Mecanica De Suelos Juan.docx

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TRABAJO ENCARGADO

CURSO

:

MECANICA DE SUELOS I

DOCENTE

:

Ing. Jose Antonio Flores Cano

ESTUDIANTES

:

- Chambilla Taucri Juan - Gutierrez Gaona Chrystian - Jimenez Acarapi Wilber - Chino Vilca Cristian

CICLO

:

V

TURNO

:

Noche

Tacna – Perú 2016

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INTRODUCCIÓN

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INTRODUCCIÓN

El presente trabajo de investigación y aplicación se efectúa con el fin de determinar las propiedades físicas y mecánicas del suelo en la Asociación de Magoyo.

Para esto se tuvo que realizar dos calicatas las cuales tenían que cumplir con las siguientes medidas; 1 metro de largo, 1 metro de ancho y 2 metros de profundidad.

Posteriormente se efectuaron las pruebas y estudios correspondientes de cada estrato extraído de ambas calicatas, en este caso solo se encuetra un solo estrato.

Es preciso indicar; que muy aparte de ejecutar este estudio, se aprendió a trabajar con criterios de seguridad y responsabilidad que serán de gran utilidad en nuestra vida y en el ejercicio de la carrera profesional de Ingeniería Civil.

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OBJETIVOS

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OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Reconocer las características, propiedades físicas y mecánicas del suelo de la Asociación de Magoyo..

OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

Desarrollar de la mejor manera cada uno de los ensayos a realizarse en el curso de Mecánica de Suelos I.



Tomar conciencia sobre la importancia de las normas de seguridad.



Realizar el trabajo de excavación herramientas adecuadas,

con

su

de calicatas con las respectivo

levantamiento

topográfico, gabinete y de laboratorio para determinar las características físicas y químicas de cada estrato. 

Analizar e interpretar los resultados obtenidos de los ensayos realizados en el laboratorio.

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CAPÍTULO I: MEMORIA DESCRIPTIVA

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1.- MEMORIA DESCRIPTIVA

PROYECTO

:

Estudio de Suelos en la Asociación de Magoyo

DISTRITO

:

Tacna

PROVINCIA

:

Tacna

DEPARTAMENTO :

Tacna

UBICACIÓN

:

Asociación de Magoyo

FECHA

:

Octubre del 2016

1.1. GENERALIDADES:

La presente memoria descriptiva, está referida al estudio de suelos a realizarse en la Asociación de Magoyo del Distrito de Tacna Provincia de Tacna.

El presente estudio tiene como fin conocer y analizar las propiedades del suelo, los diferentes estratos en este sector de Tacna, para averiguar qué tan seguro es realizar una futura edificación. Basándose en la Norma Técnica E-050 de Suelos y Cimentaciones del Reglamento Nacional de Edificaciones.

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1.2. UBICACIÓN DEL TERRENO:

El terreno donde se realizará la excavación de las calicatas se encuentra ubicado en la Asociación Magoyo, en el Distrito de Tacna, en la Provincia y Región de Tacna.

Región

:

Tacna

Provincia

:

Tacna

Distrito

:

Tacna

1.3. LINDEROS Y COLINDANTES: a) Por el Norte

:

ZOFRA TACNA

b) Por el sur

:

Autodromo Tacna

c) Por el Este

:

-

d) Por el oeste

:

Molles

1.4. ÁREA Y PERÍMETRO:

Área

:

26207.74 m2

Perímetro

:

788.34 m

1.5. DESCRIPCIÓN DE LA ZONA DE TRABAJO:

El terreno donde se realizará el estudio de suelos se encuentra cercado parcialmente en el lado que colinda con la Panamerica Sur. Es un descampado en el cual existen tres (3) viviendas de material noble, de las cuales dos (2) están habitadas y una derrumbada.

En una parte del área total del terreno puede observarse la presencia de material proveniente de desmonte.

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El terreno está limitado por (1) entrada directa; cuya caentrada no esta asfaltada solo afirmada.

1.6. VISTA SATELITAL:

PLANO DE UBICACION

ZOFRA TACNA

MOLLES

AUTODROMO

PLANO DE LOCALIZACION

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INGRESO A ZONA TRABAJADA

Vista satelital en donde se puede apreciar el lugar en donde se va a realizar las calicatas correspondientes, que se encuentra delimitado según como se puede observar en la imágen.

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CAPÍTULO II: DESCRIPCIÓN PRELIMINAR

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2. DESCRIPCIÓN PRELIMINAR:

2.1. PROSPECCIONES DEL CAMPO:

OBJETIVOS: Conocer, analizar y registrar los resultados de las precipitaciones realizadas en los suelos.

2.2. IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD Y EQUIPOS UTILIZADOS: Para el presente trabajo se ha contado con los siguientes implementos:

MATERIALES

CANTIDAD

CASCOS

04 unidades

PARES DE GUANTES

04 pares

PARES DE BOTAS DE SEGURIDAD

04 pares

CHALECOS

04 unidades

LENTES DE SEGURIDAD

04 unidades

BOTIQUÍN

01 unidad

CINTA DE SEGURIDAD

50 metros

LIBRETA DE CAMPO

01 unidad

BOLSAS HEMÉTICAS

10 unidades

SACOS DE 50 Kg.

