Estudio de Mecanica de Suelos i

“UNIVERSIDAD DE HUÁNUCO”“FACULTAD DE INGENIERÍA”

E.A.P INGENIRÍA CIVIL

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

ASIGNATURA:

MECANICA DE SUELOS IDOCENTE: ING. TOMÁS VELA ESPÍRITU

2012-I

PRESENTADO POR:

UNIVERSIDAD PRIVADA DE HUÁNUCO

FACULTAD ESCUELA

ACADÉMICA



INDICE

I. INTRODUCCION

II. OBJETIVOS

III. DATOS GENERALES DEL ESTUDIO

IV. ENSAYOS

4.1. EXCAVACIÓN DE LA CALICATA.4.2. DETERMINACION DEL CONTENIDO DE

HUMEDAD.4.3. DETERMINACIÓN DEL PESO VOLUMÉTRICO.4.4. DETERMINACION DE LA DENSIDAD.4.5. DETERMINACION DE LOS LÍMITES LÍQUIDOS Y

PLÁSTICOS.4.6. GRANULOMETRIA DEL SUELO. 4.7. ENSAYO DE COMPACTACION PROCTOR

MODIFICADO.4.8. ENSAYO DE CBR

V. PANEL FOTOGRÁFICO



I. INTRODUCCI



El presente estudio de mecánica de suelos fue realizado usando métodos empíricos y mediante estudios de laboratorio, con el propósito de poder saber con precisión las propiedades mecánicas y físicas del suelo, basados en seis ensayos.

Los ensayos de mecánica de suelos tienen como propósito identificar (o clasificar) el material, determinándole ciertas propiedades físicas y estableciendo criterios de control sobre el material.

Como es imposible ensayar la masa de suelos completa y como el suelo es un material variable, es necesario hacer varios ensayos sobre cantidades pequeñas de suelo que permitan extrapolar los resultados a la masa completa. Para que los ensayos sean válidos para la masa de suelos, deben ser ejecutados sobre muestras que se consideran representativas de la misma y que cumplen las normas de muestreo establecidas.



II. OB



El objetivo más importante de esta práctica está en la

concientización de que toda obra de ingeniería civil debe

proyectarse con la invalorable ayuda de la Mecánica de

Suelos y por ende de laboratorio.

Familiarizar al estudiante con el estudio del suelo donde se pretende cimentar la obra, para lo cual se realiza trabajos de exploración in situ, analizando las muestras de suelos, obteniendo resultados y conclusiones de los ensayos de campo y laboratorio; con el fin de establecer un mejor criterio del comportamiento mecánico del suelo de fundación.

Aprender a utilizar los materiales necesarios para realizar un ensayo de suelos.

Estudiar, analizar y aplicar el SUELO para el respaldo y

garantía del reposo o construcción de una estructura

proyectada; así mismo de terrenos de mediana y gran

extensión.



IIi. DATOS GENERALES DEL ESTUDIO



Ubicación de la Zona:El proyecto se localiza en:

Localidad : La EsperanzaDistrito : AmarilisProvincia : HuánucoRegión : Huánuco

El área de trabajo se encuentra limitado por lo siguiente:

Al norte con el rio Huallaga.

Al sur con el rio Huallaga.

Al este con la Universidad de Huánuco

Al oeste con Huánuco.

Universidad De Huánuco

Calicata



IV. ensayos



Excavación de la calicata:

1. Procedimiento:

De la calicata:

Se consiguió un terreno cerca de la Universidad de

Huánuco aproximadamente a 100 metros.

Se pidió permiso al propietario del terreno, nos indicó que

el terreno era terreno agrícola donde hace 5 años se

sembraba maíz, en la actualidad ya no se utiliza como

terreno agrícola.

Ubicado el lugar para la excavación de la calicata, se tomó

las coordenadas UTM 18 L 366483m E 8906708m S

1917m.

El día martes 17 del presente mes a las 7 a.m.

comenzamos a excavar teniendo como meta los tres

metros establecidos.

