Proctor Modificiado.docx

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL MECANICA DE SUELOS BÁSICA TEMA: COMPACTACIÓN PROCTOR MODIFICADO DOCENTE: ING, DIANA ALEXANDRA QUINTANA ESPINOZA ALUMNOS: CARLOS MIGUEL ARANDA SALAZAR DILAN ANDRÉ AVILÉS RAMOS FRANCISCO GUILLERMO CARRERA VALDIVIESO NATALY SILVANA VEGA VILLAMAR GRUPO: 1 (TODOS) HORARIO: Miércoles 9-11

QUITO D.M, MIERCOLES 25 DE JULIO DEL 2018

Tabla de contenido 1.

Objetivos ................................................................................................................... 3

1.1.

General................................................................................................................... 3

1.2.

Específicos ............................................................................................................. 3

2.

Introducción .............................................................................................................. 3

3.

Marco teórico ............................................................................................................ 3

4.

Equipos ...................................................................................................................... 5

5.

Preparación de muestras y pretratamiento ................................................................ 5

6.

Calibración de los equipos o instrumentos................................................................ 5

7.

Procedimiento del ensayo.......................................................................................... 5

8.

Cálculos ..................................................................................................................... 6

9.

Conclusiones ............................................................................................................. 8

10.

Recomendaciones .................................................................................................. 8

11.

Bibliografía ............................................................................................................ 9

12.

Anexos ................................................................................................................... 9

1.

Objetivos 1.1.

General

Determinar la relación entre la humedad y el peso unitario seco de los suelos 1.2.

Específicos 

Encontrar la humedad óptima y densidad seca máxima mediante la gráfica de densidades y humedades



Graficar las curvas de saturación al 100% y la curva de saturación cuando la humedad es óptima

 2.

Encontrar una densidad de campo para una compacidad relativa del 97%

Introducción

Este ensayo trata de simular las condiciones a las que el material está sometido en la vida real, bajo una carga estática y el desarrollo de estos cálculos proveen información valiosa para que el ingeniero disponga cuales son las condiciones ideales de compactación del material y cual su humedad óptima. 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. 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 De conformidad a las normas establecidas, se desarrollaron el ensayo de PROCTOR, el cual se describe a continuación. Cada uno de los materiales utilizados, procedimientos y cálculos se especificarán por medio de los métodos explicados, tanto en la norma, como en las instrucciones teóricas de clase y los libros especializados en la materia. 3.

Marco teórico Compactación

Cuando los suelos tienen características y/o propiedades no adecuadas para la construcción, como pueden ser: alta permeabilidad, baja capacidad de soporte y otros, se puede recurrir a algunos medios para mejorar dichas propiedades y características, tales casos son denominados como estabilización. La compactación es un método de mejoramiento de suelos que consiste en ejercer una acción mecánica de relativamente corta duración sobre una masa de suelo a un estado parcialmente saturado, para reducir su volumen (disminuyendo sus vacíos) y aumentar su densidad. En general, la

compactación es la densificación del suelo por remoción de aire, lo que requiere energía mecánica. El grado de compactación de un suelo se mide en términos de su densidad en estado seco. En el campo generalmente se aplica a rellenos artificiales, tales como cortinas de presas de tierra, diques y terraplenes en carreteras. Algunas veces se hace necesario compactar el terreno natural, lo que se realiza por medio de equipos denominados compactadores, que consiguen no solo aumentar la resistencia y disminuir la capacidad de deformación volumétrica de la masa de suelo (mejorar estabilidad volumétrica), sino que también se disminuye su permeabilidad y así por ende mejorar su durabilidad. Factores que influyen en la compactación: 

Características físicas del suelo (naturaleza del suelo).



Contenido inicial de agua del suelo.



El equipo de compactación y la energía especifica de compactación.



El procedimiento adoptado y el equipo seleccionado para compactar.



El espesor de las capas. Curva de humedad – Densidad o de compactación

Esta curva da la variación Densidad seca Vs %W (porcentaje de humedad), que se obtiene en laboratorio. La densidad seca va variando al modificar la humedad W, de compactación La humedad óptima es la que se corresponde con el máximo valor de densidad seca (cúspide la curva). En la compactación, sale aire, y no agua.