06 unidades

PALA

03 unidades

PICO

03 unidades

BARRETA

01 unidad

ESCALERA

01 unidad

BALDE

02 unidades

ESTACAS DE FIERRO

04 unidades

CINCEL

01 unidad

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2.3. RECONOCIMIENTO DE CAMPO: Se realizó el Miercoles 21 de Setiembre de 2016 con el objetivo de reconocer el área de trabajo, su dificultad e inconvenientes que puedan suscitar en el transcurso de la excavación. La realización de la cartilla de seguridad fue de gran ayuda, ya que mediante ella se pudo evitar o disminuir el riesgo de lesiones a una de las personas intengrantes del grupo.

2.4. EXCAVACIÓN DE CALICATAS:

1. Primer Día:29/09/16 Se procedió a buscar un terreno, para la excavación de las dos calicatas. Seleccionado el terreno se procedió a la delimitación de las calicatas con yeso y cercándolo con cinta de seguridad. 2. Segundo Día: 30/09/16 Se procedió a la excavación de las calicatas, el equipo se dividió en 2 grupos para la excavación de estas en paralelo . 3. Tercer Día: 01/10/16 Se culmino la calicata N°1 a una profundidad de 2m, se dejaron en un 70% en avance. 4. Cuarto Día: 02/10/16 Se prosiguió al término la calicata N°1 con una profundidad de 2.00m. La calicata N°2 se completó con una altura de 2m de profundidad. 5. Quinto Día :13/09/12 Se terminó con la excavación de las 2 calicatas. La recolección de muestras se extrajo de la parte más profunda de cada una de las calicatas, puesto que solo se encontró un estrato.

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2.5. DESCRIPCION PRELIMINAR DE CALICATAS

CALICATA 1

N º DE ESTRATO

PROFUNDIDAD

CARACTERÍSTICAS

Tiene una profundidad de 2 metros.

Arenas limosas, mezclas arena - limo. Tiene una baja compresibilidad.

PROFUNDIDAD

CARACTERÍSTICAS

Tiene una profundidad de 2 metros.

Arenas limosas, mezclas arena - limo. Tiene una baja compresibilidad.

0.00 m

-2.00 m

CALICATA 2

0.00 m

N º DE ESTRATO

-2.00 m

2.6. CONCLUSIONES: 

El presente trabajo fué realizado en equipo con la participación activa de cada uno de los miembros.

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

Las características de la calicata I y II son parecidas debido a que la separación existente entre ellas es de aproximadamente 80 metros.



En la primera calicata se encontró 1 solo estrato, con presencia de relleno en la superficie de aproximadamente 20cm y lentes de ceniza volcánica.



En la segunda calicata se encontró 2 estratos, con presencia de relleno en la superficie de aproximadamente 20cm y lentes de ceniza volcánica. Ademas se encontró material de agregado.



Es indispensable contar con los materiales e implementos adecuados para la realización de un trabajo óptimo.

2.7. RECOMENDACIONES: 

Contar con las herramientas necesarias para la excavación.



Tener siempre a la mano un botiquín de seguridad en el caso de ocurrir un accidente.



Contar con un celular que tenga crédito disponible para realizar llamadas y también es necesario contar con números de emergencia.



La profundidad de las calicatas debe de ser de dos (2) metros.



Se debe practicar los valores de la solidaridad y el compañerismo ya que consideramos a estos como pilares de lograr un buen trabajo grupal.

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CAPITULO III: PESO ESPECIFICO

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3. PROPIEDADES DEL SUELO:

3.1. OBJETIVOS:

Realizar los ensayos con los métodos enseñados en clase para determinar las propiedades de los suelos.

Obtener resultados precisos para poder hallar adecuadamente la relación de vacios, porosidad y al grado da saturación.

3.2. PROPIEDADES DE LOS SUELOS:

A. PESO ESPECÍFICO DE LA FASE SÓLIDA:  MATERIALES Y EQUIPOS

 Fiola de 500 ml.  Balanza electrónica de precisión 0.1gr.  Cocina eléctrica  Embudo  Tamiz n° 4  Taras  Pipeta

B. PROCEDIMIENTO:  Antes de realizar cualquier ensayo se debe tener todo los materiales y equipos a emplear en el ensayo posterior.  Lo primero que se hizo fue pesar en una balanza aproximadamente de 200 a 500 gramos.  Seguidamente se procede al secado de la muestra de 200 a 500 gramos en un horno por 12 horas como mínimo o en cocina hasta que la muestra haya perdido la humedad completa.

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 Luego de que la muestra ya este seca, se debe pesar, aproximadamente 300 gramos.  Obtenemos el peso de la fiola con la ayuda de la balanza digital  Posteriormente se debe poner la muestra con ayuda de un embudo a la fiola de 500 ml., agregamos agua hasta una altura adecuada.  Se hace uso de una tara y se procede a poner en una cocina, dentro de ella se introduce la fiola, este proceso es llamado baño maria, cada cierto tiempo es indispensable con ayuda de la franela remover la arena con el agua para que no se concetro en la parte inferior de la fiola la muestra, el movimiento no debe ser muy brusco pero debe bastar para que este me mezcle homogéneamente con el agua, este procedimiento se realizará hasta que se pueda eliminar todos los vacios existentes.  Se deja enfriar la fiola dentro de la tara y una vez fría enrasamos con el agua hasta el menisco de la fiola.  Pesamos la muestra que contiene el agua y la fiola.  Retiramos de la fiola el agua con la arena, se lava la fiola para el siguiente paso.  Después se procede al llenado de la fiola con agua de la tara y lo pesamos nuevamente (fiola más agua).  Con todos los datos obtenidos procedemos a realizar los cálculos respectivos hasta tener nuestro resultado final.

