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geologia
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CURSO:
GEOLOGIA Y GEOTECNIA
DOCENTE:
ING. MÁLAGA CUEVA, MIGUEL IVÁN
GRUPO: INFORME:
H* Nº 3
INTEGRANTES:
o Cayo Huerta, Tony 20111221@lamolina.edu.pe
o Collazos Córdova, Murielle 20111225@lamolina.edu.pe
o Luján Llacctahuamán, Iván 20111241@lamolina.edu.pe
o Vicencio, Anthony 20101242@lamolina.edu.pe
UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINAFACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLADEPARTAMENTO DE ORDENAMIENTO
TERRITORIALY DESARROLLO SOSTENIBLE
PRÁCTICA: “PROCTOR MODIFICADO”
La Molina 2014
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 1
INDICE
I. INTRODUCCION……………………………………………………
……….1
II. OBJETIVOS……………………….………………….
……………………… 1
III. INDICE………………..
………………………………………………………2
IV. MARCO TEORICO…………………………..
………………………………. 4
V. MATERIALES Y
EQUIPOS……………………………………………………. 6
VI. PROCEDIMIENTO...
…………………………………………………………. 7
VII. RESULTADOS………………………………………………………………
10
VIII. ANALISIS Y DISCUSIONES ………………………...
……………………… 12
IX. CONCLUSIONES…………………..
………………………………………..13
X. RECOMENDACIONES………...
…………………………………………… 14
XI. BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………..
. 15
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 2
XII. ANEXO……………………………………………………………………..
15
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 3
I. INTRODUCCION
Se denomina compactación de suelos al proceso mecánico por el cual se busca mejorar las características de resistencia, compresibilidad y esfuerzo deformación de los mismos. Este proceso implica una reducción más o menos rápida de los vacíos, como consecuencia de la cual en el suelo ocurren cambios de volúmenes de importancia, fundamentalmente ligados a pérdida de volumen de aire.
En la actualidad existen muchos métodos para compactar, al menos teóricamente, en el laboratorio unas condiciones dadas de compactación de campo. Unos de lo cual cabe mencionar es “Prueba Proctor Modificado” el cual fue diseñado al crearse también equipos compactadores más pesados que se usan en la pavimentación de carreteras y aeropuertos. Este método consiste en determinar el peso por unidad de volumen de un suelo (suelo afirmado) que ha sido compactado por un procedimiento definido para diferentes contenidos de humedad.
El presente informe cuenta con la información colectada del ensayo ya mencionado desarrollado en el laboratorio de mecánica de suelos, para definir la humedad adecuada para conseguir la máxima compactación de un suelo afirmado, del cual previamente se recopilaron datos de granulometría y gravedad específica a fin de garantizar la calidad del trabajo. Los detalles y resultados del ensayo se irán definiendo a lo largo del presente informe.
II. OBJETIVOS
OBJETIVO PRINCIPAL
Hallar la máxima densidad y el óptimo contenido de humedad de un suelo afirmado.
OBJETIVOS SECUNDARIOS
Hallar el Contenido de Humedad Óptima del suelo para energía estándar y modificada.
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 4
Hallar la Densidad Seca del suelo para energía estándar y modificada.
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 5
III. MARCO TEORICO
3. COMPACTACIÓN
La compactación es el procedimiento de aplicar energía al suelo suelto para eliminar espacios vacíos, aumentando así su densidad y en consecuencia, su capacidad de soporte y estabilidad entre otras propiedades.
Su objetivo es el mejoramiento de las propiedades de ingeniería del suelo.
III.1. BENEFICIO DE LA COMPACTACIÓN
Aumenta la capacidad para soportar cargas Impide el hundimiento del suelo Reduce el escurrimiento del agua Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo Impide los daños de las heladas
III.2. PRÓCTOR ESTÁNDAR
La prueba consiste en compactar el suelo a emplear en tres capas dentro de un molde de forma y dimensiones normalizadas, por medio de 25 golpes en cada una de ellas (56 para el Método C) con un pisón de 2,5 [kg] de peso, que se deja caer libremente desde una altura de 30,5 [cm].
El Ensayo Proctor Estándar también es conocido como Ensayo AASHTO T–99 (American Association of State Higway and Transportation Officials – Asociación Americana de Agencias Estatales de Carreteras y Transportes).
