Mecánica de Suelos

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNAALBAÑILERIA ESTRUCTURAL

1

INGENIERIA CIVIL

“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

TRABAJO ENCARGADO

DOCENTE : CESAR URTEAGA ORTIZ

FECHA DE PRESENTACIÓN : 11 DE AGOSTO DE 2015

NOMBRE DEL TRABAJO : PROCTOR MODIFICADO

ALUMNO : MERY MIRANDA JOSE JIMENEZ CHOQUECOTA LARISSA FUENTES PAULA REYNOSO KEITEL ZEGARRA RODRIGO ALVAREZ TITO

TACNA – PERÚ2015


2

INDICE1. INTRODUCCION:.............................................................................................................................1

2. MARCO TEORICO Y GENERALIDAD:................................................................................................2

3. PROCTOR MODIFICADO:................................................................................................................4

4. OBJETIVOS:.....................................................................................................................................5

5. IMPORTANCIA DE LA COMPACTACIÓN:.........................................................................................5

6. MÉTODO DE PROCTOR:..................................................................................................................6

7. NORMATIVIDAD:............................................................................................................................6

8. MATERIALES Y EQUIPO:..................................................................................................................7

9. PROCEDIMIENTO:.........................................................................................................................11

10. CÁLCULOS:....................................................................................................................................17

1. INTRODUCCION:

INGENIERIA CIVIL


3

Se denomina compactación de suelos al proceso mecánico por el cual se busca mejorar las características de resistencia, compresibilidad y esfuerzo deformación de los mismos. Este proceso implica una reducción más o menos rápida de los vacíos, como consecuencia de la cual en el suelo ocurren cambios de volúmenes de importancia, fundamentalmente ligados a pérdida de volumen de aire.

En la actualidad existen muchos métodos para compactar, al menos teóricamente, en el laboratorio unas condiciones dadas de compactación de campo. Unos de lo cual cabe mencionar es “Prueba Proctor Modificado” el cual es creado al crearse también equipos compactadores más pesados que se usan en la pavimentación de carreteras y aeropuertos. Que consiste en determinar el peso por unidad de volumen de un suelo que ha sido compactado por un procedimiento definido para diferentes contenidos de humedad.

2. MARCO TEORICO Y GENERALIDAD:

Se denomina compactación de suelos al proceso mecánico por el cual se busca mejorar las características de resistencia, compresibilidad y esfuerzo deformación de los mismos. Este proceso implica una reducción más o menos rápida de los vacíos, como consecuencia de la cual en el suelo ocurren cambios de volúmenes de importancia, fundamentalmente ligados a pérdida de volumen de aire.La compactación está relacionada con la densidad máxima o peso volumétrico seco máximo del suelo que para producirse es necesario que la masa del suelo tenga una humedad determinada que se conoce como humedad óptima.

La importancia de la compactación es obtener un suelo de tal manera estructurado que posea y mantenga un comportamiento mecánico adecuado a través de toda la vida útil de la obra.

Por lo general las técnicas de compactación se aplican a rellenos artificiales, tales como cortina de presa de tierra, diques, terraplenes para caminos y ferrocarriles, muelles, pavimentos, etc. Algunas veces se hace necesario compactar el terreno natural, como en el caso de cimentaciones sobre arena suelta.

INGENIERIA CIVIL


4

Las ventajas que representa una compactación adecuada son:

a) El volumen de vacío se habrá reducido a un mínimo y consecuentemente, su capacidad de absorber humedad también se habrá reducido a un mínimo.

b) La reducción de vacíos se debe a que las partículas de menor tamaño han sido forzadas a ocupar el vacío formado por las partículas más grandes. De allí que si una masa de suelos está bien graduada, los vacíos o poros se reducirán prácticamente a cero y se establecerá un contacto firme y sólido entre sus partículas, aumentando la capacidad del suelo para soportar mayores pesos.Los métodos usados para la compactación de los suelos dependen del tipo de los materiales con los que se trabaje en cada caso. Los suelos puramente friccionantes como la arena se compactan eficientemente por métodos vibratorios y métodos estáticos; en cambio los suelos plásticos, el procedimiento de carga estática resulta el más ventajoso. Los métodos usados para determinar la densidad máxima y humedad óptima en trabajos de mantenimiento y construcción de carreteras son los siguientes:

a) Proctor Standard.

b) Proctor Modificadoc) Prueba Estática

El ensaye de Proctor modificado se crea al crearse también equipos compactadores más pesados que se usan en la pavimentación de carreteras y aeropuertos.

