INFORME DE COMPACTACION DE SUELOS METODO PROCTOR ESTADAR
CATEDRA: CATEDRATICO: ALUMNOS:
MECANICA DE SUELOS 1 JUAN BERNALDO SABUCO
AROTOMA ROMERO RANDY CCENCHO QUISPE ROBINSON MELCHOR MERGE CARLOS DARIO ROJAS ONCEBAY DEYSI ROMERO ZENTENO LUIS ANGEL ZAVALA CHUQUIN MOISES EDUARDO
18 DE DICIEMBRE DE 2017 FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL- UNCP HUANCAYO- PERÚ
Contenido 1.
OBJETIVOS: ..................................................................... ............................................................................................................................ ....................................................... 2 OBJETIVO GENERAL: ...................................................................... .................................................................................................................. ............................................ 2 OBJETIVOS ESPECIFICOS: .............................................................. ........................................................................................................... ............................................. 2
2.
GENERALIDADES............................................................ .................................................................................................................... ........................................................ 3
3.
FUNDAMENTOS TEORICOS .................................................................. ................................................................................................... ................................. 4 Definiciones: ................................................................................................................... .............................................................................................................................. ........... 4 METODO "A" .................................................................. ......................................................................................................................... ....................................................... 5 METODO "B" .................................................................. ......................................................................................................................... ....................................................... 6 METODO "C" .................................................................. ......................................................................................................................... ....................................................... 6
4.
DESARROLLO: ................................................................. ........................................................................................................................ ....................................................... 7 EQUIPOS Y MATERIALES: .............................................................. ........................................................................................................... ............................................. 7 PROCEDIMIENTO: .................................................................................................................... .................................................................................................................... 11
5.
CALCULOS: ...................................................................... ........................................................................................................................... ..................................................... 16 DATOS OBTENIDO EN EL LABORATORIO: ............................................................ ................................................................................ .................... 16 GRAFICA OBTENIDA POR EL EXCEL RESPECTO A LOS DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO: ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 17
6.
CRONOGRAMA .............................................................. .................................................................................................................... ...................................................... 18
7.
CONCLUSIONES ............................................................. ................................................................................................................... ...................................................... 19
8.
RECOMENDACIONES ................................................................. ........................................................................................................... .......................................... 20
9.
ANEXOS .............................................................. ............................................................................................................................... ................................................................. 21
COMPACTACION DEL SUELO EN LABORATORIO UTILIZANDO UNA ENERGIA ESTANDAR (PROCTOR ESTANDAR)
1. OBJETIVOS: OBJETIVO GENERAL:
Determinar la relación densidad máxima-humedad optima del suelo (curva de compactación) utilizando una energía estándar (proctor estándar) haciendo referencia de la norma: NTP 339.142: 339 .142: Suelos. Método de ensayo para la compactación del suelo en laboratorio utilizando una energía estándar (600 kN-m/m3).
OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Determinar el procedimiento de ensayo y el método usado para la preparación preparación teniendo en cuenta la muestra de suelo.
Calcular el peso volumétrico húmedo, contenido de humedad y peso volumétrico seco de la muestra de suelo.
Graficar la curva de compactación para determinar la densidad máxima-humedad optima
2. GENERALIDADES
LUGAR DE EXTRACCIÓN DE LA MUESTRA: jr. Florida Nro. 1392, Chilca
FECHA: 12-12-17
LUGAR DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO: Laboratorio De Suelos – Ingeniería Civil
FECHA: 13-12-17
UBICACIÓN DEL LABORATORIO: Ciudad Universitaria - UNCP
PERSONAL RESPONSABLE:
Arotoma Romero Randy
Ccencho Quispe Robinson
Melchor Merge Carlos
Rojas Oncebay Nathaly Deysi
Romero Zenteno Luis Angel
Zavala Chuquin Eduardo
NOMBRE DEL GRUPO: DRECRL
JEFE DEL GRUPO: Rojas Oncebay O ncebay Nathaly Deysi
3. FUNDAMENTOS TEORICOS Definiciones:
En 1933, R.R. Proctor definió el ensayo conocido como Proctor Estándar, el cual consiste en tomar una muestra de 3 kg de suelo, pasarla por el tamiz # 4, agregarle agua cuando sea necesario, y compactar este suelo bien mezclado en un molde de 944 cm 3 en tres capas con 25 golpes por capa de un martillo de compactación de 24.5 N con altura de caída de 0.305 m. Esto proporciona una energía nominal de compactación de 593.7 kJ/m3. kJ/m3. Cuando el ensayo ensayo incluye el re uso del material, la muestra es removida del molde y se toman muestras para determinar el contenido de humedad para luego desmenuzarla hasta obtener grumos de tamaño máximo aproximado al tamiz # 4. Se procede entonces a agregar más agua, se mezcla y se procede a compactar nuevamente el suelo en el molde. Esta secuencia se repite un número de veces suficiente para obtener los datos que permitan dibujar una curva de densidad seca versus contenido de humedad con un valor máximo en términos de densidad seca, y suficientes puntos a ambos lados de éste. La ordenada de este diagrama se conoce como la densidad máxima, y el contenido de humedad al cual se presenta esta densidad se denomina humedad óptima. Durante la Segunda Guerra Mundial, los nuevos y pesados equipos de aviación pasaron a exigir densidades de sub rasante en las aeropistas, mayores que el 100 % del Proctor Estándar. Se introdujo entonces el ensayo de compactación modificado (Proctor modificado, ensayo modificado AASHTO, o ensayo de compactación modificado) en el que se utiliza una mayor energía de compactación.
