Mecanica de Suelos I

GUIAS DE PRCTICA ICI Cdigo de registro: RE-10-LAB-026-001 Versin 1.0

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS I Ensayo S-1 MUESTREO Y PROCEDIMIENTO PARA LA IDENTIFICACIN DE SUELOS EN CAMPO

AASHTO: Ensayo T 86-70 ASTM: Ensayo D 420-69

1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO

Para determinar las propiedades de un suelo es necesario contar con muestras representativas del material para realizar los ensayos de laboratorio. Una muestra adecuada y representativa nos proporcionar resultados adecuados con mrgenes de error mnimos, de aqu la importancia de que el muestreo sea efectuado por personal conocedor de su trabajo. 2. COMPETENCIA El Estudiante esta capacitado para planificar, identificar y ensayar el mtodo para la obtencin de muestras de: Suelo, Piedra, Grava y Arena en el terreno

2.1. Tipos de muestra

Las muestras pueden ser de dos tipos, inalteradas y alteradas

Muestras inalteradas: Estas muestras son extradas del suelo con el debido cuidado de no alterar su estado natural, estas muestras nos sirven para la identificacin del suelo, la determinacin de la densidad, y para el ensayo de CBR que determina la resistencia de los suelos.

El tamao de estas muestras son generalmente de 30cm * 30cm *30cm y un procedimiento para obtener es el siguiente:

a) Se limpia y alisa la superficie del terreno y se marca el contorno del trozo.

b) Se excava una zanja alrededor. c) Se ahonda la excavacin y se cortan los lados del trozo con la ayuda de un

cuchillo de hoja delgada. d) Se corta el trozo con el cuchillo y se retira del hoyo. e) Se marca la cara superior del trozo, y se le aplica 3 capas de parafina

caliente con una brocha.

Muestras alteradas: El propsito de estas muestras, es el de determinar una representacin del perfil de todo el suelo, o del material contenido de un acopio o camellon.

La toma de muestras se la puede realizar:

Superficialmente: A mano con herramientas menores.

Poco Profundas: Dentro de pozos o galeras con herramientas menores.

Profundas: Por medio de sondeos con saca testigos.

2.2. Cantidades de muestras para cada ensayo

Cada tipo de ensayo necesita de cierta cantidad de material para evitar errores o dispersin de datos. La cantidad depende de la granulometra de la muestra, los cuales indicamos a continuacin:

DIMETRO DE LA MUESTRA CANTIDAD DEL MATERIAL (Kg)

2 1 1/2

1 3/4 1/2

No. 4

20.0 15.0 10.0 7.5 5.0 0.5

3. EQUIPO Y HERRAMIENTAS

1. Barreno manual de 5 cm. 7.6 cm. de dimetro (o barreno continuo accionado por pequeo motor de gasolina).

2. Varillas de extensin para el barreno que permitan bajar por lo menos a 6 m de profundidad, 2 bolsas para muestras por pozo.

3. 12 latas o recipientes para contenido de humedad por pozo (obtener su peso vaco antes de salir al terreno).

4. Llaves de tuerca grande para manipular las varillas de extensin para el barreno.

5. Cinta mtrica de 30 m. para localizar las perforaciones.

4. PROCEDIMIENTO

4.1 Muestras poco profundas y profundas

1. Cada grupo debe perforar con un barreno un agujero de por lo menos 6 m. de profundidad.

2. Tomar dos muestras para contenido de humedad por cada metro de perforacin y donde se produzcan cambios visuales en el estrato de suelo. Colocar las tapas de los recipientes de humedad inmediatamente despus de obtener la muestra de forma que se minimice la prdida de humedad. Al regresar al laboratorio, pese los recipientes que contienen suelo hmedo, retire las tapas, y coloque las muestras en el horno para secar. Regrese al laboratorio el da siguiente, pese el suelo seco y calcule el contenido de humedad. El promedio de los dos valores obtenidos para el contenido de humedad se toma como el valor correspondiente a la profundidad de la muestra.

3. Es necesario recolectar dos bolsas de suelo arcilloso por grupo o suficiente

material para contar con unos 10 Kg. de suelo para secarlo en el ambiente. Estas bolsas debern llevarse al laboratorio, identificarse mediante un rtulo y almacenarse para una posterior prctica de suelos, excepto 5 Kg. que sern puestos inmediatamente en una bandeja grande para que sequen en el medio ambiente y se utilicen durante la sesin de laboratorio de la siguiente semana.

4. Para este informe de laboratorio cada grupo deber al da siguiente al trabajo en terreno, colocar sobre el tablero en el laboratorio de suelos el perfil y localizacin de su agujero, y cada estudiante usar estos datos para dibujar un perfil de suelos utilizando una escala de 2 cm. = 1 m. vertical y 2 cm. = 15 m. horizontal sobre una hoja de 21.5 x 28 cm. Deber hacerse una

descripcin visual del suelo en cada estrato (por ejemplo: arcilla arenosa, gris; capa vegetal negra, arena gravosa). Cada grupo deber as mismo presentar un dibujo de la variacin del contenido de humedad con la profundidad. Se debe utilizar una leyenda para tal objetivo.

4.2. CUARTEO Es el proceso de reducir una muestra representativa, en una cantidad necesaria para realizar un determinado ensayo, esto quiere decir que se divide la muestra en dos o ms partes hasta llegar al tamao o cantidad requerido.

1. Se amontona el material sobre una lona o bandeja, de tal forma que se forme un cono, de modo que el suelo al mezclarse ruede a la base en todas direcciones.

2. Se distribuye uniformemente el material sobre el equipo cuarteador para una particin uniforme hacia las dos bandejas de distribucin, luego se descarta una de las dos muestras obtenidas.

3. Repetir el paso anterior hasta llegar a la cantidad de muestra requerida para un determinado ensayo, con el debido cuidado de efectuar una redistribucin del material de la manera mas uniforme posible.

Descripcin e identificacin de la muestra

Cada muestra se identifica facilitando la siguiente informacin:

Identificacin del proyecto.

Nmero de pozo o calicata

Nmero de muestra

Adems de indicar la fecha y el tipo de muestreo. A fin de obtener el mximo de informacin indicaremos a continuacin formularios para seguir correctamente un sondeo.

a) Diario de sondeo: Deber ser efectuado por el laboratorista, permitiendo conocer informacin sobre las maniobras, las fallas, las prdidas de fluido de

perforacin; adems de controlar las profundidades de los tubos y de las prdidas de muestra.

b) Perfil del sondeo: Ser descrito por el supervisor, el cual deber realizar la siguiente anotacin:

Se anotar la ubicacin de las muestras.

Se anotar, en pocas palabras, la naturaleza del terreno, tomando en cuenta la granulometra, el color y olor de la muestra.

Se anotar los ensayos de campo.

c) Ensayos de campo: Estos ensayos son sencillos y de rpida ejecucin, que nos permitir describir la muestra llevada al laboratorio. As en caso de una prdida de humedad, se podr conocer su estado natural.

Estos procedimientos se seguirn con partculas finas de tamao menor al del tamiz N 40 aproximadamente 1/64 de pulgada. Para propsitos de clasificacin en campo no se debe intentar el zarandeo, si no que simplemente se remueva con la mano las partculas gruesas que interfieren en las pruebas. 1. Dilatancia (reaccin al Sacudimiento)

Despus de remover las partculas gruesas, preparar una pasta de suelo hmedo de un volumen aproximado a una pulgada cbica. Aadir ms agua si es necesario, para hacer el suelo ms blando pero no pegajoso. Colocar la pasta en la palma de la mano y sacudir horizontalmente contra la otra mano varias veces. Una reaccin positiva consiste en la aparicin del agua en la superficie de la pasta, la cual adquiere una consistencia libre y por ultimo brillante. Cuando se exprime la muestra entre los dedos, el agua y el brillo desaparecen de la superficie, la pasta se entiesa y finalmente se raja o se quiebra. La rapidez de la aparicin del agua durante el sacudimiento y la de su desaparicin durante la exprimida, ayuda a la identificacin del carcter de los finos en un suelo. Los limos inorgnicos, tal como un polvo tpico de roca, muestran una reaccin moderadamente rpida. 2. Resistencia (caractersticas de ruptura)

Despus de remover las partculas gruesas moldear una pasta de suelo con consistencia de masilla, aadiendo agua si es necesario. Secar la pasta en el horno, al sol o al aire libre y probar su resistencia quebrndola y desmenuzndola entre los dedos. Esta resistencia es una medida de carcter y de la cantidad de la fraccin coloidal contenida en el suelo. La resistencia de la mezcla aumenta cuando seca, con un aumento de plasticidad. Una resistencia alta es caracterstica de las arcillas del grupo CH. Un limo inorgnico tpico posee baja resistencia. Las arenas finas y limosas, y los limos tienen igualmente una resistencia baja, pero se pueden distinguir por el tacto

cuando se desmenuza el espcimen seco; la arena fina se siente spera, mientras que un limo tpico se siente suave como el polvo. 3. Tenacidad (Consistencia cerca al lmite plstico)

Despus de remover las partculas gruesas moldear un espcimen de suelo, de de pulgada cbica (cubo de 1.2 cm de lado) aproximadamente, a la consistencia de masilla, si esta muy seco agregar agua, y si esta pegajoso hacer varias capas de espcimen para que pierda humedad por medio de la evaporacin. Luego moldear sobre una superficie lisa o en la palma de la mano hasta que quede como un cilindro de 1/8 (3 mm) de dimetro. Luego este cilindro es doblado y moldeado varias veces. Durante esta manipulacin el contenido de humedad es reducido gradualmente, y el espcimen se entiesa, finalmente pierde su plasticidad y se desmorona cuando alcanza el lmite plstico. Despus de que el cilindro se desmorona debe reducirse a un solo terrn y se amasa ligeramente hasta que se desmorone. Cuanto ms tenaz sea el cilindro cerca al lmite plstico y ms tieso sea el terrn cuando finalmente se desmorona, ms efectiva es la fraccin de arcilla en el suelo. La debilidad del cilindro en el limite plstico y la perdida rpida de adherencia del terrn debajo del lmite plstico indican la presencia de arcilla inorgnica de baja plasticidad, o la presencia de materiales tales como arcillas de tipo caolnico y arcillas orgnicas que se presentan por debajo de la lnea "A". Las arcillas altamente orgnicas son dbiles y esponjosas al tacto en el lmite plstico. 5. TIEMPO DE DURACIN DE LA PRCTICA El tiempo necesario para efectuar la prctica es de 2 periodos acadmicos 6. MEDICION Y CALCULOS Se registrara y determinara el volumen total y volumen til del banco de prstamo Para su explotacin. 7. CUESTIONARIO 1.- Describa y dibuje un perfil de suelo, en una calicata a cielo abierto 2.- Definicin de muestreo alterada e inalterada 3.- Para qu tipos de ensayos se obtiene muestras inalteradas? 4.- Qu objeto tiene el conocer a un suelo por su origen A? 5.- Con las muestras inalteradas qu ensayos se realizan?


UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS I Ensayo S-2 DETERMINACIN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

AASHTO: Ensayo T 265 ASTM: Ensayo D2216 1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO

La humedad natural es una propiedad fsica del suelo es de gran utilidad en la construccin civil y se obtiene de una manera sencilla, pues el comportamiento y la resistencia de los sueles en la construccin estn manejados, por la cantidad de agua que contienen.

2. COMPETENCIAS.- Los estudiantes determinaran

El contenido de humedad de la muestra de un suelo relacionando entre el peso de agua contenido en la muestra y el peso de la muestra despus de ser secada en el horno.

3. EQUIPO

1. Esptula 2. Recipientes o cpsulas resistente a la corrosin para llevar la muestra al

horno 3. Horno de temperatura constante (110 5C) 4. Balanza con aproximacin de 0,01 gr. 5. Cuchara

4. PROCEDIMIENTO PREPARACIN DE LA MUESTRA Seleccionar una cantidad de muestra representativa de acuerdo al ensayo. Si esta cantidad de muestra no es indicada, el peso mnimo de la muestra ser:

Tamao mximo de partcula

Peso mnimo de la muestra (gr.)

Tamiz No. 4

Tamiz Tamiz 1 Tamiz 2

100 300

1. 000 20.000

1. Se pesa la muestra y el recipiente con la aproximacin de 0,01 gr. 2. Se coloca el recipiente con la muestra en el horno a una temperatura

constante de 110 5 C, con el fin de que esta se seque. El recipiente deber ser destapado con el fin de favorecer la evaporacin.

3. Se saca la muestra del horno y se deja enfriar en un cuarto fresco hasta que baje a la temperatura ambiente. Se debe evitar que la muestra absorba humedad. Se puede hacer el uso opcional del desecador, dejndolo ah hasta que enfre la muestra.

4. Se pesa el recipiente con la muestra seca con una aproximacin de 0,01 gr. 5. Si el peso del recipiente no ha sido obtenido anteriormente, se debe limpiar

este y obtener su peso con una aproximacin de 0,01 gr. es recomendable obtener su peso con anterioridad al ensayo para evitar posibles errores.

5. TEIMPO DE DURACION DE LA PRCTICA

El tiempo necesario para efectuar la prctica es de 2 periodos acadmicos

6. CALCULOS

Se calcula el contenido de la humedad de la muestra usando la siguiente ecuacin:

1002

21 xWW

WWw

c

Donde: W1 = Peso del recipiente y la muestra de suelo hmeda, gr.

W2 = Peso del recipiente y la muestra de suelo seca, gr. WC = Peso del recipiente, gr. w = contenido de humedad, %

7. CUESTIONARIO 1.- Cmo afecta la presencia del agua en un suelo arcilloso con alto % de humedad? 2.- Por qu se denomina suelo saturado? 3.- Definir grado de saturacin parcial (Gw) 4.- Definir que es un suelo sumergido 5.- Qu es la humedad higroscpica? 6.- Qu objeto tiene la determinacin de la humedad de los suelos 7.- Qu diferencia existe entre humedad natural y humedad higroscpica?


UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS I Ensayo S-3 ANLISIS GRANULOMTRICO DE LOS AGREGADOS GRUESO Y FINO

AASHTO: Ensayo T 27 ASTM: Ensayo C 136

1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO La granulometra del suelo es un parmetro La granulometra es una propiedad del suelo ntimamente relacionada con el comportamiento del mismo, ya que tiene especial influencia sobre la aireacin, retencin y movimiento del agua, la trabajabilidad y erosionabilidad del mismo. En el presente trabajo se describen diferentes mtodos para evaluar la granulometra de los suelos en funcin de los propsitos de la determinacin. 2. COMPETENCIAS El estudiante en este mtodo de ensayo abarcara el procedimiento para la determinacin de la distribucin de los tamaos de las partculas de agregado grueso y de agregado fino empleando tamices de aberturas cuadradas siendo tambin aplicables el empleo de Cribas de laboratorio de aberturas circulares.

3. EQUIPO

1. Balanza con sensibilidad de 0,1 gramos 2. Juego de tamices 3. Horno de temperatura constante (110 5C) 4. Brocha para limpiar tamices 5. Agitador mecnico para tamices

4. PROCEDIMIENTO PREPARACIN DE MUESTRAS

1. La muestra debe ser representativa, la cual se obtiene por cuarteo. 2. El peso de la muestra de agregado fino necesario para el ensayo deber

ser de unos 500 gramos. 3. El peso de la muestra de agregado grueso necesario para el ensayo deber

estar de acuerdo con el siguiente cuadro:

Tamao mximo de las Partculas, mm (Pulg.)

Peso mnimo de la muestra (Kg.)

9,5 12,5 19,0 25,0 37,5 50 63 75 90

(3/8) () () (1)

(1 ) (2)

(2 ) (3)

(3 )

1,0 2,0 5,0 10,0 15,0 20,0 35,0 60,0

100,0

4. Si se trata de una mezcla de grava y arena se deber separar usando el

tamiz No. 4 y se analizaran las partes separadamente. 5. Para determinar la cantidad de material fino que pasa al tamiz No. 200 se

sigue el procedimiento indicado en el ensayo de "Determinacin del material fino que pasa por el tamiz No. 200.

a) Anlisis sin lavado

1. Se pone a secar la muestra en un horno a 110 5C y se deja enfriar a la temperatura ambiente para luego pesar la cantidad requerida para hacer la prueba.

2. Se desmoronan los grumos de material con un rodillo de madera. 3. Se colocan los tamices sucesivamente, para el grano grueso los tamices

desde 2 , 2, 1, 1, , , 3/8, para el grano fino desde la malla No. 4, No. 10, No. 40 y el No. 200 y al final la base. Se agrega el suelo previamente pesado y desmoronado, y se tapa.

4. Se agita todo el juego de mallas, horizontalmente con movimientos de rotacin y verticalmente con golpeteos eventuales. El tiempo de agitado depende de la cantidad de finos en la muestra, pero por lo general no debe ser menor a 15 minutos si el agitado es manual. Para el agitado de las mallas, es muy conveniente el uso del aparato especial "Agitador Ro-Tap".

5. Se quita la tapa y se separa la malla No. 4 vaciando la fraccin de suelo que ha sido retenido en la malla sobre un papel bien limpio. A las partculas que han quedado trancadas entre los hilos de la malla no hay que forzarlas a travs de ella; invierta el tamiz y con ayuda de una brocha o un cepillo de alambre, desprenda y agregue a las depositadas en el papel.

6. Se pesa cuidadosamente la fraccin de la muestra del paso anterior. Se pone en una charola o cpsula. Se guarda esta fraccin de muestra hasta el final de la prueba para poder repetir las pesadas en caso de error.

7. Se hacen las pesadas de las fracciones retenidas en cada malla y en la charola del fondo, procediendo en la forma indicada. Todos los pesos retenidos se anotan en el registro de clculo.

b) Anlisis con lavado

1. Se repiten los pasos 1 y 2 del procedimiento anterior, secando,

desmoronando los grumos con un rodillo y pesando la cantidad de muestra necesaria. Despus se pone la muestra en una charola con agua y se deja remojar hasta que todo el material se haya desintegrado. Esto requiere de 2 a 12 horas.

2. Se vaca el contenido de la cpsula sobre la malla No. 200, cuidadosamente y con ayuda de agua, lave lo mejor posible la muestra para que todos los finos pasen por la malla. El material que pasa a travs de la malla No. 200 puede analizarse por medio de otros mtodos. Conserve este material en caso de que haya necesidad de realizar este anlisis (hidrometra).

3. El material retenido en la malla 200 se pasa a una cpsula, lavando la malla con agua destilada.

4. Se seca el material de la cpsula en el horno y se pesa. 5. Con el material seco del paso anterior, se repiten los pasos 3, 4, 5, y 6 del

anlisis sin lavado. Se obtienen as los pesos de las fracciones retenidas en cada una de las mallas.

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRCTICA


6. CALCULOS Y GRAFICOS 1. Se obtiene la suma de los pesos retenidos en cada malla y se verifica ese

total con el peso de la muestra que se coloc en el juego de tamices; si el error excede el 1%, se vuelve a pesar cada fraccin. Si el error es menor se lo usa para corregir el peso de la fraccin mas grande.

2. Se obtienen los porcentajes de material retenido en cada malla respecto al peso de la muestra seca original. Se anotan en el registro.

3. Se determina los porcentajes acumulativos de material que ha pasado por cada malla, se resta al 100% el porcentaje retenido en cada malla.

4. Del anlisis por mallas grandes efectuadas para preparar la muestra se obtiene que el material que paso la malla No 4 es un porcentaje de la muestra total. Con el objeto de tener los porcentajes acumulativos en todas las mallas, es necesario multiplicarlos por el porcentaje obtenido al preparar la muestra.