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C. CÁLCULOS 

PESO ESPECÍFICO

Para realizar los cálculos de peso específico utilizaremos las siguientes formulas:

𝜸𝒔 =

𝑾𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂 𝒔𝒆𝒄𝒂 𝑾𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂 𝒔𝒆𝒄𝒂 − (𝑾𝒇𝒊𝒐𝒍𝒂+𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂+𝒂𝒈𝒖𝒂 − 𝑾𝒇𝒊𝒐𝒍𝒂+𝒂𝒈𝒖𝒂 )

𝑽𝒅𝒆𝒔𝒑𝒍𝒂𝒛𝒂𝒅𝒐 = 𝑾𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂 𝒔𝒆𝒄𝒂 − (𝑾𝒇𝒊𝒐𝒍𝒂+𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂+𝒂𝒈𝒖𝒂 − 𝑾𝒇𝒊𝒐𝒍𝒂+𝒂𝒈𝒖𝒂 ) 

RELACIÓN DE VACÍOS (e)

𝑒 = 

𝑉𝑣 𝑉𝑠

POROSIDAD (n%)

𝑛% = 

𝑉𝑣 (100) 𝑉𝑚

GRADO DE SATURACIÓN (Gs%)

𝐺𝑠% = 

CONTENIDO DE HUMEDAD

𝑊% = 

𝑉𝑤 (100) 𝑉𝑣 𝑊𝑤 (100) 𝑤𝑠

PESO ESPECÍFICO 𝑊𝑚

𝛾𝑆 =

𝑉𝑚



𝑉𝑠

𝛾𝑤

PESO DE SÓLIDOS 𝑊𝑠 =



𝑊𝑠

𝑊𝑚 1 + 𝑊%

PESO DEL AGUA 𝑊𝑤 = 𝑊𝑚 − 𝑊𝑠



VOLUMEN DE SÓLIDOS

𝑉𝑠 =

𝑊𝑠 𝛾𝑠 MECANICA DE SUELOS Pag.| 19

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VOLUMEN DE LA MASA

𝑉𝑚 = 

𝑊𝑚 𝛾𝑚

VOLUMEN DE VACÍOS 𝑉𝑣 = 𝑉𝑚 − 𝑉𝑠



PESO ESPECÍFICO RELATIVO 𝛾𝑚 𝛾𝑜

𝑆𝑠 =

Donde:

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: ESTUDIO DE SUELOS : Ing. Jose Antonio Flores Cano : Asociación Magoyo : PESO ESPECIFICO : 2,00 metros CALICATA I

N° A B C D E F G N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

DESCRIPCION Peso tara Peso recipiente + muestra humenda Peso de la muestra seca Peso muestra + fiola + agua Peso fiola + agua volúmen desplazado (C-(D - E)) Peso específico (C / F) DESCRIPCION Peso Tara Peso recipiente + muestra humenda Peso tara + muestra seca (A + C) Peso del agua (2 - 3) Peso de la muestra seca (1 - 3) % Humedad (4 / 5)*100 Peso específico Peso de la muestra (2 - 1) Peso de los sólidos (8 /(Uni + 6/100)) Peso del agua (8 - 9) Volúmen de sólidos (9 / 7) Volúmen de la masa (8 / 7) Volúmen de vacios (12 - 11) Volúmen del agua (12 - 13) Relación de vacios (13 /11) Porosidad (13 / 12) Grado de saturación (14 / 13)

UNID MUESTRA 1 gr 0.00 gr 500.00 gr 473.33 gr 950.00 gr 670.00 cc 193.33 gr/cc 2.45

MUESTRA 2 0.00 500.00 473.33 950.00 670.00 193.33 2.45

MUESTRA 3 0.00 500.00 473.33 920.00 650.00 203.33 2.33

UNID MUESTRA 1 gr 0.00 gr 500.00 gr 473.33 gr 26.67 gr 473.33 % 5.63 gr/cc 2.45 gr 500.00 gr 473.33 gr 26.67 cc 193.33 cc 204.22 cc 10.89 cc 193.33 0.06 0.05 % 17.75

MUESTRA 2 0.00 500.00 473.33 26.67 473.33 5.63 2.45 500.00 473.33 26.67 193.33 204.22 10.89 193.33 0.06 0.05 17.75

MUESTRA 3 0.00 500.00 473.33 26.67 473.33 5.63 2.33 500.00 473.33 26.67 203.33 214.79 11.46 203.33 0.06 0.05 17.75

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: ESTUDIO DE SUELOS : Ing. Jose Antonio Flores Cano : Asociación Magoyo : PESO ESPECIFICO : 2,00 metros CALICATA II

N° A B C D E F G N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

DESCRIPCION Peso tara Peso recipiente + muestra humenda Peso de la muestra seca Peso muestra + fiola + agua Peso fiola + agua volúmen desplazado (C-(D - E)) Peso específico (C / F) DESCRIPCION Peso Tara Peso recipiente + muestra humenda Peso tara + muestra seca (A + C) Peso del agua (2 - 3) Peso de la muestra seca (1 - 3) % Humedad (4 / 5)*100 Peso específico Peso de la muestra (2 - 1) Peso de los sólidos (8 /(Uni + 6/100)) Peso del agua (8 - 9) Volúmen de sólidos (9 / 7) Volúmen de la masa (8 / 7) Volúmen de vacios (12 - 11) Volúmen del agua (12 - 13) Relación de vacios (13 /11) Porosidad (13 / 12) Grado de saturación (14 / 13)

