Universidad Nacional de Huancavelica

LABORATORIO DE SUELOS - I

FECHA

:

INFORME DE ENSAYOS

Huancavelica, 19 de junio del 2017

En cumplimento con el trabajo concerniente al curso de “Laboratorio de Mecánica de Suelos I” presentamos el siguiente informe al docente encargado el Ing. VARGAS CRISPIN, WILBER

SAMUEL, a partir de la calicata se obtienen muestras de las que podemos obtener el análisis del tamaño de partículas, peso específico contenido de humedad, límites de Atterberg , clasificación de suelos según los diferentes tipos de clasificación, para poder tener información más detallada del suelo y las características que esta manifiesta y así podamos saber si el material extraído será bueno para una compactación optima o no. Es así como le hacemos llegar el trabajo realizado detalladamente. Esperamos no haber obviado ningún punto en particular en este informe que le hacemos llegar para su respectiva evaluación. Es todo en cuanto informamos para los hechos pertinentes.

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INFORME DE ENSAYOS

El presente estudio de mecánica de suelos fue realizado usando métodos empíricos y mediante estudios de laboratorio, con el propósito de poder saber con precisión las propiedades mecánicas y físicas del material. Los ensayos de suelos tienen como propósito identificar el material, determinándole ciertas propiedades físicas y estableciendo criterios de control de la humedad sobre el material, ya sea está a una densidad máxima a un determinado contenido de humedad necesario para su mejor desempeño o compactación. Cómo es imposible ensayar la masa de suelos completa y como el suelo es un material variable, es necesario hacer varios ensayos sobre cantidades pequeñas de suelo que permitan extrapolar los resultados. Para que los ensayos sean válidos para la masa de suelos, deben ser ejecutados sobre muestras que se consideran representativas de la misma y que cumplen las normas de muestreo establecidas. El material extraído deberá depositarse en un recipiente donde no varíen sus propiedades físicas y mecánicas correspondientes.


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

INFORME DE ENSAYOS

Familiarizar al estudiante con el estudio del suelo, para lo cual se realiza trabajos de exploración, analizando las muestras de suelos, obteniendo resultados y conclusiones de los ensayos de campo y laboratorio; con el fin de establecer un mejor criterio del comportamiento mecánico del suelo ubicado en el campus de la universidad.



El presente Estudio de Mecánica de Suelos tiene por objetivo obtener los resultados de los ensayos obtenidos en el laboratorio de mecánica de suelos.



Obtener muestras de suelo a diferentes profundidades para ensayos de contenido de humedad, granulometría, límite líquido, limite plástico y clasificación de suelos.



Brindar una fuente de información referencial de las características físicas del suelo del lugar ya mencionado.



Proporcionar información sobre los Límites de Atterberg o Consistencia, que sirven de valiosa ayuda en el desarrollo de la Mecánica de Suelos y en general, para el Ingeniero Civil.


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INFORME DE ENSAYOS

El presente Estudio de Mecánica de Suelos tiene por objeto obtener los resultados de los ensayos obtenidos en el laboratorio de mecánica de suelos (Contenido De Humedad, Análisis Del Tamaño De Partículas, Limites De Atterberg y Clasificación De Los Suelos(ASHSTO Y SUCS) ), los antecedentes técnicos y características geotécnicas del subsuelo , ubicada en el distrito de Ascensión lugar denominado quintanilla pampa, donde el lugar de excavación de la calicata se encuentra a la altura del colegio rosa de américa . El estudio del subsuelo se abordó en base a 1 pozo de reconocimiento con una profundidad media de 1.80 metros. De las excavaciones realizadas se obtuvo la descripción estratigráfica del subsuelo, además se extrajeron muestras en diferentes estratos para su identificación, medición de propiedades básicas y posterior clasificación.

El servicio de Laboratorio, para la ejecución de los ensayos a las muestras tomadas, se realizaron en el laboratorio de mecánica de suelos de la universidad nacional de Huancavelica, y llevando a cabo los ensayos, ajustándose a los procedimientos señalados en clases de MECÁNICA DE SUELOS.