5. Se dibuja la curva granulomtrica en papel semilogartmico. En la escala aritmtica se anotan los porcentajes de material que paso por las distintas mallas. En la escala logartmica, las aberturas de las mallas que corresponde al dimetro de las partculas.

7. CUESTIONARIO 1. Defina que es la granulometra combinada 2.- De 2 suelos, uno bien gradado y el otro Uniforme, cual de los dos tiene mayor valor de Porosidad y por qu? 3.- Describa el Ensayo Granulomtrico 4.- Teniendo la granulometra siguiente, Dibujar la curva y Hallar Cu y Cc

Tamiz % que pasa

2 95.0 1 74.8 60.0 3/8 40.0 No 4 26.5 No 10 21.2 No 40 12.8 No 200 8.5


UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS I Ensayo S-4 DETERMINACIN DE LA CANTIDAD DE MATERIAL QUE PASA POR EL TAMIZ N 200 MEDIANTE LAVADO


1. CONOCIMIENTO TERICO REQUERIDO

Repasar el procedimiento del ensayo de granulometra

2. COMPETENCIAS.- El estudiante determinara la cantidad total de material ms fino que el tamiz No 200 en el agregado mediante lavado.

3. EQUIPO

1. Tamices: inferior (No. 200) y superior (No 8 No 16) 2. Recipiente para sumergir la muestra 3. Homo de temperatura constante (110 5C)

4. PROCEDIMEINTO PREPARACIN DE LA MUESTRA La muestra se obtiene del material hmedo con el fin de evitar la segregacin de las partculas. La cantidad de material debe ser tal que despus de secado en el horno su peso este de acuerdo con las cantidades que aparecen en el cuadro siguiente:

Dimetro mximo de las Partculas (plg.)

Peso mnimo de la muestra (Kg.)

1 o mayor

0.5 2.5 5.0

1. La muestra de ensayo se seca hasta peso constante a una temperatura que

no exceda 110 5C. Determinar el peso con una aproximacin del 0,1% del peso de la muestra de ensayo.

2. Despus de secar y pesar la muestra de ensayo, se coloca al recipiente y se agrega la cantidad suficiente de agua para cubrir el material. El contenido del recipiente se agita vigorosamente y el agua de lavado se vaca inmediatamente sobre la serie de los tamices (No.16 y No.200) arreglados de modo que el No 16 se encuentre en la parte superior.

3. La agitacin debe ser lo suficiente vigorosa para obtener una completa separacin de las partculas gruesas de aquellas que son mas finas que el tamiz No 200 y traer el material fino en suspensin de modo que sea removido por decantacin del agua de lavado. Debe evitarse, tanto como sea posible, la decantacin de las partculas gruesas de la muestra. La operacin se repite hasta que el agua de lavado se vea clara.

4. Todo el material retenido en los dos tamices se devuelve a la muestra lavada. El agregado lavado se seca hasta peso constante a una temperatura que no exceda 110 5C y se pesa con una aproximacin del 0,1% del peso de la muestra lavada.

5. TIEMPO DE DURACIN DE LA PRCTICA

El tiempo necesario para efectuar la prctica es de 2 periodos academicos

6. CLCULOS El porcentaje de material mas fino que el tamiz No 200 se determina por medio de la frmula siguiente:

100*sec

200%originalpeso

lavadoopesooriginalpesoNtamizelpasaquematerialde

7. CUESTIONARIO 1.- Para qu sirve el valor del % que pasa la malla N 200 y cul es el procedimiento? 2.- Si el valor del % que pasa el tamiz N 200 es mayor al 10% en los agregados que deben hacer? 3.- Indique el % mximo aceptable que pasa la malla N 200 en los ridos


UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS I Ensayo S-5 DETERMINACIN DE LOS LMITES DE ATTERBERG

AASHTO: Ensayo T 89 / T 90 ASTM: Ensayo D4318

1. CONOCIMIENTO TERICO REQUERIDO Los lmites de Atterberg o lmites de consistencia se basan en el concepto de que

los suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentes

estados, dependiendo del contenido de agua. As un suelo se puede encontrar en

un estado slido, semislido, plstico, semilquido y lquido.El contenido de agua

con que se produce el cambio de estado vara de un suelo a otro y en mecnica

de suelos interesa fundamentalmente conocer el rango de humedades, para el

cual el suelo presenta un comportamiento plstico, es decir, acepta deformaciones

sin romperse (plasticidad), es decir, la propiedad que presenta los suelos hasta

cierto lmite sin romperse.

2. COMPETENCIAS.- El estudiante determinara las propiedades fsicas de plasticidad de los suelos arcillosos o limosos, denominando tambin lmites de consistencia o de Atterberg.

Un suelo arcilloso con alto contenido de agua, se comporta como lquido. Al perder agua va aumentando la resistencia hasta tener un estado plstico, fcilmente moldeable; al continuar el secado llega a adquirir un estado semislido. Al continuar la prdida de agua pasa al estado slido. Los cambios de estado se producen, gradualmente y los lmites fijados arbitrariamente, entre ellos se denominan lmite lquido, limite plstico y lmites de contraccin. El primero fija el cambio entre el estado liquido y el plstico, el segundo entre el estado plstico y el semislido; y finalmente el tercero, el cambio entre el estado semislido (quebradizo), y el slido de gran resistencia.

El lmite lquido es el contenido de agua tal que, para un material dado, fija la divisin entre el estado casi lquido y el plstico del estado resistente semislido. La definicin arbitraria estndar que se ha dado a estos lmites es la siguiente:

El lmite lquido (LL) es el contenido de agua de un suelo (expresado en porcentaje del peso seco) que posee una consistencia tal que una muestra con una ranura, al sujetarse al impacto de varios golpes fuertes, se cierra sin que el suelo resbale sobre su apoyo. En la determinacin de este lmite definido arbitrariamente influye la tcnica de la operacin y el factor personal.

El dispositivo diseado por A. Casagrande, ha eliminado la influencia del factor personal en dicha prueba, proporcionando un medio mecnico para producir un impacto estndar y una herramienta para hacer una ranura de dimensiones tambin estndar. As que el LL podra definirse como el contenido de agua que permita cerrar la ranura con 25 golpes.

Para llevar a cabo la prueba con este dispositivo, se determina el nmero de golpes necesarios para cerrar la ranura hecha en la muestra de suelo, con diferentes contenidos de agua. Se ha encontrado empricamente que la curva que se obtiene trazando una grfica en papel semilogartmico, con el contenido de agua en al escala aritmtica y el nmero de golpes en la logartmica, es una lnea recta. Esta curva se llama "Curva de escurrimiento". El contenido de agua que corresponde a esta curva a 25 golpes es el lmite lquido.

El limite plstico (LP) de un suelo se define como el contenido de agua (expresado como porcentaje del peso seco) con el cual se agrieta un cilindro del material de 3 mm. de dimetro al rodar con la palma de la mano sobre una superficie lisa. 3. EQUIPO

1. Dispositivo de Casagrande para lmite lquido, incluyendo la cuchilla para hacer la ranura

2. Esptula 3. Cpsula de porcelana 4. Malla o tamiz No. 40 5. Recipientes con tapas para secar muestras 6. Mortero 7. Balanza con sensibilidad de 0,01 gr. 8. Horno de temperatura constante (110 5C)

4. PROCEDIMIENTO

4.1. AJUSTE DEL APARATO PARA EL LMITE LQUIDO El aparato debe ajustarse antes de usarse para que la copa tenga una altura de cada de 1 cm. exactamente. Esta distancia se mide con una solera que tiene un espesor de 1 cm.

En la copa del aparato se marca una cruz con lpiz en el centro de la huella que se forma al golpearse con la base.

Se da vuelta la manija hasta que la copa se levante a su mayor elevacin y tomando como punto de referencia la cruz marcada se verifica la distancia entre esta y la base con la solera de calibracin. Se aflojan los tornillos de cierre y se gira el tornillo de ajuste hasta que la distancia sea exactamente de 1 cm.

1. Las pruebas de consistencia se hacen solamente con la porcin de suelo que pase a travs de la malla No. 40.

2. Esta porcin se obtiene ya sea pasando el material por la malla No. 40, en seco o bien por un proceso de lavado mas lento pero mucho mas preciso.

3. Para determinar cual proceso conviene, se seca al horno una muestra hmeda de material y se presiona con los dedos. Si se desmorona fcilmente y los granos pueden separarse (lo que indica el material es areno limoso) se usa el mtodo de separacin en seco. En cambio, si la muestra ofrece considerable resistencia y los granos no pueden separarse (arcillas) se debe hacer la seleccin por medio del lavado.

4.2. PREPARACIN DE LA MUESTRA Mtodo seco

1. Del material que pasa la malla No. 4 se desmenuzan 150 gr. en un motero,

sin llegar a romper los granos. 2. Se pasa el material a travs de la malla No. 40, desechando el que quede

retenido. 3. Se pone en una cpsula el material que ha pasado por la malla. 4. Se agrega agua, y con una esptula se mezcla perfectamente hasta

obtener una pasta suave y espesa. Mtodo hmedo Cuando conviene aplicar este mtodo se sigue el mismo procedimiento que se usa en el anlisis granulomtrico por va hmeda, con la diferencia de que en vez de utilizar la malla No. 200 se utiliza la No. 40 y que al evaporar el agua del recipiente se deja que el material se seque hasta que tenga la consistencia de una pasta suave, pasndolo luego a una cpsula. De la pasta ya preparada por cualquiera de los dos mtodos, se separa una pequea porcin para el ensayo del lmite plstico y el resto se utiliza para el ensayo del lmite lquido.

4.3. PROCEDIMIENTOS PARA LA PRUEBA DEL LMITE LQUIDO

1. Se coloca una parte del material de la cpsula (50 a 80 gr.) en la copa del aparato; se trabaja con la esptula hasta lograr una pasta suave y luego se aplana hasta que la superficie quede horizontal.

2. Se coloca la punta del ranurador encima de la pasta de manera que la herramienta quede perpendicular a la superficie de la copa.

