densidad del suelo

15
OBJETIVOS. OBJETIVO GENERAL. Poner en practica los conocimientos adquiridos en clase, acerca de la materia MECANICA DE LOS SUELOS. A la vez de empararnos de nuevos conocimientos mediante la investigación y el estudio de campo. OBJETIVOS ESPECIFICOS. Determinar el contenido de humedad en prueba de campo mediante el CONO DE ARENA. Conocer las normas que rigen el ensayo del CONO DE ARENA. Identificar los posibles errores que se pueden cometer en el transcurso de la prueba y formas de evitarlos.

Upload: jose-roberto-duran

Post on 10-Aug-2015

61 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Densidad Del Suelo

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL.

Poner en practica los conocimientos adquiridos en clase, acerca de la materia

MECANICA DE LOS SUELOS. A la vez de empararnos de nuevos

conocimientos mediante la investigación y el estudio de campo.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Determinar el contenido de humedad en prueba de campo mediante el

CONO DE ARENA.

Conocer las normas que rigen el ensayo del CONO DE ARENA.

Identificar los posibles errores que se pueden cometer en el transcurso de

la prueba y formas de evitarlos.

Page 2: Densidad Del Suelo

INTRODUCCION.

El poder conocer la densidad que posee un suelo en terreno o en su Estado

natural, ha sido un gran reto para los investigadores de mecánica de suelos y

científicos del área en general. Se realiza esta determinación para comprobar el

grado de compactación en rellenos compactados artificialmente.

  Es muy útil en el caso de suelos sin cohesión (gravas y arenas), los cuales,

por lo general no permiten obtener muestras inalteradas, y por medio de la

densidad in situ se puede reproducir el suelo natural en la densidad natural a

partir de una muestra alterada.

Existen diferentes procedimientos, entre ellos el densímetro de

Washington y el método del cono de arena (Nch 1516), los cuales consisten

en realizar un orificio en el suelo, determinar el peso seco del material y el

volumen que dicho material ocupaba. Entre otros métodos tradicionales se

encuentran: el Método del Balón de goma, el de los Bloques, el de Sumergir

en Parafina y otros mas en donde todos coinciden en la forma de obtener del

suelo natural su peso seco, pero difieren en la determinación de su volumen.

En esta practica estudiaremos específicamente el método del cono de arena, los

otros métodos se dejan a cuenta propia, ya que no están enfocados en ele

programa de estudios.

Page 3: Densidad Del Suelo

MARCO TEORICO.

DETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL SUELO EN TERRENO

El ensayo es aplicable a suelos que contengan hasta un 12% de partículas finas

y un tamaño máximo nominal de 80 mm

Una vez que se han definido los criterios de compactación - en la forma de

especificaciones técnicas - para las obras en terreno, es necesario utilizar un

método para determinar la densidad o peso unitario que el suelo alcanza luego

de la compactación.

Para obtener estas densidades existen los siguientes métodos en terreno:

Cono de arena

Balón de densidad

Densímetro nuclear

En este laboratorio nos referiremos solamente el primero.

El método del cono de arena, se aplica en general a partir de la superficie del

material compactado, este método se centra en la determinación del volumen de

una pequeña excavación de forma cilíndrica de donde se ha retirado todo el

suelo compactado (sin pérdidas de material) ya que el peso del material retirado

dividido por el volumen del hueco cilíndrico nos permite determinar la densidad

húmeda. Determinaciones de la humedad de esa muestra nos permiten obtener

la densidad seca.

El método del cono de arena utiliza una arena uniforme normalizada y de granos

redondeados para llenar el hueco excavado en terreno. Previamente en el

laboratorio, se ha determinado para esta arena la densidad que ella tiene para

las mismas condiciones de caída que este material va a tener en terreno. Para

ello se utiliza un cono metálico.

