Date post: | 09-Nov-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | oscar-tarrillo-idrogo |
View: | 41 times |
Download: | 3 times |
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILASIGNATURA: MECNICA DE SUELOS ITEMA: COMPACTACIN DE SUELOS Y CBR DOCENTE: Ing. RAUL VALERA GUERRA.CICLO: VI Grupo AINTEGRANTES:BARBOZA FUSTAMANTE RONALD.IDROGO SALAZAR ELMER LATORRE DELGADO EDWARD OMAR.POMPA HUAMN JOS WILSON.VASQUEZ SIESQUEN FRANCISCO.ALVARES PALOMINO ARTURO.Cajamarca / AGOSTO
COMPACTACIN
INTRODUCCION
Es evidente que la compactacin de suelos es ante todo y sobre todo una tcnica de trabajo de campo y que si sus particularidades se estudian tambin en los laboratorios o son objeto de trabajos de investigacin terica, ello no puede tener otra finalidad que el apoyo de las propias obras en donde se aplique.La compactacin del suelo se define como la prdida de volumen que experimenta una determinada masa de suelo, debido a fuerzas externas que actan sobre l.La compactacin est relacionada con la densidad mxima o peso volumtrico seco mximo del suelo que para producirse es necesario que la masa del suelo tenga una humedad determinada que se conoce como humedad ptima.
La importancia de la compactacin es obtener un suelo de tal manera estructurado que posea y mantenga un comportamiento mecnico adecuado a travs de toda la vida til de la obra.
Por lo general las tcnicas de compactacin se aplican a rellenos artificiales, tales como cortina de presa de tierra, diques, terraplenes para caminos y ferrocarriles, muelles, pavimentos, etc. Algunas veces se hace necesario compactar el terreno natural, como en el caso de cimentaciones sobre arena suelta.
OBJETIVOS. Compactar el suelo dentro del molde mediante 25 golpes por cada una de las 3 capaz y luego encontrar la Densidad Seca Mxima y el Contenido de Humedad ptimo de un suelo, utilizando el Mtodo de Compactacin adecuado al tipo de suelo ensayado.
TEORA Se denomina compactacin de suelos al proceso mecnico por el cual se busca mejorar las caractersticas de resistencia, compresibilidad y esfuerzo deformacin de los mismos. Este proceso implica una reduccin ms o menos rpida de los vacos, como consecuencia de la cual en el suelo ocurren cambios de volmenes de importancia, fundamentalmente ligados a prdida de volumen de aire.
La compactacin est relacionada con la densidad mxima o peso volumtrico seco mximo del suelo que para producirse es necesario que la masa del suelo tenga una humedad determinada que se conoce como humedad ptima.
La importancia de la compactacin es obtener un suelo de tal manera estructurado que posea y mantenga un comportamiento mecnico adecuado a travs de toda la vida til de la obra.
Por lo general las tcnicas de compactacin se aplican a rellenos artificiales, tales como cortina de presa de tierra, diques, terraplenes para caminos y ferrocarriles, muelles, pavimentos, etc. Algunas veces se hace necesario compactar el terreno natural, como en el caso de cimentaciones sobre arena suelta.
Las ventajas que representa una compactacin adecuada son:
a) El volumen de vaco se habr reducido a un mnimo y consecuentemente, su capacidad de absorber humedad tambin se habr reducido a un mnimo.
b) La reduccin de vacos se debe a que las partculas de menor tamao han sido forzadas a ocupar el vaco formado por las partculas ms grandes. De all que si una masa de suelos est bien graduada, los vacos o poros se reducirn prcticamente a cero y se establecer un contacto firme y slido entre sus partculas, aumentando la capacidad del suelo para soportar mayores pesos.
Los mtodos usados para la compactacin de los suelos dependen del tipo de los materiales con los que se trabaje en cada caso. Los suelos puramente friccionantes como la arena se compactan eficientemente por mtodos vibratorios y mtodos estticos; en cambio los suelos plsticos, el procedimiento de carga esttica resulta el ms ventajoso. Los mtodos usados para determinar la densidad mxima y humedad ptima en trabajos de mantenimiento y construccin de carreteras son los siguientes: Proctor estndar Proctor modificado
A) ENSAYE PROCTOR ESTANDAR
El ensaye proctor estndar se refiere a la determinacin del peso por unidad de volumen de un suelo que ha sido compactado por un procedimiento definido para diferentes contenidos de humedad. EQUIPO: Un molde de compactacin. Constituido por un cilindro metlico de 4 de dimetro interior por 4 de altura y una extensin de 2 de altur a y de 4 de dimetro interior.