El estudio fundamental es ver en los distintos ensayos la cantidad de humedad, peso volumétrico, la gravedad específica, análisis del tamaño de partículas, límites deatterberg y clasificación de los suelos. La calicata se ubica en una zona semi pantanosa al costado del colegio rosa de américa en la zona denominada quintanilla pampa a una altura de 3695 msnm. Además, el reconocimiento visual del subsuelo refleja una condición bastante uniforme en todo el entorno, suelo orgánico de una buena condición desde el punto de vista estructural. Por ende, se estima razonable y suficiente la ejecución de 1 pozo a profundidad media de 1.80 metros de profundidad. Las muestras obtenidas se llevan al laboratorio para someterlas a los siguientes ensayos: UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

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Contenido de humedad o humedad natural.

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Análisis del tamaño de partículas.

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Límites de atterberg

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De todos los antecedentes ya mencionados, se definen los parámetros desde el punto de vista de la Ingeniería, que permitan el posterior diseño y cálculo, de Excavaciones, Fundaciones, Mejoramientos de suelos, etc. y otros elementos estructurales relacionados al estudio de suelos.

Huancavelica Huancavelica Ascensión Huancavelica Quintanilla Pampa Av. Ernesto Morales Referencia Altura Colegio “Las Américas”


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INFORME DE ENSAYOS

07 de junio del 2017. 08 de junio del 2017.

14 y 17 de junio del 2017.

03:00 pm. a 05:30 pm. 10:30 pm. a 12:30 pm

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SALVATIERRA DE LA CRUZ, Jhonsver

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TORALVA VELASQUEZ, Fiorellla

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YAPUCHURA CENCIA, Jimmy

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ROMERO CRISPIN. Gilber

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DUEÑAS PACO, Joe

El grupo labora sin ningún inconveniente, cada uno de los integrantes tomamos distintos papeles en cada una de las etapas de la elaboración del ensayo y con dificultades en algunos momentos que como grupo llegamos a superar.

Reconocimiento del terreno de donde se extrajo la muestra. Extracción de muestras representativa para los análisis. Se extrajo un promedio de 15kg de material para los diferentes ensayos correspondientes. Dificultad en el transporte de la muestra hacia el laboratorio de la UNH ya que era bastante pesada. UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA

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Muestras de suelo

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Recipiente de metal

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Horno

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Balanza

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Utilización de algunos programas como el Excel y Word para la sacar la curva granulométrica. Como no se contó con mucho tiempo para la utilización del equipo de laboratorio, pues en él se encontraban muchos grupos, se realizaron los ensayos muy rápidamente por lo cual los resultados no serán en un 100% si no en 98% lo cual no está lejos de lo establecido.


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Este ensayo tiene por finalidad, determinar el contenido de humedad de una muestra de suelo. El contenido de humedad de una masa de suelo, está formado por la suma de sus aguas libre, capilares higroscópica

Determinar el contenido de agua en el suelo.



Taras

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Balanza



Horno

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Libreta para tomar notas

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Cámara Fotográfica


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   

a) Se pesa el recipiente de metal en la balanza electrónica.

Se colocó una muestra representativa de suelo húmedo en el recipiente y se determinó el peso del suelo húmedo.

c) Después de pesar la muestra húmeda más el recipiente, se colocó la muestra en el horno durante un periodo de 24 horas.


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) Una vez que se secó el suelo, se determinó el peso de los recipientes más el del suelo seco.

e) Se determina el peso del agua Ww y el peso seco del suelo Wss, posteriormente se determina el contenido de humedad con la siguiente formula:

El suelo presenta una humedad natural promedio de 23%, es decir el suelo contiene 100 gr de agua por cada 23grs de suelo seco.

Al momento de realizar el muestreo se debe hacer de la forma más rápida y correcta posible para evitar variaciones apreciables en el contenido de humedad y así obtener datos más precisos


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

Reconocer a que cantidad de agua la muestra de suelo.