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 6
III.3. PRÓCTOR MODIFICADO
La prueba consiste en compactar el suelo a emplear en cinco capas dentro de un molde de forma y dimensiones normalizadas, por medio de 25 golpes en cada una de ellas (56 para el Método C) con un pisón de 4,5 [kg] de peso, que se deja caer libremente desde una altura de 45,7 [cm].
Todo método de compactación, sea por impacto, como es el caso del Ensayo Proctor, o bien por amasado, vibración o compresión estática o dinámica, produce estabilización del suelo al transferirle energía al mismo. Ciertamente, no existe equipo de compactación aplicable al terreno que sea contraparte o comparable al ensayo de impacto en el Laboratorio (a diferencia de lo que ocurre en el caso de ensayos de amasado, vibración o compresión de laboratorio que encuentran su contraparte en los rodillos pata de cabra, vibro-compactadores, de rueda lisa, etc.). No obstante ello, es tanta la experiencia que se ha acumulado sobre la prueba patrón Proctor, así como la gran cantidad de información que da indicio de su eficacia, que desde el comienzo de su implementación hasta el presente es un método aceptado y referenciado en un sinnúmero de pliegos de obras.
III.3.1. SELECCIÓN DEL MÉTODO SEGÚN SU GRANULOMETRÍA
Método ASe puede utilizar si el 25% o menos (ver Sec. 1.4) en masa del material se retiene en el tamiz n º 4 (4.75 mm)
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 7
Método BSe puede usar si el 25% o menos (ver sec. 1.4) en masa del material se retiene en el tamiz de 3/8”. (9,5 mm).
Método CPuede utilizarse si el 30% o menos (ver Sec. 1.4) en masa del material se retiene en el Tamiz de ¾”. (19,0 mm).
Sección 1.4 Si el material a ensayarse tiene partículas gruesas en un porcentaje superior al 5% y el resultado es usado para el control de compactación de suelos debe hacer correcciones a la densidad seca máxima de acuerdo con la norma ASTM D 4718, a fin de comparar la densidad seca del terreno con la densidad seca máxima de compactación correspondiente al material total utilizado en terreno.
III.3.2. SELECCIÓN DE TIPO DE PRÓCTOR Y MÉTODO
El tipo de próctor y el método será seleccionado de acuerdo a la norma ASTM D698 o D1557
Especificaciones de los métodos.Para determinar el tipo de martillo a utilizar, además del diámetro de molde y la cantidad de golpes para proporcionar energía, se procederá de acuerdo a la Tabla N°1.
ASTM D 1557 Proctor Modificado
Ec = Energía de Compactación = 56,250 Lb.ft/ft3.W = Peso del martillo = 10 lbh = Altura de caída del martillo = 18 pulgadasN = Número de golpes por capas = depende del molden = Número de capas = 5V = volumen del molde cm3 = depende del método de prueba
Suelo y Molde a Utilizar:
Método A Pasa la malla No. 4.Molde 4 Pulg.diam. V = 1/30 pie 3 N = 25 golpes/capa
Método B Pasa la malla 3/8”Molde 4 pulg. Diam.V = 1/30 pie3N = 25 golpes/capa
Método CPasa la malla ¾”.Molde 6 “ pulg. diamV = 1/13.3 pie3N = 56 golpes/capa
ASTM D 696 Proctor Estándar
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Ec = Energía de Compactación = 12,300 Lb.ft/ft3.W = Peso del martillo = 5.5 lbh = Altura de caída del martillo = 12 pulgadasN = Número de golpes por capas = depende del moldeFebrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNIn = Número de capas = 3V = volumen del molde cm3 = depende del método de prueba
Suelo y Molde a Utilizar:
Método APasa la malla No. 4.Molde 4 Pulg.diam.V = 1/30 pie 3N = 25 golpes/capa
Método B Pasa la malla 3/8”Molde 4 pulg. Diam.V = 1/30 pie3N = 25 golpes/capa
Método CPasa la malla ¾”.Molde 6 pulg. diamV =1/13.3 pie3N = 56 golpes/capa
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IV. EQUIPO Y MATERIALES
EQUIPOS
Martillo con caída libre de una altura de 457.2 ± 1.6 mm (18.0 ± 0.05 pulg). Para próctor Modificado.
Horno de secado: capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 ± 5º C.
Enrasador Mazo de goma.
