PROCTOR MODIFICADO Y CBR.docx

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    11-Dec-2015

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<p>MECANICA DE SUELOS I </p> <p>NDICE GENERAL</p> <p>Pg. Objetivos. ..............................................................................................................1 Equipo de laboratorio........................................................................................................................2</p> <p> Material de laboratorio...........................................................................................................................5</p> <p> Procedimiento................................................................................................................................................................................6</p> <p> Datos.........................................................................................................................................................................11</p> <p>Clculos..................................................................................................................... 11</p> <p>Resultados ................................................................................................................ 12</p> <p>Recomendaciones ..................................................................................................... 14</p> <p>Conclusiones............................................................................................................. 15</p> <p>Anexos...................................................................................................................... 16</p> <p>OBJETIVOS</p> <p>Determinar el peso volumtrico seco mximo (d mx.) que pueda alcanzar un material, as como la humedad ptima (W pt.) a que deber hacerse la compactacin</p> <p>.</p> <p>EQUIPO DE LABORATORIO</p> <p> Un molde de compactacin. Constituido por un cilindro metlico de 4 de dimetro interior por 4 de altura y una extensin de 2 de altura y de 4 de dimetro interior. Serie UNITEC (TD23-076, 072, 074,075). Un pistn o martillo y su gua de 45 cms de cada y 4.54 kg de peso. Una regla metlica con arista cortante de 25 cm de largo. Balanza de 29 Kg de capacidad y 1.0 gr. de sensibilidad, marca OHAUS. Balanza de 500 gr. de capacidad y 0.01 gr., de sensibilidad. Horno, Marca QL, Modelo 30GC Lab. Oven. Charolas metlicas. Probetas graduadas de 500 cm3. Extractor de muestras. Tara para determinar hmeda. Pala y Carreta de mano. Martillo de Hule. Tamiz #4 ASTM</p> <p>EQUIPO DE LABORATORIO</p> <p> HORNO MARCA QL BANDEJA METALICA </p> <p>I</p> <p>PISON METALICO BARRA DE ACERO </p> <p> PALA</p> <p>MALLA N 4</p> <p>BALANZA DE 29 KG</p> <p> MARTILLO </p> <p>BALANZA 500GR</p> <p>CARRETA PARA EL TRANSPORTE</p> <p>EXRACTOR DE MUESTAS</p> <p>MATERIAL DE LABORATORIO</p> <p>PROCEDIMIENTO</p> <p>Paso 1: Se obtiene por cuarteo una muestra representativa, previamente secada al sol y que segn el mtodo a usarse puede ser de 3, 7, 5 y 12 kilogramos.</p> <p>Paso 2: Se pesaron los cilindros y las latitas para las muestras de suelo.</p> <p>Paso 3: Se llenaron las probetas con agua segn el porcentaje con cual se trabaja.</p> <p>Paso 4: Se tamizo la muestra de suelo con el tamiz #4 eliminando toda agente orgnico.</p> <p>Paso 5: Se virtio el suelo que paso por el tamiz #4 en la balanza para obtener un peso de</p> <p>3000Kg.</p> <p>Paso 6: Se coloc la muestra de suelo pesada en la bandeja de aluminio, se satura el suelo con el porcentaje de humedad deseado. Se amazo el suelo con el agua.