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LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
INTRODUCCION
En cada una de las obras de construcción, es de gran importancia tener bien definidas las propiedades que tiene el suelo ya que este es la base sobre la cual se realizara el proyecto. En muchos casos dichas propiedades no cumplen con lo que buscamos en ellas, sin embargo, se pueden realizar alteraciones en estas para poder obtener las propiedades satisfactorias.
Una opción que nos permite tener características de suelo que nos sirvan para nuestra construcción es la de la sustitución de terreno por uno de propiedades ideales. Sin embargo este es un procedimiento de alto costo, por lo que en muchos casos se deben buscar otras soluciones con el suelo que tenemos.
La compactación es un procedimiento que nos permite mejorar el funcionamiento del suelo que tenemos en nuestro terreno. Este mejora propiedades como la resistencia al esfuerzo cortante, densifica el suelo y reduce los asentamientos al igual que la permeabilidad. Este es de menor costo, sin embargo, no en todos los casos es factible el uso de esta técnica de mejoramiento del suelo.
Es importante obtener la curva de compactación, y por medio de esta una humedad optima, para lograr alcanzar el máximo grado de compactación. Las pruebas que se realizan en los laboratorios nos generan una idea muy cercana de la humedad optima de nuestro terreno, esto en el caso de que se realicen correctamente los procedimientos de obtención y preparación de la muestra con el objetivo de que se obtenga lo más representativa posible.
PROCTOR MODIFICADO
1.- UBICACIÓN DEL AREA DE ESTUDIO
El terreno materia de estudio, fue extraído del campus de la Universidad Alas Peruanas, filial Arequipa, donde en los laboratorios de la misma universidad se procedió a su análisis.
2.- OBJETIVOS GENERALES DEL ESTUDIO
Determinar la relación entre la humedad y el peso unitario de los suelos, mediante el Proctor modificado.
2.1 Objetivos Específicos.
Obtener la humedad optima con la que se debe compactar el suelo.
Establecer el peso unitario del suelo, correspondiente al contenido óptimo de humedad.
3.- MARCO TEORICO.
3.1.- El Proctor Modificado
El término compactación se utiliza en la descripción del proceso de densificación de un material mediante medios mecánicos. El incremento de la densidad se obtiene por medio de la disminución de la cantidad de aire que se encuentra en los espacios vacíos que se encuentra en el material, manteniendo el contenido de humedad relativamente constante.
En la vida real, la compactación se realiza sobre materiales que serán utilizados para relleno en la construcción de terraplenes, pero también puede ser empleado el material in situ en proyectos de mejoramiento del terreno. El principal objetivo de la compactación es mejorar las propiedades ingenieriles del material en algunos aspectos:
Aumentar la resistencia al corte, y por consiguiente, mejorar la estabilidad, de terraplenes y la capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos.
Disminuir la compresibilidad y, por consiguiente, reducir los asentamientos.
Disminuir la relación de vacíos y, por consiguiente, reducir la permeabilidad.
Reducir el potencial de expansión, contracción o expansión por congelamiento.
Las relaciones entre la humedad seca, el contenido de humedad y la energía de compactación se obtiene a partir de ensayos de compactación en laboratorio.
La compactación en laboratorio consiste en compactar una muestra que corresponda a la masa de suelo que se desea compactar, con la humedad calculada y en un molde cilíndrico de volumen conocido y con una energía de compactación especificada. En la actualidad se presentan diferentes tipos de ensayos los cuales determinan el grado de compactación del material, entre otros se pueden encontrar los ensayos de: Método del martillo de 2.5 Kg, método del martillo de 4.5 Kg, Proctor (estándar), Proctor modificado y el método del martillo vibratorio. Los primeros cuatro están basados en la compactación dinámica creada por el impacto de un martillo metálico de una masa específica que se deja caer libremente desde una altura determinada, el suelo se compacta en un número de capas iguales y cada capa recibe el mismo número de golpes. La compactación en el quinto ensayo esta basado en la combinación de presión estática y la vibración. El suelo se compacta en tres capas iguales presionado fuertemente hacia abajo el compactador vibratorio durante 60 segundos en cada capa.
Según el autor Juárez y Rico "la compactación busca el mejoramiento de las propiedades mecánicas del suelo provocando un aumento de resistencia y una disminución en la capacidad de deformación". A demás de estas propiedades, también encontramos la densificación del material lo que disminuye la permeabilidad y la erosión y brinda mayor estabilidad.