UNID MUESTRA 1 gr 0.00 gr 500.00 gr 476.67 gr 950.00 gr 670.00 cc 196.67 gr/cc 2.42

MUESTRA 2 0.00 500.00 476.67 950.00 670.00 196.67 2.42

MUESTRA 3 0.00 500.00 476.67 920.00 650.00 206.67 2.31

UNID MUESTRA 1 gr 0.00 gr 500.00 gr 476.67 gr 23.33 gr 476.67 % 4.89 gr/cc 2.42 gr 500.00 gr 476.67 gr 23.33 cc 196.67 cc 206.30 cc 9.63 cc 196.67 0.05 0.05 % 20.43

MUESTRA 2 0.00 500.00 476.67 23.33 476.67 4.89 2.42 500.00 476.67 23.33 196.67 206.30 9.63 196.67 0.05 0.05 20.43

MUESTRA 3 0.00 500.00 476.67 23.33 476.67 4.89 2.31 500.00 476.67 23.33 206.67 216.79 10.12 206.67 0.05 0.05 20.43

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ENSAYOS DE POROSIDAD, RELACIÓN DE VACÍOS Y GRADO DE SATURACIÓN

OBJETIVOS:  Conocer las propiedades particulares que definen a nuestro suelo en comparación de los otros.  Obtener los datos de cada estrato, analizarlos y verificarlo si se encuentran entre los estándares adecuados; para saber si en nuestro terreno y muestras

se

puede dar un uso aplicativo a la ingeniería de la construcción.

CÁLCULOS:

Para el desarrollo de los cálculos de Porosidad, Relación de Vacíos y Grado de Saturación respectivamente se debe trabajar en base a las siguientes fórmulas:  Relación de vacíos (e) 𝑒=

𝑉𝑣 𝑉𝑆

 Porosidad (n%) 𝑛%=

𝑉𝑣 𝑥 100 𝑉𝑚

 Grado de saturación (Gs%) 𝐺𝑠 % =

𝑉𝑤 𝑥 100 𝑉𝑣

Donde:

V_m: Volumen de la masa V_S : Volumen de la muestra seca V_v : Volumen de vacíos

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OBTENCIÓN DE VOLÚMENES: 

Volumen de la masa:

𝑉𝑚 = 

Peso de los sólidos: 𝑊𝑠 =



𝑊𝑚 𝛾𝑚

𝑊𝑚 1 + 𝑊%

Peso del agua: 𝑊𝑤 = 𝑊𝑚 − 𝑊𝑠



Volumen de sólidos:

𝑉𝑠 = 

Relación de vacíos: 𝑒=



𝑊𝑠 𝛾𝑆

𝑉𝑣 𝑉𝑆

Porosidad: 𝑛%=



𝑉𝑣 𝑥 100 𝑉𝑚

Grado de Saturación: 𝐺𝑠 % =

𝑉𝑤 𝑥 100 𝑉𝑣

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3.3. CONCLUSIONES:

Se hicieron dos calicatas de las cuales se pudo apreciar solo un estrato en ambas.

CALICATA 01:

El peso específico del sólido en nuestro estrato fue de 2,41 gr/cm3 . MUESTRA 01: Relación de vacíos 0,06 MUESTRA 01: Tiene una porosidad de 0.05%, MUESTRA 01: Grado de saturación 17.75 %

La relación de vacíos es el volúmen de vacios que existe entre las partículas expresado en porcentaje.

CALICATA 02:

El peso específico del sólido en nuestro estrato fue de 2,38 gr/cm3 . MUESTRA 01: Relación de vacíos 0,05 MUESTRA 01: Tiene una porosidad de 0.05%, MUESTRA 01: Grado de saturación 20.43 %

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3.4. RECOMENDACIONES

Trabajar con extrema precaución al momento de manipular la fiola y agitarla en el instante de cocción y hacer uso de guantes de protección resistentes al calor.

Utilizar si es posible tres fiolas a la vez para facilitar el desenvolvimiento del proceso y así reducir el tiempo empleado.

Evitar el tanteo en todo aspecto y pesar cantidades especificas al momento de introducirlas en las fiolas.

Realizar de dos a tres ensayos para así obtener un promedio y un resultado preciso.

No someter la fiola a la cocina por de más 10 minutos, por existir peligro de ruptura y por consiguiente desperdicio de muestra.

