• Author / Uploaded
• Milagros Quispe Pisconte

Citation preview

Año de la Promoción de la Industria Responsable Y del Compromiso Climático

UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA

DENSIDAD FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL DOCENTE:

Ing. Antonio Hernández

CURSO:

Mecánica de Suelos II

CICLO:

VI

SECCIÓN:

A

INTEGRANTES: GALLEGOS PARRA, Gersson HERRERA MESIAS, Estrella MOLINA CONTRERAS, Roberth QUISPE PISCONTE, Milagros ROJO BENDEZÚ, Carlos YALLICO, Edgard

ICA 2014

Universidad Nacional “San Luis Gonzaga” de Ica

INTRODUCCIÓN La compactación es el término que se utiliza para describir el proceso de densificación de un material mediante medios mecánicos; el incremento de densidad se obtiene al disminuir el contenido de aire en los vacíos en tanto se mantienen el contenido de humedad aproximadamente constante. En la práctica, de compactación se realiza con frecuencia sobre los materiales que se utilizan para rellenos en la construcción de terraplenes, pero también puede realizarse in situ con suelos naturales en proyectos de mejoramiento del terreno. El grado compactación de un suelo o de un relleno se mide cuantitativamente mediante la densidad seca; que se obtiene mediante un proceso de compactación que depende de la energía utilizada durante la compactación, denominada energía de compactación, también depende del contenido de humedad durante la misma. El contenido de humedad y la energía de compactación se obtienen a partir de ensayos de compactación en el laboratorio.

Facultad de Ingeniería Civil

Mecánica de Suelos - I I

pág. 2

Universidad Nacional “San Luis Gonzaga” de Ica

OBJETIVOS:  Este método de ensayo se usa para determinar el peso unitario (densidad) de los suelos en el terreno. El empleo del aparato descrito aquí está restringido a suelos que contengan partículas no mayores de 50 mm (2") de diámetro.  Aprender a determinar este cálculo en campo y cuáles son sus ventajas y desventajas en la aplicación al diseño o construcción.  Tomar decisiones de acuerdo a tipos de información que se obtengan en estos laboratorios para adquirir experiencia cuando se esté realizando una obra de gran magnitud.

Facultad de Ingeniería Civil

Mecánica de Suelos - I I

pág. 3

Universidad Nacional “San Luis Gonzaga” de Ica

MARCO TEÓRICO DETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL SUELO EN TERRENO MÉTODO CONO DE ARENA (ASTM D1556-64) 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 informe realizaremos el primer método. 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 (calibrada) 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.

MATERIALES: 1. APARATO DEL CONO DE ARENA :

Facultad de Ingeniería Civil

Mecánica de Suelos - I I

pág. 4

Universidad Nacional “San Luis Gonzaga” de Ica

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 continúa 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 esté en posición completamente abierta o completamente cerrada. El aparato deberá estar de acuerdo con las exigencias indicadas. También hacemos uso de una placa base que nos permitirá la nivelación en el ensayo y el abrir agujeros de diámetro mayor, lo que permitirá reducir la pérdida de suelo al pasarlo del agujero de ensayo al recipiente, así como también ofrecer una base más 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. 2. ARENA: 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 preferiblemente de forma redondeada o sub-redondeada para favorecer que fluya libremente y desprovista de partículas o arena fina (menor que 250mm, 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.

3. BALANZAS: Una balanza de capacidad de 10Kg. Y sensibilidad de 2g y otra de capacidad de 200g y sensibilidad de 0.1g.

4. EQUIPO PARA EL SECAMIENTO: Estufa, horno u otro equipo adecuado para secar muestras con el fin de determinar su contenido de humedad.

Facultad de Ingeniería Civil

Mecánica de Suelos - I I

pág. 5

Universidad Nacional “San Luis Gonzaga” de Ica

5. EQUIPO MISCELÁNEO: Pequeña pica, cinceles y cucharas para excavar el agujero de ensayo, cazuela para freír de 224mm (10”) o cualquier otro recipiente adecuado para secar muestras; canastillas con tapas, sacos de lona u otros recipientes adecuados para que contengan las muestras de peso unitario y humedad o para el peso unitario de la arena respectivamente, pequeña brocha de pintura, libreta de apuntes, etc.