Las técnicas de compactación son de gran importancia en la mayoría de obras civiles para mejorar el suelo existente sin tener que aplicar sustitución. Tal es el caso de terraplenes de relleno, presas de tierra, pavimentos, cimentaciones, entre otros. En terrenos de arena suelta es mejor aplicar métodos de vibración que permiten una mejor densificación del material.
La humedad óptima corresponde al contenido de humedad en el material que permite obtener el máximo peso especifico, generalmente este valor de humedad está entre un 15-20% debajo del límite liquido del suelo. La compactación perfecta es cuando se ha eliminado completamente la presencia de aire y los espacios vacíos presentes están saturados.
Como establecen Juárez Y Rico (1975), el primer método de compactación desarrollado fue el Proctor estándar pero conforme se avanzo en tecnología y se desarrollaron mejores equipos de compactación en campo, se desarrollo el Proctor modificado que aplica mayor energía a la muestra. La siguiente ecuación permite obtener la energía que se le aplica a la muestra:
Ee=N*w*h*nV
Donde:
Ee= Energía especifica
N= Numero de golpes por capa
n= numero de capas
W= Peso del pistón
h= altura de caída
V=Volumen del suelo compactado
Energía aplicada en Proctor Estandar y Modificado
Las curvas representadas en los resultados de humedad contra peso específico son obtenidas de la siguiente ecuación:
γd=γt1+%w
γd=wtγt
El Grado de compactación de un terreno se expresa en porcentaje respecto al ensayo Proctor; es decir, una compactación del 85% de Proctor Normal quiere decir que se alcanza el 85% de la máxima densidad posible para ese terreno.
4.- MATERIALES O INSTRUMENTOS UTILIZADOS
Los materiales utilizados para este laboratorio fueron los siguientes:
Molde cilíndrico
Martillo metálico
Balanza
Capsulas
Horno
Tamices
Agua
Suelo
Recipientes
Cucharas
Espátulas
NOTA IMPORTANTE: Todos los instrumentos a utilizar en los laboratorios debes estar previamente limpios para obtener muestras homogéneas y libres de impurezas.
INSTRUMENTOS DE LABORATORIO
5.- PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
Es importante establecer que en este laboratorio se trabajo con el Proctor modificado y con un peso total de 24 kilos, trabajándose 6 kilos por proceso, es decir que el mismo procedimiento se repite 4 veces con la misma proporción de suelo y se empieza con agua en proporción de 600 ml aumentándose por cada proceso en 120 ml y se procedió de la siguiente manera:
Se tomo una muestra de suelo del campus universitario de 6 Kg, la misma que se coloco en los recipientes adecuados y se tamizo por la malla ¾.
MUESTRA PREVIA
Una vez pesada esta muestra y colocada en un recipiente adecuado, se procede a incorporar el agua, inicialmente con 600 ml, después con 720ml, 840 ml y hasta 960 ml. Una vez realizado esto, se mezcla la muestra con el agua hasta formar una masa homogénea y se separa en cinco partes.
PROCESO DE MEZCLA
Después se toma una muestra muy pequeña de cada una de las partes separadas de la mezcla y se coloca en una capsula previamente pesada en vacío y después pesada con la muestra incluida, para después ser colocada en el horno y obtener su peso en seco, obteniendo así entre ambos pesos el porcentaje de humedad., datos tomados para el calculo de la compactación.
Luego como se separo la muestra en 5 partes, se toma cada una de ellas y son vaciadas al Proctor capa por capa para ser golpeado por el apisonador por 56 veces en cada capa pero con la salvedad de que el apisonador debe caer por su propio peso. Este proceso se repite por 5 veces, desde la caída de 56 veces modo que el Proctor queda totalmente lleno, se quita el collarín y se enraza para luego ser pesado limpiando previamente los bordes del Proctor para así poder obtener su peso real.
6.- RESULTADOS DEL ENSAYO REALIZADO.
Ahora calculamos el porcentaje de humedad:
W = (Ww / Ws) * 1 0 0 (%)
W : % de humedad
Ww : Peso húmedo
Ws : Peso seco
8.- BIBLIOGRAFIA.
http://www.monografias.com/trabajos55/agregados/agregados.shtml
http://ingenieriacivilapuntes.blogspot.com/2009/05
http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2011_03_01_archive.html
http://translate.google.com.pe/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://rip.trb.org/browse/dproject.asp%3Fn%3D16894
http://www.laboratorioparaconstruccion.com/suelos4.html#all
PROCTOR MODIFICADO Informe Nro.12
MALLAS
% PASANTE ACUMULADO
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