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CAPÍTULO IV: PERMEABILIDAD

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4. PERMEABILIDAD DEL SUELO

4.1. OBJETIVO: Determinar el coeficiente de permeabilidad y magnitud de infiltración del suelo de la zona de Tacna , Asocioacion Magoyo 4.2. MARCO TEORICO: Tenemos como concepto previo que la permeabilidad es la capacidad de un suelo para conducir agua cuando se encuentra bajo un gradiente hidráulico. Esta propiedad depende de la densidad del suelo, del grado de saturación y del tamaño de las partículas. Los suelos de granos gruesos son altamente permeables y tienen coeficientes altos de permeabilidad; los suelos de granos finos son un caso contrario.. El coeficiente de permeabilidad K, en cm/s se define por la ley de Darcy: Q  K .i. A

Donde: Q = Velocidad del flujo del agua a través de la masa sólida (gasto), cm3/s i = Gradiente hidráulico o carga total pérdida por unidad de longitud de flujo. A = Área total transversal del suelo a través del cual tienen lugar el flujo, cm2. i

h1  h2 L

Existen diferentes tipos de procedimientos para la determinación de la permeabilidad de los suelos: 4.3. MÉTODOS DIRECTOS:

Permeámetro de carga constante: Este es el método más simple para determinar el coeficiente de permeabilidad. Se usa un dispositivo en el cual una muestra de suelo es sometida a una carga hidráulica. El agua fluye a través de la muestra, midiéndose la cantidad que pasa en un intervalo de tiempo. Permeámetro de carga variable: En este tipo de permeámetro se mide la cantidad de agua que atraviesa una muestra de suelo, por diferencia de niveles en un tubo

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alimentador. Existen dos tipo de dispositivos típicos: uno que se usa para suelos finos y el apropiado para suelos gruesos Prueba directa de los suelos en lugar: Este es un método práctico y se lleva a cabo midiendo el descenso de agua en una muestra de suelo saturada, en ciertos intervalos de tiempo. Se efectúan cálculos de acuerdo a la ecuación de continuidad para hallar la permeabilidad y magnitud de infiltración del suelo. 4.4. MÉTODOS INDIRECTOS:

Cálculos a partir de la curva granulométrica: Este es un método netamente empírico, sólo se necesita conocer el análisis granulométrico del suelo a estudiar, además considerar que este método está basado en el principio de Allen Hazen. Cálculos a partir de la prueba de consolidación: Este es un método usado en laboratorio principalmente para hallar la permeabilidad en suelos arcillosos. Cálculo con la prueba horizontal de capilaridad: Este método consiste en colocar una muestra de suelo en un tubo vertical transparente, detenida por una malla ubicada en el extremo inferior del tubo, al mismo tiempo el tubo debe quedar fijo bajo el nivel de agua. Se hacen observaciones del progreso de la superficie de avance ascendente del agua a partir del instante en que comenzó el experimento. 4.5. METODO DIRECTO: Prueba directa de los suelos en el lugar

Materiales      

1 tubo de 2” de diámetro, de 1 metro de longitud. 1 recipiente para el vaseado de agua. Wincha. Cronometro. Libreta de campo. Vara de madera de 1.2 m.

Procedimiento

 Se realiza la excavación de una calicata con dimensiones 1m x 1m x 1m, esta se debe ubicar colindantemente a las calicatas hechas al inicio del estudio. MECANICA DE SUELOS Pag.| 29

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 Luego se procedemos hacer un hoyo en la base de la calicata de 30 cm de profundidad, limpiando posteriormente los alrededores del hoyo.

 Se introduce un tubo de 1m. de largo y de un diámetro de 2” en posición vertical asentándolo bien en el hoyo de 30 cm. de profundidad de la base de la calicata. Posteriormente se llena el tubo de agua y por espacio de dos horas más ó menos esperar que el suelo se sature alrededor del extremo inferior del tubo.

 Pasada las dos horas, se inicia el ensayo llenando el tubo completamente y tomando el tiempo en que desciende el agua en espacios determinados de tiempo, el descenso del agua se verifica introduciendo una vara de madera y constatando que el agua haya filtrado completamente.

 Este procedimiento se sigue repitiendo hasta que los tiempos en que demora el descenso del agua se repita y sea constante, para poder trabajar permeabilidad en cálculos de gabinete.

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: ESTUDIO DE SUELOS : Ing. Jose Antonio Flores Cano : Asociación Magoyo : PERMEABILIDAD : 2,00 metros

Ø Tubo

:

5.10cm (2 pulg)

H Tubo

:

100.00cm (39.3 pulg)

Volumen

:

1256.64cm3 ENSAYO DE PERMEABILIDAD CALICATA I

HORA

INTERVALO DE TIEMPO (min.)

INTERVALO DE TIEMPO (seg.)

9:00:00 a. m. 9:05:00 a. m. 9:10:00 a. m. 9:15:00 a. m. 9:20:00 a. m. 9:25:00 a. m. 9:30:00 a. m. 9:40:00 a. m. 9:50:00 a. m. 10:00:00 a. m. 10:10:00 a. m. 10:20:00 a. m. 10:35:00 a. m. 10:50:00 a. m. 11:05:00 a. m. 11:20:00 a. m. 11:35:00 a. m. 11:55:00 a. m. 12:15:00 p. m.

llenado 0:05:00 0:05:00 0:05:00 0:05:00 0:05:00 0:10:00 0:10:00 0:10:00 0:10:00 0:10:00 0:15:00 0:15:00 0:15:00 0:15:00 0:15:00 0:20:00 0:20:00 0:20:00

300 300 300 300 300 300 600 600 600 600 600 900 900 900 900 900 1200 1200 1200

DESCENSO VOLUMEN ALTURA (cm) (cm3) (h) 100.00 97.00 96.00 94.00 95.00 94.00 93.00 93.00 78.00 65.00 57.00 55.00 50.00 51.00 49.00 42.00 63.00 53.00 42.00

1256.64 1218.94 1206.37 1181.24 1193.81 1181.24 1168.67 1168.67 980.18 816.81 716.28 691.15 628.32 640.88 615.75 527.79 791.68 666.02 527.79

100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

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“AÑO DE LA CONSOLIDACIÓN DEL MAR DE GRAU" UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS PROYECTO SUPERVISIÓN UBICACIÓN ENSAYO PROFUNDIDAD

: ESTUDIO DE SUELOS : Ing. Jose Antonio Flores Cano : Asociación Magoyo : PERMEABILIDAD : 2,00 metros

Ø Tubo

:

5.10cm (2 pulg)

H Tubo

:

100.00cm (39.3 pulg)

Volumen

:

1256.64cm3

ENSAYO DE PERMEABILIDAD CALICATA II HORA

INTERVALO DE TIEMPO (min.)