Las características básicas del ensayo son la misma del ensayo estándar de compactación. El ensayo de compactación modificado aplica una energía nominal de compactación al suelo de 2710 kJ/m3 lo que representa cerca de 5 veces la energía de compactación del ensayo estándar produciendo un incremento entre un 5 y un 10 % de la densidad y una disminución en la humedad óptima.
Toda curva de compactación estará siempre por debajo de la curva de saturación, S = 100% la que puede ser graficada en la curva de compactación una vez conocido el peso específico de los granos, G . En el mismo gráfico se pueden incluir las curvas para S = 90 y 80 %. La curva S = 100% se obtiene calculando, para cualquier contenido de humedad w, su peso unitario seco:
La densidad seca la podemos expresar en función de la densidad húmeda y el contenido de humedad:
Donde:
g : densidad húmeda
w: contenido de de humedad humedad
Las curvas para otros grados de saturación, pueden ser fácilmente calculadas. Se proporciona 3 métodos alternativos. El método usado debe ser indicado en las especificaciones del material a ser ensayado. Si el método no está especificado, la elección se basará en la gradación del material. METODO "A"
Molde: 101,6 mm de diámetro (4 pulg)
Material: Se emplea el que pasa por el tamiz 4,75 mm (Nº 4).
Número de capas: 3
Golpes por capa: 25
Uso: Se utiliza cuando el 20% ó menos del peso del material es retenido en el tamiz 4,75 mm
(Nº 4).
Otros Usos: Si el método no es especificado; los materiales que cumplen éstos requerimientos de gradación pueden ser ensayados usando Método B ó C.
METODO "B"
Molde: 101,6 mm (4 pulg) de diámetro.
Materiales: Se emplea el que pasa por el tamiz de 9,5 mm (⅜ pulg).
Número de Capas: 3
Golpes por capa: 25
Usos: Cuando más del 20% del peso del material es retenido en el tamiz 4,75 mm (Nº 4) y 20% ó menos de peso del material es retenido en el tamiz 9,5 m m (⅜ pulg).
Otros Usos: Si el método no es especificado, y los materiales entran en los requerimientos de gradación pueden ser ensayados usando Método C.
METODO "C"
Molde: 152,4mm (6 pulg) de diámetro.
Materiales: Se emplea el que pasa por el tamiz 19,0 mm (¾ pulg).
Número de Capas: 3
Golpes por Capa: 56
Uso: Cuando más del 20% en peso del material se retiene en el tamiz 9,5 mm (⅜ pulg) y menos de 30% en peso es retenido en el tamiz 19,0 mm (¾ pulg).
El molde de 152,4 mm (6 pulg) de diámetro no será usado con los métodos A ó B.
4. DESARROLLO: EQUIPOS Y MATERIALES:
Ensamblaje del Molde
-
Molde de 4 pulgadas: Un molde que tenga en promedio 101,6 ± 0,4 mm (4,000 ± 0,016 pulg) de diámetro interior, una altura de 116,4 ± 0,5 mm (4,584 ± 0,018 pulg) y un volumen de 944 ± 14 cm3 (0,0333 ± 0,0005 0 ,0005 pie3).
Pisón o Martillo
El pisón deberá estar equipado con una guía que tenga suficiente espacio libre para que la caída del pisón y la cabeza no sean restringidas.
