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• EstradaEstradaAlberto

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Contenido I.

INTRODUCCION .................................................................................................... 2

II.

Objetivos................................................................................................................... 3 Objetivo general ........................................................................................................... 3 Objetivo especifico ....................................................................................................... 3

III.

marco teorico ......................................................................................................... 3

DETERMINACION DE LAS DENSIDADES MAXIMA Y MINIMA ..................... 3 Compacidad relativa ..................................................................................................... 3 DENSIDAD RELATIVA ............................................................................................. 5 IV. V. VI.

Materiales .............................................................................................................. 6 Equipos ey herramientas ........................................................................................... 6 Procedimiento recomendado ................................................................................. 6 Determinación de la densidad natural ...................................................................... 6 Determinación de la densidad mínima ..................................................................... 7 Determinación de la densidad máxima..................................................................... 7

VII. VIII. IX. X.

Memoria de CÁLCULO ........................................................................................ 9 Análisis de interpretación ................................................................................ 11 Conclusiones........................................................................................................ 12 Recomendaciones ................................................................................................... 13

XI.

AGRADECIMIENTO ......................................................................................... 13

XII.

BIBLIOGRAFIA ................................................................................................. 13

XIII.

Anexos ............................................................................................................. 14

I.

INTRODUCCION El siguiente informe trata sobre las densidades máximas y minimas realizadas

anteriormente cuya finalidad era la determinación de los parámetros de resistencia al corte. Son aplicables a suelos finos y cohesivos. Pero al 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 NO confinada, corte directo y triaxial no son de aplicación. En esta situación conviene contar con otras metodología 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 reistenci de los suelos granulares básicamente se sabe a la friccion que este tiene ya que la cohesion en estos casos es nula. Esta friccion estará en función de tamaño de partículas, grado de compacidad, angulosidad de partículas , etc. 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 ( inidice de Densidad). El cual nos indica que la friccion 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.

II.

OBJETIVOS.

OBJETIVO GENERAL

 Determinar experimentalmente la densidad máxima y minima de un suelo granular, empleando para ello la vibración mecánica para reducir los vacíos del suelo en estado seco o de incipiente humedad. OBJETIVO ESPECIFICO  Determinar la densidad relativa del suelo y en base a ello calcular el angulo de fricción con las relaciones dadas.  Determinar el parámetro de la Compacidad Relativa.  Determinar el estado de densidad de un suelo no cohesivo con respecto a sus densidades máximas y mínimas. Introducir al estudiante a las limitaciones para este tipo de ensayo.  Analizar e interpretar los resultados obtenidos.

III.

MARCO TEORICO

DETERMINACION DE LAS DENSIDADES MAXIMA Y MINIMA. Su finalidad es determinar las densidades secas máxima y mínima de suelos no cohesivos, no cementados, de tamaño máximo nominal hasta 80 mm., que contengan hasta un 12% en masa de partículas menores que 0,08 mm. y un IP igual o 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 bien definida de relación humedaddensidad. Karl Terzaghi expresó el grado de 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. COMPACIDAD RELATIVA La compacidad relativa es usada en suelos granulares Cr= (emax - e) / (emax - emin) La definición de la compacidad relativa (o densidad relativa) implica comparar la densidad del suelo respecto de sus estados más denso y más suelto posible. Eso se logra

comparando las relaciones de vacío. Si esa misma definición la llevamos a un suelo de grano fino y lo hacemos respecto de los límites plástico y líquido, recordando que en un suelo saturado la relación de vacíos es igual a la humedad por el peso específico de las partículas sólidas (gamma s) y dividido por el peso unitario del agua (gamma w), se llega a Cr = (LL-w) / (LL-LP). Esto se sigue llamando compacidad relativa. El índice de liquidez es exactamente lo mismo pero lo que estás mirando es qué tan cerca del LL está la muestra (cuando la humedad es igual al límite líquido, el LI es igual al 100%). Se puede utilizar cualquiera de las dos expresiones ya que nos dan la misma información pero en un caso referida al LL y en otro al LP. 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” ó “Compacidad relativa”. Se puede calcular la Compacidad relativa mediante la fórmula empírica de Terzaghi, determinada en laboratorio y se expresa en porcentaje:Cuando los suelos tienen apreciables cantidades de arcilla ó limos, la Cr pierde su significado, por notener valores definidos de máx y emín. Relación de vacíos de un suelo en su estado más suelto. Relación de vacíos de un suelo en su estado más compacto Relación de vacíos de un suelo en su estado natural La compacidad relativa indica el grado de compacidad de un suelo granular en su estado natural También la densidad relativa ó compacidad relativa, puede medirse en términos del peso específico seco, mediante el “BUREAU RECLAMATION”, fórmula empírica que se utiliza en el diseño y construcción de presas de tierra. Peso específico seco en su estado más compacto; es decir cuando la relación de vacíos en mínimo (peso volumétrico seco máximo).Peso específico seco “insitu” (peso volumétrico seco en estado natural )Peso específico seco del suelo en su estado más suelto (peso volumétrico seco mínimo)Estado de un material

granular (grava o arena) según su compacidad relativa: Estado Cr Muy flojo 0 a 15% Flojo 16% a 35% Medio 36% a 65%

