Penetrometro Cono Dinamico

UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ

Laboratorio de mecanica de suelos II

UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ FACUL ACULT TAD DE INENI INENIERIAS ERIAS ! CIENCIAS CI ENCIAS "URAS CARRERA CARRER A ACADE#ICO "ROFESIONAL DE INENIERIA CIVIL


DOCENTE$ IN% IN % NIDIA COAQUIR COAQUIRA A A"AZA "RESENTADO "OR$ SULLCA SULLCA, Jean Carlos BORDA INGALUQUE, Dennis Reynaldo MENDOZA APAZA, Jhs Es!e"ani JARA CALLO#UANCA, Nery E$elyn QUISPE I%USACA, Jhon #& A'AMURO A'AMURO, Ade( B)))))))))))))))ROJAS B))))))))))))))) ROJAS MAMANI, Ja*elyn B)))))))))))))))SACACA B))))))))))))))) SACACA +ARGAS, aren Deysi

SEMESTRE: I+ -./0 1 SECCION: 2A3 1 AÑO: 4567



PENETROMETRO DINÁMICO DE CONO – DCP

1.- INTRODUCCIÓN: &

&

&

El DCP es una herramienta útil, simple, sencilla y multifuncional, su uso trae una gama de beneficios, además es muy utilizada en la actualidad para realizar auscultaciones in situ, Especialmente en el ámbito de la geotecnia (cuando un pavimento se encuentra durante su construcción o en su etapa de servicio! "im embargo, es necesaria una buena interpretación para determinar parámetros de dise#o finales más confiables, optimizando tiempo, dinero, recursos humanos y mecánicos! El penetrómetro dinámico de cono (DCP es una herramienta Para usos viales, se han desarrollado diferentes correlaciones entre los resultados del DCP y parámetros caracter$sticos del suelo, como el valor soporte relativo (C%&! "ENETRO#ETRO DINA#ICO DEuna correlación 'a estimación del peso unitario de un suelo a partir de CONO con la penetración del DCP permitir$a disminuir los tiempos en la determinación de pesos unitarios de terraplenes y sub rasantes mediante un mtodo económico y casi no) destructivo! 'a penetración mediante golpes con el DCP depende de la densidad relativa de los materiales y el perfil de resistencia del suelo a distintas profundidades, lo cual se obtiene contando el número de golpes necesarios para penetrar una distancia determinada!

2- REFERENCIAS NORMATIVAS:

& *"+ D)-./0)12, 3!4!5!E )06)16



3.- OBJETIVO: &

&

Este mtodo de ensayo cubre la medida de la razón (cantidad medida por otra cosa de penetración del penetrometro dinámico de cono (DCP con un martillo de 7 8ilogramos, a travs de un suelo inalterado o de materiales compactados! 'a razón de penetración puede ser de resistencia in situ, tales como el C%& (California %earing &adio! 'a masa unitaria del suelo tambin puede ser estimada (4ota 0 si se conocen el tipo de suelo y su contenido de agua! El DCP descrito en este mtodo de ensayo es t$picamente utilizado en aplicaciones relacionadas con pavimentos! Este mtodo de ensayo permite el uso opcional de un martillo deslizante de 9!- 8ilogramos en lugar del de 7 8ilogramos, si este último produce una penetración e:cesiva en suelos muy blandos!

4.- DEFINICIÓN DEL ENSAYO: &

Penetrometro dinámico de cono (DCP (con un martillo de 7 8ilogramos Es un dispositivo utilizado para evaluar la resistencia in ; situ de suelos inalterados o de materiales compactados! & *ccesorio de deslizamiento eneralmente va asegurado al yun=ue del aparato a la varilla inferior y se sostiene y se desliza sobre una escala! 3ndependiente o puede estar sostenida por una varilla e:terna y deslizar a lo largo de la varilla inferior al penetrómetro!

5.- USO Y SINIFICADO: &

Este mtodo de ensayo se usa para evaluar la resistencia in)situ de suelos inalterados y?o materiales compactos! 'a razón de penetración del DCP de 7 8ilogramos puede ser utilizada para estimar C%& in)situ (razón de soporte de california@ para identificar los espesores de las capas@ as$ como para estimar la resistencia al corte de las capas y otras caracter$sticas de los materiales =ue las constituyen!

&

E:isten otros mtodos de ensayo para penetrómetros con diferentes masas de martillo y tipos de puntas cónicas, los cuales tienen correlaciones =ue son aplicables únicamente a esos instrumentos espec$ficos!



&

El instrumento es t$picamente empleado para evaluar propiedades de los materiales a una profundidad hasta de 0!111 mil$metros baAo superficie! 'a profundidad de penetración puede ser incrementada utilizando e:tensiones en la varilla inferior@ sin embargo, si se emplean e:tensiones en la varilla inferior, se debe tener cuidado cuando se empleen las correlaciones para estimar otros parámetros, puesto =ue dichas correlaciones son solamente apropiadas para unas configuraciones espec$ficas del DCP! 'a masa y la inercia del dispositivo cambiaran y se producirá inevitablemente una resistencia adicional a la fricción a lo largo de las e:tensiones de la varilla!