Page 4: Densidad Del Suelo

El aparato del cono de arena consistirá de un frasco de aproximadamente un

galón (3.785lts.) y de un dispositivo ajustable que consiste de una válvula

cilíndrica con un orificio de 12.7mm (1/2”) de diámetro y que tiene un pequeño

embudo que continua hasta una tapa de frasco de tamaño normal en un extremo

y con un embudo mayor en el otro. La válvula deberá tener topes para evitar su

rotación cuando este en posición completamente abierta o completamente

cerrada. El aparto deberá estar de acuerdo con las exigencias indicadas.

Placa base para su uso esto puede hacer mas difícil la nivelación pero permite

en el ensayo abrir agujeros de diámetro mayores y puede reducir la perdida de

suelo al pasarlo del agujero de ensayo al recipiente, así como también ofrecer

una base mas constante para ensayos en suelos blandos. Cuando se usa la

placa de base deberá considerarse como una parte del embudo en el

procedimiento de este método de ensayo.

La arena que se utilice deberá ser limpia, seca, uniforme, no cementada, durable

y que fluya libremente. Además deberá tener un coeficiente de uniformidad

(D60/D10) menor que 2 y no contener partículas que queden retenidas en el

tamiz de 2mm (N°10). Debe ser uniforme y preferiblemente de forma

redondeada o sub-redondeada para favorecer que fluya libremente y desprovista

de partículas o arena fina (menor que 250m, N°60), para prevenir segregación

en almacenamiento o uso, y cambios de peso unitario aparente como

consecuencia de variaciones en la humedad atmosférica.

Al seleccionar una arena para ser usada, deberá hacerse, como mínimo, cinco

determinaciones de peso unitario aparente de cada bulto y para que la arena

sea aceptable, no deberá existir entre cada uno de los resultados individuales y

el promedio una variación mayor que el 1% del promedio. Antes de usar una

arena deberá secarse y dejarse luego en reposo hasta que obtenga la condición

de “seca al aire”, en la zona en que va a ser usada.

Page 5: Densidad Del Suelo

Una balanza de capacidad de 10Kg. Y sensibilidad de 2g. y otra de capacidad

de 200g. y sensibilidad de 0.1g.

Estufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras con el fin de

determinar su contenido de humedad.

Page 6: Densidad Del Suelo

Para la determinación de la densidad de suelo en campo podemos citar algunos

estándares específicos para cada prueba de campo como son los siguientes :

AASHTO T181-62 METODO PARA AGREGADOS GRUESOS DE GRAN

TAMAÑO.

T191-61 METODO DEL CONO DE ARENA

T205-64 DENSIDAD POR MEDIO DE LA BOMBA O BALON

ASTM D1556-64 CONO DE ARENA

ASTM D2167-66 METODO DEL BALON DE CAUCHO.

El método del cono de arena representa una forma indirecta de obtener el

volumen del agujero. La arena utilizada es generalmente material que pasa el

tamiz # 20 y ésta se encuentra retenida por el tamiz #30 . aunque el material

menor que el tamiz # 30 y mayor que el #40 o el material menor que el tamiz #30

y mayor que el tamiz #50 puede también utilizarse, generalmente es deseable

tener una arena uniforme o “ de un solo tamaño” para evitar problemas de

segregación ( un volumen de arena fina puede pesar mas que el mismo volumen

de arena gruesa, y un volumen de la mezcla puede pesar aun mas), de forma

que en las mismas condiciones de vaciado pueda lograrse la misma estructura

del suelo ( de la misma densidad) y duplicación requerida.

No se debe de olvidar que para poner en practica este método , el cono debe

estar sobre una superficie lisa, sin bordes ni desniveles, ya que necesitamos que

sea superficie plana para que la entrada de arena sea constante en todo el

agujero.

Page 7: Densidad Del Suelo

PROCEDIMIENTO.

Se pesaron 5,000 gr. De arena para introducirla al cono de arena.

Hicimos un agujero en el suelo de 12 cm de profundidad y lo llenamos con la

arena que teniamos ya en el cono.