Ese día no se pudo avanzar mucho por las condiciones

climáticas ya que llovió mucho ese día, aproximadamente

se pudo excavar un metro y veinte centímetros.

El día miércoles 18 también comenzamos temprano a trabajar, pero nuevamente un obstáculo nos encontramos, esta vez fue piedras de gran tamaño a la profundidad de un metro y cincuenta, nos tardamos 1 a 2 horas para poder restirar 2 piedras de gran botonería, haciendo eso terminó el trabajo de ese día.

El jueves 19 con el mismo entusiasmo de los días

anteriores comenzamos a trabajar, todo iba bien hasta

que, encontramos una piedra en la base de nuestra



calicata, se encontraba a dos metros de profundidad, con

mucho esfuerzo se intentó sacarla pero no lo

conseguimos.

Hasta ese entonces únicamente teníamos un estrato, ya

que habíamos encontrado metro y cincuenta de PT (suelo

orgánico).

El viernes 20 se procedió al uso de la expansión de piedra,

con eso conseguimos despedazar la piedra y así fue fácil

retirarla de la calicata, conseguido eso seguimos y

finalmente siendo las 5 p.m. se consiguió llegar a los tres

metros establecidos.

Conseguido los tres metros pudimos observar que a la

profundidad de establecida se encontraba otro estrato.

Como resultado de nuestra excavación encontramos dos

estratos.

El sábado 21 se realizó las extracción de muestras MIT

(muestras inalteradas en tubo) y se llevó a la Universidad

de Huánuco las muestras MAB (muestras alteradas en

bolsas)

Finalmente habiendo extraído las muestras de la calicata,

parafinadas y selladas se llevó a la Universidad de Huánuco

para su revisión por el docente.

Materiales usados:

Balanza


E.A.P INGENIRÍA CIVIL Pala Sacos Tubos Wincha Lata Horno improvisado Pala de corte Pico Balde Barreta Soga Martillo y Cincel

Equipo Personal usado:

Cascos Chalecos Lentes

Determinación del contenido de Humedad:



Porcentaje de Humedad:

% humedad = H-S/S x 100

H: Peso del agregado húmedo.S: Peso del agregado en condición seca.

Del primer estrato:

% humedad = 1000g-958g/958g x 100 = 4.3%

Del segundo estrato:

% humedad = 1000g-940g/940g x 100 = 6.4%

Determinación del Peso Volumétrico (γ):Materiales:


E.A.P INGENIRÍA CIVIL Balanza Tamices Tina Cazoleta Varilla Molde de Próctor

Procedimiento:

Se separaron tres muestras de los estratos, en nuestro caso dos

estratos por lo tanto seis muestras.

Estas muestras tenían q pasar el tamiz N° 2½.

Se separaron en seis cazoletas, seguidamente estas fueron vaciadas

al molde de Próctor para realizar el ensayo.

Se halló el peso volumétrico suelto y varillado.

La fórmula para hallar el peso volumétrico es el siguiente:

γ = Peso NaturalVolumenPróctor γ v=

Peso NaturalVolumenPróctor

Para el PVvarillado se realizaron en tres capas y cada capa era

varillada veinticinco veces con la varilla.

Los resultados del ensayo son los siguientes:


E.A.P INGENIRÍA CIVIL¥ Estrato I:

¥ Estrato II:



Determinación de la Densidad (f):

Materiales:

Suelo

Tamiz N° 40

Agua Mineral

Termómetro

Pipeta

Balanza

Horno

Pro cedimiento:

Se tamizó el suelo en la malla N° 40 un aproximado de más de 200

gramos.

Se utilizó agua mineral como agua destilada.

fr = 212.7

660+212.7−787.2= 2.487 g/cm³ fr = 212.7

660+212.7−787.2= 2.487 g/cm³


E.A.P INGENIRÍA CIVIL En la balanza se puso la fiola y se la llenó con agua hasta cierta altura

como se nos había indicado en clase, obteniendo 660 gramos.