3. Se hace una ranura a lo largo de la pasta y por el centro de ella. Al mismo tiempo, se inclina el ranurador para que permanezca perpendicular a la superficie inferior de la copa. Para con poco o nulo contenido de arena, la ranura debe hacerse por medio de un movimiento suave y continuo. Cuando se trata de arcillas arenosas, limos con poca plasticidad y algunos suelos orgnicos, el ranurador no podr correrse a travs de la pasta sin averiar los lados de la ranura. Para estos suelos se corta la ranura con una esptula y se verifican las dimensiones con el ranurador. El ranurador debe limpiarse con un trapo, antes de que seque el material adherido.

4. Despus de asegurarse de que la copa y la base estn limpias y secas se da una vuelta a la manija a razn de dos golpes por segundo, y contando el nmero de golpes requerido para que se cierre el fondo de la ranura en una distancia de 1.27 cm. se anota el nmero de golpes en el registro respectivo.

5. Luego se pone aproximadamente, 20 a 30 gr. de la porcin de la muestra que esta prxima a la ranura, en un recipiente y se lo cierra.

6. Se pesa con una aproximacin de 0.01 gr. y una vez destapado el recipiente, se introduce en el horno con el fin de secar la porcin de muestra.

Teniendo en cuenta que el rango del numero de golpes para el ensayo es de 10 a 40, lo ms conveniente es obtener primero los puntos correspondientes a un nmero de golpes cercano entre 35 y 40, y despus agregar agua para obtener una consistencia correspondiente a un nmero menor de golpes, que debe variar entre 5 a 7 golpes por cada punto, hasta obtener los cinco puntos requeridos en este ensayo. Debe agregarse material adicional a la muestra para remplazar el material al tomado para determinaciones de contenido de agua. Una vez que los datos estn anotados en el formulario, ser fcil el dibujo de la curva de escurrimiento. 4.4. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO DEL LMITE PLSTICO

1. Se toma aproximadamente la mitad de la muestra inmediatamente despus

de su preparacin y se cilindra con la mano sobre una superficie limpia y lisa, como la de una hoja de papel, o la de un vidrio esmerilado, hasta formar un cilindro de 3 mm. de dimetro y de 6 a 10 cm. de largo.

2. Se amasa la tira y se vuelve a cilindrar, repitiendo la operacin tantas veces como se necesite para reducir gradualmente la humedad por evaporacin, hasta que el cilindro se empiece a endurecer y resquebrajar.

3. Se introduce el cilindro en un recipiente cerrado, se toma el peso con la aproximacin de 0,01 gr., se destapa el recipiente y se lo lleva al horno para su secado y posterior determinacin de su humedad.

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRATICA El tiempo necesario para efectuar la prctica es de 2 periodos acadmicos 6. CALCULOS Y GRAFICOS Se anotan los datos en el registro respectivo, y adems de hacer los clculos necesarios se procede a hacer lo siguiente:

1. Se encuentra la relacin entre el porcentaje de humedad y el nmero de

golpes por medio de un papel semilogartmico, dibujando el nmero de golpes en la escala logartmica y el porcentaje de humedad en la escala aritmtica.

2. Se une los puntos entre 10 y 20 golpes con los puntos entre 25 y 35 golpes por medio de una lnea recta.

3. El contenido de la humedad que corresponde en esta lnea a 25 golpes se define como el lmite liquido.

El ndice de plasticidad (IP), que es igual a la diferencia numrica entre LL y LP

IP = LL - LP

El ndice de escurrimiento, que es igual a la pendiente de la curva de escurrimiento. Numricamente es igual a la diferencia entre el contenido de agua a los 10 y a los 100 golpes o entre 1 y 10 golpes. El ndice de tenacidad, que es el cociente que resulta de dividir el ndice plstico por el ndice de escurrimiento. Con un estudio comparativo de los lmites y los ndices, se puede hacer la distincin entre las arcillas y los suelos no plsticos as como su clasificacin de acuerdo con la plasticidad del material. 7. CUESTIONARIO 1.- En un ensayo de lmites de consistencia se obtiene los siguientes resultados : No. De Golpes: 9 15 22 30 y el lmite plstico = 32.0 % % de Humedad: 85 80 76 74 Calcular: L.L. e I.P. 2.- A qu temperatura debe secar las muestras ensayadas para el L.L. y L.P.? 3.- Cundo se denomina un suelo N.P.? 4.- Desarrolle el procedimiento del lmite lquido 5.- Por qu el nombre del aparato Casa Grande?


UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS I Ensayo S-6 CLASIFICACIN DE SUELOS AASTHO: M145-66: 1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO

La prctica permite conocer en forma cualitativa las propiedades mecnicas e hidrulicas de un suelo, atribuyndole las del grupo segn en que se site segn el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS) o la ASSTHO. **** 2. COMPETENCIAS.- El estudiante aplicaran los resultados obtenidos en los ensayos granulomtricos y limites de Atterberg para la clasificacin de suelos 3. EQUIPO Y ABACOS Clasificacin Unificada Clasificacin AASHTO Clasificacin FAA 4. PROCEDIMEINTO Existen varios mtodos de clasificacin de suelos el conocido como Sistema unificado de Clasificacin de Suelos, el de la Asociacin Americana de Agencias Oficiales de Carreteras y Transportes (AASHTO), el Sistema del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA), el Sistema de la ASTM y el sistema de la agencia Federal de Aviacin (FAA) para nombrar slo unos cuantos. Actualmente, los departamentos estatales de transporte (antiguos) departamentos de carretera) utiliza el sistema de clasificacin de la AASHTO. El ingeniero de fundaciones acostumbra hacer una inspeccin visual como base primaria de clasificaciones, pero su terminologa, la cual no debe considerarse aqu, es muy similar a la del sistema Unificado de Clasificacin de Suelos. Todos los sistemas de clasificacin de inters primordial para el ingeniero geotcnico utilizan los lmites de Atterberg en los mtodos de lmites lquidos y plsticos con un anlisis parcial o total de granulometra y el proceso de elaboracin para la clasificacin de un suelo. En todos los sistemas de clasificacin es absolutamente esencial acompaar el smbolo de clasificacin con la descripcin debida del suelo, pues el smbolo

particular de grupo es demasiado amplio y general como criterio de clasificacin para suelos especficos. Debido a que existe mucha similaridad entre los diferentes mtodos y a que los mtodos de clasificacin de suelos unificados y AASHTO, son lo ms ampliamente usados, est prctica de laboratorio tendr en cuenta solamente estos dos sistemas. 4.1. EL SISTEMA DE CLASIFICACIN DE SUELOS DE AASHTO Muestra el sistema de clasificacin de la AASHTO en la conveniente forma de tabla. La Fig. 9-5 provee una forma de utilizar los lmites plstico y lquido para obtener la clasificacin de los suelos entre los grupos A-4 y A-7, para los cuales el hecho de tener ms de un 35% de material ms fino que el tamiz No. 200, es un factor esencial de clasificacin. Este factor puede tambin utilizarse para obtener la clasificacin de subgrupo de los suelos titulados A-2, para los cuales el hecho de tener menos del 35% del material ms fino que el tamiz No. 200, es un factor esencial de clasificacin. La designacin de los subgrupos en el grupo A-2 se logra determinando si el suelo es A-2 clasificado de acuerdo con su anlisis granulomtrico, pero tiene propiedades plsticas (wL y wP) caractersticas de los suelos A-4, A-5, A-6 A-7, la Tabla 9-3 se utiliza procediendo de izquierda a derecha hasta encontrar el primer tipo de suelo que tenga las propiedades del suelo en consideracin. El suelo tipo A-8 (no se muestra) se clasifica visualmente como turba (material excesivamente orgnico).

INDICE DE PLASTICIDAD IP

GRAFICO 9-5

IP=L

L-30

LIM

ITE

LIQ

UID

O L

L

30

LL

60 o mas

5

LL 40 o menos

% QUE PASA EL TAMIZ No. 200

IG = 0,2a + 0,005ac + 0,01bd

750

1

70 65 60 5055 45 40 35

8

6

7

20

0

% QUE PASA EL TAMIZ No. 200

GRAFICO 9-4

IP 30 o mas

5055

40

2015 25

16

24

28

26

20

22

18

4

3

2

1

3530 40 45 50 55

0

70

60

40

50A -5

A - 7

A -5A -5

A - 7 - 5

80

100 20

A - 7 - 6

4030 50

El sistema de clasificacin de la AASHTO utiliza adems un ndice de grupo para comparar diferentes suelos dentro de un mismo grupo. El ndice de grupo se calcula de acuerdo con la ec o a partir de grafico 9-4, el ndice encontrado de esa forma se redondea al entero siguiente y se reemplaza entre parntesis despus del nmero de clasificacin correspondiente de la siguiente forma:

A-2-6(3)

Clasificando de esta forma el suelo como inmaterial del grupo A-2 con propiedades plsticas del grupo A-6 y con un ndice de grupo de 3 el ndice de grupo IG es una modificacin del AASHTO a la clasificacin original BPR1, como se indic antes, para establecer una categora dentro de la clasificacin de grupo. Si dos suelos de un mismo grupo tienen diferente ndice de grupo, tendr mejor comportamiento como material de carretera que un A-2-6(4) La ecuacin para establecer el ndice de grupo es la siguiente:

Gi = 0.2a + 0.005ac + 0.01bd Donde:

a = porcentaje de material ms fino que el tamiz No. 200 mayor que el 35% pero menor que el 75%, expresado como nmero entero

positivo (1a40). b.= porcentaje de material que pasa el tamiz No. 200 mayor que 15%

pero menor que 55%, expresado como un nmero positivo entero

(1b40) c.= porcin del lmite lquido mayor que 40 pero menor que 60,

expresada como un nmero positivo entero (1c20). d.= porcin del ndice de plasticidad mayor que 10 pero no

excedente a 30, expresado como un nmero positivo entero

(1d20) Como esta ecuacin es lineal, se ve fcilmente que la parte superior de la Fig.9-4, resuelve el trmino 0.01bd y que la parte inferior de la Fig., resuelve el trmino 0.2a + 0.005ac de la ec., de forma que la suma de los valores obtenidos de las dos partes del cuadro redondeada al siguiente entero positivo constituye el ndice de grupo IG del suelo. 4.2. SISTEMA DE CLASIFICACIN UNIFICADA DE SUELOS Los elementos esencial es del sistema de clasificacin fueron propuestos inicialmente por Arturo Casagrande (1942) y adoptados subsecuentemente por el Grupo de ingenieros de los Estados Unidos par ala construccin de aeropuertos. Actualmente, este sistema se utiliza con modificaciones mnimas en la mayora de los pases fuera de los Estado Unidos. Dentro de los Estados Unidos el sistema es ampliamente utilizado por organizaciones tales como el Cuerpo de Ingenieros, la oficina de Reclamos, y con pequeas modificaciones por la mayora de las firmas consultoras.- La Tabla 9-1 presenta los factores a considerar en la clasificacin de un suelo de acuerdo con el sistema Unificado de Clasificacin de Suelos. Bsicamente un suelo es:

El material se considera grueso si se retiene ms del 50%

No. 200 el material se considera fino si pasa ms del 50%

GRAVA ARENA Limo o Arcilla

Si ms del 50% de la fraccin gruesa queda retenida en tamiz No. 4

Si ms del 50% de la fraccin gruesa pasa por el tamiz No. 4

El suelo fino es Limo (M) Arcilla Orgnico (Q)

A continuacin se consideran estas subdivisiones en ms detalle. 1. Gravas o arenas son.

GW, GP, SW o SP

Si menos del 5% del material pasa a travs del tamiz No. 200; C = grava; s = arena; W = bien gradada; P = pobremente gradada. La designacin bien gradada o pobremente gradada depende de los valores caractersticos para Cw y Cc definidos en el Experimento no. 5 y con los valores numricos como se muestra en al Tabla S-1 2. Gravas y arenas son.

GM, GC, SM o SC

Si ms del 12% del material pasa a travs del tamiz No. 200; M = limo; C = arcilla. La designacin limo o arcilla se determina despus de obtener los valores de los lmites lquido y plstico de la fraccin menor al tamiz no. 40, y utilizando los criterios de la carta de plasticidad de la Fig. 9-2. Este cuadro es otra contribucin de Casagrande al sistema, y la lnea A que se encuentra en l, es conocida como la lnea A de Casagrande. El cuadro que se presenta en este manual ha sido modificado de acuerdo con las sugerencias del Cuerpo de ingenieros en el sentido de que (hasta el momento) no se han encontrado suelos con coordenadas superiores a las determinadas por la lnea lmite superior mostrada. 3. Las gravas y las arenas se pueden clasificar:

GW-GC SW-SC GP-GC SP-SC GW-GM SW-SM GP-GM SP-SM

Si entre 5 y 12% del material pasa a travs del tamiz No. 200. 4. Los suelo de grano fino (ms del 50% pasa el tamiz No. 200) son:

ML, OL, CL

Si los lmites lquidos son menores que 50%; M = limo; O = suelos orgnicos; C = arcilla. 5. Los suelos de grano fino son:

MH, OH, CH Si los lmites lquido y plstico se ejecutan sobre material correspondiente a la fraccin menor del tamiz No. 40 de todos los suelos, incluyendo gravas, arenas, y suelos finos, utilizando en la ejecucin los procedimientos anteriores. Estos lmites se utilizan con la carta de plasticidad (cuadro A de Casagrande) para determinar el prefijo M, O, C, dependiendo de la localizacin de las coordenadas de plasticidad del suelo dentro de la carta. Una descripcin visual del suelo debe siempre incluirse conjuntamente con el smbolo unificado para completar la clasificacin igual que en el sistema AASHTO 4.3.CLASIFICACION DEL SUELO

1. Se deber clasificar el suelo asignado de acuerdo con los sistemas,

Unificado y/o AASHTO. 2. Pensar en la informacin requerida para el sistema de clasificacin

particular de forma que la cantidad de ensayos necesarios sea la mnima. Utilizar el sistema de determinacin del lmite lquido con un solo punto.

3. Asegurarse de obtener muestras razonablemente representativas de los recipientes de suelo de forma que sea posible verificar el trabajo en caso de ser necesario.

4. Utilizar el sistema de lavado a travs del tamiz No. 200, pues de otra forma se puede errar la clasificacin de suelo. No es extrao que un suelo secado al horno y trabajado con suficiente cuidado de solamente entre 40 y 45% del material menor que el tamiz No. 200, mientras que el lavarlo, produce bastante ms del 50% de material a travs del tamiz No. 200

5. En lugar del informe tradicional presentar este trabajo en un exfoliador con un hoja en la cual se tabulen los resultados sobre los formatos respectivos para estos experimentos, incluyendo todas las hoja de formato adicionales utilizadas para hacer los anlisis de granulometra, lo lmites de Atterberg, etc. Asegurarse de proveer una descripcin visual completa para cada suelo, al tiempo con el correspondiente smbolo de clasificacin de sistema dado

Tabla 9-1 Sistema Unificado de Clasificacin

Divisiones mayores Smbolo

de Grupo

Nombres tpicos Criterios de clasificacin para suelos granulares

Suelo

s d

e g

rano g

rueso

(ms d

el 50%

del m

ate

rial de m

ayor

en tam

ao q

ue e

l ta

miz

No. 200)

Gra

vas

8m

s d

e la m

itad d

e la f

racci

n g

ruesa e

s

mayor

que e

l ta

miz

No. 4

Gra

vas lim

pia

s

(pocos o

nin

gn

fino)

GW Gravas bien gradadas,

mezclas gravosas, pocos o ningn fino

Cr = D60/D10 > 4 Ct = 1 < D230/D10 x Dbw < 3

GP

Gravas pobremente gradadas, mezclas

grava-arena, pocos o ningn fino

No cumplir todos los requisitos gradacin para GW

Gra

vas c

on fin

os

(cantidad a

pre

cia

ble

de

finos

GM d a

Gravas limosas, mezclas gravas-arena-limo

Lmites de Atteberg por debajo de la lnea A IP 7

AR

EN

AS

(Ms D

el

50%

de la

fr

acci

n g

ruesa es

menor

que e

l ta

miz

No. 4) A

renas lim

pia

s

8pocos

o

nin

g

n f

ino

)

SW Arenas bien gradadas, arenas gravosas, pocos

o ningn fino

Cr = D60/D10 . 6 Ct = 1 < D230/D10 x Dbw < 3

SP

Arenas pobremente gradadas, arenas gravosas, pocos o

ningn fino

No cumplir todos los requisitos de gradacin para SW

Are

nas

con

finos

(cantidad a

pre

cia

ble

de

finos)

SM D a

Arenas limosas, mezclas arena-limo

Lmites de Atterberg por debajo de la lnea A IP 7

Suelo

s d

e g

rano fin

o

(ms d

el 50%

del m

ate

rial pasa e

l ta

miz

No

. 200)

Lim

os y

arc

illas

(lm

ite lq

uid

o W

L

60)

MH

Limos inorgnicos, suelos limosos o

arenosos finos micceos o diatomceos, suelos

elsticos

CH Arcillas inorgnicas de alta plasticidad, arcillas

grasas

OH Arcillas orgnicas de

plasticidad media a alta, limos orgnicos

Suelo

s

altam

e

nte

org

nic

os Pt

Turba y otros suelos altamente orgnicos

TABLA 9-2 DIAGRAMA DE PLASTICIDAD

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

LIMITE LIQUIDO LL

IND

ICE

D

E P

LA

ST

ICID

AD

IP

LINEA "A"

LINEA "UL"

CL o OLMH o OH

CL - ML ML o OL

CH o OH

Tabla 9-3 Clasificacin de suelos y mezclas de suelos y agregados (Con los sub-grupos sugeridos) segn AASHTO

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA


6. CALCULOS Y GRAFICOS Diagramar la curva granulomtrica y los valores de los lmites de consistencia

7. CUESTIONARIO

1.- Indique cuntos sistemas o mtodos de clasificacin del suelo conoce, como mnimo tres. 2.- Qu clase de suelo es GW GC? 3.- Defina que es el ndice de Grupo y para qu sirve?

Clasificacin general

Materiales granulares (menos del 35% que pasa por el tamiz No

200

Materiales limo arcillosos

(mas del 35% pasa el tamiz No 200)

Grupos A 1 A - 3 A - 2 A - 4 A 5

A 6

A - 7

Sub grupos A-1-a A-1-

b

A-2-4

A-2-5

A-2-6

A-2-7

- - - A-7-5 A-7-6

Caractersticas

Fraccin que pasa el tamiz

No 10 No 40 No 200

50 mx. 30

mx. 15

mx.

50 mx. 25

mx.

51 min. 10

mx.

35 mx.

35 mx.

35 mx.

35 mx.

36 min.

36 min.

36 min.

36 min.

Caractersticas

Fraccin que Pasa el tamiz

No. 40 LL IP

- 6

mx.

- 6

mx.

-

NP

40 mx. 10

mx.

41 min. 10

mx.

40 mx. 11

min.

41 min. 11

min.

40 mx. 10

mx.

41 min. 10

mx.

40 mx. 11

min.

41 min. 11

min.

ndice de grupo

0 0 0 4 mx. 8

mx. 12

mx. 16

mx. 20

mx.

Tipos de materiales

Fragmentos de piedra,

gravas, arenas.

