Ensayos de Laboratorio Ingeniería Civil UCV

INTRODUCCION A LA INGENIERIA

ENSAYOS DE LABORATORIO

1. GENERALIDADES Los ensayos se hacen para la clasificación general de los suelos, para el control de la construcción y para determinar la resistencia del suelo.

2. CLASIFICACION CLASIFIC ACION DE ENSAYOS 2.1. Ensayos Generales

Estos ensayos se usan para identificar suelos de modo que puedan ser descritos descrit os y clasificados clasificado s adecuadamente. adecuadament e. Los ensayos generales son: -

Ensayo del Peso Especifico.

-

Análisis de Granulométrico. Granulométrico.

-

Ensayos de la plasticidad. plasticidad .

2.2. Ensayos para la Inspección ó Control

Estos ensayos se usan para asegurar que los suelos se compactan adecuadamente durante la construcción, de modo que se cumplen las condiciones impuestas impuestas en el proyecto. proyecto. Estos ensayos ensayos son: -

Ensayo del Contenido de Humedad.

-

Determinación Determinación del peso unitario o densidad.

-

Ensayo de compactación compactaci ón para el contenido optimo de humedad.

2.3. Ensayos De Resistencia

Estos ensayos se usan para determinar la capacidad de carga de los suelos y si son adecuados adecuados para usarlos en la construcción. construcción. Los ensayos de Resistencia Resistencia son: -

Ensayo de California Bearing Ratio (CBR)

-

Ensayo de comprensión con muestra no confinada.

-

Ensayo de carga sobre una placa.

-

Ensayo con tráfico.

DOCENTE: ING. RICARDO DELGADO ARANA

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3. CANTIDAD DE SUELO NECESARIA EN LOS ENSAYOS El proceso de reducir una muestra representativa a un tamaño conveniente, o de dividirá en dos o más partes con el fin de efectuar ensayos con ellas, recibe el nombre de cuarteo

3.1. Cuarteo de muestras que pesan más de 50 kg. -

Se mezcla y amontona la muestra sobre la lona.

Las paladas deben

verterse en el centro formando un cono, de modo que el suelo al mezclarse ruede hacia la base por todas las direcciones.

-

Aplastar el cono con una pala, extendiendo el material y formando una capa circular de espesor uniforme.

-

Se inserta inserta un palo o tubo bajo el centro centro de la pila pila (por (por debajo debajo de la lona) lona) y se levantan ambos extremos, extremos, quedando quedando dividida dividida la muestra en dos partes. Se saca el palo dejando la lona con un doblez.

-

Se inserta de nuevo el palo bajo el centro de la pila, debajo de la lona, formando ángulo recto con la primera división, y otra vez se vuelven a levantar ambos extremos. La muestra queda dividida en cuatro partes.

-

Se descartan dos cuartas partes situadas diagonalmente, diagonalmente, teniendo cuidado en limpiar la lona de finos.

-

El

material

que

queda queda

se

vuelve vuelve

a

mezclar mezclar

tomando

alternativamente alternativamente de cada cada un una a de las las dos cuartas partes. partes.

paladas

Se repite repite el

proceso de cuarteo hasta que la muestra queda reducida al tamaño deseado.

3.2. Cuarteo de muestras que pesan de 10 a 50 kg -

Se apila la muestra muestr a sobre la lona y se mezcla elevando alternativamente alternat ivamente las esquinas de esta tirando hacia la muestra, como si se tratara de doblar la






3.3. Cuarteo de muestras que pesan menos de 10 kg

-

Colóquese la muestra sobre la lona o una hoja limpia de papel. Mézclese enteramente con la paleta y fórmese un montón cónico.

-

Allanar el cono, apretando hacia abajo con la paleta.

-

Dividir en cuartos cuartos con la paleta y descartar dos de llas as cuartas cuartas partes partes opuestas diagonalmente.

4. SECADO DE MUESTRAS Todas las muestras que se usen para ensayos deben ser secadas al aire o en estufa.

4.1. Secado al aire

-

Para secar el material al aire aire se coloca coloca en bandejas bandejas o se extiende sobre una lona exponiéndole a los rayos del sol directamente, o a una corriente de aire. Para acelerar el secado se le agita frecuentemente o se revuelve.

-

En atmosfera seca¸ el material se seca seca ta también mbién fácilmente dentro del laboratorio laboratori o o a la sombra. Un ventilador arrojando aire sobre la muestra, aumenta grandemente el proceso de evaporación.

-

En laboratorios semipermanentes semipermanentes deben construirse anaqueles o estantes de secado, situándolos en la pared, sobre la estufa, donde circula aire caliente.

-

Cuando el tiempo para secar está limitado y en atmosfera húmeda, puede ser necesario un secado de muestra al aire, colocándola en la estufa con la temperat temp eratura ura regulada regu lada entre ent re 150°F 150°F y 180°F 180°F (66°C (66°C y 83°C). 83°C). Esta Est a temperatur temper atura a se puede obtener usando solamente un quemador del hornillo o manteniéndolo la llama baja.