MATERIALES
Molde de 101.6 mm (4”) de diámetro, para los métodos A y B. Molde de 152.4 mm (6 “) de diámetro, para el método C. Balanza: con lectura de 1 gramo. Balanza Digital: con precisión de 0.01 gramos. Tamices: Tamices de 19mm (¾”), 9.5 mm (⅜”) y 4.75 mm (#4). Herramienta de mezclado: Bandejas rectangulares, espátula,
cucharón de aluminio, palaustre, botella aerosol y agua. Probeta de 100 ml Taras Formato: para anotar datos. Brocha.
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V. PROCEDIMIENTO
1. Conociendo la granulometría del suelo afirmado a ensayarse, se procede a trabajar con el método “C” de proctor modificado.
2. Coger una muestra representativa del suelo afirmado en condiciones de humedad natural, tamizarlo a través de la malla Nº 3/4. Del material que pase dicho tamiz se elegirá una cantidad de aproximadamente 18 kg.
3. Separar tres muestras de 6 kg cada una en recipientes diferentes, aptos para trabajar con humedad.
4. Tomar el molde para el ensayo de proctor modificado, y pesarlo sin el anillo. Posteriormente tomar sus medidas para poder calcular el volumen de dicho molde.
5. Pesar agua en cantidades de 2, 4 y 6% respecto de los 6 kg. Agregar una porción de agua a cada muestra y remover hasta lograr un color y mezcla uniforme, luego separar en 5 porciones proporcionales. Se recomienda trabajar una muestra por vez para evitar pérdidas de humedad.
6. Una vez homogenizada la muestra y armado el molde, colocar la primera capa con una porción del suelo acodándolo de forma distribuida dentro del molde. Luego aplicarle los 56 golpes en caída libre con el martillo de forma constante y sobre toda su superficie.
7. Luego de compactar la primera capa, adicionar la segunda capa y nuevamente aplicar los golpes. El proceso se repetirá para las 5 de la muestra.
8. Una vez compactada las 5 capas retirar el anillo superior del molde picando los bordes de la muestra en la parte superior. Luego enrazar la muestra el nivel del molde inferior apoyados de una cuchilla o barra de acero.
9. Ya enrazado, llevarlo a pesar a la balanza y registrar su peso (suelo mas molde).
10. Luego de pesado, desmontar el molde inferior destruyendo la muestra. Tomar una porción de suelo del centro de la muestra y colocarlo en un pocillo, pesarlo y llevarlo al horno por 24 horas para verificar su humedad.
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Los pasos del 6 al 10 se repetirán para las muestras de suelo de 1, 4 y 6 % de humedad agregada en agua.
11. Una vez determinados los contenido de humedad de cada muestra hallar la densidad seca de cada punto:
Donde:γm = densidad húmeda = peso suelo húmedo /volumenw = contenido de humedad
GRAFICO 1. Modelo de curva densidad seca vs. Humedad
GRAFICO 2.
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TABLA 1.
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 13
VI. RESULTADOS
DATOS
No. Ensayo 1 2 3 4 5% Humedad 8% 12% 10% 6%No. Cilindro #3 #5 #1 #2Peso de Cilindro 422
14210
4204
4213
Peso Suelo Húmedo + Cilindro (gr)
5955
5994
5968
5837
No. Lata #98 #65 #310
#49
Peso Lata (gr) 15.02
15.24
15.29
15.14
Peso Lata + Suelo Húmedo (gr) 52.08
50.43
43.04
42.83
Peso Lata + Suelo Seco (gr) 47.48
45.38
39.34
39.91
Peso de Suelo Húmedo (gr) 1734
1784
1764
1624
Mezcla de Humedad 240 360 300 180
CALCULOS
ENERGÍA DE COMPACTACIÓNLa energía de compactación en el ensayo de laboratorio, se define como:
Donde:Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNIE c = Energía de compactación, depende del tipo de ensayoN = N°de golpes por capan = N°de capasW = Peso del pisónH = Altura de caída del pisónV = Volumen del suelo compactado
La densidad de la muestra húmeda se halla con la siguiente fórmula:
ρhumeda=Wmolde+muestrahúmeda−W molde
V molde
