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UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERIA CIVIL

TEMA:

IMFORME Nº “INFORME DE DENSIDADES MAXIMAS Y MINIMAS” DOCENTE: Yampara Ticona Rina Luzmeri

NOMBRES: Jhonatan Sucasaca Condori

CURSO: Mecánica de suelos II CICLO: VI – “A”

AÑO: 2018 Perú – Juliaca

Índice 1.INTRODUCCION ................................................................................................................................ 3 2.NORMATIVA ...................................................................................................................................... 4 3.GENERALIDADES ............................................................................................................................. 4 4. OBJETIVOS ........................................................................................................................................ 5 4.1. OBJETIVOS GENERALES ......................................................................................................... 5 5.MARCO TEORICO ............................................................................................................................. 5 5.1. COMPACIDAD RELATIVA....................................................................................................... 5 5.2. DENSIDAD EN SUELOS............................................................................................................ 5 5.3. DENSIDAD MINIMA Y MAXIMA............................................................................................ 5 5.4. COMPACTACION ...................................................................................................................... 6 5.5. DENSIDAD MINIMA ................................................................................................................. 6 5.6. DENSIDA MAXIMA ................................................................................................................... 6 6.MATERIALES ..................................................................................................................................... 6 7.EQUIPOS Y HERRAMIENTAS ......................................................................................................... 7 8.PROCEDIMIENTO RECOMENDADO .............................................................................................. 7 9.METODOLOGIA DE CALCULO ....................................................................................................... 9 10.PRESENTACION DE RESULTADOS ............................................................................................. 9 11.INTERPRETACION DE RESULTADOS ....................................................................................... 10 12.CONCLUSION................................................................................................................................. 10 13.RECOMENDACIÓN ....................................................................................................................... 10 14.BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................................. 11 15.ANEXOS .......................................................................................................................................... 12

1.INTRODUCCION En el presente ensayo de densidad máxima y mínimas daremos a conocer las densidades de suelo ya sean máximas o mínimas de un suelo seco como también de suelos no cohesivos no cementados de tamaño máximo nominal hasta 80 o 0,08mm y el IP menor que 5 El método se aplica ya que en esta clase de suelos estén secos o saturados la compactación por impacto no produce una curva muy bien definida de relación humedad- densidad Karl terzaghi expreso el grado de compacidad de estos suelos en en términos de la densidad relativa también denominado índice de densidad la cual se encuentra en función de las densidades máxima y mínima obtenidas en laboratorio de mecánica suelos 2

2.NORMATIVA  ASTM D 1556 (Densidad Natural de Suelos – Cono de Arena)  ASTM D 4254 (Densidad Mínima de Suelos)  ASTM D 2424 (Densidad Máxima de Suelos) 3.GENERALIDADES Las prácticas realizadas anteriormente cuya finalidad era la determinación de los parámetros de resistencia al corte. Son aplicables a suelos finos y cohesivos. Pero a menudo se puede observar que los terrenos de fundación muchas veces corresponden a suelos granulares mas no a suelos finos o cohesivos. Por lo que los ensayos de Compresión n o confinada, Corte directo y Triaxial no son de aplicación En esta situación conviene contar con otras metodologías para la determinación de los parámetros de resistencia al corte en suelos granulares. Aun cuando fueren métodos indirectos que pudieran usarse. Como se sabe, la resistencia de los suelos granulares básicamente se debe a la fricción que este tiene ya que la cohesión en estos casos es nula. Esta fricción estará en función del tamaño de partículas, grado de compacidad, angulosidad de partículas Debido a lo indicado se han planteado métodos indirectos para la determinación de los parámetros de resistencia al corte y que dependen de otras variables, y una de ellas para el caso de suelos granulares es el de la determinación de la densidad relativa de los suelos (Índice de Densidad). El cual nos indica que la fricción de un suelo depende de la densidad relativa del mismo. Y esta a su vez depende de la densidad natural, máxima y mínima del suelo, el cual será objeto de discusión en la presente práctica.

4. OBJETIVOS 4.1. OBJETIVOS GENERALES Determinar la densidad natural, densidad máxima y la densidad mínima de un suelo granular. 4.2. OBJETIVOS ESPECIFICO  Determinar la densidad relativa del suelo y en base a ello calcular el ángulo de fricción con as relaciones dadas.  Conocer los materiales y herramientas para llevar a cabo el ensayo, el procedimiento a seguir paso a paso para obtener resultados óptimos, y así determinar el grado de compactación del suelo ensayado 5.MARCO TEORICO 5.1. COMPACIDAD RELATIVA La compacidad relativa es usada en suelos granulares implica compara la densidad del suelo respecto de sus estados más densos y más suelto posible se logra comparando las relaciones de vacío El grado de compactación en el campo puede medirse de acuerdo a la compacidad relativa en los suelos formados por partículas gruesas como las gravas y las arenas es muy importante conocer su estado de compacidad que se define por la densidad relativa que mediante terzaghi que también determino en el laboratorio y que lo expresa en porcentaje 5.2. DENSIDAD EN SUELOS La densidad de los suelos está relacionada con otras características de los suelos como los suelos arenosos de baja porosidad tienen una mayor densidad 1,2 a 1,8 g/cm3 que los suelos arcillosos 1,0a1,6g/cm3 los cuales tienen un mayor volumen de espacio de poros 5.3. DENSIDAD MINIMA Y MAXIMA Su finalidad es determinar las densidades secas máxima y mínima de suelos no cohesivos, no cementados, de flujo libre, de tamaño máximo nominal hasta 80mm, que contengan hasta un 12% en masa de partículas menores que 0,08mm estén secos o saturados, la compactación por impacto no produce una curva compacidad de estos suelos en Términos de la densidad relativa también denominado índice de densidad (ID), la cual se encuentra en función de las densidades máxima y mínima obtenidas en laboratorio.