4.2. Secado en Estufa

-

Para este tipo de secado se pone pone la muestra en un recipiente descubierto y se coloca en la estufa, que se mantiene entre 220°F (105°C) y 250°F (121°C). (121°C). Esto requerirá ambos quemadores del hornillo. Algunas muestras se secan en pocas horas, otras necesitan pasar una noche. No colocar el recipiente cerca de la llama.

5. ENSAYOS 5.1. Contenido de Humedad -

Objetivo del ensayo El presente modo operativo establece el método de ensayo para determinar el contenido de humedad de un suelo. Determinar la relación expresada como porcentaje del peso del agua en una masa dada (muestra de suelo) al peso de las partículas solidas.

-

Marco teórico El contenido de humedad (w) es relación entre el peso de agua libre más la absorbida en la Muestra (Mesh) y el peso de la muestra seca al horno (Mesd) a una temperatura constante de Aproximadamente 105 ºC ± 5 ºC durante 16 horas. Si el suelo contiene material orgánico la Temperatura no debe exceder 60°C para evitar alterar las sustancias que lo constituyen. La temperatura temperat ura debe ser, por po r norma, de 110±5 °C. °C. El secado a esa temperatura evapora Solo el agua libre más la absorbida en los poros, el agua químicamente ligada permanece en El suelo a esa temperatura lo indica que existe una cantidad apreciable de agua en el suelo Después de secado seca do al horno hor no a 110°C. 110°C.






5.2. Granulometría -

Objetivo del ensayo Los ensayos granulométricos tienen por finalidad determinar en forma cuantitativa la distribución de las partículas del suelo de acuerdo a su tamaño. Esta norma describe el método para determinar los porcentajes porcentaj es de suelo que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta el de 74 mm (N°200).

-

Marco teórico Según Sean Las Características De Los Materiales finos de la muestra, el análisis con tamices se hace, bien con la muestra entera, o bien con parte de ella después de separar los finos por lavado. Si la necesidad del lavado no se puede determinar por examen visual, se seca en el horno una pequeña porción porción húmeda del material y luego de examina su resistencia resistencia en seco rompiéndola entre los dedos. Si se puede romper fácilmente y el material fino se pulveriza bajo la presión de aquellos, entonces el análisis con tamices se puede efectuar sin previo lavado.

5.3. Limite plástico e índice de plasticidad -

Objetivo del ensayo Es la determinación determinac ión

en el laboratorio laborator io el límite plástico de un suelo y el

cálculo del índice de plasticidad (IP) si se conoce el limite liquido (LL) del mismo suelo.

-

Marco teórico Los límites se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino solo pueden existir 4 estados de consistencia según su humedad. Así, un suelo






Los ensayos se realizan en el laboratorio y miden la cohesión del terreno y su contenido de humedad, para ello se forman pequeños cilindros de 3mm de espesor con el suelo. Siguiendo estos procedimientos se definen tres límites:

a) Límite líquido: Cuando el suelo pasa de un estado semilíquido a un estado plástico y puede moldearse. Para la determinación determinación de este límite se utiliza la cuchara de Casagrande.

b) Límite plástico: Cuando el suelo pasa de un estado plástico a un estado semisólido y se rompe.

c) Límite de retracción o contracción: Cuando el suelo pasa de un estado semisólido a un estado sólido y deja de contraerse al perder humedad.

5.4. Gravedad especifica de los suelos -

Objetivo del ensayo Este método operativo operativo es utilizado para determinar determinar el peso especifico de los suelos por medio del picnómetro, siendo el peso especifico, la relación entre el peso en el aire de cierto volumen de sólidos sólidos a una temperatura temperatura conocida conocida y el peso en el aire del mismo volumen de agua destilada y a la misma temperatura.

5.5. Compactación de suelos en el laboratorio utilizando una energía modificada -

Objetivo del ensayo Ensayo que abarca los procedimientos de compactación usados en laboratorio para determinar la relación entre el contenido de agua y peso unitario seco de de los los suelos suelos compactados compactados en moldes de 4 ó 6 pulgadas de








5.6. Ensayo para determinar la densidad de los suelos en el campo por el método del cono de arena MTC E117-2000 E117-2000 – ASTM D1556 -

Objetivo del ensayo Se usa el método de ensayo estándar para determinar la densidad y peso unitario del suelo in situ mediante el método del cono de arena.

5.7. CBR de los suelos suelos

(laboratorio)

MTC E132 2000 –ASTM

D1883 –

AASHTO T193.

-

Objetivo del ensayo Es el ensayo que determina el índice de resistencia de los suelos, denominado denominado valor de

relación de soporte

Ratio). Ensayo que se realiza

o

CBR

(California Bearing

en el suelo preparado en laboratorio, en

condiciones determinadas de humedad y densidad; idénticamente se realiza en muestras inalteradas

5.8. CBR en el terreno (CBR IN SITU) MTC E 133 – 2000 – ASTM D 4429 -

Objetivo del ensayo Este procedimiento es para determinar la relación de soporte CBR in situ, mediante la comparación entre la carga de penetración del suelo y la de un material estándar de referencia. Este método de ensayo sirve para la evaluación de la calidad de la subrasante, subrasant e, de la base y la sub base.

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