&

El DCP de 7 8ilogramos puede ser utilizado para estimar las caracter$sticas de resistencia de suelos de grano fio y grueso, materiales de construcción y materiales dbiles modificados o estabilizados! El dispositivo no se puede emplear en materiales altamente estabilizados o cementados o en materiales graduales =ue contengan un gran porcentaAe de agregados ptreos cuyas part$culas con tama#os superiores a /1 mil$metros (B!

&

!. DESCRIPCIÓN DEL E"UIPO: El DCP de o 8ilogramos se muestra es=uemáticamente en la figura 0! Está constituido por los siguientes elementos

&

&

&



&

"e puede emplear un como de tipo desechable! 'a punta cónica desechable es sostenida en el lugar con un aro de presión, el cual permite a la punta zafarse fácilmente cuando la varilla es tirada hacia arriba luego de completado el ensayo! El cono de tipo desechable se muestra es=uemáticamente en la figura 2!

"e deben cumplir las siguientes tolerancias

& & & & &

'a tolerancia en el peso del martillo de 7 8ilogramos es 1!101 8g! 'a tolerancia en el peso del martillo de 9!- 8g es 1!101 8g! 'a tolerancia en la altura de ca$da de /6/ mm es 0 mm! 'a tolerancia en el ángulo de la punta del cono de -1F es 0F 'a tolerancia en la base de medida del cono de B1 mm es 1!B/ mm!

F#$%&' 1. E()%*+' ,* D#(/(#0#/ DCP



F#$%&' 2. C// R*%0##'*

F#$%&' 3. C// D*(*6'* *demás del penetrometro dinámico de cono (PDC, se re=uiere el siguiente e=uipo

& Gerramientas para ensamblaAe del PDC & *ceite lubricante & 'lave para atornillar



7.- PROCEDIMIENTO:

-

AR#ADO ! ASEURA#IENTO DEL EQUI"O

Primeramente se ha verificado el e=uipo antes de comenzar el ensayo, pasamos a utilizar el factor maso B de 9!- 8ilogramos con punta fiAa =ue se utiliza para todo tipo de suelos arcillosos, blandos! - El encargado de utilizar la herramienta sostiene el dispositivo a travs de una maniAa en posición vertical, de manera =ue caiga a la altura especificada! 'uego medimos y registramos la penetración total para un determinado número de golpes - El pdc es sostenido verticalmente y la punta es asentada de tal manera =ue la parte más ancha del cono se encuentre a nivel con la superficie del material a ser ensayado! En ese instante, se toma una lectura inicial de la varilla graduada o de la regla separada para la medición!

8.- CÁLCULOS E INTERPRETACIÓN LECTURA DES"UES DEL OL"E '()'*)+',* -

El C%& estimado in)situ se calcula utilizando el $ndice DCP (columna - de la tabla 0 y una tabla como la tabla B, para cada Auego de lecturas! 'a penetración por golpe se emplea para ser dibuAada, relacionándola con la profundidad! 'a penetración por golpe se emplea para estimar el C%& in)situ o la resistencia al corte, utilizando

alguna correlación apropiada! Por eAemplo, la correlación entre la penetración por golpe (DCP H E' C%& =ue se muestra en la +abla B ha sido derivada de una ecuación recomendada por el cuerpo de ingenieros del eArcito de los Estados


CBR

&

=

292 112

( PDC )

Esta ecuación es usada para todos los suelos, menos para los =ue clasifi=uen como C' y tengan un C%& inferior a 01 y los suelos CG, para los cuales el Cuerpo de 3ngenieros del EArcito de los Estados
=

1 2

(0.017019 x PDC )

"uelos CG CBR

&

&

=

1 0.002871 x PDC

'a elección de una correlación apropiada es materia del buen Auicio profesional! En razón de ello, el 3nstituto 4acional de 5$as acepta cual=uier fórmula determinada a partir de e:periencias regionales, siempre =ue se encuentre debidamente sustentada y =ue su obtención haya sido confiable! "i e:isten diferentes capas en el material ensayado, se observa un cambio en la pendiente de la gráfica =ue relaciona el número de golpes con la penetración! 'a interfas e:acta es dif$cil de definir por=ue, en general, siempre e:iste una zona de transición entre capas! El espesor de la capa puede ser definido por la intersección de las l$neas =ue representan la pendiente promedio de capas adyacentes!
8.1.- FORMAS DE EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS DEL ENSAYO DCP:



8.1.1.- C%&' DCP &

Consiste en una representación del progreso de la penetración del e=uipo a travs de la estructura del pavimento en profundidad!

8.1.2.- 9,#* ,* P**0&'# / N%+*&/ DN: &

Es el número =ue define la penetración a travs de una capa espec$fica medida en mm?golpe! El D4 representa la pendiente de las rectas de la curva DCP!

8.1.3.- D#'$&'+' E(0&%0%&' &

Esta representación deriva de la curva DCP! En ordenadas se indica la profundidad y en abscisas el D4@ cuando este número es constante significa una uniformidad en las propiedades del material, y su variación implica un cambio en el material o bien un cambio de capas!