INTERVALO DE TIEMPO (seg.)

1:10:00 p. m. 1:15:00 p. m. 1:20:00 p. m. 1:25:00 p. m. 1:30:00 p. m. 1:35:00 p. m. 1:40:00 p. m. 1:50:00 p. m. 2:00:00 p. m. 2:10:00 p. m. 2:20:00 p. m. 2:30:00 p. m. 2:45:00 p. m. 3:00:00 p. m. 3:15:00 p. m. 3:30:00 p. m. 3:45:00 p. m. 4:05:00 p. m. 4:25:00 p. m.

llenado 0:05:00 0:05:00 0:05:00 0:05:00 0:05:00 0:10:00 0:10:00 0:10:00 0:10:00 0:10:00 0:15:00 0:15:00 0:15:00 0:15:00 0:15:00 0:20:00 0:20:00 0:20:00

300 300 300 300 300 300 600 600 600 600 600 900 900 900 900 900 1200 1200 1200

DESCENSO VOLUMEN (cm) (cm3) 100.00 98.98 97.50 97.00 96.00 95.50 93.00 92.10 80.00 77.30 70.00 69.30 68.90 64.80 60.10 58.75 55.80 53.75 50.20

1256.64 1243.82 1225.22 1218.94 1206.37 1200.09 1168.67 1157.36 1005.31 971.38 879.65 870.85 865.82 814.30 755.24 738.27 701.20 675.44 630.83

ALTURA (h) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

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4. CALCULOS:

A. El factor K se calcula según la fórmula: K

Q 5,5.R.H .T

Donde: Q = cm3 de agua puesta en cada intervalo. R = radio interior del tubo en cm. H = altura del agua en el tubo (100cm). T =intervalo de observación en segundos.

Cálculo realizado: CALICATA I Diámetro (cm.) Altura (cm.) Volumen (cm3) Q (cm3) R (cm) H (cm) T (seg.) K (cm/seg) K

2 100 1256.64 527.79 1 100.00 1200 0.0008

CALICATA II Diámetro (cm.) Altura (cm.) Volumen (cm3) Q (cm3) R (cm) H (cm) T (seg.) K (cm/seg)

527.79 5.5 * 1 * 100 * 1200

K

2 100 1256.64 630.83 1 100.00 1200 0.0010

630.83 5.5 * 1 * 100 * 1200

K  9.5583 * 10 4 cm/s

K  7.9968 * 10 4 cm/s

VALORES DE PERMEABILIDAD DE VARIOS SUELOS (cm/seg). GRAVA LIMPIA

10

ARENA LIMPIA MEZCLADA CON GRAVA

10 – 10-3

Muy Permeable

ARENA MUY FINA MEZCLADAS CON LIMO

10-3 – 10-5

Poco Permeable

MORENAS GLACIARES DEPÓSITOS DE ARCILLAS ARCILLAS HOMOGÉNEAS

-1

-5

-7

Casi Impermeable

-7

-9

Prácticamente Impermeable

10 – 10 10 – 10

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B. Fórmula para hallar la Magnitud de la Infiltración

La pérdida de infiltración se calcula por la formula de DARCY. Q  k*I *A

Donde: Q = volumen del agua en cm3/s K = factor de permeabilidad en cm/s I = pendiente hidráulico o Carga hidráulica A = área considerada en cm2 Cálculo realizado: Q  k*I *A Q  0.0008 * 1 * 900

Q  0.7254 cm3/s

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CAPITULO V: PROCTOR MODIFICADO

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5. PROCTOR MODIFICADO 5.1. OBJETIVO Este ensayo abarca los procedimientos de compactación usados en Laboratorio, para determinar la relación entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos (curva de compactación) compactados en un molde de 4 ó 6 pulgadas (101,6 ó 152,4 mm) de diámetro con un pisón de 10 lbf (44,5 N) que cae de una altura de 18 pulgadas (457 mm), produciendo una Energía de Compactación de 56 000 lb-pie/pie3 (2 700 kN-m/m3 ). Este ensayo se aplica sólo para suelos que tienen 30% ó menos en peso de sus partículas retenidas en el tamiz de 3/4” pulg (19,0 mm). 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.

5.2. MARCO TEORICO El método está basado en la determinación de las densidades secas de varias probetas, compactadas en idénticas condiciones pero con contenidos de humedad diferentes. Para cada contenido de humedad se alcanza una determinada densidad, de manera que estos pares de valores, representados en coordenadas cartesianas, definen la relación buscada.

