya que esto puede eliminar material que no sea humedad, provocando una lectura errónea del contenido de humedad.
Se coloca nuevamente el aparato en el encaje de la placa de base
Se abre la válvula de control y se bombea el balón dentro del agujero, se anota el punto más bajo que alcanza el agua en el recipiente.
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CONCLUSIONES
Durante la realización del ensayo del Globo de Hule se determinó satisfactoriamente la densidad seca en sitio del suelo.
Los datos que se obtengan en dicho ensayo deben ser tomados con sus unidades y decimales correspondientes, a la hora de sacar cálculos y resultados pueden haber errores de lo contrario.
Es necesario utilizar durante toda la práctica los mismos equipos con los que se inició, cada equipo tiene una calibración, peso y condición única.
Los equipos a utilizar se deben encontrar en buenas condiciones (sin abolladuras, perforaciones, hornos y balanzas bien calibrados).Esta práctica es muy interesante ya que por medio de ella podemos conocer el grado de compactación de una capa en campo, es muy sencilla, no necesita mucho tiempo, además de que la información que nos proporciona es muy cercana a la realidad.
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