94937181 Ensayo Proctor Modificado

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    01-Dec-2015

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<ul><li><p>VI Curso de Titulacin en Ingeniera Civil Modalidad a Distancia </p><p>German Coaquira Calla 1 </p><p>TEMA DE TRABAJO: </p><p>ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO </p><p>CURSO : Vias de Transporte </p><p>MODAL. : IV Curso de Titulacin a Distancia 2012-1 </p><p>DOCENTE : Ing. Hugo Casso Valdivia </p><p>ALUMNO : GERMAN COAQUIRA CALLA </p><p>Arequipa, Mayo del 2012</p></li><li><p>VI Curso de Titulacin en Ingeniera Civil Modalidad a Distancia </p><p>German Coaquira Calla 2 </p><p>ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO </p><p>MARCO TEORICO. </p><p>Mtodos de compactacin en laboratorio y campo. </p><p>La compactacin es la densificacin de los suelos mediante la aplicacin de </p><p>energa mecnica para implicar cambios en el contenido de vacos del suelo, </p><p>tambin modifica el contenido de humedad y graduacin del suelo. </p><p>Los suelos con cohesin son compactados por mtodos confinatorios, los </p><p>suelos arenosos y gravosos son compactados por vibracin. El objetivo de la </p><p>compactacin es el mejoramiento de las propiedades de ingeniera de la </p><p>masa del suelo. </p><p>Ventajas de la compactacin. </p><p>Reduccin de los asentamientos derivados de la disminucin de vacos. </p><p> &gt; </p><p>Aumento de la resistencia del suelo. </p><p> = + </p><p>Donde: </p><p> = esfuerzo de corte </p><p>C = Cohesion </p><p> = Esfuerzo normal </p><p>Tg = Angulo de friccin </p><p>F</p><p>ea</p><p>F</p><p>e f</p></li><li><p>VI Curso de Titulacin en Ingeniera Civil Modalidad a Distancia </p><p>German Coaquira Calla 3 </p><p>A partir de de 1933 en que proctor desarrollo su prueba ha ido haciendo </p><p>pruebas como son: </p><p>a) Pruebas dinmicas </p><p>b) Pruebas estticas </p><p>c) Pruebas de vibracin </p><p>Pruebas Dinmicas. </p><p>Todas las pruebas dinmicas que hay en uso particular participan las siguientes </p><p>caractersticas: </p><p>1. El suelo se compacta por capas en el interior de un molde </p><p>metlico cilndrico, variando de unas pruebas a otras el tamao </p><p>del molde y el espesor de la capa. </p><p>2. En todos los casos la compactacin propiamente dicha se logra </p><p>al aplicar a cada capa del molde un cierto nmero de golpes </p><p>uniformemente distribuidas con un pisn cuyo peso, direcciones y </p><p>altura de cada cambian de algunas pruebas de otras, el nmero </p><p>de golpes del pisn se aplica por capa tambin cambia en las </p><p>diferentes pruebas. </p><p>3. En todos los casos se especifica un tamaao mximo de particula </p><p>que puede contener el suelo. </p><p>4. En todos los casos la energa especifica se puede calcular con </p><p>bastante aproximacin. </p><p> = </p><p>Donde: </p><p>N = Numero de golpes del pizon </p><p>n = Numero de capas </p><p>W = Peso del pizon compactador </p><p>h = altura de cada del pizon </p><p>V = Volumen total de l Molde de compactacin. </p></li><li><p>VI Curso de Titulacin en Ingeniera Civil Modalidad a Distancia </p><p>German Coaquira Calla 4 </p><p>Se usan en las pruebas de proctor modificado y proctor estndar, tambin </p><p>otras pruebas son de impacto california, prueba Britnica estndar. </p><p>Pruebas Dinmicas en Campo.