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MECNICA DE SUELOS Y ROCAS

ENSAYO DE COMPACTACIN (PRCTOR ESTNDAR)

Pimentel Per

ESTUDIO ELABORADO POR:

GRUPO N 03

INFORME ELABORADO POR EL INTEGRANTE:

GONZALES GUEVARA, EMILIO JAVIER

FACULTAD DE INGENIERIA,

ARQUITECTURA Y URBANISMO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

REA CURRICULAR:

CICLO V

PIMENTEL - PER

ASESOR:

ING. CORONADO ZULOETA, OMAR

FECHA DE REALIZACIN DEL ENSAYO:

- INICIO: LUNES 09 DE JUNIO DEL 2014

- FINAL: JUEVES 12 DE JUNIO DEL 2014

Entrega de Informe: MIERCOLES 18 DE JUNIO DEL 2014

Facultad de Ingeniera, Arquitectura y Urbanismo Mecnica de Suelos y Rocas

Universidad SEOR DE SIPAN - Ingeniera Civil Pgina 2

INTRODUCCIN

El ensayo Prctor se realiza para determinar la humedad ptima

a la cual un suelo alcanzar su mxima compacidad. La humedad es

importante pues aumentando o disminuyendo su contenido en el suelo

se pueden alcanzar mayores o menores densidades del mismo, la

razn de esto es que el agua llena los espacios del suelo ocupados

por aire (recordemos que el suelo est compuesto de aire, agua y

material slido), permitiendo una mejor acomodacin de las partculas,

lo que a su vez aumenta la compacidad. Sin embargo un exceso de

agua podra provocar el efecto contrario, es decir separar las

partculas disminuyendo su compacidad.

Es por esto que el ensayo Prctor tiene una real importancia en

la construccin, ya que las carreteras y las estructuras necesitan de

una base resistente donde apoyarse, y un suelo mal compactado

podra significar el colapso de una estructura bien diseada, en

algunos casos, como por ejemplo en caminos de poco trfico o de

zonas rurales, el suelo constituye la carpeta de rodado, por lo que la

importancia de la compactacin se hace evidente.

En este trabajo prctico se realizar un Ensayo Prctor Modificado, Su manejo hace relacin a la siguiente norma:

N.T.P. 339.142 - ASTM D - 698



INDICE

1. Ensayo de compactacin (Prctor Modificado) 4

1.1. Objetivos 4

1.2. Marco Terico 4

1.2.1. Terminologa 4

1.2.2. Compactacin de Suelo en Laboratorio 5

1.2.3. Pruebas de compactacin en Laboratorio 6

1.3. Observaciones previas al ensayo 7

2. Coeficiente de Permeabilidad 8

2.1. Equipos y Materiales 8

2.2. Procedimiento 8

Fichas de clculo de Datos Obtenidos en el Ensayo 11

3. Conclusiones 14



1.- ENSAYO COMPACTACIN (PRCTOR MODIFICADO)

1.1. OBJETIVOS

Obtener datos a partir de los ensayos y anotarlos en un registro ordenado

de acuerdo a un mtodo establecido para evitar cometer errores u omitir

informacin relevante.

Procesar los datos obtenidos a travs de formulaciones, tablas y grficos,

de manera que permitan sacar conclusiones sobre el ensayo realizado.

Determinar la humedad ptima de compactacin de un suelo, con la cual se

alcanzar la mxima compacidad.

1.2. MARCO TERICO

1.2.1. TERMINOLOGIA

Compactacin es el trmino que se utiliza para describir el proceso de

densificacin de un material mediante sistemas mecnicos. El incremento de

densidad se obtiene al disminuir el contenido de aire en los vacos en tanto se

mantiene el contenido de humedad aproximadamente constante.

Generalmente la compactacin se realiza sobre los materiales que se

utilizan para relleno en la construccin de terraplenes.

Los objetivos de la compactacin son los siguientes:

Aumentar la resistencia al corte y mejorar la estabilidad de terraplenes y la

capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos.