4.

5.

Equipos 

Molde de compactación



Martillo de 10lb con 18in de caída



Regla con arista cortante de 25cm



Balanza de 29kg



Balanza de 500g



Horno



Cápsulas

Preparación de muestras y pretratamiento

a. Extender la muestra y dejar secar al aire o en estufa < 60 ºC b. Cuartear unos 30 Kg por el tamiz 20 mm c. Cuartear porciones de 5 – 6 Kg Según la(s) norma(s) usada(s) se recomienda que la muestra humedad que se recupera en campo debe ser de por lo menos 45 kilogramos y que en casos donde existan sobre tamaños este valor debe ser superior. 6.

Calibración de los equipos o instrumentos

Seleccionar el molde de compactación apropiado de acuerdo con el Método (A, B o C) a ser usado. Determinar y anotar su masa con aproximación al gramo. Ensamblar el molde, base y collar de extensión. Chequear el alineamiento de la pared interior del molde y collar de extensión del molde. Ajustar si es necesario. Chequear que el ensamblado del pisón este en buenas condiciones de trabajo y que sus partes no estén flojas o gastado. Realizar cualquier ajuste o reparación necesario. Si los ajustes ó reparaciones son hechos, el martillo deberá volver a ser calibrado. 7.

Procedimiento del ensayo

Determinar la masa del molde con la base Mezclar una de las porciones con una determinada cantidad de agua, Poner el collar en el molde y llenar el molde con el collar en 5 capas y 56 golpes en cada una quitamos el collar y enrasamos.

Determinar la masa del molde con la base y el material compactado, extraemos el material del molde, lo partimos por la mitad y tomamos de la parte central una pequeña cantidad para determinar la humedad. Con todo esto obtenemos una pareja de valores (densidad, humedad) que representa uno de los cinco puntos. Repetir 5 veces con distintas cantidades de agua las cuales va a aumentado del 2% de la muestra de la masa a ensayar.

8.

Cálculos

Punto No: Agua agregada Agua agregada Masa de suelo humeda + molde Masa de molde Masa suelo humedo Volumne del molde Densidad humeda (g/cm3)

ml %

1 0 0

A

10770

B C=A-B D E=(C/D)

6382 4388 2126 2,064

Capsula No Cap+suelo humedo F Cap+suelo seco G Masa capsula H Masa del agua I=F-G Masa de suelo seco J=G-H Contenido de agua(%) K=(I/J) Promedio de agua L Densidad seca (g/cm3) M=E/((100+L)/100)

25 113,52 108,37 24,48 5,15 83,89 6,14%

Ensayor Proctor Modificado 2 100 2 10948

6382 4566 2127 2,147 Contenido de humedad 332 233 56 127,13 130,64 130,31 121,26 123,03 122,53 25,81 27,37 27,37 5,87 7,61 7,78 95,45 95,66 95,16 6,15% 7,96% 8,18% 6,14 8,07 1,944 1,986

3 200 4

4 300 6

5 400 8

11044

11044

10950

6382 4662 2128 2,191

6382 4662 2129 2,190

6382 4568 2130 2,145

324 307 79 36 18 14 144,28 177,59 146,69 161,59 172,14 176,53 134,69 163,6 134,55 147,84 155,3 160,08 26,88 28,16 24,48 27,12 28,36 28,42 9,59 13,99 12,14 13,75 16,84 16,45 107,81 135,44 110,07 120,72 126,94 131,66 8,90% 10,33% 11,03% 11,39% 13,27% 12,49% 9,61 11,21 12,88 1,999 1,969 1,900

Esfuerzo de compactacion Peso del Peso del Alt. Caida del Alt. Caida del Vol. Molde Golpes Capas martillo(lb) martillo(N) martillo (in) martillo (m) (m3) 56 5 10 44,591 18 0,457 2,126 E (N-m/m3) 43999,57