- Tenemos los rodillo pata de cabra, rodillo liso </p><p>vibratorio, compactador de impactos. </p></li><li><p>VI Curso de Titulacin en Ingeniera Civil Modalidad a Distancia </p><p>German Coaquira Calla 5 </p><p>Pruebas estticas. </p><p>En este mtodo el suelo se coloca dentro de un molde cilndrico de 6 de </p><p>dimetro, el suelo se dispone de tres capas acomodadas con 25 golpes de </p><p>una varilla. La compactacin propiamente dicha se logra al aplicar al cojunto </p><p>de las tres capas una presin de 140 kg/cm2 el cual mantiene durante un </p><p>minuto. En campo se utiliza el rodillo liso sin vibrar. </p><p>Pruebas por vibracin. </p><p>Estos utilizanb un molde de proctor montado sobre un mesa vibratoria, se </p><p>estudia el efecto de la frecuencia, amplitud y aceleracin de la mesa </p><p>vibratoria, adi como la influencia de las cargas, granulometra el contenido de </p><p>humedad. En campo se utilizan los compactadores a mano. </p><p>Teoria de la compactacin </p><p>Una especificacin de control para la compactacin fue elavorada por R.R. </p><p>Proctor, por esta razn el ensayo de compactacin en laboratorio </p><p>comnmente se llama Proctor. En este esayo se define cuatro variables.} </p><p>1. Peso volumtrico seco </p><p>2. Contenido de agua </p><p>3. Esfuerzo de compactacin (energa de compactacin) </p><p>4. Tipo de suelo (gradacin, presencia de limos, etc.) </p><p>PROCTOR MODIFICADO </p><p>El trmino compactacin se utiliza en la descripcin del proceso de </p><p>densificacin de un material mediante medios mecnicos. El incremento de la </p><p>densidad se obtiene por medio de la disminucin de la cantidad de aire que </p><p>se encuentra en los espacios vacos que se encuentra en el material, </p><p>manteniendo el contenido de humedad relativamente constante. </p><p>En la vida real, la compactacin se realiza sobre materiales que sern </p><p>utilizados para relleno en la construccin de terraplenes, pero tambin puede </p><p>ser empleado el material in situ en proyectos de mejoramiento del terreno. </p></li><li><p>VI Curso de Titulacin en Ingeniera Civil Modalidad a Distancia </p><p>German Coaquira Calla 6 </p><p>El principal objetivo de la compactacin es mejorar las propiedades </p><p>ingenierles del material en algunos aspectos: </p><p> Aumentar la resistencia al corte, y por consiguiente, mejorar la </p><p>estabilidad, de terraplenes y la capacidad de carga de </p><p>cimentaciones y pavimentos. </p><p> Disminuir la compresibilidad y, por consiguiente, reducir los </p><p>asentamientos. </p><p> Disminuir la relacin de vacos y, por consiguiente, reducir la </p><p>permeabilidad. </p><p>Reducir el potencial de expansin, contraccin o expansin por </p><p>congelamiento. </p><p>Para medir el grado de compactacin de material de un suelo o un relleno se </p><p>debe establecer la densidad seca del material. En la obtencin de la </p><p>densidad seca se debe tener en cuenta los parmetros de la energa utilizada </p><p>durante la compactacin y tambin depende del contenido de humedad </p><p>durante el mismo. </p><p>Las relaciones entre la humedad seca, el contenido de humedad y la energa </p><p>de compactacin se obtienen a partir de ensayos de compactacin en </p><p>laboratorio. </p><p>La compactacin en laboratorio consiste en compactar una muestra que </p><p>corresponda a la masa de suelo que se desea compactar, con la humedad </p><p>calculada y en un molde cilndrico de volumen conocido y con una energa </p><p>de compactacin especificada. En la actualidad se presentan diferentes tipos </p><p>de ensayos los cuales determinan el grado de compactacin del material, </p><p>entre otros se pueden encontrar los ensayos de: Mtodo del martillo de 2.5 Kg, </p><p>mtodo del martillo de 4.5 Kg, Proctor (estndar), Proctor modificado y el </p><p>mtodo del martillo vibratorio. Los primeros cuatro estn basados en la </p><p>compactacin dinmica creada por el impacto de un martillo metlico de </p><p>una masa especfica que se deja caer libremente desde una altura </p><p>determinada, el suelo se compacta en un nmero de capas iguales y cada </p><p>capa recibe el mismo nmero de golpes. La compactacin en el quinto </p><p>ensayo esta basado en la combinacin de presin esttica y la vibracin. El </p></li><li><p>VI Curso de Titulacin en Ingeniera Civil Modalidad a Distancia </p><p>German Coaquira Calla 7 </p><p>suelo se compacta en tres capas iguales presionado fuertemente hacia abajo </p><p>el compactador vibratorio durante 60 segundos en cada capa. </p><p>Los resultados obtenidos a partir del ensayo proporcionan una curva, en la </p><p>cual el pico ms alto dicta el contenido de humedad ptima a la cual el suelo </p><p>llega a la densidad seca mxima. Por medio de los ensayos s a podido </p><p>determinar que por lo general la compactacin es ms eficaz en los materiales </p><p>bien gradados que contienen una cantidad de finos que en los materiales de </p><p>gradacin uniforme que carecen de finos. </p><p>Este ensayo se emplea para determinar la relacin entre la humedad y el peso </p><p>unitario de los suelos compactados. Para esta prueba se usa el mismo cilindro </p><p>proctor, pero el material se compacta en 5 capas con un martillo de 4.5 kg y </p><p>cayendo de una altura de 46 cm proporcionando 25 golpes por capa, el </p><p>trabajo de compactacin se incrementa de 60200 kg-m/m3 que corresponde </p><p>al proctor normal a 257.500 kg-m/m3. </p><p>Podemos calcular la humedad y el peso unitario seco del suelo compactado </p><p>para cada prueba as: </p><p>100xWms</p><p>WmsWmhw</p><p>= ; 100100</p><p>xw</p><p>hD +</p><p>=</p><p>Donde: </p><p>w = porcentaje de humedad en la muestra con base en el peso seco. </p><p>Wmh = Peso de la muestra hmeda. </p><p>Wms = Peso de la muestra seca. </p><p>D = Peso unitario seco, en g/cm3 del suelo compactado. </p><p> h= peso unitario hmedo en g/cm3 del suelo compactado </p><p>1. OBJETIVOS </p><p>1.1. OBJETIVO GENERAL: </p><p> Determinar la relacin entre la humedad y el peso unitario de los suelos, </p><p>mediante el proctor modificado. </p></li><li><p>VI Curso de Titulacin en Ingeniera Civil Modalidad a Distancia </p><p>German Coaquira Calla 8 </p><p> Determinar la mxima densidad seca y obtener el contenido de </p><p>humedad. </p><p>1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS: </p><p> Obtener la humedad optima con la que se debe compactar el suelo. </p><p> Establecer el peso unitario del suelo, correspondiente al contenido </p><p>ptimo de humedad. </p><p>2. EQUIPOS Y MATERIALES </p><p> Molde cilndrico </p><p> Martillo Metlico </p><p> Comba </p><p> Balanza </p><p> Tamices </p><p> Agua </p><p> Suelo </p><p> Recipientes </p><p> Cucharas </p><p> Esptulas </p><p> Cocina elctrica </p><p>3. PROCEDIMIENTO </p><p>Tamizamos una cantidad representativa adecuada de suelo sobre el tamiz </p><p>N4. El cual se desecha el material grueso retenido sobre dicho tamiz. </p><p>3.1. Escogemos muestras representativas con un peso aproximado de 6 kg del </p><p>suelo preparado. </p><p>3.2. Mesclamos perfectamente la muestra respectiva escogida, con agua </p><p>suficiente para humedecerla hasta aproximadamente 4 puntos de </p><p>porcentaje por debajo