Un pisn metlico (martillo proctor). de 5.5 lbs. de peso (2.5 Kgs.) de 5 cm (2) de dimetro. Una regla metlica Dos balanza. Una de 29 Kg de capacidad y 1.0 gr. de sensibilidad otra de 500 gr., de capacidad y de 0.01 gr., de sensibilidad Un horno .que mantenga una temperatura constante entre 100 110 C. Probetas graduadas. De 1000 cm3. Tara PROCEDIMIENTO:Se obtiene una muestra representativa, previamente secada al sol y se selecciona 6 muestras de 6 kilogramos. De la muestra ya preparada se esparce agua en cantidad tal que la humedad resulte un poco menor del 10% y si el material es arenoso es conveniente ponerle una humedad menor. Se revuelve completamente el material tratando que el agua agregada se distribuya uniformemente. Pese el molde cilndrico y anote su peso. La muestra preparada se coloca en el molde cilndrico en tres (3) capas, llenndose en cada capa aproximadamente 1/3 de su altura Al terminar la compactacin de las tres capas, se quita la extensin y con la regla metlica se enraza la muestra al nivel superior del cilindro. Se limpia exteriormente el cilindro y se pesa con la muestra compactada anotando su peso. (Peso del material + cilindro). se saca el material del molde y de la parte central del espcimen se toman aproximadamente 100 gr., y se pesa en la balanza de 0.1 gr., se sensibiliza anotando su peso. (Peso hmedo Deposite el material en el horno a una temperatura de 100 a 110 C por un perodo de 24 horas El material sacado del cilindro se desmenuza y se le agrega agua el 2% mayor que la muestra anterior. El calculo se realiza de la siguiente manera.
Donde:
EC=energa de compactacin N=numero de golpes por capa n=numero de capas W=peso del pisn (martillo) h=altura de cada del pisn V=volumen del suelo compactado DATOS:cENSAYO : Proctor Estndar
UBICACIN :OPERADOR :
FECHA :SUELO :
OBSERVACIONES :
E.C.6 kg/m3
11.6 cm
15.3 cm
2132.7cm3
5.51lb =254.61gr
30.48cm
NCAPAS(n)3
NGOLPES56
ENSAYO01(gr)02(gr)03(gr)04(gr)05(gr)06(gr)
725573257460772579057870
279027902790279027902790
446545354670493551155080
2.102.132.192.322.392.38
191210210163165220
190205203.7155.9156.1206
25404027.287.725
0.63.033.84813.0117.73
2.0872.1262.142.22.112.0
grafica
DENSIDAD MAXIMA SECA: 2.2 gr/cm3. HUMEDAD OPTIMA: 7
B) ENSAYE PROCTOR MODIFICADO
PROYECTO : ENSAYO : Proctor Modificado
UBICACIN :OPERADOR :
FECHA :SUELO :
OBSERVACIONES :
E.C.27.2 kg/m3
11.6 cm
15.3 cm
2132.7cm3
10 lb = 4535.9 gr
45.7 2cm
NCAPAS(n)5
NGOLPES56
ENSAYO01(gr)02(gr)03(gr)04(gr)05(gr)06(gr)
731074457660786580807825
279027902790279027902790
452046554870507552905035
2.122.182.282.382.482.36
115140240191.6260.7170
112.7134.2232.0181.98250.8164.1
25254043.187.725
2.625.314.166.936.074.24
2.072.072.192.262.342.26
DATOS:
D A T O S P A R A C U R V A D E C O M P A C T A C I O NDENSIDAD MAXIMA SECA: 2.34gr/cm3. HUMEDAD OPTIMA 13.0
CALIFORNIA BEARING RATIO (C.B.R) OBJETIVOSIntroducir a los estudiantes a un mtodo para evaluar la calidad relativa del suelo, para subrazante, sub base y base de pavimento. Determinar experimentalmente el valor soporte de California `para diferentes muestras de suelos.