</p> <p>Paso 7: La muestra preparada se coloca en el molde cilndrico en tres (3) capas, llenndose en cada capa aproximadamente 1/3 de su altura y se compacta cada capa de la forma siguiente:</p> <p>Se coloca el pistn de compactar con su gua, dentro del molde; se eleva el pistn (2.5</p> <p>Kilogramos) hasta que alcance la parte superior y se suelta permitiendo que tenga una cada libre de 30 centmetros. se cambia de posicin la gua, se levanta y se deja caer nuevamente el pistn. Se repite el procedimiento cambiando de lugar la gua de manera que con 25 golpes se cubra la superficie. Esta operacin de compactacin se repite en las tres capas delMaterial.</p> <p>Paso 8: Se limpia exteriormente el cilindro y se pesa con la muestra compactada anotando su peso. (Peso del material + cilindro).</p> <p>Paso 9: Se extrajo la muestra de suelo con la ayuda del extractor de muestras y se enraza con la ayuda de una esptula. Se procedi a partir la muestra por el centro para obtener una muestra del centro del suelo compactado luego se coloca en la latita es pesada.</p> <p>Paso 10: Se coloca la muestra al horno y se deja secar.</p> <p>Paso 11: Repita los pasos del 1 al 10 con los porcentajes de humedad deseados hasta obtener un nmero de resultados que permitan trazar una curva cuya cspide corresponder a la mxima densidad para una humedad ptima</p> <p>DATOS</p> <p>Tabla 1</p> <p>No. Ensayo1234</p> <p>% Humedad6%8%10%12%</p> <p>No. Cilindro1234</p> <p>Peso de Cilindro6544656265526533</p> <p>Peso Suelo Hmedo + Cilindro(gram)10889109441094910800</p> <p>No. Lata11138780</p> <p>Peso Lata (gram)15.1815.1315.315.21</p> <p>Peso Lata + Suelo Hmedo(gram)4840.641.745.3</p> <p>Peso Lata + Suelo Seco (gram)44.1537.3637.7440.42</p> <p>Peso de Suelo Hmedo (gram)4345438243974267</p> <p>Contenido Humedad13.29%14.57%17.65%19.36%</p> <p>Mezcla de Humedad300400500600</p> <p>CALCULOS</p> <p>Peso Volumetric Hmedo</p> <p>Donde:</p> <p>h</p> <p>Wm=</p> <p>=Peso volumtrico hmedo.</p> <p>Peso de la muestra compactada.</p> <p>We=Peso del molde cilndrico</p> <p>Vc</p> <p>Wme=</p> <p>=Volumen del cilindro</p> <p>Peso de muestra compactada + Peso del Cilindro</p> <p>Contenido Humedad (%)</p> <p>% = (Ww/Ws)*100</p> <p>Donde:Ww=Peso del agua</p> <p>Ws=Peso del suelo</p> <p>Peso volumtrico seco.</p> <p>Donde:</p> <p>d=Peso volumetric seco.</p> <p>W=Contenido de humedad al tanto por uno.</p> <p>Peso volumtrico de la curva de Saturacin ( dz).</p> <p>dz= Ss 1+WSs</p> <p>Donde:</p> <p>dz = Peso volumtrico del suelo saturado. Ss = Peso especfico de los slidos.w = Peso especfico del agua.</p> <p>RESULTADOS</p> <p> TABAL 2</p> <p>No. Ensayo1234</p> <p>Peso Suelo Compactado + Peso Cilindro(Wme)10889109441094910800</p> <p>Peso Cilindro (We)6544656265526533</p> <p>Volumen de Cilindro (cm3)943.3943.3943.3943.3</p> <p>Peso volumtrico Hmedo (gh)4.6061698294.645393834.661295454.5234814</p> <p>Contenido de humedad al tanto por uno (W)0.0013289610.001457490.001764710.00193574</p> <p>Peso Volumtrico Seco (gd)4.6000565344.6386330694.653084134.51474203</p> <p>Peso Especifico de Suelo (SS)2.432.432.432.43</p> <p>Peso Especifico del Agua (gw) (g/cm3)1111</p> <p>Peso Volumtrico del Suelo Saturado (gdz)2.4221778792.4214240412.419624082.41862317</p> <p> TABLA 3</p> <p>% deHumedadCONTENIDO DE HUMEDAD (%)DENSIDAD SECA(PESO VOLUMETRICO SECO)</p> <p>6 %13.29%4.60616983</p> <p>8 %14.57%4.64539383</p> <p>10 %17.65%4.66129545</p> <p>12 %19.36%4.5234814</p> <p>TABLA 4</p> <p> RECOMENDACIONES.</p> <p> No es necesario utilizar gran cantidad de agua para la compactacin del suelo en estudio. Las condiciones climticas afectan la humedad del suelo, en lugares desrticos aumentar en 6% el contenido de humedad en el suelo. Segn la clasificacin del suelo determina el procedimiento de compactado.</p> <p>CONCLUCIONES</p> <p> El peso volumtrico seco mximo es de 1.88 y se alcanza con un porcentaje de humedad optima de 15.38%. Es importante conocer la humedad ptima de un suelo en relacin a su peso volumtrico seco mximo, para saber si tenemos que agregarle agua o reducir la cantidad de agua en el suelo.