Que en nuestro caso se analizó una muestra.



El manejo respectivo de los instrumentos de laboratorio como por ejemplo los moldes, el pistón, el extractor de muestra entre otros.



La aplicación de los conocimientos teóricos aplicados en el campo y en el laboratorio.



Determinación de la compactación mediante el análisis teórico práctico .

Su finalidad es obtener la distribución por tamaño delas partículas presentes en la muestra del suelo. El ensayo es importante, ya que gran parte de los criterios de aceptación de suelos para ser utilizados en bases o sub bases de carreteras, presas de tierras o diques, drenajes, etc. depende de este análisis. Para obtener la distribución de tamaños, se emplea tamices normalizados y numerados dispuestos en orden decreciente.

Nos permite la determinación cuantitativa de la distribución de tamaños de partículas de suelo. Esta norma describe el método para determinar los porcentajes de suelo que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta el de 0.074mm (N° 200). Los tamices son básicamente unas mallas de aberturas cuadradas, que se encuentran estandarizadas por la Normar Técnicas. La denominación en unidades inglesas (tamices ASTM) se hacía según el tamaño de la abertura en pulgadas para los tamaños grandes y el número de aberturas por pulgada lineal para los tamaños grandes y el numeral de aberturas por pulgada lineal para tamices menores de aberturas.


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La serie de tamices utilizados para suelo grueso son 3", 2", 1½", 1", ¾", ½", 3/8", # 4 y para suelo fino son # 4, # 8, # 16, # 30, # 40, # 50, # 100, # 200. La operación de tamizado debe realizarse de acuerdo con la Norma Técnica sobre una cantidad de material seco. El manejo de los tamices se puede llevar a cabo a mano o mediante el empleo de la máquina adecuada. El tamizado a mano se hace de tal manera que el material se mantenga en movimiento circular con una mano mientras se golpea con la otra, pero en ningún caso se debe inducir con la mano el paso de una partícula a través del tamiz, recomendando, que los resultados del análisis en tamiz se coloquen en forma tabular. Siguiendo la respectiva recomendación, en la columna 1 se indica la serie de tamices utilizada en orden descendente. Después de tamizar la muestra como lo estipula la Norma Técnica, se toma el material retenido en cada tamiz, se pesa, y cada valor se coloca en la columna 2. Cada uno de estos pesos retenidos se expresa como porcentaje (retenido) del peso total de la muestra.



Formula : % Re tenido

 Peso de Material Re tenido en Tamiz   x100   Peso Total de la Muestra  



Este valor de % retenido se coloca en la columna 3.



En la columna 4 se van colocando los porcentajes retenidos acumulados.



En la columna 5 se registra el porcentaje acumulado que pasa, que será simplemente la diferencia entre 100 y el porcentaje retenido acumulado.



Fórmula % PASA = 100 – % Retenido Acumulado

ASTM D 422 (NTP 339.128)



Recipiente: baldes, tazones.



Maquina vibratoria.



Tamices de diferentes tamaños tanto para el agregado fino y grueso.



Un juego de tamices normalizados.


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

Balanza eléctrica.



Horno (temperatura 110 º ± 5 º C.)

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Un vibrador mecánico.



Herramientas y accesorios (Bandeja metálica, recipientes y escobilla).

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Frasco volumétrico o picnómetro

Balanza con sensibilidad de 0.01g

Horno de secado

Utensilios TARAS Y RECIPIENTES


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Se tomó una muestra representativa de 6600gr aproximadamente obtenida del cuarteo realizado previamente.

Posteriormente se procedió a lavar la muestra en la malla N° 200

El material obtenido después del lavado correspondiente se deposita en un recipiente y se seca en el horno durante 24 horas. Una vez seca la muestra se deja enfriar y se pesa.


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Luego se deposita el material en un juego de tamices y se hace vibrar el conjunto durante 5 a 10 minutos, tiempo después del cual se retira del vibrador y se registra el peso del material retenido en cada tamiz. Se sumaron estos pesos (peso final después del ensayo) y se comparó con el peso inicial.