Especificaciones para el ensaye Proctor Modificado (basadas en la norma 1557-91 de la ASTM)

CONCEPTO METODOA B C D

Diámetro del molde (cm) 10.16 15.24 10.16 15.24Volumen del molde (cm³) 943.3 2124.0 943.3 2124.0Peso del martillo o pisón (Kg) 4.54 4.54 4.54 4.54Altura de caída del martillo (cm) 45.7 45.7 45.7 45.7Numero de golpes del pisón por cada capa 25 56 25 56Numero de capas de compactación 5 5 5 5Energía de compactación (Kg-cm/cm³) 16.49 16.42 16.49 16.42

INGENIERIA CIVIL


5

Suelo por usarse Pasa por100%

tamiz No.4

100%tamiz 3/8”

El 20%retiene No.4

Pasa 100 tamiz ¾”

INGENIERIA CIVIL


3. PROCTOR MODIFICADO:

La compactación se utiliza para describir el proceso de densificación de un material mediante

Métodos mecánicos, el incremento de densidad se obtiene al disminuir el contenido de aire

en los vacíos en tanto se mantienen el contenido de humedad aproximadamente constante.

El grado compactación de un suelo o de un relleno se mide cuantitativamente mediante la densidad

seca. La densidad seca que se obtiene mediante un proceso de compactación depende de la energía

utilizada durante la compactación, denominada energía de compactación, también depende

del contenido de humedad durante la misma.

Las relaciones típicas entre la densidad seca. El contenido de humedad y la energía de compactación se obtienen a partir de ensayos de compactación en el laboratorio.

INGENIERIA CIVIL


7

4. OBJETIVOS:

Determinar la relación entre el contenido de humedad y el peso unitario seco de un suelo compactado.

Determinar la gráfica densidad del suelo versus porcentaje de humedad.

Determinar los valores de la densidad del suelo máxima y el porcentaje de humedad optima, esto de la gráfica ya mencionada. Ya que estos valores son imprescindible para el cálculo del grado de compactación.

5. IMPORTANCIA DE LA COMPACTACIÓN:

Aumento de la resistencia y disminución de capacidad de deformación que se obtienen al sujetar al suelo a técnicas convenientes que aumenten su peso específico seco, disminuyendo sus vacíos.

Reduce el escurrimiento del agua, ya que un suelo compactado se reduce la penetración del agua.

Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo.

Aumenta la capacidad de soportar cargas, debido a que hay menor volumen de vacíos un suelo tendrá mayor capacidad para soportar cargas pesadas.

INGENIERIA CIVIL


8

6. MÉTODO DE PROCTOR:

Ensayo Proctor Modificado (AASHTO T-180)

Este ensayo modificó el Estándar aumentando el número de capas de 3 a 5; el número de golpes en cada una de ellas se llevó de 25 a 56; el peso del pisón se elevó a 4.5kg y la altura de caída a 45.7 cm. Básicamente con ello se evitó incrementar compactaciones relativas por encima del 100% del Proctor Normal o Estándar, y la dificultad que presentan algunos suelos en ser compactados en campo cuando su humedad óptima, determinada por ésta última prueba, es cercana al límite plástico. Comprobando los resultados entre ambos, para un mismo suelo, se puede comprobar que el Modificado provee valores de densidad seca máxima más elevados, a consecuencia de la mayor energía aportada, en correspondencia con menores valores de humedad óptima.Actualmente, ambas pruebas cuentan con variantes a las formas originales. La elección del tipo de ensayo a efectuar dependerá, básicamente, de la naturaleza de la obra a realizar.

7. NORMATIVIDAD:

Existen diferentes normas que definen estos ensayos, entre la cuales pueden ser destacadas las Normas:

ASTMD1557-70 AASHTOT180-70

8. MATERIALES Y EQUIPO:

INGENIERIA CIVIL


9

Moldes.- Serán cilíndricos de paredes sólidas hechos de metal. Con un collar ajustable aproximadamente de 60 mm (2pulg) de altura.

Pisón de Metal.- cara plana circular de 2pulg de diámetro, y una masa de(11 0.02)lb. Altura de caída libre 18 pulg.

Dispositivo extractor de muestra.-Un dispositivo (gato hidráulico) para la extracción de muestras compactadas.

Balanza.- acuerdo los requerimientos de la norma AASHTO M231.

Horno.-Termostáticamente controlado capaz de mantener una temperatura de (110 5)ºC (230 9)ºF para el secado de las muestras.

Tamices.- de 50mm (2pulg), 19mm (¾ pulg), y 4.75mm (Nº4) conforme al requerimiento de norma AASHTO M92.

Charolas metálicas

Probetas graduadas de 500 cm3

Extractor de muestras.

Tara para determinar humedad.

INGENIERIA CIVIL

Horno Marca QL Bandeja Metálica


10

Figura 1 Figura 2

INGENIERIA CIVIL

Barra de AceroUn Pisón MetálicoFigura 4

Figura

3


11

Figura 5 Figura 6

INGENIERIA CIVIL

Cilindro Metalico

Probetas

PalaPalaPalaPalaPala

Balanza de 29 Kg


12

Figura. 7 Figura. 8

INGENIERIA CIVIL

Espátula

Cucharon MetálicoBrocha de Mano

Tamiz #4Figura. 10

Figura.

9

EspátulaEspátulaEspátulaEspátula


13

INGENIERIA CIVIL

Balanza de 500 grMartillo de HuleFigura. 12

Figura.