5.3. METODOS  METODO "A"     

Molde.- 4 pulg. de diámetro (101,6mm) Material.- Se emplea el que pasa por el tamiz Nº 4 (4,75 mm). Capas.- 5 Golpes por capa.- 25 Uso.- Cuando el 20% ó menos del peso del material es retenido en el tamiz Nº 4 (4,75 mm).  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.- 4 pulg. (101,6 mm) de diámetro. Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz de 3/8 pulg (9,5 mm). Capas.- 5 Golpes por capa.- 25

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 Usos.- Cuando más del 20% del peso del material es retenido en el tamiz Nº 4 (4,75mm) y  20% ó menos de peso del material es retenido en el tamiz 3/8 pulg (9,5 mm).  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.- 6 pulg. (152,4mm) de diámetro. Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz ¾ pulg (19,0 mm). Capas.- 5 Golpes por Capa.- 56

5.4. RESUMEN DEL ENSAYO Un suelo con un contenido de Humedad determinado es colocado en 5 capas dentro de un molde de ciertas dimensiones, cada una de las capas es compactada en 25 ó 56 golpes con un pisón de 10 lbf (44.5 N) desde una altura de caída de 18 pulgadas (457 mm), sometiendo al suelo a un esfuerzo de compactación total de aproximadamente de 56 000 pie-lbf/pie3 (2 700 kN-m/m3). Se determina el Peso Unitario Seco resultante. El procedimiento se repite con un numero suficiente de contenidos de agua para establecer una relación entre el Peso Unitario Seco y el Contenido de Agua del Suelo. Estos datos, cuando son ploteados, representan una relación curvilineal conocida como curva de Compactación. Los valores de Optimo Contenido de Agua y Máximo Peso Unitario Seco Modificado son determinados de la Curva de Compactación.

5.5. EQUIPOS UTILIZADOS       

Molde de 4 pulgadas Pisón ó Martillo Balanza Horno de Secado Regla Tamices ó Mallas Herramientas de Mezcla

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5.6. MUESTRA DE ENSAYO Una vez obtenida la muestra y de haber definido la cantidad de muestra y el tipo de ensayo a realizar se procede de la siguiente manera:  Tarar el molde y también su correspondiente volumen para poder obtener el

 Se determina el contenido de humedad natural de la muestra que para nuestro caso fue de 7.54%. Este contenido de humedad será con el que empezaremos los ensayos.  Tomando como humedad inicial el 8%  Proceso de humedecimiento de la muestra. Es necesario determinar la cantidad de agua que debe agregarse a la muestra para obtener otra con un contenido de humedad deseada, tomando como punto de inicio la humedad natural, mediante la siguiente expresión  Luego de determinar la cantidad de agua que se va a incrementar a la muestra de procede a unir la muestra con el agua, hasta lograr que toda el agua se distribuya en toda la muestra cuidado que no se pierda humedad utilizando para ello guantes  Dividir la muestra ya humedecida en cinco partes iguales  Con la ayuda de paletas, introducir el primer quinto de la muestra en el molde correspondiente  Luego con el pisón proporcionar los veinticinco golpes (25)  Colocar el segundo quinto de la muestra en molde y darle otros 25 golpes  Repetir este proceso hasta poner el último quinto de la muestra en el molde cuidando que la muestra no exceda demasiado el límite entre el molde y el collarín  Con la ayuda de un alicate y cuidadosamente sacar el collarín del molde  Con la ayuda de una varilla de acero nivelar la muestra compactada hasta que este al mismo nivel del molde  Pesar la muestra con el molde

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 Con la ayuda del pisón sacar la muestra compactada del molde, y luego escoger una porción de esta para verificar u obtener el verdadero contenido de humedad de la muestra.  El número de ensayos a realizar serán de cuatro con contenidos de humedad de 8%, 10%, 12%, y 14%, aproximadamente  Una vez obtenida las cuatro muestras se les introduce al horno para ser secados Con los datos de humedad real de la muestra se procede a hallar el peso específico de la muestra seca con la siguiente expresión: Con los datos obtenidos en el laboratorio se procede a los cálculos de gabinete.

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FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS PROYECTO SUPERVISIÓN UBICACIÓN ENSAYO PROFUNDIDAD

: ESTUDIO DE SUELOS : Ing. Jose Antonio Flores Cano : Asociación Magoyo : PROCTOR MODIFICADO : 2,00 metros

Ø Diametro

:

10cm

H Altura

:

10.5cm

Volumen

:

824.67cm3 PROCTOR MODIFICADO - CALICATA I

MOLDE No

1

VOLUMEN DEL MOLDE

824.67 Cc.

No DE CAPAS

5

GOLPES POR CAPA

25

N° DESCRIPCION 1 Peso Suelo Humedo + Molde 2 Peso del Molde

UNID MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 MUESTRA 04 gr.

6000

5980

5960

5930

gr.

4060

4060

4060

4060

gr/cc.

1940

1920

1900

1870

gr/cc

2.35

2.33

2.30

2.27

5 Suelo Humedo + Tara 6 Peso del Suelo Seco +Tara

gr.

610.0

610.0

610.0

610.0

gr.

550.0

520.0

495.0

480.0

7 Peso del Agua (5 - 6) 8 Peso de la Tara

gr.

60.0

90.0

115.0

130.0

gr.

110.0

110.0

110.0

110.0

9 Peso del Suelo Seco (6 - 8) 10 % de Humedad (7 / 9)

gr.