Arena

fina

Gravas y arenas

arcillosas y limosas

Suelos limosos

Suelos

arcillosos

Clasificacin como sub-

rasante

Excelente a buena

Regular

Regular a mala

FORMATO GUIAS DE PRCTICA ICI Cdigo de registro: RE-10-LAB-013 Versin 1.0

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS I Ensayo S-7 LMITE DE CONTRACCIN

ASHTO: Ensayo T 92 ASTM: Ensayo D 427

1. CONOCIMIENTO TERICO REQUERIDO Los suelos susceptibles de sufrir grandes cambios de volumen cuando se someten a cambios en su contenido de humedad, son problemticos si se usan para rellenos en carreteras o ferrocarriles, o si se utilizan para la fundacin de elementos estructurales. Los cambios de volumen pueden motivar ondulaciones en las carreteras y grietas en las estructuras debido a que los cambios de volumen usualmente no son uniformes. 2. COMPETENCIAS.- Los estudiantes determinaran el contenido de humedad por debajo del cual no se presenta cambio adicional en el volumen de una masa de suelo y obtendrn un valor cuantitativo del cambio total de volumen que tiene la muestra de suelo. 3. EQUIPO

1. Cpsula de contraccin 2. Placa de vidrio con tres apoyos 3. Mercurio metlico 4. Balanza con sensibilidad a 0.01 g. 5. Recipiente del mercurio metlico

4. PROCEDIMIENTO

1. Tome alrededor de 40 gr. de suelo de material representativo, del utilizado para las prcticas de limite lquido y plstico, que pase a travs del tamiz No. 40, y mezclarlo cuidadosamente con agua comn (o destilada) hasta lograr una pasta cremosa que pueda colocarse dentro del recipiente de contraccin sin dejar ningn vaco; la consistencia del suelo debera obtenerse utilizando un contenido de humedad cercano o algo superior al lmite lquido del suelo.

2. Recubrir ligeramente el interior de la cpsula o recipiente de contraccin con vaselina de petrleo, u otro elemento (grasa pesada), para prevenir que el .suelo se adhiera al recipiente y/o se formen grietas durante el secado. Pese el recipiente y registre su peso.

3. Llenar el recipiente en tres capas colocando aproximadamente 1/3 de la cantidad de suelo seco necesaria para llenar el recipiente cada vez y darles golpes suaves sobre una base firme hasta que el suelo fluya dentro del recipiente y se note la ausencia total de burbuja de aire. Repetir la misma operacin con la segunda y tercera capa. Al terminar se debe enrasar cuidadosamente el suelo dentro del recipiente utilizando una esptula de tamao mediano, y a continuacin pesar el recipiente con el suelo hmedo.

4. Secar al aire libre en el laboratorio la galleta hasta que su superficie cambie a un color claro (del orden de 6 a 8 horas). A continuacin introduzca la muestra en un horno y mantenga la temperatura constante entre 105 y 110 C hasta obtener un peso constante (12 a 18 horas). Saque a continuacin el recipiente con el suelo seco del horno y obtenga el peso de recipiente ms suelo seco. El secado al aire de la muestra reduce la posibilidad de la formacin de grandes grietas de contraccin en el suelo debidos a la rpida prdida de humedad y evita por otra parte la prdida de suelo dentro del horno debido a la posibilidad de "ebullicin" del suelo.

5. Encontrar el volumen del recipiente de contraccin en cm3 para esto es necesario en primer lugar, llenar el recipiente de contraccin con mercurio metlico hasta que se derrame ligeramente. A continuacin se debe colocar el recipiente lleno sobre un vidrio pequeo tipo vidrio de reloj, y presionarlo por encima utilizando una lmina de vidrio gruesa con el fin de que la superficie del mercurio empareje y se remueva el exceso. Inmediatamente se debe retornar el mercurio sobrante a su recipiente correspondiente. A continuacin se debe echar el mercurio retenido en el recipiente de contraccin en un cilindro volumtrico graduado de vidrio y leer directamente el volumen del recipiente de contraccin.

Como alternativa, es posible pesar el plato o recipiente de contraccin ms el mercurio y luego registrar el peso del recipiente vaci y calcular el volumen basado en un peso promedio unitario para el mercurio de 13.6 gr./cm3. As,

53,13

mercuriodepesoVplato

6. Determinar el volumen de la pastilla o galleta del suelo seco V de la

siguiente forma: en primer lugar, llenar con mercurio el recipiente de vidrio que forma parte del equipo de lmite de contraccin, el cual deber colocarse de antemano sobre una superficie grande y plana que permita recoger el mercurio sobrante. A continuacin se debe tomar la placa de vidrio y ejercer presin de forma que el mercurio en exceso se derrame del recipiente. El exceso de mercurio debe ser recogido y retomado a su recipiente de almacenamiento. A continuacin se debe registrar el peso del recipiente de vidrio lleno de mercurio. Es preciso ser muy cuidadoso para no permitir que se derrame mercurio durante este proceso pues es casi imposible recuperarlo y es posible que se contamine con el suelo o polvo del piso del laboratorio.

7. Retomar el recipiente de vidrio lleno de mercurio en su posicin original sobre el recipiente de cartn, y colocar sobre la superficie de mercurio la galleta de suelo seco. Tratar de retirar del mercurio, por sifonamiento y mediante simple observacin visual, un volumen aproximadamente igual al de la galleta de suelo seco. A continuacin se debe tomar la placa de vidrio provista con tres apoyos, colocar los apoyos o puntas sobre la superficie lateral de la galleta de suelo, y sumergirla permitiendo que el mercurio en exceso se derrame siendo desplazado fuera del recipiente de vidrio. Cuando el recipiente de vidrio se encuentre exactamente lleno con el mercurio, la galleta de suelo, y las tres protuberancias o apoyos de la placa de vidrio, se debe retirar la placa de vidrio y la galleta de suelo, y proceder a registrar el peso del recipiente de vidrio y el mercurio remanente. La diferencia entre este peso registrado anteriormente del recipiente de vidrio

lleno con mercurio en el paso No. 6, es el peso del mercurio (peso) desplazado por la galleta de suelo seco. El volumen V, de la galleta de suelo es, entonces:

53.13

peso

fV

En forma alterna, es posible recoger en un plato adecuado el mercurio

desplazado cuando se sumerge la galleta de suelo seco. El mercurio desplazado puede medirse mediante el uso de un cilindro graduado de vidrio con .el fin de obtener directamente el volumen de la galleta de suelo seco.

Si durante el secado el suelo se parte en dos o ms pedazos, la prctica puede repetirse. Para trabajar con estudiantes, sin embargo, es posible determinar el peso y volumen de la fraccin ms grande de la galleta y por proporcin encontrar el volumen de la galleta completa. Esto requiere la determinacin del peso total de la galleta seca lo mismo que el del pedazo

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA El tiempo necesario para efectuar la prctica es de 2 periodos acadmicos 6. MEDICION Y CALCULOS

La relacin de contraccin da una indicacin de cunto cambio de volumen puede presentarse por cambios de la humedad de los suelos. La relacin de contraccin se define como la relacin del cambio de volumen del espcimen o muestra de suelo como un porcentaje de su volumen seco al cambio correspondiente en humedad por encima del lmite de contraccin expresado como un porcentaje del peso del suelo obtenido luego de ser secado al horno. Esta definicin da una relacin de contraccin SR como la gravedad especfica aparente de la galleta de suelo:

fW

I

S

f

V

W

Ww

VvSR

/

/

Dnde: Vf = volumen del suelo seco (del esqueleto, no de los slidos) Vt = volumen inicial del suelo hmedo a un contenido de humedad wi

V = cambio en volumen del suelo wi = contenido de humedad inicial del suelo.

Como: V = w/W

wS = contenido de humedad en el lmite de contraccin

w = cambio en contenido de humedad

w = peso unitario del agua en unidades consistentes w = peso de suelo seco

La contraccin lineal puede calcularse a partir de la contraccin volumtrica Su definida como sigue:

Sv = (wi - ws) SR Es necesario suponer que la reduccin en volumen de suelo es uniforme en todas las direcciones. La contraccin lineal se apoya usualmente en el decrecimiento del volumen del suelo a medida que disminuye el contenido de humedad desde un contenido de humedad inicial (generalmente el valor inicial wi) hasta el lmite de contraccin, y puede calcularse de la siguiente forma:

100)0.1/(0.11 3 xSLS V Algunas veces se obtiene la contraccin lineal moldeando una barra de suelo en un molde rectangular de, por ejemplo, 25 X 25 X L (L= 100 hasta 200 mm.) usando la misma tcnica que se utiliza para hacer la muestra EN forma de galleta. En este ltimo caso, es posible calcular la contraccin lineal como:

o

Io

L

LLLS

Donde Lo = longitud de la barra de suelo hmedo

Lf = longitud de la barra de suelo soca

Este mtodo de utilizar una barra de suelo para determinar LC contraccin lineal no se considera generalmente muy apropiada.

grandemspedazodelopeso

totalopeso

V

V

pedazo

f

sec

sec

Calcular el lmite de contraccin. El contenido de humedad al comienzo del

ensayo debe obtenerse mediante los pasos 2 y 4 como

100s

wo

W

Ww

El lmite de contraccin se define como el contenido de humedad por

debajo el cual no se presentan cambios de volumen al disminuir la humedad. Como el ensayo comienza en una situacin de saturacin total y se supone que el suelo permanece saturado hasta el lmite de contraccin, la expresin para el lmite de contraccin se deriva de la siguiente forma.

El cambio de volumen en el suelo es el siguiente:

)75( apasoVVV fi

El contenido de humedad en el lmite de contraccin se calcula a partir del

contenido de humedad inicial y el cambio en contenido de humedad hasta el lmite de contraccin como

wsw is

Pero el cambio en contenido de humedad volumtrico (utilizando la

definicin (ww = wWs) es:

VwWs

w

Y resolviendo para w, se obtiene:

s

w

W

Vw

w = 1, se obtiene que mi lmite de contraccin es el siguiente:

100s

isW

Vww

7. CUESTIONARIO

1. Indique el peso especfico del Mercurio 2. Descripcin del ensayo 3. Equipo 4. Entre dos suelos, uno muy plstico y otro arenoso, cual de ellos tiene mayor

ndice de contraccin y por qu?