Se vació la fiola y se la lleno de suelo en el caso del primer estrato se

usó 140 gramos, y en el segundo estrato usamos 212.7 gramos.

Teniendo la fiola con el suelo se la llenó nuevamente con agua hasta

donde se indica, obteniendo un peso de: en el primer estrato de 739

gramos y en el segundo estrato 787.7 gramos.

Se esperó q se asentara el suelo por tiempo de 10 minutos.

Se llevó la fiola al horno para eliminar los vacíos, el tiempo que se

tomó fue de 15 minutos.

Finalmente el peso de la fiola con agua y suelo era: del primer estrato

739 gramos y del segundo 787.2 gramos.

La temperatura que obtuvimos son del primer estrato: T 65c° y del

segundo estrato T 75c°.

Seguidamente se expresó los datos obtenidos en la siguiente fórmula:

fr=Ws

Wfa+Ws−Wfas

Los resultados son los siguientes:

Primer estrato Segundo estrato

Wfa= 660g Wfa= 660g

Ws= 140g Ws= 212.7g

Wfas= 738g Wfas= 787.2g



Determinación de los límites líquido y

plástico:

Materiales:

o Malla N° 40

o Muestra que pasa la malla N° 40

o Cronómetro

o Matraz

o Equipo Casa Grande

o Vasijas para muestra

o Balanza

o Latas de muestra

Procedimiento para límite líquido:


E.A.P INGENIRÍA CIVIL En clase se estableció que las muestras para el ensayo

de plasticidad consta de seis muestras.

Estas muestras deben presentar el mismo peso en

cada vasija de ensayo.

La muestra que debe ir en la vasija debe pasar la malla

N° 40.

En cada vasija de ensayo nosotros pesamos 100

gramos de suelo.

A cada vasija con suelo se agregó agua pero de forma

creciente a razón de una constante.

Nuestra constante tanto para el primer estrato como

para el segundo fue de tres gramos.

Cada vasija con suelo y agua respectivamente fue

mezclada y luego se vació en la máquina de

Casagrande.

Dicho aparato cuenta en cuantos golpes el suelo se

junta.

Casagrande posee de un recipiente, en donde se echa

el suelo pero únicamente hasta la mitad.

Se parte en dos de forma vertical y se ensaya.

En este ensayo se toma en cuenta el número de golpes

en los que demora el suelo en juntarse con su otra

parte y los segundos transcurridos.


E.A.P INGENIRÍA CIVIL Una vez ensayados y analizados, se toma nuevamente

la mitad de la muestra de Casagrande y se echa en

unos recipientes pequeños.

Estos recipientes son pesados y luego llevados al horno

para que se sequen.

Una vez secos se los vuelve a pesar y así obtenemos el

porcentaje de humedad que posee cada muestra.

Procedimiento para Límite Plástico:

El límite plástico se obtiene de las muestras del límite

líquido.

Se toman las muestras cuyos golpes sean mayores a

25, en el aparato de Casagrande.

Una vez sabido de que muestras vas a obtener suelo

con agua, se procede a formar como gusanos de 3mm,

de diámetro.

Realizado la selección del material y obtenido el

ensayo de límite plástico, se ponen en pequeños

recipientes.

Estos recipientes son llevados al horno hasta que

sequen, pero antes son pesados y luego de sacarlos del

horno también son pesados.


E.A.P INGENIRÍA CIVIL Así obtenemos el porcentaje de humedad del límite

plástico, cuyos resultados se reflejan en la tabla por

estratos.