Disminuir la compresibilidad y reducir los asentamientos.

Disminuir la relacin de vacos y reducir la permeabilidad.

Reducir el potencial de expansin, contraccin, o expansin por

congelamiento.

El grado de compactacin de un suelo o de un relleno se mide

cuantitativamente mediante la densidad seca, la cual depende de la energa

utilizada durante la compactacin y del contenido de humedad del suelo.



La relacin entre la densidad seca, el contenido de humedad y la energa

de compactacin se obtienen a partir de ensayos de compactacin en laboratorio.

La compactacin en laboratorio consiste en compactar una muestra de

suelo hmedo en un molde cilndrico de un volumen especfico y con una energa

de compactacin determinada. Por lo general se utilizan diferentes ensayos, pero

la mayora estn basados en el mismo principio: la compactacin dinmica creada

por el impacto de un martillo metlico de una masa especfica que se deja caer

desde una altura determinada, compactando el suelo en un determinado nmero

de capas que reciben un nmero de golpes.

Despus de preparar la muestra compactada, se miden su densidad

aparente y su contenido de humedad. Se calcula la densidad seca y se repite el

procedimiento haciendo variar el contenido de humedad. Las caractersticas de

compactacin se presentan en un grfico que relaciona la densidad seca en

funcin del contenido de humedad. El punto ms alto de la curva obtenida en el

grfico que corresponde a la mayor densidad seca determina el contenido de

humedad ptimo.

1.2.2. COMPACTACION DEL SUELO EN LABORATORIO

Mediante este ensayo, el propsito es determina la correcta cantidad de

agua de amasado a usar cuando se compacte el suelo en terreno, y la

densidad seca mxima que se debe obtener al compactarse el suelo con

esta humedad optima.

Las variables que afectan la compactacin en suelos con cohesin son las

siguientes:

Contenido de humedad

Tipo de Suelo

Energa de compactacin

=

Donde:

N: numero de golpes por capa

N: numero de capas de suelo

W: peso del martillo (kg)

H: altura de cada del martillo (cm)

V: volumen del suelo compactado (cm3)



Con cierta humedad, el suelo llega a su densidad mxima cuando se

aplica una cantidad especfica de Energa.

La densidad mxima que se obtienen bajo estas condiciones se

llama densidad Prctor 100 %.

El valor de la humedad en el punto de densidad mxima se llama

humedad ptima.

El valor Prctor 100% se utiliza como base para medir el grado de

compactacin del suelo, por lo tanto es la medida estndar para la

compactacin.

1.2.3. PRUEBAS DE COMPACTACION EN LABORATORIO

Actualmente existen muchos mtodos para reproducir, al menos

tericamente, en laboratorio las condiciones dadas de compactacin en

terreno. Histricamente, el primer mtodo, respecto a la tcnica que se utiliza

actualmente, es el Prctor estndar. El mas empleado, actualmente es el

denominado Prctor Modificado en el que se aplica mayor energa de

compactacin que en estndar siendo el que esta mas de acuerdo con las

solicitaciones que las modernas estructuras imponen al suelo.

Todos ellos consisten en compactar el suelo, con condiciones variables que

se especifican a continuacin:



1.3. OBSERVACIONES PREVIAS AL ENSAYO

Fecha de realizacin del ensayo :

- Comienzo: Lunes 09 de Junio

- Culminacin: Jueves 12 de junio.

Lugar en el que realizo el ensayo: Este ensayo consiste en la obtencin del

contenido de agua ptimo para la compactacin, esto se llevo a cabo en el

Laboratorio de Materiales de la Universidad Seor de Sipn.

Con la asesora y gua para este ensayo de:

- Introduccin al tema a cargo del Ing. Omar Coronado Zuloeta.

- Introduccin al tema a cargo del Tc. Wilson A. Olaya Aguilar.

- La gua de los formatos otorgados por el encargado del laboratorio

de mecnica de materiales Tc. Wilson A. Olaya Aguilar.



2. ENSAYO DE COMPACTACION

(Prctor Modificado)

2.1 EQUIPOS Y MATERIALES

Muestra alterada seca aproximadamente 80 kg.