</p> <p>ANEXOS</p> <p>Especificaciones para el ensaye Proctor Modificado (basadas en la norma 698-91 de la ASTM)</p> <p>MtodoABCD</p> <p>Dimetro del molde (cm.)10.1615.2410.1615.24</p> <p>Volumen del molde (cm3)943.32124.0943.32124.0</p> <p>Peso de martillo o pisn (Kg.)4.544.544.544.54</p> <p>Altura de cada del martillo (cm.)45.745.745.745.7</p> <p>Numero de golpes del pisn por cada capa25562556</p> <p>Numero de Capas de compactacin5555</p> <p>Energa de Compactacin (Kg.*cm./cm3)16.4916.4216.4916.42</p> <p>Suelo por usarse Pasa por100% tamiz No.4100% tamiz3/8El 20% retieneNo.4Pasa 100 tamiz </p> <p>MtodoPeso de Muestra</p> <p>A3 Kg.</p> <p>B7 Kg.</p> <p>C5 Kg.</p> <p>D12 Kg.</p> <p>ENSAYO DE CBR</p> <p>1.- Origen2.- Definicin de CBRndice</p> <p>3.- Definicin de Nmero de CBR3.1 Equipo3.2 Preparacin del material3.3 Determinacin de la densidad y humedad3.4 Determinacin de la expansin del material3.5 Determinacin de la resistencia a la penetracin5- Clculo del CBR</p> <p>1.- OrigenEste mtodo fue propuesto en 1929 por los ingenieros T. E.Stanton y O. J. Porter del departamento de carreteras de California. Desde esa fecha tanto en Europa como en Amrica, el mtodo CBR se ha generalizado y es una forma de clasificacin de un suelo para ser utilizado como sub- rasante o material de base en la construccin de carreteras. Durante la segunda guerra mundial, el cuerpo de ingenieros de los Estados Unidos adopt este ensayo para utilizarlo en la construccin de aeropuertos.</p> <p>2.- Definicin de CBR</p> <p>El CBR de un suelo es la carga unitaria correspondiente a0.1 0.2 de penetracin, expresada en por ciento en su respectivo valor estndar.</p> <p>Tambin se dice que mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controlada. El ensayo permite obtener un nmero de la relacin de soporte, que no es constante para un suelo dado sino que se aplica solo al estado en el cual se encontraba el suelo durante el ensayo.</p> <p>3.-Definicin de nmero CBR</p> <p>El nmero CBR (o simplemente CBR), se obtiene de la relacin de la carga unitaria (lbs/pulg2.) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetracin del pistn de penetracin (19.4 cm2) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrn (lbs/pulg2.) requerida para obtener la misma profundidad de penetracin en una muestra Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre Muestras compactadas al contenido de humedad ptimo para un suelo especfico, determinado utilizando el ensayo de compactacin estndar o modificada del experimento.</p> <p>PROCTOR ESTANDAR ASTM D 698</p> <p>ABC</p> <p>Peso martillo (lb)5.5 5.55.5</p> <p>Diametro Molde ( Pulg)445</p> <p>Numero de Capas 333</p> <p>Numero de Golpes / capa 252556</p> <p>PROCTOR MODIFICADO ASTM D1557</p> <p>ABC</p> <p>Peso martillo (lb)10 1010</p> <p>Diametro Molde ( Pulg)446</p> <p>Numero de Capas 555</p> <p>Numero de Golpes / capa 252556</p> <p>CBR ASTM D 4429 -93</p> <p>A</p> <p>Peso martillo (lb)10 </p> <p>Diametro Molde ( Pulg)4</p> <p>Numero de Capas 5</p> <p>Numero de Golpes / capa 25</p> <p>El mtodo CBR comprende los 3 ensayos siguientes:</p> <p>- Determinacin de la densidad y humedad.- Determinacin de las propiedades expansivas del material- Determinacin de la resistencia a la penetracin. </p> <p>El comportamiento de los suelos vara de acuerdo asu grado de alteracin (inalterado y alterado) y a su granulometra y caractersticas fsicas (granulares, finos, poco plsticos) . El mtodo a seguir para determinar el CBR ser diferente en cada caso. A. Determinacin del CBR de suelos perturbados y remoldados:1. Gravas y arenas sin cohesin.2. Suelos cohesivos, poco plsticos y poco o nada expansivo.3. Suelos cohesivos y expansivos.