Cuando el agujero estaba lleno, se cerró la llave del cono de arena y lo retiramos

del agujero.

Sacamos la arena del agujero y la arena que quedó en el cono la pesamos.

Page 8: Densidad Del Suelo

Volumen de arena del agujero = peso de arena / volumen de arena

= 2665 cm3

Volumen del suelo = volumen de arena – ( volumen de cono + plato)

Volumen de suelo = 2665-1125 = 1540 cm3

Peso unitario húmedo =

Peso unitario seco =

% de compactación =

PUH = PESO UNITARIO HUMEDO.

PVSM = PESO VOLUMETRICO SECO MAXIMO.

Con los datos obtenidos en el ensayo y los cálculos encontrados, precedimos a

llenar la siguiente tabla:

Page 9: Densidad Del Suelo

DENSIDAD DE CAMPO AASHTO T191 Y ASTM D1556.

FECHA : 290606PROYECTO : TERRACERIA UAEUBICACIÓN : ANTIGUO CUSCATLANTECNICO ENCARGADO : RHMSOLICITANTE : UAEPESO-VOL-MAX = 1524 kg/m3 PESO-VOL-ARENA = 1481 kg/m3

HUMEDAD OPTIMA = 17.1 % VOL-CONO-PLATO = 1125cm3

CLASIFICACION VISUAL = SUELO ARENOSO COLOR NEGRO.

ENSAYO N° 1

ESTACION 0+010

UBICACIÓN UAE

PESO ARENA + TARA INICIAL 5000

PESO ARENA + TARA FINAL 1052

PESO DE ARENA 3948

VOLUMEN DE ARENA 2665

VOLUMEN CONO + PLATO 1125

VOLUMEN DEL SUELO 1540

PESO DEL SUELO HUMEDO 2724

PESO UNITARIO HUMEDO 1768

PESO UNITARIO SECO 1556

% DE COMPACTACION 116

DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

RECIPIENTE N° 3

PESO SUELO HUMEDO + TARA 104.00

PESO SUELO SECO + TARA 189.00

PESO DE AGUA 15

PESO TARA 78.9

PESO SUELO SECO 110.1

CONTENIDO DE HUMEDAD (%) 13.6

Page 10: Densidad Del Suelo

CONCLUCIONES

El valor del % de compactación de 116% se dio porque el suelo en estudio no es

compatible con el suelo que utilizamos para comparación.

El método del cono de arena, se aplica en general a partir de la superficie del

material compactado, este método se centra en la determinación del volumen de

una pequeña excavación de forma cilíndrica de donde se ha retirado todo el suelo

compactado (sin pérdidas de material) ya que el peso del material retirado dividido

por el volumen del hueco cilíndrico nos permite determinar la densidad húmeda.

Determinaciones de la humedad de esa muestra nos permiten obtener la densidad

seca.

Page 11: Densidad Del Suelo

RECOMENDACIONES.

Debemos tener cuidado que al momento de realizar el ensayo no esté

trabajando maquinaria compactadota ó en caso de una carretera, se debe

detener el trafico para que la vibración no produzca que entre mas arena

de la debida en el agujero.

Tener en mente que la arena debe ser de Ottawa o para el caso de

nuestro país se utiliza arena de los cóbanos por ser mas barata.

Verificar que la llave esté cerrada antes de levantar el cono de arena para

evitar perdidas de arena , que luego son perjudiciales.

Page 12: Densidad Del Suelo

BIBLIOGRAFIA.

ASTM STANDARD IN BUILDING CODES.

SPECIFICATIONS METHODS OF TEST DEFINITIONS.

NINTH EDITION, 1971.

MECANICA DE SUELOS.

T . WILLIAM LAMBE

ROBERT V. WHITMAN.

INTRODUCCION A LA MECANICA DE SUELOS Y CIMENTACIONES.

GEORGE B. SOWERS.