5. Se constata que un suelo saturado disminuye su humedad hasta llegar al lmite de contraccin.

6. La muestra saturada pesa 90 [grs.] Y la humedad es 41.0% 7. Despus de secarla tiene un volumen total de 31 [cm3] 8. Calcular el lmite de contraccin, sabiendo que el P.E. es de 2.70 [gr/cc.]

GUIAS DE PRCTICA ICI Cdigo de registro: RE-10-LAB-013 Versin 1.0

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS I Ensayo S-8 HINCHAMIENTO LIBRE DEL SUELO

AASHTO: NN ASTM: NN


El ensayo denominado de hinchamiento libre consiste en la humectacin del suelo permitiendo la expansin vertical dl suelo en la probeta, esta expansin vertical se produce por la saturacin del agua el hinchamiento.

2. COMPETENCIAS.-

El estudiante determinara el hinchamiento libre que tienen el suelo fino las arcillas en contacto con el agua

3. EQUIPO

Balanza de precisin de 0.01g Probeta graduada de 100cc

4.-PROCEDIMIENTO

Se prepara la muestra seca tamizando sobre tamiz N 40 aproximadamente 200 gramos La muestra es introducida a una probeta de vidrio graduada de 100 cc hasta la graduacin de 10 cc dando golpes suaves sobre un pao para que la muestra se compacte, dando 25 golpes. Echar agua destilada a la probeta hasta la marca de 30 cc Agitar la probeta en forma horizontal 50 veces, hasta mezclar con el agua adquiriendo una pasta liquida. Dejar en reposo por espacio de 24 horas Medir el volumen de hinchamiento en la graduacin de la probeta. Dejar en reposo por espacio de otras 24 horas. Medir nuevamente el cambio de volumen final en la gradacin de la probeta. Promediar los cambios de volmenes para el clculo.

5.- TIEMPO DE DURACION DE LA PRACITCA El tiempo necesario para efectuar la prctica es de 2 periodos acadmicos

6.- CALCULOS

10010

10___% X

FinalVolumentoHinchamiendel

7. CUESTIONARIO

1. Indicar que arcillas tienen mayor hinchamiento libre 2. La estructura de un suelo con % menor de hinchamiento libre, qu tipo de

suelo es?


UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS I Ensayo S-9 DETERMINACIN DE LA GRAVEDAD ESPECFICA DE LOS

SUELOS AASHTO: Ensayo T 10 ASTM: Ensayo D 854 1. CONOCIMIENTO TERICO REQUERIDO Se define como el peso especfico de un material a la relacin entre el peso de los slidos del material y el peso del volumen de agua que desalojan dichos slidos; y que se denominan con la letra "G". 2. COMPETENCIAS.- El estudiante determinar la razn de las partculas solidas sobre el volumen de las partculas de los suelos. 3. EQUIPO Y HERRAMIENTAS

1. Balanza sensible a 0.01 gr. 2. Estufa 3. Horno de secado a temperatura constante de 110 5C 4. Termmetro graduado de 0 a 50C, con divisiones de 0.1 de grado 5. Matraz calibrado de 100 a 500 ml. de capacidad 6. Cpsulas de porcelana 7. Pipeta 8. Embudo de vidrio 9. Solucin para disolver grasas (mezcla crmica) 10. Alcohol de 96 11. ter

4. PROCEDIMIENTO

Calibracin de los matraces, y obtencin de la curva de calibracin

1. Con amoniaco o alcohol y alguna solucin que disuelva las grasas, se limpia el matraz. En seguida se lava el matraz varias veces con agua y se deja escurrir sta colocndola con la boca hacia abajo. Una vez escurrida el agua, se enjuaga primero con alcohol y luego con ter; los vapores del ter se eliminan colocando nuevamente el matraz con la boca hacia abajo durante unos 15 a 20 minutos NOTA Siendo el ter altamente inflamable debe manejarse con cuidado, evitando la cercana de cualquier llama de fuego.

2. Se llena el matraz con agua destilada hasta la marca del aforo y se pone a hervir 5 a 10 minutos en bao Mara, a fin de extraer el aire.

3. Se retira el matraz del bao Mara y se toma la temperatura con una precisin de 0.1C introduciendo el termmetro hasta el centro del matraz; esta temperatura deber ser anotada.

4. Con la ayuda de una pipeta, se afora perfectamente, hasta que la parte inferior del menisco coincida con la marca del aforo; en seguida se limpia exteriormente el matraz y se pesa con una precisin de 0.01 g.

5. Se deja enfriar el matraz hasta que la temperatura del agua baje unos 5C y se toma la temperatura a 0.1C de precisin, y se vuelve a pesar. Esta operacin se repite de 6 a 8 veces, dejando enfriar cada vez el matraz. Una de las mejores soluciones para limpiar la grasa de los matraces es la mezcla crmica, que tiene ventaja de poder recuperarse despus de cada lavado y usarse varias veces. La mezcla crmica se prepara disolviendo en caliente 60 gr. de bicromato de potasio comercial en 300 ml de agua y agregar muy lentamente, una vez enfriada la solucin, 460 mi de cido sulfrico comercial agitar continuamente. El cido sulfrico debe agregarse muy lentamente, tratando de escurrirlo por paredes del recipiente, donde se esta preparando la mezcla, pues la reaccin que se produce contacto con la solucin es fuerte y si no se toman las precauciones debidas puede se peligrosa.

Preparacin de la muestra

El suelo a usarse en el ensayo para la determinacin del peso especfico, puede tener su humedad natural o estar secado al horno. El peso de la muestra si est secada al horno, deber ser de 50 gr. por lo menos cuando se emplee el frasco volumtrico. Si se utiliza una botella con tapa, la muestra no deber ser menor de 10 gr. Muestras con su humedad natural

Cuando la muestra tiene su humedad natural, el peso del suelo debe determinarse al final del ensayo, haciendo evaporar el agua en un horno manteniendo a 110 5 C, generalmente es recomendable usar entre 50 y 100 gr. de material. Las muestras de suelos arcillosos que contengan su humedad natural deben ser dispersadas en agua destilada, antes de ser colocadas en el frasco volumtrico.

Muestras secadas al horno Cuando se usa una muestra secada al horno, el secado debe hacerse por lo menos durante 12 horas, a temperatura constante de 110 5 C. Una vez secada la muestra debe ser enfriada en un desecador y pesada posteriormente. Luego la muestra debe ser sumergida en agua destilada por lo menos durante 12 horas.

Tctica:

1. Se lava perfectamente un matraz de 500 ml. calibrado con anterioridad, con agua, jabn y un escobilln que pueda introducirse en el matraz enjuagndolo al final con agua destilada.

2. El material se vaca en el matraz y luego se llena este con agua destilada hasta la mitad; esta operacin se facilita mediante un embudo de vidrio.

3. Se pone el matraz a una temperatura de 50 a 60 C a fin de expulsar el aire contenido en el material; si se cuenta con una trompa o bomba de vaco su uso mejora la operacin permitiendo adems, hervir la suspensin a temperatura ms baja. Tratndose de materiales arenosos, es suficiente hervirlo de 5 a 10 minutos en bao Mara, pero los materiales arcillosos requieren hasta 30 minutos de hervido.

4. Se saca el matraz del bao Maria y se deja enfriar. Una vez que adquiere la temperatura ambiente, se agrega agua destilada hasta llenarlo al nivel de la marca de aforo e inmediatamente se toma la temperatura al 0.1 C de precisin, introduciendo el termmetro hasta el centro de la suspensin. La temperatura obtenida se anota en el registro de clculos para el ensayo.

5. Despus de tomarse la temperatura debe aforarse perfectamente de manera que la parte inferior del menisco coincida con la marca d calibracin del matraz; esto se logra fcilmente con ayuda de una pipeta.

6. Debe evitarse que quede agua adherida al cuello interior del matraz sobre la marca de aforo, para lo cul se introduce un rodillo de papel secante o absorbente para eliminarla. Tambin debe secarse el matraz exteriormente.

7. Despus de aforado y limpio, se pesa el matraz con una precisin de 0.01 gr. anotando el peso del registro de clculo.

8. Se hecha todo el contenido del matraz en una cpsula de porcelana y se coloca en el horno. Luego se obtiene el peso seco de la muestra (Ws) y se anota en el registro.

5.- TIEMPO DE DURACIN DE LA PRCTICA El tiempo necesario para efectuar la prctica es de 2 periodos acadmicos 6. CLCULOS Y GRFICOS

La expresin Ws + Wml - Wmsl representa el peso del volumen de agua desalojado por los slidos a la temperatura de la prueba. Se calcula el valor de la gravedad especfica de la muestra (G) usando la siguiente ecuacin:

mslmlS

S

WWW

WG

Donde: G = gravedad especfica WS = peso seco de la muestra, gr. Wml = peso de la curva de calibracin del matraz para la temperatura medida, gr. Wmsl = peso del matraz aforado y limpio, gr.

Nota La prueba de densidad debe hacerse simultneamente con dos matraces cuando menos, con el mismo material, con el objeto de tener una comprobacin. Si los valores no difieren en ms de 1% se deber promediar.

7. CUESTIONARIO

1. Qu diferencia existe entre la gravedad especfica del suelo y la gravedad aparente?

2. Qu cantidad mnima es necesario para realizar la prueba del P.E.? 3. Cul de los dos suelos tiene valor ms alto del P.E. una arena fina o una

arcilla? 4. En qu N de tamiz se prepara la muestra para realizar la prueba del P.E.?


UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS I Ensayo S-10 PESO ESPECFICO APARENTE DEL SUELO MTODO

DE TROZOS INALTERADOS CUBIERTOS DE PARAFINA

AASHTO: Ensayo NN ASTM: Ensayo NN

1. CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO El conocimiento bsico de las propiedades de densidad de los materiales por el mtodo hidrosttico 2. COMPETENCIAS.-

El estudiante determinar a travs de la muestra inalterada cubierta con parafina el contenido de humedad, peso especfico aparente, relacin de vacos y grado de saturacin

3. EQUIPO

1. Balanza sen 0.1 [gr.] 2. Molde cilndrico por una cara biselado de 8 [cm.] de dimetro y 4 [cm.] de

altura 3. Esptula 4. Parafina 5. Horno

4. PROCEDIMIENTO a) Determinacin Geomtrica premoldeada 1. En esta prueba se debe disponer de una muestra inalterada con una

longitud mnima de 10 [cm.] de dimetro y un espesor de 5 [cm.] 2. Se toma las medidas del molde, dimetro y altura, para conocer su

volumen. Pesar el molde. Se pasa con grasa o vaselina la parte interior del molde, a fin de facilitar la introduccin del molde a la muestra.

3. Con el escapelo, cortar la muestra en forma cnica e introduciendo presionando suavemente, introduciendo poco a poco, repetir la operacin hasta que el molde queda completamente colocado en la muestra. Enrasar ambas caras.

4. Pesar el molde ms la muestra b) Determinacin Hidrosttica 1. En esta prueba se debe disponer de una muestra inalterada con una

longitud mnima de 10 [cm.] de dimetro y un espesor de 5 [cm.]

2. Con el escapelo, cortar la muestra en forma cbica regular. 3. Pesar la muestra hmeda 4. Parafinar la muestra 5. Pesar la muestra parafinada (peso en el aire) 6. Pesar la misma muestra en el agua

Para ambos casos, se extrae material para determinar el contenido de humedad despus de realizar el procedimiento indicado para cada caso.

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRCTICA El tiempo necesario para efectuar la prctica es de 2 periodos acadmicos 6.- CALCULOS Peso especifico Hmedo

moldedelVolumen

hmedamuestraladePeso

__

____

Peso especifico seco

7. CUESTIONARIO

1. Indique cul es el valor del peso especifico de la parafina 2. Describa para qu sirve el peso especfico aparente

1d


UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS I Ensayo S-11 DETERMINACIN DE LA MATERIA ORGNICA DEL

SUELO MTODO DE OXIDACIN CON AGUA OXIGENADA AASHTO: NN ASTM: NN


El contenido de materia orgnica en un suelo es de gran importancia ya que de esto depende de su resistencia ante cualquier tipo de construccin. La materia orgnica al contacto con la humedad lo que hace es expandirse y generar grandes vacos entre las partculas del suelo lo cual debilita su resistencia y por ello no es bueno para su uso en la construccin

2. COMPETENCIAS

Los estudiantes determinaran la cantidad de la materia orgnica del suelo, puesto que en mayor porcentaje de la materia reduce la capacidad de carga y se retrae cuando cambia la humedad a la carga aplicada provocando asentamientos.

3. EQUIPO

Horno con control termosttico regulada a 110C Balanza de precisin de 0.01g Cpsula de porcelana de 14 [cm.] de dimetro Termmetro con escala de 0 a 100C Vaso Precipitado de 400 [ml.] de capacidad Embudo Papel Filtro Solucin de agua oxigenada al 6% (20 volmenes) Cocinilla elctrica

4. PROCEDIMIENTO

1. Se pesa de 50 a 100 [grs.] del suelo seco con precisin de 0,01 [grs.] y se coloca en la cpsula de porcelana.

2. Agregar a continuacin 100 [ml.] de solucin de agua oxigenada 3. Se calienta entonces ligeramente la cpsula y su contenido en la cocinilla a

gas hasta alcanzar la temperatura de 60C.

4. Agitar la mezcla con una varilla de vidrio para lograr que las burbujas de gas se desprendan del suelo y para permitir al agua oxigenada reaccionar completamente con la materia orgnica.

5. A esta temperatura se dejar que contine la reaccin hasta que el desprendimiento de gases no sea muy rpido.

6. Recomendacin, con suelos muy orgnicos se necesitar aadir nuevas cantidades de agua oxigenada para completar la oxidacin que podr llevar uno o dos das.

7. Cuando la reaccin haya terminado completamente, el exceso de agua oxigenada se destruye hirviendo la solucin de 10 a 15 minutos.

8. Se filtra el suelo, se lava con agua destilada y se seca al horno. 9. Se pesa entonces el suelo seco con precisin de 0,01 [grs.] y se determina

la prdida de peso. 5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRCTICA El tiempo necesario para efectuar la prctica es de 2 periodos acadmicos 6. CLCULOS

7. CUESTIONARIO

1. En qu estrato se ubica el contenido orgnico del suelo? 2. Desde un punto de vista de construccin como influye la materia orgnica

de un suelo? 3. Microscpicamente cmo identificas un suelo con contenido orgnico?

100__

______ X

originalmuestraPeso

prdidaladePesooriginalmuestraPesoorgnicaMateria


UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL LABORATORIO DE SUELOS I Ensayo S-12 ENSAYO DE COMPACTACION (SEGN EL METODO AASHTO STANDARD)


1. CONOCIMINETO TEORICO REQUERIDO

La compactacin de un suelo es la densificacin del suelo por eliminacin de aire, lo cual requiere la aplicacin de energa mecnica. Para estimar el grado de compactacin de un suelo es necesario determinar el peso volumtrico seco mximo del mismo.

2. COMPETENCIAS

El estudiante determinara el comportamiento de los suelos sometidos a golpes compactando por medios mecnicos para densificar el suelo

Este ensayo de compactacin segn el mtodo "Proctor Estndar"

3. EQUIPOS

Balanza analtica

Moldes para compactar

Martinete

Tamices

Bandejas

Extractor de muestras

4. PROCEDIMIENTO En primera instancia se tomaron cerca de 50 kilogramos de base granular el material se introdujo en el horno por 24 horas para quitarle la humedad y trabajar con el material totalmente seco. En este proceso se obtuvo la humedad inicial del material. Con el material seco se procedi a tamizar 20 y 10 kilogramos. El material retenido en el tamiz de tamao de pulgada fue remplazado por el mismo peso del material retenido en el tamiz nmero 4, como s estable en la norma. Del material tamizado se pesaron 4800 y 1800 gramos y se le hallo el 3% de la humedad el cual fue mezclado e introducido dentro del recipiente del Proctor en tres capas, cada una de las capas fue compactada por medio del martillo compactador, el cual al levantarse se le provee de una energa potencial, la cual es transmitida al suelo cuando se suelta el martillo. De acuerdo con la norma se debe aplicar 25 golpes a cada capa de material y para que las capas no sean independientes una de la otra, con la esptula se raya el material. Al terminar las tres capas el recipiente debe ser enrazado y pesado, una pequea porcin de material se utiliza para la determinacin de la humedad del material. El mismo procedimiento se repite para las humedades del material de 5%, 7%, 9% y 11% El Proctor se pes sin material y se le midieron tanto el dimetro interno como su altura lo cual permite determinar el volumen del mismo. Es recomendable usar una muestra fresca de 5.0 kg para cada punto de la curva de compactacin. No esta por dems anotar que la humedad ptima y el mximo peso unitario seco que se obtiene por estos dos mtodos son diferentes, ya que el esfuerzo de compactacin por unidad de volumen es mucho mayor en el mtodo AASHTO modificado, y por consiguiente la humedad ptima ser menor, y el mximo peso unitario seco ser mayor; que los obtenidos segn el ensayo "Proctor Estndar"

Se repite el procedimiento descrito anteriormente hasta que el peso del material hmedo disminuya en dos ocasiones consecutivas.

Cuadros comparativos sobre los mtodos de compactacin Proctor estndar T 99, martillo de 5.5 lb., altura de cada 12 de la AASHTO

Mtodo A Mtodo B Mtodo C Mtodo D

Dimensiones del molde

D = 4 H = 4.59

D = 6 H = 4.59

D = 4 H = 4.59

D = 6 H = 4.59

Muestra de material

Pasa tamiz No. 4

Pasa tamiz No. 4

Pasa tamiz

Pasa tamiz

Cantidades mnimas para el

contenido de humedad

100 gr. 100 gr. 500 gr. 500 gr.

Cantidades mnimas de

muestras para ensayo

3000 gr. 6000 gr. 3000 gr. 6000 gr.

Numero de capas 3 3 3 3

Numero de golpes por capa

25 56 25 56

Proctor Modificado T 180, martillo de 10 lb., altura de cada 18 de la AASHTO

Mtodo A Mtodo B Mtodo C Mtodo D

Dimensiones del molde

D = 4 H = 4.59

D = 6 H = 4.59

D = 4 H = 4.59

D = 6 H = 4.59

Muestra de material

Pasa tamiz No. 4

Pasa tamiz No. 4

Pasa tamiz

Pasa tamiz

Cantidades mnimas para el

contenido de humedad

100 gr. 100 gr. 500 gr. 500 gr.

Cantidades mnimas de

muestras para ensayo

3000 gr. 6000 gr. 3000 gr. 6000 gr.

Numero de capas 5 5 5 5

Numero de golpes por capa

25 56 25 56

5. TIEMPO DE DURACION DE LA PRACTICA El tiempo necesario para efectuar la prctica es de 2 periodos acadmicos 6. MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS

La energa de compactacin viene dada por la ecuacin:

Dnde:

Y - energa a aplicar en la muestra de suelo;

n - nmero de capas a ser compactadas en el cilindro de moldeado;

N - nmero de golpes aplicados por capa;

P - peso del pisn;

H - altura de cada del pisn; y

V - volumen del cilindro.

CURVA DE COMPACTACION El peso especfico hmedo (t) se obtiene dividiendo el peso del material hmedo por el volumen interior del molde. t = Peso del material hmedo Volumen del molde

A partir de los datos del contenido de humedad calculados, de cada muestra compactada de determina el peso especfico seco d 7. CUESTIONARIO 1.- Indique la designacin AASHTO 2.- Qu peso tiene el martinete de compactacin? 3.- A qu se denomina: Densidad Mxima y Humedad ptima? 4.- El incremento de agua de punto a punto cuanto debe ser mximo en % ? 5.- Defina la curva de saturacin y para qu sirve?

Mecanica de Suelos I

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