Hoja de datosEnsayo de Plasticidad Estrato N° 2 Fecha: 19 de Mayo del

2012Muestra N° Muestra del 1 al 6

Tipo de ensayo LL LL LL LL LL LL LP LP

Vasija N° 1 2 3 4 5 6 1 2

Hoja de datos

Ensayo de Plasticidad Estrato N° 1 Fecha: 19 de Mayo del 2012

Muestra N° Muestra del 1 al 6

Tipo de ensayo LL LL LL LL LL LL LP LP

Vasija N° 1 2 3 4 5 6 2 3

N° golpes 88 63 57 33 23 10

Muestra humedad + vasija (g) 30.3 32.3 35.9 42.9 51 43.2 9.8 9.9

Muestra seca + vasija (g) 28.9 30.5 33.1 38.6 46.4 38 9.2 9.7

Peso del agua (g) 13 16 19 22 25 28

Vasija (g) 19.6 19.9 19.9 20.1 28.7 19.8 8.3 8.7

Peso muestra seca 9.3 10.6 13.2 18.5 17.7 18.2 0.9 1

Contenido de humedad (%) 15.05 16.98 21.21 18.38 25.99 28.57 33.33 20


E.A.P INGENIRÍA CIVILN° golpes 53 46 27 18 12 9

Muestra humedad + vasija (g) 43.7 36 47.9 41.3 40.9 41.9 11.8 10.5

Muestra seca + vasija (g) 41.3 34.1 45.1 37.6 37.2 37.4 11.6 10.3

Peso del agua (g) 10 13 16 19 22 25

Vasija (g) 19.8 19.9 28.8 19.9 20.1 19.6 8.6 8.7

Peso muestra seca 21.5 14.2 16.3 17.7 17.1 17.8 3 1.6

Contenido de humedad (%) 11.16 13.38 17.18 20.9 21.63 25.28 6.66 12.5

Granulometría del Suelo:

Materiales:

Horno

Balanza

Tamices

Tinas

Procedimiento:

Se separó una fuente de suelo, en nuestro caso dos

fuentes por estrato.

El suelo separado fue lavado y secado.

El secado puede ser natural o con el horno, nosotros

usamos el horno para secar las muestras

aproximadamente una hora y media.


E.A.P INGENIRÍA CIVIL Ya seco el material fue tamizado, con todas las mallas

en total dieciocho mallas.

El método para el cribado es el de AASHTO.

El peso retenido es pesado y guardado en bolsas de

plástico.

Las muestras tanto del primer y segundo estrato

tamizado, son plasmadas en un cuadro donde se

hallará la curva granulométrica.

Ensayo de compactación, Próctor

Modificado:

Materiales:

¥ Moldes

¥ Collar

¥ Placa base

¥ Pisón metálico

¥ Probetas graduadas

¥ Balanza

¥ Regla de acero

¥ Tamiz N° 4

¥ Herramientas de mezclado

Método:


E.A.P INGENIRÍA CIVILEl Ensayo Próctor Modificado se realiza siguiendo el método dado a

continuación:

1. Obtención y preparación de muestras.

Obtener una muestra del suelo a ensayar de 30 kg como mínimo.

Secar la muestra hasta que se vuelva desmenuzable. Tamizar el suelo extraído por el tamiz Nº4.

2. Acondicionamiento de muestras.

Homogeneizar la muestra y separar en fracciones de 6 kg. Mezclar completamente cada fracción por separado con

agua suficiente para que las humedades varíen aproximadamente dos puntos porcentuales entre sí y que se distribuyan alrededor de la humedad óptima.

3. Ensayo.

Se utilizó el ensayo TIPO “C” Pesar y registrar la masa del molde vacío sin collar. Determinar la capacidad volumétrica del molde. Colocar el molde con su collar sobre la placa base. Llenar el molde como se indica:

Colocar una capa de material de aproximadamente un quinto de la altura del molde más el collar.

Compactar la capa con 56 golpes. Repetir la compactación en 5 capas dejando un exceso

de material sobre el borde en la última capa. Retirar el collar y enrasar con la regla al nivel del borde del

molde. Pesar el molde con el suelo compactado. Restar el peso del

molde para obtener el peso del suelo compactado solo.


E.A.P INGENIRÍA CIVIL Determinar la densidad húmeda del suelo compactado

dividiendo el peso del suelo por el volumen del molde.