TEORA El ensaye de valor relativo soporte, se emplea en la caracterizacin de la resistencia del material de cimiento de una va o de los diferentes materiales que se emplearan en un pavimento, con vista a dimensionar los espesores de los suelos que formarn parte del mismo empleando el mtodo de diseo de pavimentos basado en dicho ensayo.El C.B.R. se determina como la relacin en porcentaje entre la fuerza utilizada para la penetracin de 0.25 cm (0.1 pulgada) con un vstago de 19.35 cm (3 pulg) de rea con una velocidad de penetracin de 1.27 mm/minutos (0.05 pulg/min) y la fuerza ejercida en un material patrn (piedra triturada) para esa misma penetracin.carga unitaria del ensayoC.B.R (%) = --------------------------------------- x 100 (10.1)ezcarga unitaria patrn
De esta ecuacin se puede ver que el nmero CBR es un porcentaje de la carga unitaria patrn, el smbolo porcentaje se quita y la relacin se presenta simplemente por el nmero entero. Los valores de la carga unitaria patrn que deben utilizarse en la ecuacin (10.1) son los siguientes:
PENETRACIONCARGA UNITARIA PATRON
Milmetros(mm)Centmetros(cm)Pulgadas(pulg.)Kilogramos/cm (Kg/cm)MPaPSI
2.50.250.1070.316.91,000
5.00.500.20105.4610.31,500
7.50.750.30133.5813.01,900
10.00.100.40161.7116.02,300
12.71.270.50182.8018.02,600
El CBR se define para la penetracin de 0.25 cm (0.1pulg.) disminuyendo generalmente el valor de la relacin entre la fuerza ejercida por el vstago y la correspondiente fuerza patrn a medida que la penetraciones aumentan, aunque en ocasionalmente la magnitud de dicha relacin es mayor para 0.50 cm. de penetracin, caso en que se adopta el valor de CBR determinado para dicha penetracin.
El C.B.R de la carga patrn (piedra triturada) ser de 100%. Un material cualquiera que tenga un C.B.r. de 50%, tiene la mitad de la capacidad soporte de la roca triturada.Por lo general el C.B.R, se usara para el diseo de pavimentos, que corresponde a una penetracin de 2.5 milmetros en un material compactado a la humedad ptima y densidad mxima, saturando la muestra durante noventa y seis horas (cuatro das).
ENSAYO DE COPACTACIN CBR
REFERENCIAS: ASTM D1883, ASTM D4429-93.MATERIAL: Muestra seca. Papel filtro.EQUIPO: EQUIPO CBR: 3 moldes cilndricos con placa de base y collar de extensin. 3 discos espaciadores 3 placas de expansin y sobrecargas. Pisn proctor modificado. Balanza con precisin de 1 gr. Probeta de 1000 ml. Esptula. Taras identificadas.PROCEDIMIENTO Secar a la intemperie el suelo Preparar suficiente cantidad de suelo requerido para tres muestras: para 12 golpes. Para 25 golpes. Para 56 golpes.
Se prepara cada molde, con sus respectivas placas de base, colocando el anillo o disco espaciador. Se prosigue a compactar el suelo con sus respectivos nmeros de golpes por el nmero de capas establecidas para dicho ensayo (5). Luego de la compactacin se retira el collarn, se enrasa la muestra y se retira la placa base. Se gira el molde y se retira el disco espaciador. Al final se coloca las sobre cargas y el papel filtro.
Determinacin de la resistencia a la penetracin.
.
-Se lleva la muestra a la mquina de ensaye y se colocan sobre ella una cantidad de pesas para reproducir una sobrecarga igual a la que supuestamente ejercer el material de base y pavimento del camino proyectado.
.-Se coloca el pistn de penetracin hasta que haga contacto con la muestra. Se la aplica una carga inicial de 4.5 kg. Despus de aplicada la carga inicial se ajustan el deformmetro de carga y el deformmetro de penetracin a cero.
Se anotan las lecturas de carga a los siguientes niveles de penetracin:PENETRACION
mmPulgadas
Primera1.270.05
Segunda2.540.10
Tercera3.810.15
Cuarta5.080.20
Quinta7.620.30
Sexta10.160.40
Sptimo12.700.50
ENSAYO :CALIFORNIA BEARING RATIO (C.B.R)
PROYECTO : ENSAYO : Proctor Estndar
UBICACIN :OPERADOR :
FECHA :SUELO :
OBSERVACIONES :
Molde N123
N capas555
N Golpes122556
condicion4285
W molde418541454285
Wm+ Mh924093209875
wmh505551755590
Dm15.215.115.5
Altura de la muestra12.512.312.6
Area del molde181.46179.07188.69
Volumen muestra2268.252202.5612377.494
h2.232.34942.35
CONTENIDO DE HUMEDAD
ENSAYO DE CARGA - PENETRACION
CURVA ESFUERZO DEFORMACION
ESFUERZO PARA 0.1 Y 0.2 DE PENETRACION
C.B.R Y DENSIDAD SECA
moldeMOLDE1MOLDE2MOLDE3
penetracion010201020102
CBR8.19.99.312.312.616.6
DS(GR/cm3)2.06212.06212.1782.1782.1822.182
Ds Max2.2
95% Ds max2.09
CBR(0.1)8.00
CBR (0.2)11
MECNICA DE SUELOSPGINA 2