;.- PRECISIÓN

&

Precisión ; se ha determinado =ue la desviación estándar de la respetabilidad en el campo y en el laboratorio es menor de Bmm por golpe! 4o es posible determinar los l$mites de reproductibilidad para este ensayo de campo, dado =ue el ensayo es destructivo por naturaleza y las muestras no son homogneas y, por lo tanto, no se pueden replicar en el laboratorio ni en humedad ni en densidad!

1<.- CONCLUSIÓN El ensayo realizado es de facil uso y transporte ya =ue nos da unos resultados casi e:actos!

11.- RECOMENDACIONES 'os ensayos debemos de realizarlo en dos turnos para e mayor aprendizaAe delosistrumentos.

CUADRO 1


Laboratorio de mecanica de suelos II *'+<&* E4 C*PL (mm

4 >L'PE"

D3"+*4C3*" L%+E43D*"

J*C+L& DE *"L

00BB 00100.017/ 0169 01-B 019. 012B 0102

< 1 1 1 1 1 1 1 1

1 0B26 97 -1 62 .1 01.

2 2 2 2 2 2 2 2 2

TABLA 1 1 = ,* $/* ( ' , , , , , , , ,

2

3

4

5

!

7

8

Penetracio n acunulada (mm

Penetracio n entre lecturas (mm

Penetracio n por golpe (mm

Jactor del martlll o

3ndice PDC mm?golp e

C%& K

Gumedad K

,,++ ,,'( ,,-( ,'.* ,'01 ,'(+ ,'1,'/+ ,',/

& ,( +( /0 1. (' 0/ -' ,'-

) 0B26 97 -1 62 .1 01.

& + + + + + + + +

) 2B /B 69 .0B1 09071 B07

) -!1B 2!/ B!2/ 0!60!26 0!12 1!76 1!61

)

CALCULO DEL CBR CBR

=

CBR

=

CBR

=

CBR

=

292 112

( 32 )

292 112

(52 )

292 112

( 74 )

292 112

(96 )

= 6.02

=3.5

=2.35

=1.76


Laboratorio de mecanica de suelos II CBR

=

CBR

=

CBR

=

CBR

=

292 112

(120 )

292 112

( 146 )

292 112

(180 )

292 112

( 218 )

=1.37

=1.03

=0.87

=0.70

,+'

,','' -'

0/

.'

(' 3ro4undidad &&5mm6

('

1. /0 +(

1' +'

,(

' ' '

'%+

'%1

'%(

numero de 2ol3es

'%.

,

,%+


Laboratorio de mecanica de suelos II ,+'

,'-

,''

-' 0/

.' (' ('

3ro4undidad 5mm6

1. /0

1' +' ' ' '

+( ,(

*'

,''

,*'

+''

+*'

DN 5mm)2ol3e6

CUADRO 2 *'+<&* E4 C*PL (mm

4 >L'PE"

D3"+*4C3* L%+E43D*

J*C+L& DE *"L

0000 001/ 0011 01.01.2 01.1 01// 0110 ./9

1 0 0 0 0 0 01 06 0/

1 00 0/ 07 B0 /001 0/6

0 0 0 0 0 0 0 0 0

TABLA 2 1 = ,* $/* (

2

3

4

5

!

7

8

Penetracio n acunulada (mm

Penetracio n entre lecturas (mm

Penetracio n por golpe (mm

Jactor del martlll o

3ndice PDC mm?golp e

C%& K

Gumedad K

0

1111

-

-

1105

6

1

1100

11

1

1096

15

1

1093

18

1

1090

21

10

1055

56

17

1001

110

15

954

157

! 11 15 18 21 5.! !.5 1<.5

) 2.!B/ 0.!B0 09!16 00!96 .!-/ 9B!91 2/!7. B1!.6

)

1

! 11 15 18 21 5.! !.5 1<.5

1 1 1 1 1 1 1 1



CALCULO DEL CBR CBR

=

CBR

=

CBR

=

CBR

=

CBR

=

CBR

=

CBR

=

CBR

=

292 112

(6 )

=39.25

292 112

( 11)

292 112

(15 )

292 112

( 18 )

292 112

(21 )

=19.91

=14.07

=11.47

= 9.65

292 112

( 5.6 )

292 112

(6.5 )

=42.40

=35.89

292 112

( 10.5 )

=20.97


Laboratorio de mecanica de suelos II ,.' ,*0

,(' ,1'

,,'

,+' ,''

3ro4undidad 5mm6

.' *(

(' 1'

+, ,. +' ( ' ' ,* ,, '

+

1

(

.

,'

,+

,1

,(

,.

numero de 2ol3es

M

,.' ,*0

,(' ,1' ,,'

,+' ,''

3ro4undidad 5mm6

.' ('

*(

1' +' ' ' '

( *

,, ,'

,*

,*

DN 5mm)2ol3e6

,.

+,

+'

+*



E7TRACCION DE LA "UNTA "ERDIDA DEL "ENETRO#ETRO DINA#ICO DE CONO

Penetrometro Cono Dinamico

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