del contenido ptimo de humedad. </p><p>3.3. Preparamos un espcimen compactando el suelo humedecido en el </p><p>molde de 102 mm (4) de dimetro (con el collar ajustado) en cinco </p><p>capas aproximadamente iguales y que den una altura total compactada </p><p>alrededor de 127 mm (5). Compactamos cada capa mediante 56 </p></li><li><p>VI Curso de Titulacin en Ingeniera Civil Modalidad a Distancia </p><p>German Coaquira Calla 9 </p><p>golpes uniformemente distribuidos con el martillo de cada libre de 457 </p><p>mm (18) por encima de la altura aproximada del suelo compactado. </p><p> El lugar de la compactacin es bsica sostenido por una fundacin estable </p><p>como un piso sano de concreto en este caso el piso del laboratorio. </p><p> Despus de la compactacin, se remueve el collar de extensin, </p><p>recrtandose cuidadosamente el suelo excedente compactado en la parte </p><p>superior del molde, usando la regla con borde recto, damos vuelta al </p><p>espcimen se procede a rellenar los espacios vacios o podemos </p><p>denominarlo enrazado, luego pesamos el molde y el suelo hmedo en </p><p>gramos. </p><p>3.4. Sacamos la muestra compactada del molde y cortamos verticalmente a </p><p>travs del centro de la misma. Tomamos una muestra respectiva del </p><p>material de una de las caras de corte: pesamos inmediatamente y </p><p>secamos en una cocina elctrica, con la ayuda de una bandeja lisa </p><p>hasta que quede el peso constante o la muestra este completamente </p><p>seca. Para determinar el contenido de agua. La muestra humedad no </p><p>deber pesar menos de 100 g, en este caso utilizamos 400 g. </p><p> Este procedimiento se ha encontrado satisfactorio en nuestro caso. Los </p><p>puntos de humedad escogidos encerraron el valor del contenido ptimo </p><p>de humedad. </p><p>4. ANALISIS, CLCULOS Y RESULTADOS. </p><p>4.1. Para el ensayo de Proctor Modificado se toman en cuenta las </p><p>siguientes condiciones: </p><p>SUELO Y MOLDE A UTILIZAR </p><p>METODO A: Pasa la malla N. 4, Molde 4 Pulg.diam, V= 1/30 pie 3, y el </p><p>numero de golpes es 25 por capa </p><p>METODO B: Pasa la malla 3/8, Molde 4 pulgadas diam, y V= 1/30 pie3 y </p><p>el numero de golpes es 25 por capa </p><p>METODO C: Pasa la malla , Molde 6 pulgadas dimetro y V=1/13 pie3 </p><p>y el numero de golpes es 56 por capa. </p><p> Tenemos la siguiente tabla. </p></li><li><p>VI Curso de Titulacin en Ingeniera Civil Modalidad a Distancia </p><p>German Coaquira Calla 10 </p><p>Especificaciones para la prueba proctor. </p><p>Para nuestro caso usamos el mtodo C. de acuerdo al suelo a </p><p>usarse mas del 20% de la malla 9.5 mm y menos del 30% por peso </p><p>retenido en la malla 19 mm. </p><p>4.2. Datos de trabajo en laboratorio de Alas Peruanas Filial Arequipa. </p><p>Humedad natural de la muestra = n = 10 % </p><p>Peso total de la muestra = Wt = 6000g </p><p>Volumen de molde 2126.95 cm3 </p><p>Numero de Golpes 56 </p><p>Numero de Capas 5 </p><p>Peso de la muestra seca = ggWWs</p><p>n</p><p>t 54.545410.01</p><p>60001</p><p>=</p><p>+=</p><p>+=</p><p>A B (%) C </p><p>10% 0 Natural </p><p>13% 3 180 ml </p><p>16% 6 360 ml </p><p>18% 8 480 ml </p><p>20% 10 600 ml </p></li><li><p>VI Curso de Titulacin en Ingeniera Civil Modalidad a Distancia </p><p>German Coaquira Calla 11 </p><p>A = Humedad de compactacin </p><p>B = Incremento de la humedad natural a la humedad de compactacin </p><p>B = 06.0100</p><p>%6100</p><p>10-16B ... 