5.4. COMPACTACION 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 el grado compactación de un suelo o de relleno se mide cuantitativamente mediante la densidad seca que se obtiene mediante un proceso de compactación depende de la energía utilizada durante la compactación 5.5. DENSIDAD MINIMA Existen dos procedimientos muy similares para identificar la densidad mínima, la diferencia radica en el tamaño máximo de la muestra del suelo. La densidad mínima de un suelo en el estado más suelto obtenible según un ensayo normal representa la condición más desfavorable de un suelo no cohesivo. Para la determinación de la densidad mínima debemos seleccionar el molde aparato de llenado y el peso de la muestra según el tamaño máximo de partículas del suelo de acuerdo a la tabla 2.1

5.6. DENSIDA MAXIMA Se determina mediante varios métodos en los cuales son  Método seco  Método húmedo

6.MATERIALES Suelo granular en estado alterado en una cantidad de 10 Kg.

7.EQUIPOS Y HERRAMIENTAS  Molde metálico de acuerdo a la necesidad del ensayo.  Cucharon y/o embudo de plástico.  Regla metálica  Martillo de compactación con una base circular de 9.8 cm de diámetro. 4.5Kg. Y una altura de caída de 46 cm.  Molde patrón de compactación de 4”.  Balanza con una precisión de 0.1 gr.  Horno a una temperatura de 110 °C.

 Herramientas varias (Bandejas, vernier, etc.) 8.PROCEDIMIENTO RECOMENDADO Determinación de la densidad Natural  La densidad natural puede ser determinado con el método del cono de arena, el cual ya fue desarrollado en la asignatura.  En caso de suelos que son muy sueltos se puede usar el método del volumen conocido, el que consiste en hincar un molde de volumen conocido sobre el suelo a fin de conocer el peso que queda retenido en el molde y a la vez poder calcular la densidad natura.  En caso se opte por el segundo método indicado esta prueba debe realizarse mínimamente cinco veces y determinar su promedio. Determinación de la densidad Mínima  Consiste e n d e t e r m i n a r l a m í n i m a d e n s i d a d d e l s u e l o d e j á n d o l o c a e r libremente desde cierta altura.  En primer lugar se debe escoger las herramientas adecuadas según la siguiente tabla.

Tamaño máximo (in) 3” 1 ½” ¾”

Capacidad del Herramienta para el llenado Pala o cucharon grande Cucharon

molde (cm3) 14200 14200

Cucharon

2800

3/8”

Embudo de 1” de diámetro

2800

Nro. 4

Embudo de ½” de diámetro

2000

 Pesar y calcular el volumen del molde que será usado para realizar la prueba y registrar dicho calculo.  llenar el embudo con el material protegiendo la parte inferior del embudo a fin de que el material no salga.  Dejar caer el material dentro del molde a una altura de caída de 2.5 cm y procurar que el flujo de salida del material sea constante.  El material además se debe distribuir de manera uniforme dejando caer enforma de espiral mientras se realiza la prueba.  Al llenar el molde enrasar con la ayuda de la regla metálica sin moer el molde. Seguidamente pesar el molde y la muestra y registrarlo.  Repetir este procedimiento por tres veces y calcular la densidad mínima delsuelo para cada prueba y calcular su promedio. Determinación de la densidad Máxima  En este caso se requiere del uso de una mesa vibratoria el cual es de poca accesibilidad para muchos laboratorios, por lo que se realizó una adaptación de este método con el martillo de Marshall. Este procedimiento esta normado por la norma técnica española NTL 205/91 y es aplicable a arenas no cementadas y que pasen en su totalidad por la malla N° 4. Además, el pasante por la malla N° 200 no deberá ser mayor al 10%. Además, la norma define a la densidad máxima a aquella que se alcanza cuando se compacta en estado seco con una energía de compactación de 5086 j/dm3  Preparar el material en una cantidad aproximada de 6 Kg y secarlas en el horno a temperatura constante. Este material deberá ser representativo del total de la masa de suelo.  Dividir por cuarteo y obtener dos porciones iguales de muestra.  A continuación, pesar el molde y determinar su volumen.  Seguidamente proceder a la compactación del material en cinco capas y a una razón de 50 golpes por capa. Antes de compactar la capa subsiguiente se

debe escarificar la

superficie compactada en una profundidad aproximada de 1 cm.  Terminada la compactación retirar el collarín y proceder a enrasar el material y determinar su peso