Tanto el método del cono de arena como el del balón de caucho, utilizan los mismos principios, es decir, obtener la masa del suelo húmedo (M h) de una pequeña excavación hecha sobre la superficie del terreno (generalmente del espesor de la capa compactada). Obtenido el volumen de dicho agujero (V e), la densidad del suelo estará dada por la siguiente expresión:  hum = Mh / Ve

( g /cm3 )

Si se determina luego el contenido de humedad (w) del material extraído, la densidad seca será: ρseca = hum / ( 1 + w )

( g /cm3 )

PROCEDIMIENTO: Seleccionamos y preparamos la superficie del punto a trabajar, nivelándola en este caso para conseguir un buen asentamiento. Colocamos la placa base sobre la superficie preparada. Procedemos a excavar dentro de la abertura de la placa base, iniciando la excavación con un diámetro menor a ésta y afinando luego hacia los bordes. La profundidad de la excavación debe ser similar al espesor de la capa de control. NOTA: al ejecutar la excavación de debe tener cuidado de no alterar las paredes del suelo, especialmente en suelos granulares Colocamos todo el suelo excavado en un envase o bolsa, el cual se debe cerrar herméticamente para conservar la humedad del suelo para evitar posibles pérdidas de material o contaminación. Determinamos el peso del suelo excavado. Asentamos el aparato de densidad sobre la placa base (frasco más arena calibrada igual a 5kg), abrimos la válvula y cerramos una vez que la arena ha dejado de fluir. Retiramos el aparato y determinamos el peso de la arena que quedó por encima de la placa base. También se pudo determinar el peso de la arena contenida en la perforación del ensayo. Facultad de Ingeniería Civil

Mecánica de Suelos - I I

pág. 6

Universidad Nacional “San Luis Gonzaga” de Ica

Recuperamos la arena del ensayo que quedó en la perforación y la dejamos en un envase aparte para su posterior uso en los siguientes puntos a trabajar. Una vez culminado echo el mismo procedimiento para los siguientes puntos, procedemos a realizer los cálculos respectivos.

DATOS: UNIVERSIDAD DE VALPARAISO ESCUELA DE INGENIERIA DE LA CONSTRUCCION LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD APARENTE ARENA Y DENSIDAD IN SITU Proyecto : Ubicación : Descripción del suelo : Fecha de muestreo:

Fecha de ensayo:

Densidad aparente suelta de la arena (DAS) Determinación Nº Masa del molde (g) Masa del molde + arena (g) Volumen del molde (cm3) Densidad aparente suelta ( DAS) (g/cm3) Densidad aparente suelta promedio DAS (g/cm3)

1

2

3

4

5

Calibración del cono basal (mc) Determinación Nº Masa del aparato de densidad lleno de arena (g) Masa del aparato con arena remanente (g) M. arena en el cono y espacio de la placa base (g) Masa arena en el cono basal promedio mc (g)

1

2

3

Determinación del contenido de humedad del suelo extraído en terreno Ensayo Nº Masa recipiente + suelo húmedo (g) Masa recipiente + suelo seco (g) Masa recipiente (g) Masa suelo seco (g) Masa agua (g) Contenido de humedad ( % )

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

Determinación densidad de terreno Ensayo Nº Masa suelo húmedo removido (g) Masa del cono lleno de arena (g) Masa del cono con arena remanente (g) Volumen del suelo ( cm3 ) Densidad húmeda del suelo (g/cm3) Densidad seca del suelo (g/cm3)

Facultad de Ingeniería Civil

Mecánica de Suelos - I I

pág. 7

Universidad Nacional “San Luis Gonzaga” de Ica

Facultad de Ingeniería Civil

Mecánica de Suelos - I I

pág. 8