11

Carreta para transportar el material Balde metálico

Charola metálica Extractor de muestras


14

Figura. 13 Figura. 14


INGENIERIA CIVIL


15

9. PROCEDIMIENTO:

Se obtiene por cuarteo una muestra representativa, previamente secada al sol y que según el método a usarse puede ser de 3, 7, 5 y 12 kilogramos.

1. De la muestra ya preparada se esparce agua en cantidad tal que la humedad resulte un poco menor del 10% y si el material es arenoso es conveniente ponerle una humedad menor.

2. Se revuelve completamente el material tratando que el agua agregada se distribuya uniformemente.

3. Pese el molde cilíndrico y anote su peso.4. La muestra preparada se coloca en el molde cilíndrico en cinco (5) capas, llenándose en

cada capa aproximadamente 1/3 de su altura y se compacta cada capa de la forma siguiente:

- 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 45.7 cms., se cambia de posición la guía, se levanta y se deja caer nuevamente el pistón. Se repite el procedimiento cambiando de lugar la guía de manera que con 25 o 56 (según el método) golpes se cubra la superficie. Esta operación de compactación se repite en las cinco capas del material.

5. Al terminar la compactación de las tres capas, se quita la extensión y con la regla metálica se enraza la muestra al nivel superior del cilindro.

6. Se limpia exteriormente el cilindro y se pesa con la muestra compactada anotando su peso. (Peso del material + cilindro).

7. Con ayuda del extractor de muestra se saca el material del molde y de la parte central del espécimen se toman aproximadamente 100 gr., y se pesa en la balanza de 0.1 gr., se sensibiliza anotando su peso. (Peso húmedo).

8. Deposite el material en el horno a una temperatura de 100 a 110º C por un período de 24 horas, transcurrido este período determínese el peso seco del material.

9. El material sacado del cilindro se desmenuza y se le agrega agua hasta obtener un contenido de humedad del 4 al 8% mayor al anterior.

10. Repita los pasos del 2 al 9 hasta obtener un número de resultados que permitan trazar una curva cuya cúspide corresponderá a la máxima densidad para una humedad óptima.

El calculo se realiza de la siguiente manera:

INGENIERIA CIVIL


16

Paso 1: Se obtiene por cuarteo una muestra representativa, previamente secada al sol y que según el método a usarse puede ser de 3, 7, 5 y 12 kilogramos.


Paso 2: Se pesaron los cilindros y las latitas para las muestras de suelo.


Paso 3: Se llenaron las provetas con agua según el porcentaje con cual se trabaja.

INGENIERIA CIVIL


17

Figura. 22

INGENIERIA CIVIL


18

Paso 4: Se tamizo la muestra de suelo con el tamiz #4 eliminando toda agente organico.


Paso 5: Se virtio el suelo que paso por el tamiz #4 en la balanza para obtener un peso de 3000Kg.


Paso 6: Se coloco la muetra de suelo pesada en la bandeja de alumino, se satura el suelo con el

porcentaje de humedad deseado. Se amazo el suelo con el agua.

INGENIERIA CIVIL


19


INGENIERIA CIVIL


20

Paso 7: La muestra preparada se coloca en el molde cilíndrico en tres (3) capas, llenándose en cada capa aproximadamente 1/3 de su altura y se compacta cada capa de la forma siguiente:

Se coloca el pistón de compactar con su guía, dentro del molde; se eleva el pistón (2.5

Kilogramos) hasta que alcance la parte superior y se suelta permitiendo que tenga una caída libre

de 30 centímetros. se cambia de posición la guía, se levanta y se deja caer nuevamente el pistón.

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.


INGENIERIA CIVIL


21

Figura 31

Paso 8: Se limpia exteriormente el cilindro y se pesa con la muestra compactada anotando su peso. (Peso del material + cilindro).

Figura 32

Paso 9: Se extrajo la muetra de suelo con la ayuda del extractor de muestras y se enraza con la

ayuda de una espatula. Se procedio a partir la muestra por el centro para obtener una muetra del

centro del suelo compactado luego se coloca en la latita es pesada.


INGENIERIA CIVIL


22


Paso 10: Se coloca la muestra al horno y se deja secar.

Figura 37

INGENIERIA CIVIL


23

10. CÁLCULOS:

Calculo del contenido de humedad, Densidad húmeda y la densidad seca del suelo compactado para cada ensayo como sigue:

w(%) = Contenido de humedad en el espécimen.

A = Peso del recipiente y suelo húmedo;

B = Peso del recipiente y suelo seco.

C = Peso del recipiente.

W1 = Densidad húmeda en kg/m3 del suelo compacto.

INGENIERIA CIVIL


24

W = Densidad seca en kg/m3 del suelo compacto

Con los datos obtenidos de γ d y W se construye un gráfico similar a la siguiente figura:

INGENIERIA CIVIL

INGENIERIA CIVIL

Mecánica de Suelos

Documents