9.METODOLOGIA DE CALCULO La densidad de campo debe ser calculada según los procedimientos que se indicaron para el ensayo de cono de arena Tanto la densidad máxima y la densidad mínima seca pueden ser calculados en la siguiente expresión 𝛾𝑑 =

𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒

La densidad relativa del suelo en función a las densidades máximas y mínimas se puede calcular según la siguiente expresión 𝐷𝜏 =

𝛾𝑑 − 𝛾𝑚𝑖𝑛 𝛾𝑚𝑎𝑥 ( ) 𝑥100 𝛾𝑚𝑎𝑥 − 𝛾𝑚𝑖𝑛 𝛾𝑑

Donde ya representa a la densidad natural en estado seco En la siguiente tabla terzaghi expreso el estado del suelo en función a su densidad relativa Estado del suelo Muy suelto Suelto Medio Denso Muy Denso

Densidad Relativa (%) 0 - 15 15 - 35 35 - 65 65 - 85 85 – 100

10.PRESENTACION DE RESULTADOS Los resultados serán reportados y calculados de acuerdo al formato que se presenta a continuación: en la hoja de trabajo N° 07. Anotándose las observaciones en caso estos se presenten. CARACTERISTICAS DE LA COMPACTACIÓN DIAMETRO (cm)

15,22 ALTURA DE LA CAIDA DEL PISÓN(cm)

ALTURA (cm)

17,78 # DE CAPAS

VOLUMEN(cm³) PESO DEL PISÓN (kg)

3234,82613 # DE GOLPES

46 5 50

4,5

DENSIDAD MÍNIMA muestra n° 1 2 W molde + W suelo (gr) 13535 13542 Wmolde(gr) 7724 7724 W suelo(gr) 5811 5818 vol molde (cm³) 3234,826132 3234,826132 densidad seca mínima(gr/cm³) 1,79638712 1,79855107 densidad seca mínima prom(gr/cm³) 1,796799301

3 13532 7724 5808 3234,82613 1,79545971

DENSIDAD MÁXIMA muestra n° 1 2 W molde + W suelo (gr) 13779 13769 Wmolde(gr) 7724 7724 W suelo(gr) 6055 6045 vol molde (cm³) 3234,826132 3234,826132 densidad seca mínima(gr/cm³) 1,871816213 1,868724857 densidad seca mínima prom(gr/cm³) 1,869961399

3 13771 7724 6047 3234,82613 1,86934313

DENSIDAD RELATIVA DENSIDAD IN SITU DENSIDAD SECA MÁXIMA DE LAB. DENSIDAD SECA MÍNIMA DE LAB. DENSIDAD RELATIVA (DR)(%)

1,820 1,870 1,797 33,003

ÁNGULO DE FRICCIÓN φ (suelo fino 5%)

29,95038812 34,95038812

11.INTERPRETACION DE RESULTADOS Al realizar los cálculos de este ensayo de densidad de campo en laboratorio con respectiva datos de la práctica se determine la densidad relativa en el cual la máxima y el mínimo la variación es de poco notorio casi nada que relativa se determina 33.003 de porcentaje seria densidad suelto 12.CONCLUSION De la manera correcta se determinó el ensayo de densidad de campo máximas y mínimas Al cual se tomó encuentra la parte teórica como también la guía de laboratorio de densidad gracias a ello se puede obtener los resultados 13.RECOMENDACIÓN Se recomienda utilizar de la manera correcta los equipos de ensayos del laboratorio se recomienda tener en presente la guía del laboratorio para escribir los datos tomados Se recomienda utilizar las formulas y la parte teórica delo estudio del tema

14.BIBLIOGRAFIA

 OUZIAUX, R.; PERRIER, J. “Mecanique des fluides appliqueé” Ed. Dunod (1978 )  VENNARD, J.K.; STREET, R.L. "Elementos de Mecánica de fluidos” Ed. Continental (1979 )  MATAIX, C. “Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas" Ed. del Castillo ( 1986 )  ROCA VILA, R. “Introducción a la Mecánica de los fluidos" Ed. Limusa ( 1980 )  MASSEY, B.S. “Mecánica de los fluidos" Ed. C.E.C.S.A. ( 1979 )  HERNÁNDEZ, J.M. “Mecánica de fluidos y máquinas hidráulicas" Ed. UNED ( 1976 )  ROBERSON, J.A. - CROWE, C.T. “Mecánica de fluidos " Ed. Interamericana ( 1983 )  BATCHELOR, G. “An introduction to fluid dynamics” Cambridge Univ. Press ( 1967

15.ANEXOS