6%1A para ej.por 100</p><p>====</p><p> nA </p><p>C = Cantidad de agua que hay que agregar al suelo para llegar a la </p><p>humedad de compactacin. </p><p> C = B x Ws para 16% = 0.06 x 6000 = 360 ml. </p><p>5.2. Despus de compactar se procede a hacer los clculos como se observa </p><p>en la siguiente tabla: </p><p>Segn el anlisis anterior teniendo la humedad natural en las 5 muestras se </p><p>procede al calculo del peso unitario seco y al contenido de humedad que nos </p><p>proporciona un grafico para determinar el contenido optimo de agua para la </p><p>mxima compactacin </p><p>1 2 3 4 5</p><p>HUMEDAD 10% 13% 16% 18% 20%</p><p>Wmolde + Wmuestra 10341 10565 10751 10714 10726</p><p>Wmuestra 3699 3923 4109 4072 4084</p><p>1.74 1.84 1.93 1.91 1.92</p><p>WTara 194.00 194.00 194.00 194.00 194.00</p><p>WTara + Wmh 592.60 596.20 571.50 569.00 546.50</p><p>WTara + Wms 562.00 553.30 518.60 509.00 486.70</p><p>Wmh 398.60 402.20 377.50 375.00 352.50</p><p>Wms 368.00 359.30 324.60 315.00 292.70</p><p>% Humedad (n ) 8.32 11.94 16.30 19.05 20.43</p><p>1.61 1.65 1.66 1.61 1.59</p></li><li><p>VI Curso de Titulacin en Ingeniera Civil Modalidad a Distancia </p><p>German Coaquira Calla 12 </p><p>5. GRFICO. </p><p>6. CONCLUSINES </p><p>a) Segn las especificaciones de prueba proctor modificado el mtodo </p><p>usado es el C que de acuerdo al MTC E 115-2000 la energa </p><p>especifica es de 2700 Kn-m/m3 y se usa la siguiente especificacin. </p><p>Diametro de molde 152.4 mm </p><p>Volumen de molde 2124 cm3 </p><p>Peso del pizon 44.5 N </p><p>Altura de cada del pizon 457.2 mm </p><p>Numero de golpes 56 </p><p>Numero de capas 5 </p><p>Energia de compactacin 2682.06 Kn-m/m3 </p><p>b) El contenido de humedad inicial o natural del suelo se encontr en </p><p>10% al cual se fue incrementando en un valor de 3% y 2% en volumen </p><p>de agua para su evaluacin. </p><p>1.61</p><p>1.65</p><p>1.66</p><p>1.61</p><p>1.59</p><p>14.26</p><p>1.661</p><p>y = -0.0017x2 + 0.0485x + 1.3202</p><p>1.58</p><p>1.59</p><p>1.60</p><p>1.61</p><p>1.62</p><p>1.63</p><p>1.64</p><p>1.65</p><p>1.66</p><p>1.67</p><p>8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00</p><p>Pe</p><p>so</p><p> Un</p><p>ita</p><p>rio</p><p> Se</p><p>co</p><p> d</p><p>Humedad (%)(%)(%)(%)</p><p>Curva Proctor Modificado Series2</p><p>Series3 Polinmica (Curva Proctor Modificado)</p></li><li><p>VI Curso de Titulacin en Ingeniera Civil Modalidad a Distancia </p><p>German Coaquira Calla 13 </p><p>c) El contenido de humedad mximo segn la grafica de curva de </p><p>saturacin y la ecuacin ajustada nos da un valor de 14.26 y </p><p>tabulando en el grafico curva proctor modificado un peso unitario </p><p>seco 1.661 el cual se obtuvo de la siguiente manera. </p><p>La ecuacin cuadrtica que ms se ajusta a nuestra curva es la siguiente: </p><p> = 0.0017 + 0.0485 + 1.3202 </p><p>= 0.0034 + 0.0485 </p><p>Cuando </p><p>= 0 entonces se obtiene el mximo valor de humedad. </p><p>X = 14.26% </p><p>En la ecuacin de la curva se obtiene peso unitario seco D = </p><p>1.661g/cm3 </p><p>d) Luego el trabajo se complementa con la obtencin del grado de </p><p>compactacin que tiene la siguiente expresin: </p><p> =()</p><p>(max) </p><p>Densidad de campo obtenido mediante el cono de arena y la </p><p>densidad mxima obtenida mediante el ensayo de proctor </p><p>modificado. </p><p>En suelos a nivel de sub rasante se debe tener un GC 95%, en </p><p>materiales de bases y sub bases el grado de compactacin gc debe </p><p>ser ser al 100% </p><p>Cuando se trata de bases la varia...</p></li></ul>