Balanza
La balanza utilizada en este ensayo de compactación, es de precisión de 0.1 gr para muestras muestras mayores a 200gr, y de precisión de 0.01 gr para muestras muestras menores a 200gr
Horno de Secado
Utilizado para agilizar el proceso de secado de la muestra m uestra y así obtener sin ningún porcentaje de humedad.
Regla
Una regla recta metálica, rígida de una longitud conveniente pero no menor que 254 mm (10 pulgadas), utilizado para enrazar enrazar en el proceso de compactación.
Tamices o Mallas
Se utilizó dependiendo de los ensayos anteriores de granulometría e tamiz de tamaño de abertura 4,75mm (Nº 4)
Herramientas de Mezcla
Guantes
Cucharas, espátula
Bandeja, donde se realizó el proceso de mezclado
Taras, para obtener la muestra reducida después de la compactación.
Recipiente, donde se almacena el líquido para par a el proceso de mezcla.
PROCEDIMIENTO:
EXTRACCIÓN DE LA MUESTRA: La muestra extraída fue de nuestra calicata ubicada en la provincia de Chilca, se extrajo aproximadamente una cantidad apreciable de 45 Kg.
El material fue secado al aire libre durante unas 24 horas aproximadamente.
Seguidamente se disgrego los terrones del material fino triturando de manera manual las acumulaciones de tierra, así desmenuzando la muestra sin alterar el tamaño de las partículas del suelo para el tamizado posterior.
Imagen 1: Triturado de manera manual.
Procedemos a clasificar la muestra basándonos en las especificaciones para la prueba Proctor estándar (ASTM 698 - 91); para este ensayo tamizamos a través de las mallas 3/4”, 3/8” y Nº 4 y así poder determinar el método de prueba (tomando una muestra
de 2.1Kg y 3Kg para los procedimientos posteriores) obteniendo sus porcentajes y comparándola con las especificaciones de acuerdo al tipo de método, procedimos a clasificarlo.
Imagen 2: Juego de Tamices
Imagen 3: Tamizado de la muestra
% TAMIZ
PESO RETENIDO (gr.)
ACUMULADO
% PARCIAL RETENIDO RETENIDO
1”
0.00
0.00
0.00
3/4”
0.00
0.00
0.00
3/8”
9.40
0.22
99.78
Nº 4
58.70
1.38
98.62
Resto
4181.9
98.40
-
Las características de nuestra muestra se adecuan al Método A seguido por la norma ASTM 698 - 91, 9 1, entonces seguiremos las condiciones que se requieren.
Para obtener el peso específico seco máximo realizaremos 5 ensayos formando una curva, en la cual hallaremos la cúspide de ésta. Para el primer cálculo cogemos una muestra representativa de 2.1Kg, le añadimos el 2% del peso total de la muestra en mililitros de agua, 42 mililitros para este caso (la cantidad de agua varía en tal proporción según se realiza el ensayo para cada porcentaje, el agua debe ser mezclado con la cantidad necesaria para alcanzar el contenido de humedad basado en porcentaje de peso seco).
Imagen 4: Jarra con agua.
Mezclamos las cantidades indicadas tratando de encontrar una mezcla uniforme, para luego realizar el llenado de la muestra al molde.
Imagen 5: Mezcla de la muestra y agua.
Previamente pesamos el molde cilíndrico y anotamos su peso (sin la extensión metálica para el 2%; para el 4%, 6%, 8% y 10% 1 0% la pesamos sin base).
Imagen 6: Peso del cilindro.
La muestra preparada se coloca en el molde cilíndrico en tres (3) capas, llenándose en cada una de ellas aproximadamente 1/3 de su altura y se realiza la compactación de la siguiente forma:
Se coloca el pistón de compactar con su guía, dentro del molde; se eleva el pistón hasta que alcance la parte superior y se suelta permitiendo que tenga una caída libre de 30.48 cm. (12 pulg.), se cambia de posición dando una pequeña circunferencia dentro del molde, se levanta y se deja caer nuevamente. Se repite el procedimiento cambiando de lugar la guía de manera que con 25 golpes se cubra la superficie. Esta operación de compactación se repite en las tres capas del material.
Imagen 7: llenado de la tercera parte.
Imagen 8: Compactación. Compactación.
Imagen 9: llenado del molde.
Al terminar la compactación de las tres capas, se retira la extensión y con la regla
metálica se enraza la muestra al nivel superior del cilindro evitando que queden grumos en la parte superior.
Imagen 10: Enrazado del molde.
Se limpia exteriormente el cilindro y se pesa el molde con la muestra compactada. (Peso del material + cilindro).