El contenido de humedad de la muestra se obtiene de:
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ω%=W agua
W seco
∗100%
ω%=W muestrahúmeda+ tara−W muestra seca+tara
Wmuestra seca+tara−W tara
∗100%
Densidad seca:
ρ seco=ρseco1+ω
Ensayo N°1 (Próctor estándar)1. Wmolde = 6450 g
2. Vmolde = π (7,7 cm)2 (11,4 cm)Vmolde = 2123,4 cm3
RESULTADOS
ENSAYO N°1 PROCTOR ESTANDAR ( MTC E 115-2000 )
MUESTRA I II III IV VVolumen del molde (cm3) 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4
Peso del molde (gr) 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0Peso del molde + muestra húmeda (gr)
11132.0
11370.5
11593.0
11570.0
11500.0
Peso de la muestra húmeda (gr) 4682.0 4920.5 5143.0 5120.0 5050.0Densidad húmeda de la muestra (gr/cm3)
2.205 2.317 2.422 2.411 2.378
Contenido de humedad3.34% 5.06% 7.73% 8.95%
11.20%
Densidad húmeda de la muestra (gr/cm3)
2.134 2.206 2.248 2.213 2.139
CONTENIDO DE HUMEDAD
Peso de la tara (gr)
zona ↑ 24.516 23.518 24.155 24.752 23.988zona ↓ 25.002 24.392 24.978 24.920 24.595zona media 24.153 25.150 24.347 24.449 24.585
Peso de la tara + afirmado húmedo (gr)
zona ↑104.026
99.005105.983
147.588
144.661
zona ↓115.818
110.151
123.530
134.037
149.502
zona media101.078
126.261
126.783
134.203
147.945
Peso de la tara + afirmado seco (gr)
zona ↑101.459
95.015 99.953137.204
132.600
zona ↓113.223
106.495
116.552
125.742
137.037
zona media 98.444121.350
119.478
124.983
135.413
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 15
Peso del agua (gr)zona ↑ 2.567 3.990 6.030 10.384 12.061zona ↓ 2.595 3.656 6.978 8.295 12.465zona media 2.634 4.911 7.305 9.220 12.532
Peso del afirmado seco (gr)
zona ↑ 76.943 71.497 75.798112.452
108.612
zona ↓ 88.221 82.103 91.574100.822
112.442
zona media 74.291 96.200 95.131100.534
110.828
Contenido de humedad (%)
zona ↑ 3.34% 5.58% 7.96% 9.23%11.10%
zona ↓ 2.94% 4.45% 7.62% 8.23%11.09%
zona media 3.55% 5.10% 7.68% 9.17%11.31%
PROM(↑,↓) 3.14% 5.02% 7.79% 8.73%11.10%
PROMEDIO 3.34% 5.06% 7.73% 8.95%11.20%
Máxima Densidad Seca
2,248 gr/cm3
Contenido de Humedad
7,90 %
Ensayo N°2 (Próctor modificado)
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3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0% 11.0% 12.0% 13.0%2.05
2.10
2.15
2.20
2.25
2.30
GRAFICO: DENSIDAD vs HUMEDAD
Contenido de Humedad (%)
Den
sida
d Se
ca (g
r/cm
3)
1. Wmolde = 6450 g
2. Vmolde = π (7,7 cm)2 (11,4 cm)Vmolde = 2123,4 cm3
DATOS Y RESULTADOS
ENSAYO N°1 PROCTOR MODIFICADO ( MTC E 115-2000 )
MUESTRA I II III IV V
Volumen del molde (cm3) 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4 2123.4
Peso del molde (gr) 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0 6450.0
Peso del molde + muestra húmeda (gr)
11379.0
11647.0
11647.0
11655.0
11653.0
Peso de la muestra húmeda (gr) 4929.0 5197.0 5197.0 5205.0 5203.0
Densidad húmeda de la muestra (gr/cm3)
2.321 2.447 2.447 2.451 2.450
Contenido de humedad 3.43% 5.14% 7.42% 9.25%11.57%
Densidad húmeda de la muestra (gr/cm3)
2.244 2.328 2.278 2.244 2.196
CONTENIDO DE HUMEDAD
Peso de la tara (gr)zona ↑ 25.949 26.018 26.090 26.157 26.063zona ↓ 27.910 25.905 26.112 26.145 26.221zona media 26.151 26.069 26.120 27.642 26.026
Peso de la tara + afirmado húmedo (gr)
zona ↑ 86.715104.424
98.420132.292
96.153
zona ↓ 91.459101.255
117.784
152.737
107.409
zona media 84.907 97.493127.691
158.394
99.482
Peso de la tara + afirmado seco (gr)
zona ↑ 84.595100.348
93.205122.784
88.629
zona ↓ 89.347 97.858111.676
142.321
100.620
zona media 83.009 93.983120.707
147.492
91.280
Peso del agua (gr)zona ↑ 2.120 4.076 5.215 9.508 7.524zona ↓ 2.112 3.397 6.108 10.416 6.789zona media 1.898 3.510 6.984 10.902 8.202
Peso del afirmado seco (gr)
zona ↑ 58.646 74.330 67.115 96.627 62.566
zona ↓ 61.437 71.953 85.564116.176