Resultados:

Los valores obtenidos en el laboratorio se detallan en la siguiente tabla:

Compactación 56 golpes por capa

Molde N°

Volumen (ml)

Humedad Humedad P. molde P. molde P. mat Densidad Densidadaparente

(ml) real (%) wcon mat

(g) solo (g) solo (g)Húmeda

(g/ml) seca (g/ml)1 2124 4675 2.97% 10915 6240 4675 2201 21382 2124 4830 4.11% 11070 6240 4830 2274 21843 2124 4935 5.64% 11175 6240 4935 2323 21994 2124 4920 6.49% 11160 6240 4920 2316 2175

Esta tabla fue realizada en Excel, por lo que solo se anotarán las fórmulas que se utilizaron para obtener los valores del peso del material solo, la densidad húmeda y la densidad seca, los demás valores se miden directamente en el laboratorio y la determinación del contenido de humedad real se detalla a continuación.

Peso material solo¿ (Pesomolde+material )−Pesomolde solo



Densidad Húmeda= Pesomaterial soloVolumen

Densidad seca=Densidad Húmeda100+W

100

El contenido de humedad se determinó en Excel por medio de la siguiente fórmula:

W=( peso cáp+mat húmedo )−( pesocáp+mat seco)

(peso cáp+mat seco )−( peso cápsula)100

Ensayo de CBR:

Materiales:

Moldes

Placa base

Pisón metálico

Probetas graduadas

Balanza

Regla de acero

Tamiz N° 4

Prensa de ensayo

Disco espaciador

Aparato para medir la expansión

Pisón de penetración

Calibre

Herramientas y accesorios



Método:

El ensayo CBR se realiza siguiendo el método dado a continuación:

1. Obtención y preparación de muestras.

¥ Obtener tres muestras de ensayo de 6 Kg.

2. Preparación de la probeta.

¥ Homogenizar la muestra de suelo y separarla en tinas de 6 Kg.

¥ Mezclar la muestra de suelo con la cantidad de agua que nos entregó el ensayo Próctor, con la que obtuvimos la humedad óptima.

¥ Colocar el disco espaciador sobre la placa base, fijar el molde con su collar de extensión, sobre la placa. Compactar el suelo húmedo en tres moldes distintos de 55, 26 y 12 golpes por cada capa. Compactar las muestras a fin de obtener la máxima densidad y humedad óptima.

¥ Retirar el collar y enrasar el suelo compactado.¥ Sacar la placa y el disco espaciador y pesar el molde con el

suelo compactado. Restar la masa del molde determinando la masa del suelo compactado.

¥ Determinar la densidad de la muestra antes de la inmersión, dividiendo la masa de suelo compactado por el volumen del molde.

¥ Colocar el disco de papel fieltro grueso sobre la placa perforada, invertir el molde y fijarlo a la placa base.

¥ Colocar el vástago ajustable y la placa sobre el suelo y aplicar cargas hasta producir una sobrecarga igual a la ejercida por el material base y el pavimento.

¥ Someter la probeta a inmersión en remojo durante 96 horas.


E.A.P INGENIRÍA CIVIL¥ Sacar el agua libre dejando drenar la probeta durante 15 min,

y retirar las cargas y la placa base perforada. Pesar el molde con el suelo, para luego determinar la masa del suelo compactado.

¥ Determinar la densidad de la muestra después de la inmersión, dividiendo la masa de suelo compactado por el volumen del molde.

3. Procedimiento.

¥ Colocar sobre la probeta, la sobrecarga utilizada durante el periodo de inmersión.

¥ Apoyar el pistón de penetración con la carga más pequeña posible, calibrar en cero los instrumentos de tensión y deformación.

¥ Aplicar la carga en el pistón de penetración a una velocidad de 1.25 mm por minuto.

¥ Anotar las lecturas de la carga a intervalos de: ¥ Anotar la carga y penetración máxima si esto se produce a

una penetración menor que 12.7 mm.



V Panel fotográfico

Documents

Estudio de Mecanica de Suelos i