Imagen 11: Peso de la muestra compactada.
Con ayuda del extractor o una espátula, se saca la muestra compactada del molde mol de y de la parte central de ésta se toma cierta porción que es guardada en una tara para realizar su pesado que seguidamente se pondrá en el horno a una temperatura de 110 +/- 5 °C.
Imagen 12: Muestra Retirada.
Imagen 13: Peso de la muestra retirada.
Este procedimiento se realizará para los porcentajes de 4%, 6 %, 8% y 10% de agua agregada a cada muestra, de esta manera los datos obtenidos serán llevados a una graficadora diseñada en el Excel donde obtendremos una curva especificando que en la cúspide se encuentra la máxima densidad para una humedad óptima.
5. CALCULOS: Una ves obtenido los datos de laboratorio, usaremos las ecuaciones indicadas en el marco teorico para poder hallar:
contenido de humedad(%)
Peso volumétrico húmedo
=
∗ 100 = ℎ ℎ
Peso volumétrico seco
=
(%)
+
DATOS OBTENIDO EN EL LABORATORIO:
PROCTOR ESTANDAR CONTROL DE DENSIDAD DATOS porciento de agua % altura del molde en (cm) diámetro del molde (cm) volumen del molde (cm3) peso del molde (gr) peso del molde + muestra (gr) peso de la muestra (gr) peso volumétrico húmedo (gr./cm3)
N° de tara peso de la tara (gr) peso de la tara + suelo humedo (gr) peso de la tara + suelo seco (gr) peso del agua (gr) peso del suelo seco (gr) contenido de humedad (%) peso volumétrico seco (gr/cm3)
AREA
2% 11.64 10.16 943.69 4.254 5.886 1.632 1.73
81.073
4% 11.64 10.16 943.69 4.254 5.948 1.694 1.80
6% 11.64 10.16 943.69 4.254 6.029 1.775 1.88
8% 11.64 10.16 943.69 4.254 6.122 1.868 1.98
cm2 10% 11.64 10.16 943.69 4.254 6.237 1.983 2.10
CONTROL DE LA HUMEDAD T-23 T-28 T-19 T-87 T-21 0.0729 0.059 0.0604 0.0319 0.0668 0.16 0.197 0.1956 0.1599 0.2549 0.1542 0.1861 0.1826 0.1453 0.2305 0.0058 0.0109 0.013 0.0146 0.0244 0.0813 0.1271 0.1222 0.1134 0.1637 7.13 8.58 10.64 12.87 14.91 1.61 1.65 1.70 1.75 1.83
GRAFICA OBTENIDA POR EL EXCEL RESPECTO A LOS DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO:
Haciendo uso de la graficadora del Excel, nos apoyaremos para poder graficar la curva de densidad máxima-humedad optima para nuestro tipo de suelo.
Densidad Densidad máxima- humedad óptima óptima 1.85 1.80 1.75 1.70 1.65 1.60 0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
6. CRONOGRAMA
PROCESOS Obtención muestra FECHAS
12-12-17
de Ensayo laboratorio 13-12-17 14-12-17
en Cálculos de los datos obtenidos 15-12-17
7. CONCLUSIONES Se determinó la relación densidad máxima-humedad optima del suelo utilizando una energía estándar haciendo referencia de la norma: NTP 339.142, determinando que nuestra densidad máxima es ……… y la humedad optima es …………
El procedimiento utilizado para el ensayo de compactación fue el A y el método fue de preparación en seco. Se calculó el peso volumétrico húmedo, contenido de humedad y peso volumétrico seco de la muestra de suelo siendo los resultados ……………… respectivamente .
Se graficó la curva de compactación con la cual pudimos determinar la densidad máxima y humedad óptimo.
8. RECOMENDACIONES No volver a utilizar el suelo que ha sido compactado previamente en laboratorio. Revisar que los equipos estén en buen estado y concuerden con lo requerido en el procedimiento y método de ensayo que se utilizara. Seleccionar el molde de compactación apropiado de acuerdo con el Método (A, B ó C) a ser usado Hacer buen uso del pisón al momento de realizar el ensayo ya que este debe caer libremente y su base debe de estar conectada con la muestra del suelo previamente introducida en el molde circular.
9. ANEXOS Muestra pasando la malla numero 4
Preparación de la muestra con su porcentaje de humedad
Llenado de la muestra en el molde
Compactación de la muestra
Enrazado
Pesado de la muestra representativa después de la compactación
Introduciendo las muestras en el horno