74.399
zona media 56.858 67.914 94.587119.850
65.254
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 17
Contenido de humedad (%)
zona ↑ 3.61% 5.48% 7.77% 9.84%12.03%
zona ↓ 3.44% 4.72% 7.14% 8.97% 9.13%
zona media 3.34% 5.17% 7.38% 9.10%12.57%
PROM(↑,↓) 3.53% 5.10% 7.45% 9.40%10.58%
PROMEDIO 3.43% 5.14% 7.42% 9.25%11.57%
3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0% 11.0% 12.0% 13.0%2.10
2.15
2.20
2.25
2.30
2.35
GRAFICO: DENSIDAD vs HUMEDAD
Contenido de Humedad (%)
Den
sida
d Se
ca (g
r/cm
3)
Máxima Densidad Seca
2,329 gr/cm3
Contenido de Humedad
5,30 %
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 18
VII. ANALISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIONES
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 19
VIII. CONCLUSIONES
El óptimo Contenido de Humedad del material de base para
energía estándar es 7,90% lo cual indica que se debe agregar
7,54% debido a que el afirmado ya tiene un 0,36% de humedad.
El óptimo Contenido de Humedad del material de base para
energía modificada es 5,30% lo cual indica que se debe agregar
4,94%.
La densidad máxima para energía estándar es de 2,248 gr/cm3.
La densidad máxima para energía modificada es de 2,329
gr/cm3.
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 20
IX. RECOMENDACIONES
Se debe calibrar la balanza antes de pesar.
Cada recipiente donde se echa la muestra de 6kg. de material de base, debe estar limpio y seco, para evitar polvo o un aumento de humedad (aparte del agua que se verterá) en la muestra de afirmado.
La rapidez de la homogenización garantiza la estabilidad de la humedad deseada, pero esto no interviene en la mal elaboración del ensayo, puesto que luego se determina el contenido de humedad actual. Aun así no dejar expuesto mucho tiempo la muestra ya homogenizada para no perder humedad excesivamente.
Al momento de compactar la guía del pisón debe mantenerse ligeramente sobre el afirmado que se compacta, puesto que si éste es soltado, remueve o taja el material.
Para sacar las muestras se saca el molde de su soporte y se golpea en la muestra compactada, hasta que esta se afloje y se retire en forma cilíndrica, luego se procede a abrirla por la mitad para obtener la muestra intermedia.
Cada muestra obtenida para hallar el contenido de humedad real, debe llevarse rápidamente al laboratorio, puesto que éste pierde fácilmente su humedad cuando está expuesto al aire.
No es necesario utilizar gran cantidad de agua para la compactación del suelo en estudio, solo los valores referidos anteriormente.
Las condiciones climáticas afectan la humedad del suelo, en lugares desérticos aumenta en 6% el contenido de humedad en el suelo.
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 21
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 22
X. BIBLIOGRAFIA
1999. INDECOPI-CRT. “NTP 339.131. Método de ensayo para determinar el peso relativo de las partículas colidas de un suelo”.
2005. Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC). “Manual de especificaciones técnicas para la construcción de caminos de bajo volumen de transito; Sección B.302.2 – AFIRMA”.
2006. UNI. Primer taller. “GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SUELOS (PICNÓMETRO)”http://www.lms.uni.edu.pe/Determinacion%20de%20la%20gravedad%20especifica.pdf
Grupo Geotecnia – Facultad de Minas. “GG-07- GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SÓLIDOS DEL SUELO”. http://www.unalmed.edu.co/~geotecni/GG-07.pdf
http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/gravedad_especifica.pdf
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 23
XI. ANEXO
NORMAS TÉCNICAS ASOCIADAS
1 - Normas AASHTO T100.
Tabla Nº 1, de especificaciones de los métodos.
/ GEOLOGIA Y GEOTECNIA 24
Recommended