Se realizaron los cálculos respectivos después de pesar cada tamiz con la muestra contenida


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Curva Granulométrica 100 90 80 70

a s a P e 60 u Q o d 50 a l u m u 40 c A %

30 20 10 0 0.010

0.100

1.000

10.000

100.000

Diámetro de las Partículas (mm)

Limo y

Fina

Media

Grue

Arena


Grue

Fina Grava

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La propiedad del suelo de ser moldeado se llama plasticidad. Según el contenido de humedad, adopta una consistencia determinada. Los límites líquido y plástico se utilizan para clasificar e identificar los suelos. El límite líquido se puede utilizarse para estimar asentamientos en problemas de construcción

El método usado será el de multipunto donde se toma una muestra que pese 150 – 200 g de una porción de material completamente mezclado que pase el tamiz de 0.425 mm (N° 40). En nuestro caso será el tamiz (Nº 50), para poder sacar los límites líquido y plástico.

El limite liquido es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta como un material plástico. a este nivel de contenido de humedad el suelo está en el vértice de cambiar su comportamiento al de un fluido viscoso.

El limite liquido de un suelo se determina por medio de la copa de Casagrande (Designación de prueba D-4318 ASTM) y se define como el contenido de humedad con el cual se obtiene un cierre en la ranura de 12.7 mm (1/2”) al aplicar 25 golpes. Es difícil ajustar el agua en el suelo para encontrar el 0.5” (12.7mm) en 25 golpes. Por ello se hacen

4 ensayos para el suelo variando su contenido de humedad.


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EQUIPOS UTILIZADOS:


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Preparar la muestra seca disgregándola con el mortero y pasarlo por la malla Nº40 para obtener una muestra representativa de unos 250 gr aproximadamente, en nuestro caso usamos la malla (Nº 50)

Después del tamizado

Colocar el suelo pasado por la malla Nº 40 en una vasija de evaporación y añadir una pequeña cantidad de agua, dejar que la muestra se humedezca.


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Mezclar con ayuda de la espátula hasta que el color sea uniforme y conseguir una consistencia homogénea. La consistencia de la pasta debe ser pegajosa.

Se coloca una pequeña cantidad de masa húmeda en la parte central de la copa y se nivela la superficie.

Luego se pasa el acanalador por el centro de la copa para cortar en dos la pasta de suelo


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La ranura debe apreciarse claramente y que separe completamente la masa del suelo en dos partes.

La mayor profundidad debe ser igual a la altura de la cabeza del acanalador ASTM.

Si se utiliza la herramienta Casagrande se debe mantener firmemente y perpendicular a la superficie de la copa, de tal forma que la profundidad de la ranura sea homogénea.

Poner en movimiento la cazuela con ayuda de la manivela y suministrar los golpes que sean necesarios para cerrar la ranura en 12.7mm (1/2”)

Cuando se cierre la ranura en (1/2 ”) registrar la cantidad de golpes y tomar una muestra de la parte central para la determinación del contenido de humedad.


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Este proceso se repite nuevamente con tres muestras más para lograr cuatro puntos a diferentes contenidos de humedad los siguientes rangos de golpes son los recomendados

o

Cantidad a la cual se da los golpes, son 02 golpes por segundo

o

Tiempo de reposo del suelo en la copa antes de comenzar la cuenta de golpes

o

Limpieza de la copa antes de colocar la masa de suelo para el ensayo.

o

Humedad del laboratorio y rapidez con la que se hace el ensayo.

o

Tipo de material utilizado como la base del aparato ósea superficie contra la cual se debe golpear la cazuela, debe ser caucho duro o similar.

o

Calibración de la altura de caída de la copa debe ser 1cm,

o

Condición general del aparato del límite líquido: pasadores desgastados, conexiones que no estén firmemente apretadas, etc.