Papel Filtro.

Equipo Prctor modificado (molde cilndrico, placas de base y anillo de

extensin)

Pisn Prctor modificado.

Balanza con precisin de 1 gr.

Estufa con control de temperatura.

Probeta de 1000ml, recipiente de 6kg de capacidad, esptulas, taras

identificadas.

Agua

2.2. PROCEDIMIENTO

Obtener como mnimo 60 kg de material afirmado en este caso se obtuvo un aproximado de 80 kg, esto de acuerdo al mtodo a utilizar (mtodo A. B o C).

La muestra se sec en intemperie aproximadamente tres das, adicional del tiempo que estuvo en terreno seco de la zona donde se extrajo.

Se procedi a hacer la Granulometra global de la muestra, para ello se empleo los tamices 3/4, 3/8, N4 y fondo, separando las muestras, de donde se obtuvo el peso retenido para as comenzar la granulometra y obtener de igual manera la cantidad de tandas a emplear en anlisis, (proceso de clculo ver pgina N 11).



Prepara 5 muestras (Tandas) donde cada una pesa aproximadamente 5.5 kg, con una determinada cantidad de agua, de tal manera que el contenido de humedad vari en cada una de ellas, y se las hermetiza en bolsas plsticas identificadas por 24 hrs.

Ensamblar el molde cilndrico con la placa de base y determinar el peso.

Colocar el collar de extensin y el papel filtro para colocar la muestra que se va a compactar.



Compactar cada muestra en 5 capas y cada capa con 56 golpes, siguiendo lo que dice el mtodo C, al terminar de compactar la ultima capa, se retira el collar de extensin, se enrasa con la esptula y se determina la densidad hmeda (Dh).

Determinar el contenido de humedad de cada muestra compactada (w%), utilizando muestras representativas de la parte superior.

---Determinar la densidad seca de cada muestra compactada (DS).

=

(1 +%100)

Dibujar la curva de compactacin en escala natural, los datos de

contenido de humedad se registra en el eje de las abscisas y los datos de

densidad seca en el eje de las ordenadas.

Determinar la mxima densidad seca y el ptimo contenido de

humedad. (ver grfico pag. 13).



FICHA DE CLCULO PARA EL ANLISIS

3/4 " 20.59 23.34 23.34 --- --- ---

3/8 " 8.77 9.94 33.28 33.28 55 1830.53

N 4 7.46 8.46 41.74 8.46 55 465.19

Pasa N4 51.39 58.26 100.00 58.26 55 3204.28

total 88.20 100.00 5500.00

Proceso

de eleccin 3/4" 3/8" N 4 < N4

del nmero Uso del

de Mtodo

Tandas 20.59 8.77 7.46 51.39 "C"

1830.53 465.19 3204.28

5 TANDAS 16 TANDAS 16 TANDAS

PROCED.

MOLDE

CAPAS

GOLPES

PISN

Caida Libre

Acu. Malla

MallasPeso

Retenido (Kg)

N4

< 20% Ret.

% Retenido% Retenido

Acumulado% Retenido

Factor

TandaPeso (gr)

GRANULOMETRA GLOBAL - ELECCIN PROCEDIMIENTO CALCULO DE LA TANDA

PROCEDIMIENTO

12 "

4"

25

3

N4 y

< 20% Ret.

C

O

N

D

I

C

I

O

N

E

S

A

5000 gr - 6000 gr

(se toma la

menor)

Acu. Malla

3/8"

> 20% Ret.

Acu. Malla

3/8" Y

< 30%Ret.

Acu. Malla

3/4"

6"

5

56

> 20% Ret.

