Ensayo 7

PROCTOR ESTÁNDAR

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1) INTRODUCCION.En el siguiente ensayo se determinó la relación que existe entre el contenido de humedad y el peso unitario seco de un suelo, mediante una grafica de la curva de compactación, de la cual se extrae el peso unitario seco máximo para cierto contenido de humedad. 2) METODOLOGIA DE TRABAJO.-INTRODUCCION.En

el presente ensayo se siguió el procedimiento del ensayo Proctor Estándar, siguiendo las normas ASTM D 698-00a.

Por medio de este ensayo se pretende obtener un dato teórico de la relación entre la humedad y el peso unitario de los suelos compactados en un molde la cual ayudará a obtener en un futuro un grado de compactación. 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 ingenieríles 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.

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Reducir el potencial de expansión, contracción o expansión por congelamiento. Para medir el grado de compactación de material de un suelo o un relleno se debe establecer la densidad seca del material. En la obtención de la densidad seca se debe tener en cuenta los parámetros de la energía utilizada durante la compactación y también depende del contenido de humedad durante el mismo. 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 deferentes 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. Los resultados obtenidos a partir del ensayo proporcionan una curva, en la cual el pico más alto dicta el contenido de humedad óptima a la cual el suelo llega a la densidad seca máxima. Por medio de los ensayos sé a podido determinar que por lo general la

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compactación es más eficaz en los materiales bien gradados que contienen una cantidad de finos que en los materiales de gradación uniforme que carecen de finos. - ENSAYOS REALIZADOS Se extrajo la muestra de suelo, y se trabajo con 25 kg. De muestra de suelo. Se mezclo bien la mezcla de modo que las partes húmedas queden disipadas, de forma que quede uniforme el suelo. Se

dejo secar humedad.

al

ambiente,

para

disminuir

el

contenido

de

Se determinó el contenido de humedad de la muestra de suelo. Se extrajeron 4 especimenes de muestra. Posteriormente, se determino el la masa de cada uno de recipientes pesándolos sobre la balanza electrónica.

los

Luego se uso la siguiente ecuación (Ecuación 1), para determinar el volumen de agua a ser añadido a la muestra.

 ∆w    VW = M O  100  w 1 + O  100  Ecuación 1 Seguidamente se adicionó la cantidad de agua determinada (Ecuación 1), posteriormente se mezclo la muestra de suelo, con el fin de humedecer todo el suelo a ensayar. Se dejó reposando la muestra de suelo por unos minutos.

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Se

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determinó las dimensiones del molde, su volumen. Posteriormente se introdujo muestra de suelo al molde. Se ensambló el anillo de extensión al molde.

Se aplicó 56 golpes siguiendo la frecuencia indicada del ensayo, asegurando que todo el suelo sea uniformemente compactado. Como la última capa de muestra llegó al anillo de extensión, no se tomó en cuenta esa masa, se cortó con cuchillo, enrasándola, y posteriormente se pesa la masa de la muestra. Se

determinó la masa del molde compactado en el la balanza electrónica. Así mismo se determinó la masa del molde, mas la muestra.

Se extrajo suelo de la parte superior del suelo compactado, y de la parte inferior; w1 y w2 respectivamente, para después sacar un promedio. Se repitió el ensayo 3 veces mas.

3) ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS Se obtuvo los siguientes resultados de las tablas siguientes de las siguientes ecuaciones.

 ∆w    VW = M O  100  Ecuación 1 w 1 + O  100  M = M 2 − M1

Ecuación 2

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γ =

γd =

M ∗ g Vm

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Ecuación 3

γ 1+

ω 100

Ecuación 4

Donde VO = Volumen de agua a ser aumentado a la muestra. M O = Masa inicial de la muestra del suelo.

∆w = Variación del contenido de humedad de la muestra.

w =

Contenido de humedad inicial del suelo.

Vm = Volumen del molde M1 = Masa del molde mas la base M 2 = Masa del molde mas la base y la muestra.

g = 9.81 m/s2 -INTERPRETACION DE RESULTADOS Para el grupo b Usando la ecuación 1;

 5 − 3.0 3   VW = 3268 100  = 62.48 3.0 3 1 +  1 00   Determinando el volumen del molde, que seria el de un cilindro;

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Vm = π * r2 * h

como h = (9.8 cm + 10.82 cm)/2= 10.31 cm Φ = (15.21 + 15.23)/2 = 15.22 cm

Vm = π * r2 * h =

π*

(15.22/2) 2 *9.8

Vm = 1875.76 cm3

Como la masa del contenedor mas la muestra seca es = 247.68 gr M1 = 59.85 gr. M 2 = 248.82 gr. M w = 2 4 8.8 2 − 2 4 7.6 8 3 = 1.1 3 7 gr. De H2O

Masa compactada del cilindro, usando la ecuación; M = 3172 gr. Masa compactada del cilindro = 3172 gr. ω =

188 .97 187 .83 * 100 = 0.61% 187 .833

Usando la ecuación 3; γ =

3 1 7 2* 9.8 1 = 1 6.5 9 1 8 7 5.7 6

Usando la ecuación 4; γd =

16.59 = 16.45[kN / m3] 0.61 1+ 100

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Nota.- Y asi sucesivamente se sacan los valores de ω y γ. El grupo C saco los contenidos de humedad, como dice el ensayo. A) DATOS GENERALES Proyecto: Ubicación:

Fecha:

Descripción de la muestra: Arena Identificación de la muestra:

Profundidad:

Tipo de muestra: Disturbada

Operador:

Extracción de la muestra: Laboratorio B) DATOS TÉCNICOS Método utilizado: C Gravedad específica: ---

Diámetro [mm]: 152.2 Altura del molde [mm]: 103.1

Volumen [cm3]: 1875.76

% Material excluido: 0.00

C) PESO UNITARIO Medición No. Masa molde + suelo [g] Masa molde [g] Masa húmeda del suelo [g] Peso unitario húmedo [kN/m3]

A 200,55 0 4696 24,560

B 188,97 0 3172 16,59

C 287,56 69,44 4538 23,73

D 396,42 66,38 4724 24,71

E 367,74 66,12 4600 24,06

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D) CONTENIDO DE HUMEDAD Numero de lata Masa de contenedor [g] Masa suelo húmedo + cont. [g] Masa suelo seco + cont. [g] Contenido de humedad [%] HUMEDAD PROMEDIO [%] PESO UNITARIO SECO [kN/m3]

D 66,38 396,42 378,44 5,76 5,76 23,36

E 66,12 367,74 361,38 2,15 2,15 23,55

A 0 200,55 182,19 10,08 10,08 22,31

B C 0 72,05 66,82 188,97 299,78 275.345 187,83 277,1 257,18 0,61 11,06 9,54 0,61 10,3 16,45 21,51

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PESO UNITARIO SECO MAXIMO [Kn/m3]: 23.4 CONTENIDO DE HUMEDAD ÓPTIMO [%]: 5.8 4) CONCLUSIONES.El grupo C determino el contenido de humedad como indica el ensayo, extrayendo de la muestra de suelo compactado, de su parte inferior y superior, pero la diferencia de contenidos es mayor a 0.5% lo cual indica que el ensayo tuvo imperfecciones. La

curva de relación insatisfactorio.

entre

ω

y

γ

indica

un

ensayo

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