</p> <p>B. Determinacin del CBR de suelos inalterados.Estndar de material tritura</p> <p>C. DETERMINACIN DEL CBR IN SITU. 3.0 Determinacin del CBR de SuelosRemoldados ASTM D 18833.1 EquipoPara la Compactacin- Molde de dim.= 6, altura de 7 a 8 y un collarn de 2.- Disco espaciador de acero dim. 5 15/16 y alt. 2.5- Pisn Peso 10 lb. y altura de cada 18.- Trpode y extensmetro con aprox. 0.001.- Pesas de plomo anular de 5 lbs c/u (2 pesas).Para la Prueba de Penetracin- Pistn seccin circular Dim. = 2 pulg.- Aparato para aplicar la carga: Prensa hidrulica. V= 0.05 pulg/min. Con anillo calibrado.- Equipo miscelneo: balanza, horno, tamices, papel filtro, tanques para inmersin de muestra a saturar, cronmetro, extensmetros, etc.</p> <p>Foto 1. El equipo CBR para realizar, el tamizado,Humedecimiento, la mezcla de suelo y la compactacin.</p> <p>3 .2 Preparacin del materiala) Secar el material al aire o calentndolo a 60o C.b) Desmenuzar los terrones existentes y tener cuidado de no romper las partculas individuales de la muestra.c) La muestra deber tamizarse por la malla y la No. 4. Lafraccin retenida en el tamiz deber descartarse y reemplazarse en igual proporcin por el material comprendido entre los tamices y No. 4. Luego se mezcla bien.d) Se determina el contenido de humedad de la muestra as preparada.Cantidad de material Para cada determinacin de densidad (un punto de la curva de compactacin), se necesitan 5 k de material. Para la curva con 6 puntos se necesitar 30 k de material. Cada muestra se utiliza una sola vez</p> <p>3.3 Determinacin de la densidad y humedad</p> <p>Preparar una muestra que tenga la misma densidad y humedad que se proyecta alcanzar en el sitio donde se construir el pavimento. Procedimiento:a) En el molde cilndrico se coloca el disco espaciador y papel filtro grueso 6</p> <p>b) La muestra se humedece aadiendo una cantidad de agua calculada. Se mezcla uniformemente. La humedad entre dos muestras debe variar en 2%.c) La muestra se divide en 5 partes. Se compacta en 5 capas con 10, 25 y 56 golpes / capa. La briqueta compactada deber tener un espesor de 5.d) Se quita el collarn, se enrasa la parte superior del molde, se voltear el molde y se quitar la base del molde perforada y el disco espaciador.e) Se pesar el molde con la muestra, se determinar la densidad y la humedad de la muestra.Humedad del mezclado </p> <p>Es un factor importane en suelos finos y debe controlarse debidamente.El contenido de humedad de la muestra amasada que se va a compactar, deber ser igual al correspondiente a la densidad que se desea obtener, se ha comprobado que si esta humedad de mezclado vara en 0.5% de la que se desea obtener, los CBR variarn apreciablemente an cuando se obtenga una densidad aproximadamente igual a la densidad deseada.3.4 Determinacin de la expansin del material</p> <p>a) Determinada la densidad y humedad se coloca el papel filtro sobre la superficie enrasada, un plato metlico perforado y se voltear el molde.b) Sobre la superficie libre de la muestra se colocar papel filtro y se montar el plato con el vstago graduable. Luego sobre el plato se colocar varias pesas de plomo. La sobrecarga mnima ser de 10 lbs.c) Colocado el vstago y las pesas, se colocar el molde dentro de un tanque o depsito lleno con agua.d) Se monta el trpode con un extensmetro y se toma una lectura inicial y se tomar cada 24 horas.e) Al cabo de las 96 horas o antes si el material es arenoso se anota la lectura final para calcular el hinchamiento. Se calcula el % de hinchamiento que es la lectura final menos la lectura inicial dividido entre la altura inicial de la muestra multiplicado por 100.Los adobes, suelos orgnicos y algunos suelos cohesivos tienen expansiones muy grandes generalmente mayor del 10% Los especimenes son saturados por 96 horas, con una sobrecar...</p>