440.0

410.0

385.0

370.0

%

13.64%

21.95%

29.87%

35.14%

11 Promedio de Humedad (=10) 12 Densidad del Suelo Seco (3 / (Uni+/10)

%

13.64%

21.95%

29.87%

35.14%

%

2.07

1.91

1.77

1.68

3 Peso del Suelo Humedo (1 - 2) 4 Densidad del Suelo Humedo (3 /Vol)

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MUESTRA GRAFICA DEL ENSAYO

PROCTOR MODIFICADO - CALICATA I 2.10

2.05

2.05 2.00

1.95 1.90

1.82

1.85 1.80

1.73

1.75

1.70

1.70 1.65

1.60 10.00%

15.00%

20.00%

25.00%

30.00%

35.00%

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: ESTUDIO DE SUELOS : Ing. Jose Antonio Flores Cano : Asociación Magoyo : PROCTOR MODIFICADO : 2,00 metros

Ø Diametro

:

10cm

H Altura

:

10.5cm

Volumen

:

824.67cm3 PROCTOR MODIFICADO - CALICATA I

MOLDE No

1

VOLUMEN DEL MOLDE

824.67 Cc.

No DE CAPAS

5

GOLPES POR CAPA

25

N° DESCRIPCION 1 Peso Suelo Humedo + Molde 2 Peso del Molde

UNID MUESTRA 01 MUESTRA 02 MUESTRA 03 MUESTRA 04 gr.

5900

6000

5890

5970

gr.

4060

4060

4060

4060

gr/cc.

1840

1940

1830

1910

gr/cc

2.23

2.35

2.22

2.32

5 Suelo Humedo + Tara 6 Peso del Suelo Seco +Tara

gr.

610.0

610.0

610.0

610.0

gr.

560.0

530.0

500.0

490.0

7 Peso del Agua (5 - 6) 8 Peso de la Tara

gr.

50.0

80.0

110.0

120.0

gr.

110.0

110.0

110.0

110.0

9 Peso del Suelo Seco (6 - 8) 10 % de Humedad (7 / 9)

gr.

450.0

420.0

390.0

380.0

%

11.11%

19.05%

28.21%

31.58%

11 Promedio de Humedad (=10) 12 Densidad del Suelo Seco (3 / (Uni+/10)

%

11.11%

19.05%

28.21%

31.58%

%

2.01

1.98

1.73

1.76

3 Peso del Suelo Humedo (1 - 2) 4 Densidad del Suelo Humedo (3 /Vol)

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MUESTRA GRAFICA DEL ENSAYO

PROCTOR MODIFICADO - CALICATA II 2.05

2.01 1.98

2.00 1.95 1.90 1.85 1.80

1.76 1.73

1.75

1.70 10.00%

15.00%

20.00%

25.00%

30.00%

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5.7. CONCLUSIONES              

Humedad óptima de compactación obtenido gráficamente es: 10.01% El peso volumétrico seco máximo obtenido gráficamente es:2.005 gr/cm3 La humedad optima obtenida analíticamente es:9.9 % El peso volumétrico seco máximo obtenido analíticamente es:2.005gr/cm3 Los valores obtenidos analíticamente son más confiables para la determinación del CHO Y PV max. El ensayo de Proctor modificado nos ayuda a representar en el laboratorio las técnicas de compactación utilizadas en campo. La compactación es un método ideal para mejorar las propiedades algunos suelos que se utilizan en obras de construcción. Conocer el contenido de humedad óptimo es de mucha importancia ya que es de gran utilidad a la hora de buscar una solución para mejorar las propiedades de resistencia al cortante, densidad y otras del suelo. En el caso del material que se utilizó en nuestra prueba se obtuvo un 9.9 % de humedad óptima.

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5.8. RECOMENDACIONES: Dentro de las recomendaciones esenciales antes del inicio de la práctica es evaluar la capacidad de trabajo de los elementos, es decir, que el piston ejecute su movimiento apisonador sin ningún inconveniente, o que no tenga elementos de suelo en su base que afecten de manera significativa el ensayo, pues si la base del martillo posee o bien antes o durante la práctica alguna capa de suelo adherida su base, es tal capa la que recibe la energía de apisonamiento o gran parte de ella, y no la capa de suelo en el molde como debe ser. De acuerdo con lo anterior no está de más advertir que luego de cada proceso apisonador que se ejecute, sería adecuado revisar la base del martillo y ver si se ha formado o no una capa luego de apisonar cada capa. En caso de que si se haya formado tal capa, solo es cuestión de retirarla con ayuda de algún elemento cortante. Otro elemento a tener en cuenta es la facilidad o dificultad que posea el anillo del proctor para girar, esto con el fin de evitar someter la mas compactad dentro del proctor a esfuerzos que alteren la muestra en caso de que el giro del anillo deba hacerse con más fuerza de lo habitual. De la misma forma, constatar todas las características in situ de los elementos que lo requieran, en este caso, del sistema del molde y el anillo. En cuanto a la masa de suelo, se recomienda dosificar el agua de mezcla durante el mezclado, no usándola toda de una sola vez, sino irla distribuyendo de manera uniforme y evitar amasar más de la cuenta, pues hay que tener en cuenta que un proceso de amasado muy proactivo puede generar cambios en la naturaleza del material. También, hay que tener en cuenta el tiempo que la mezcla permanece húmeda, pues con el paso del tiempo la mezcla de suelo húmeda se va secando por acción del aire

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PANEL FOTOGRÁFICO

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PROCTOR MODIFICADO

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PESO ESPECIFICO

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PERMEABILIDAD

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