DENSIDAD RELATIVA La densidad relativa es una propiedad índice de los suelos y se emplea normalmente en gravas y arenas, es decir, en suelos que contienen casi exclusivamente partículas mayores a 0.074 mm (malla #200). La densidad relativa es una manera de indicar el grado de compacidad (compactación) de un suelo y se puede emplear tanto para suelos en estado natural como para rellenos compactados artificialmente. El uso de la densidad relativa es importante en mecánica de suelos debido a la correlación directa que ella tiene con otros parámetros como por ejemplo: El ensayo proctor, El ensayo C.B.R. Y otros. Relacionados

con la capacidad de soporte del suelo. Conceptualmente la densidad relativa indica el estado de compacidad de cualquier tipo de suelo. La densidad relativa se obtiene de la determinación de otros parámetros como lo son: Densidad Mínima (suelo suelto), Densidad Máxima (suelo compactado) y la Densidad en Sitio, de estos, los dos primeros se realizan en laboratorio y el último se debe realizar en terreno. El ensaye es aplicable a suelos que contengan hasta un 12% de partículas finas y un tamaño máximo nominal de 80 mm. Determinación de la densidad relativa Evaluar la densidad relativa mediante la ecuación

DR 

Yd  YMIN  Ymax * Ymax  Ymiin  Yd

  *100 

Donde Yd presenta 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

Densidad Relativa (%)

Muy suelto

0 – 15

Suelto

15 – 35

Medio

35 – 65

Denso

65 -85

Muy Denso

85 – 100

Los parámetros de resistencia al corte serán calculados según las relaciones que se dan en la tabla N° 01. Tomando con criterio profesional el valor que mas se adecue a la situación. Estas relaciones permitirán calcular el ángulo de fricción, ya que por otro lado la cohesión del suelo es nula por tratarse de un suelo granular.

IV.

MATERIALES

El material fundamental para este ensayo es el suelo con gravas, y así poder determinar las densidades máximas y mínimas para hallar la densidad relativa.

V.

EQUIPOS EY HERRAMIENTAS

Equipo:  Molde Proctor.  Martillo de Goma.  Brocha.  Cucharon.  Regla metálica.  Bandejas.  Recipientes.

 6Kg de muestra.  Enrasado.  Poruña.

VI.

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 ala vez poder calcular la densidad natural.  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 en determinar la mínima densidad del suelo dejándolo caer libremente desde cierta altura.  En primer lugar se debe escoger las herramientas adecuadas según la siguiente tabla.

Tamaño máximo (in)

Herramientas para el llenado

Capacidad del molde (cm3)

3”

Pala o cucharon grande

14200

1 ½”

Cucharon

14200

¾”

Cucharon

2800

3/8”

Embudo de 1” de diámetro

2800

Nro. 4

Embudo de ½” de diámetro

2000

 Pesar y calcula 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 e debe distribuir de manera uniforme dejando caer en forma de espiral mientras se realiza la prueba.  Al llenar el molde enrasar con la ayuda de la regla metalica sin mover el molde. Seguidamente pesar el molde y la muestra y registrado. Determinación de la densidad máxima  En este caso se requiere del uso de una mea vibratoria el cual es de poca accesibilidad para muchos laboratorios, por lo que se realizo 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%.  Preparar el material en una cantidad aproximada de 6 kg y secarlas e 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 compactacion 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 pofundidad aproximada de 1 cm.  Terminada la compactacion retirar el collarin y proceder a enrasar el material y determinar su peso.

Fotografía N° 1 molde del proctor modificado para hallar las densidades maximas y minimas.

VII.

MEMORIA DE CÁLCULO DETERMINACION DE DE LA DENSIDAD MAXIMA Y MINIMA

Responsable: Estrada Estrada Alberto Cod: 201322724 Identificacion de la muestra: Zona/Calicata/Muestra/Condicion……………………………… Datos para la determinacion de la Densidad Maxima Determinacion de la Desnsidad Minima Muestra 1 2 3 Peso del molde + suelo 12033 12037 12038 Peso del molde 7294 7294 7294 Peso del suelo 4739 4743 4744 Volumen del molde 2951.134 2951.134 2951.134 Densidad seca minima 1.60582339 1.6071788 1.60751765 Densidad seca minima promedio (gr/cm2) 1.606839947

Datos para la determinacion de la Densidad Maxima Caracteristicas de la compactacion Diametro del molde 15.1 Altura del molde 16.65 Volumen del molde 2981.659277 Peso del piston (kg) 100 Altura de Caida del pison (cm) 46 Numero de capas 3 Numero de golpes por capa 15

Determinacion de la Desnsidad Maxima Muestra 1 2 3 Peso del molde + suelo 13119 13239 13243 Peso del molde 7341 7341 7341 Peso del suelo 5778 5898 5902 Volumen del molde 2951.134 2951.134 2951.134 Densidad seca Maxima 1.95789144 1.99855378 1.99990919 Densidad seca Maxima promedio (gr/cm2) 1.985451468

DESPUES HALLAMOS LA DENSIDAD RELATIVA CON LAS SIGUIENTES DATOS DENSIDAD MINIMA: = 1.6068 gr/cm2 DENSIDAD MAXIMA: = 1.9854 gr/ cm2

Yd  YMIN  Ymax * Ymax  Ymiin  Yd

  * 100  1.96  1.6068  1.9854  DR  *  * 100 1.9854  1.6068  1.96  DR  93.52%

DR 

 DR    20 

2.12

  21  

Giuliani Nicoll

  DR     arctan 0.575  0.631*    100   

Meyerhof 1956, arenas con >5% de suelos finos.

  25 | 0.15 * DR

Meyerhof 1956, arenas con