Acu. Malla

5.5 Lb. 10.0 Lb.

10 "

C

10 "

B

4"

3

25

Peso de la Tanda 2500 gr - 3000 gr 2500 gr - 3000 gr

HOJA DE CALCULO DE TANDAS



:

:

:

:

:

- zona y elevacion : 17 M 71m.s.n.m

D = 6" Area = 182.41 - coordenada este : 0641586 E

h = 15.51 Volumen = 2829.3 - coordenada norte : 9266826 S

1.- Peso de la muestra compactada + molde (gr) 10999 11040 11070 11235 11315

2.- Peso del molde (gr) 7690 7690 7690 7690 7690

3.- Volumen del molde (cm3) 2829.3 2829.3 2829.3 2829.3 2829.3

4.- Densidad humedad ((1-2)/3) (gr/cm3) 1.17 1.18 1.19 1.25 1.28

5.- N de la tara TANDA 01 TANDA 02 TANDA 03 TANDA 04 TANDA 05

6.- Peso de la tara + suelo humedo (gr) 0.630 0.820 0.760 0.535 0.720

1.15 1.16

4.4911. Contenido de humedad (%) 2.94 6.56

0.44510.- Peso de suelo seco (gr) 0.510 0.610

0.0709.- Peso de la tara (gr) 0.235 0.070

0.0208.- Peso del agua (gr) 0.015

0.68

1.20

0.745

0.009

0.250

0.371

2.43

1.14

0.015

0.250

0.555

2.70

0.040

0.5150.621 0.805

GONZALES GUEVARA, EMILIO JAVIER

PRCTICA DE LABORATORIO

MIERCOLES 18 DE JUNIO DEL 2014

MECANICA DE SUELOS Y ROCAS

1.20

UNIVERSIDAD SEOR DE SIPANFACULTAD DE INGENIERIA, ARQUITECTURA Y URBANISMO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIRIA CIVIL

LUGAR DE REALIZACIN DE ENSAYO LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES - USS

IDENTIFICACION DE MUESTRA

(6-7)

(7-9)

((8/10)*100)

12.- Densidad seca (4/(1+(11/100))

IDENTIFICACIN DE ENSAYO : ENSAYO DE COMPACTACIN (PRCTOR ESTNDAR) - N.T.P. 339.142 - ASTM D - 698

Muestra traida de la cantera tres tomas - con ubicacin Geogrfica:

7.- Peso de la tara + suelo seco (gr)

ALUMNO

TIPO DE PRESENTACION

ASIGNATURA

DOCENTE Ing. CORONADO ZULOETA, OMAR

(gr/cm3)



Max. densidad seca

1.21 gr/cm3

Conten. humedad ptima

5.53 %

1.100

1.110

1.120

1.130

1.140

1.150

1.160

1.170

1.180

1.190

1.200

1.210

1.220

1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0

DE

NS

IDA

D S

EC

A g

r/cc

CONTENIDO DE HUMEDAD %

GRAFICO DE PROCTOR MODIFICADO

GRAFICA DE CURVA CONTENIDO DE HUMEDAD VERSUS DENSIDAD SECA

FOTO DE GOOGLE EARTH DEL LUGAR DE EXTRACCION DE MUESTRAS



CONCLUSIONES

o Se obtuvo una curva de Prctor con una densidad seca mxima de

1.21 (g/cm3) y un % de humedad de 5.53 %.

RECOMENDACIONES

o Se debe calibrar la balanza antes de pesar.

o Cada recipiente se deposita la muestra de 5.5kg. de material de

base, debe estar limpio y seco, para evitar polvo o un aumento de

humedad (aparte del agua que se verter) en nuestra muestra de

afirmado.

o La rapidez de la homogenizacin garantiza la estabilidad de la

humedad deseada, pero esto no interviene en la mal elaboracin

del ensayo, puesto que luego se determina el contenido de

humedad actual.

o Al momento de compactar la gua del pisn debe mantenerse

ligeramente sobre el afirmado que se compacta, puesto que si ste

es soltado, remueve o taja el material.

o 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 cilndrica, luego se procede a abrirla por la mitad para obtener

la muestra intermedia.

o Cada muestra obtenida para la obtencin del contenido de

humedad real, debe llevarse rpidamente al laboratorio, puesto que

ste pierde fcilmente su humedad cuando est expuesto al aire.