El límite plástico es la humedad correspondiente en el cual el suelo se cuartea y quiebra al formar pequeños rollitos o cilindros pequeños. Conjuntamente con el límite líquido, el límite plástico es usado en la identificación y clasificación de suelos. El límite plástico es la humedad correspondiente en el cual el suelo se cuartea y quiebra al formar pequeños rollitos o cilindros pequeños. Conjuntamente con el límite líquido, el límite plástico es usado en la identificación y clasificación de suelos. NIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA - EAPICH

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EQUIPOS UTILIZADOS:

Placa de Vidrio esmerilado


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Se trabaja con el material preparado para el limite liquido se toma aproximadamente 20gr.

Luego se amasa el suelo y se deja que se pierda humedad hasta una consistencia a la cual pueda enrollarse sin que se pegue a las manos esparciéndolo o mezclándolo continuamente sobre la placa de vidrio.

El rollito debe ser adelgazado en cada movimiento hasta que su diámetro sea de 3.2mm (1/8 pulg)

La prueba continua hasta que el rollito empieza a rajarse y tiende a desmoronarse.

Una vez que se ha producido el límite plástico se debe colocar el rollito en un recipiente de peso conocido y se pesa para determinar el contenido de humedad.

Seguidamente se vuelve a repetir la operación tomando otra porción de suelo

El límite plástico es el promedio de ambas determinaciones.


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PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO 

Cálculo del contenido de humedad de los rollitos  =  +  ℎ =  +   =

Obtenemos:   = ( +   ) − (  ) =  ℎ = ( +  ℎ ) − (  ) =  = ( ℎ ) − (  ) =

Límite Plástico: % =

  

∗ 100

 =  − 

RESULTADOS:

En nuestro caso nuestro suelo está conformado en abundancia por grava. Por lo cual nuestro

suelo es un suelo no plástico y por consiguiente no fue posible encontrar el índice de plasticidad


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INFORME DE ENSAYOS

CONCLUSION



Concluimos que es de gran importancia la aplicación de la información de conceptos ya dados anteriormente, y de manera complementaria aplicarla en el reconocimiento de los tipos de suelos ya que gracias a ello pudimos culminar el trabajo con éxito y para nuestra futura aplicación en el campo laboral.



Es importante el análisis del contenido de humedad del suelo para poder determinar si es suelo apto para las aplicaciones de la ingeniería civil.



El análisis granulométrico y los límites de Atterberg de suelo obtenidos en el ensayo de laboratorio de la calicata, nos determinan dicho suelo.



El análisis granulométrico y los límites de Atterberg de suelo obtenidos en el ensayo de laboratorio de la calicata (C-1), nos determinan que dicho suelo es gravas, presencia de mucho material gravoso, que cuyo indicador nos manifiesta que es un suelo con mala capacidad de soporte para las edificaciones considerables o de gran envergadura



Concluimos que es de gran importancia la aplicación de la información de conceptos ya dados anteriormente, y de manera complementaria aplicarla en el reconocimiento de los tipos de suelos ya que gracias a ello pudimos culminar el trabajo con éxito y para nuestra futura aplicación en el campo laboral.



Es importante el análisis granulométrico ya gracias a él vemos los diferentes tamaños de gravas y arena y de que está compuesto el suelo, que junto con los límites de atterberg logran determinar el tipo de suelo de cada muestra.


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BIBLIOGRAFIA  http://www.slideshare.net/meliaviladavila/mecanica-de-suelos-juarez-badillo  http://www.cuevadelcivil.com/2010/01/clasificacion-de-suelos-por-los-

metodos.html  http://sirio.ua.es/proyectos/manual_%20carreteras/02010103.pdf  http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/hum

edad.pdf  http://www.slideshare.net/wlopezalmarza/mecanica-de-suelosplasticidad  Libro de mecánica de suelos – Luis Bañon Vasquez  Mecánica de suelos y cimentaciones- Crespo Villalaz  Fundamentos de ingeniería geotécnica - Braja M. Das  Lambe, t. William (1974) mecánica de los suelos. Editorial limusa. tomo1


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ANEXO


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