Densidad seca vs Humedad 2.02 2.00 1.98 1.96 1.94 1.92

1.90 1.88 5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

11.00

12.00

13.00

14.00

Se obtiene una densidad seca máxima de 2g/cm3 con una humedad optima del 9.45%

Densidad seca vs Humedad 2.30 2.20

2.10 Dd y W 2.00

S en w opt S=100

1.90 1.80 1.70 5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

11.00

12.00

13.00

14.00

Se uso un Gs=2.6 para obtener las curvas de saturación en la humedad optima y la curva de saturación al 100%. Cabe recalcar que este Gs se lo impuso ya que no se hizo el ensayo de gravedad especifica. Para obtener la densidad seca con una S=100 se uso la siguiente formula, obteniendo la siguiente tabla

1)

𝜌

𝑑=

𝐺𝑠 𝑤𝐺𝑠∗𝜌𝑤 1+ 𝑠

W

Dd

6 8 10 12 13

2,06 2,14 2,19 2,19 2,14

S en w opt. 1 1 1 1 1

Dd 2,25 2,15 2,06 1,98 1,94

Para conocer la densidad saturación en la densidad seca máxima y la humedad optima se uso la siguiente formula 2) 𝑆=

𝑤𝐺𝑠 9.45 ∗ 2.6 = = 81.9% 𝐺𝑠𝜌𝑤 2.6(1𝑔/𝑐𝑚3 ) − 1 −1 𝜌𝑑 2

Después de conocer esta saturación se remplaza en la ecuación 1, y se obtiene la siguiente tabla W

Dd

6,14 8,07 9,61 11,21 12,88

1,94 1,99 2,00 1,97 1,90

S en w opt. 81,9 81,9 81,9 81,9 81,9

Dd

2,176 2,070 1,992 1,918 1,845

𝛾𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜 𝛾(𝑚𝑎𝑥 − 𝑙𝑎𝑏) 𝛾𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜 = 0,97 × 2 𝛾 = 1,94𝑔/𝑐𝑚3

𝐶𝑅 =

9.

Conclusiones 

Se obtuvo una densidad seca máxima de 2g/cm3 y una humedad óptima de 9,45



Para conocer la saturación en la humedad óptima se impuso un Gs de 2,6, ya que no se realizó el ensayo para conocer la gravedad específica



El rango de densidades secas varía de 1,94 a 2g/cm3, mientras que el de humedad es varía de 6,3% a 11,7%

10. Recomendaciones 

De acuerdo a la norma el ensayo debe realizarse en un lugar cerrado donde no afecte la condición de humedad de la muestra



Durante la compactación, los golpes del martillo deben repartirse uniformemente en toda la muestra y con la misma energía para así tener mejores resultados.

11. Bibliografía 

AASHTO T 99-01



ASTM D 698



Bowles, Joseph E. Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil. México: Editorial McGraw-Hill, 1981. 213pp.



Crespo Villalaz, Carlos. Mecánica de suelos y cimentaciones. Quinta Edición. México. Editorial: 2005. 650pp



Juárez Badillo, Eulalio y Rico Rodríguez, Alfonso. Mecánica de Suelos, Tomo I, Fundamentos de la Mecánica de Suelos. Tercera Edición, México. Editorial Limusa, 2005. 642pp.



Krynine, Dimitri ; "Mecánica de Suelos"; Editorial Ediar Soc. Anom. Editores Tucumán 826; Segunda Edición; Buenos Aires 1851; Págs. 56 - 61

12. Anexos

Fig. 1: Muestra natural del suelo

Fig. 2: Muestra natural con un aumento de agua. (Listo para el laboratorio).

Fig. 3: Pesado de 500 gramos de suelo.

Fig. 4: Se comienza a compactar.

Fig. 5: 500 gr de suelo, para cada capa.

Fig. 6: Se va compactando el resto de capas.

Fig. 7: Compactado final.

Fig. 8: Se enrasa el molde a nivel.

Fig. 9: Pesado del molde con la muestra.

Fig. 10: Muestra de cada ensayo.

Fig. 11: Muestras al horno

Nota: El mismo proceso se repite para los 5 ensayos que se hace.