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FACULTAD DE INGENIERIA GEOLÓGICA, MINERA, METALÚRGICA Y GEOGRÁFICA ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME DE LABORATORIO: GRANULOMETRÍA Y CALSIFICACIÓN DE SUELO

PROFESOR: Ing. Iván H. Pehovaz Álvarez

PRESENTA: o MORENO RIVERO EDÚ GONZALO o RAMOS FUENTES, JHON-ANDER ELÍAS o RIMAS CAHUANA YAIR ENRIQUE

LIMA – PERÚ CIUDAD UNIVERSITARIA - 2019

ÍNDICE 1. Introducción 2. Objetivos 2.1. Objetivos generales 2.2. Objetivos específicos 3. Materiales y métodos 4. Estado de arte(historia y antecedentes) 5. Marco Teórico 6. Procedimiento 7. Cálculos 8. Análisis y resultado 9. Conclusiones 10. Recomendaciones 11. Referencias Bibliográficas 12. Anexos

Mecánica de suelos 1 - Ing. Civil UNMSM

1. INTRODUCCIÓN El siguiente informe aborda los pasos y recursos que se necesitaron para realizar una vez mas y comprobar el ensayo Proctor (Estándar y Modificado), describiremos los procedimientos realizados en laboratorio y antes de eso mencionamos teoría sobre la cual este ensayo a cobrado su validez en el tema de compactación, para terminar realizamos la comparación entre las dos variantes de este ensayo Proctor y los resultados de estos mismos.

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2. OBJETIVOS  PROCTOR STANDAR Este ensayo abarca los procedimientos de compactación usados en Laboratorio, para determinar la relación entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos (curva de compactación) compactados en un molde de 4 ó 6 pulgadas (101,6 ó 152,4 mm) de diámetro con un pisón de 5,5 lbf (24,4 N) que cae de una altura de 12 pulgadas (305 mm), produciendo un Energía de compactación de 12 400 lbpie/pie3 (600 kN-m/m3)  PROCTOR MODIFICADO Este ensayo abarca los procedimientos de compactación usados en Laboratorio, para determinar la relación entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos (curva de compactación) compactados en un molde de 4 ó 6 pulgadas (101,6 ó 152,4 mm) de diámetro con un pisón de 10 lbf (44,5 N) que cae de una altura de 18 pulgadas (457 mm), produciendo una Energía de Compactación de 56 000 lbpie/pie3 (2 700 kN-m/m3).

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3. MATERIALES Y METODO UTILIZADO       



PROCTOR STANDAR Molde de 4 pulgadas (101.6 mm). Material que pasa por el tamiz Nº4 Pisón ó Martillo de 2.7 kg. caída libre de 300 mm Balanza con precisión de 0.1g. Horno de Secado.- Con control termostático preferiblemente del tipo de ventilación forzada, capaz de mantener una temperatura uniforme de 230 ± 9 ºF (110 ± 5 ºC) a través de la cámara de secado. Herramientas de Mezcla.- Diversas herramientas tales como cucharas, mezclador, paleta, espátula, botella de spray, etc. ó un aparato mecánico apropiado para la mezcla completo de muestra de suelo con incrementos de agua.

 PROCTOR MODIFICADO     



Molde de 4 pulgadas (101.6 mm). Material que pase por el tamiz Nº4 Pisón ó Martillo de 4.5 kg Caída libre de 450 mm. Balanza.- Una balanza de aproximación de 1 gramo. • Horno de Secado.Con control termostático preferiblemente del tipo de ventilación forzada, capaz de mantener una temperatura uniforme de 230 ± 9 ºF (110 ± 5 ºC) a través de la cámara de secado. Herramientas de Mezcla.- Diversas herramientas tales como cucharas, mezclador, paleta, espátula, botella de spray, etc. ó un aparato mecánico apropiado para la mezcla completo de muestra de suelo con incrementos de agua.

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4. ESTADO DE ARTE  TEORIA DE COMPACTACION En 1933 R.R. Proctor publicó 4 artículos, producto de sus estudios titulados “Principios Fundamentales de la Compactación de Suelo”, estableciendo con ello, los principios básicos de la compactación ratificados por su propia experiencia en el campo .Este investigador se dedicó a obtener un método de laboratorio que reprodujera las condiciones de campo, y que permitiera predecir, dentro de ciertos límites, las condiciones de compactación de un suelo dado. Propuso entonces el ensayo hoy conocido como Compactación Proctor cuyo uso es prácticamente universal.Proctor definió cuatro variables en la compactación de los suelos. El origen del ensayo del Próctor Modificado se remonta a la Segunda Guerra Mundial, cuando estadounidenses y británicos debían realizar ensayos sobre la calidad de los pavimentos de obras aeroportuarias, y estos debían estar adaptados a los aviones de la época de una carga muy superior a la de vehículos terrestres. Por ello, se “actualizo” el ensayo del Próctor exigiéndole una mayor cantidad de energía, con lo que se pasó denominar ensayo Próctor Estándar al original y Ensayo Próctor Modificado al más reciente. Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da nombre, Ralph R. Proctor (1933), y determinan la máxima densidad que es posible alcanzar para suelos, en determinadas condiciones de humedad y energía.

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5. MARCO TEÓRICO En mecánica de suelos, el ensayo de compactación Proctores uno de los más importantes procedimientos de estudio y control de calidad de la compactación de un terreno. A través de él es posible determinar la densidad seca máxima de un terreno en relación con su grado de humedad, a una energía de compactación determinada. Existen dos tipos de ensayo Proctor normalizados; el "Ensayo Proctor Standard", y el "Ensayo Proctor Modificado". La diferencia entre ambos se encuentra en la energía utilizada, la cual se modifica según el caso variando el número de golpes, el pisón (cambia altura y peso), el molde y el número de capas. La razón de que haya dos ensayos distintos no es más que la modernización de uno con respecto al otro. El origen del ensayo del Próctor Modificado se remonta a la Segunda Guerra Mundial, cuando estadounidenses y británicos debían realizar ensayos sobre la calidad de los pavimentos de obras aeroportuarias, y estos debían estar adaptados a los aviones de la época de una carga muy superior a la de vehículos terrestres. Por ello, se “actualizo” el ensayo del Próctor exigiéndole una mayor cantidad de energía, con lo que se pasó denominar ensayo Próctor Estándar al original y Ensayo Próctor Modificado al más reciente. Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da nombre, Ralph R. Proctor (1933), y determinan la máxima densidad que es posible alcanzar para suelos, en determinadas condiciones de humedad y energía. El ensayo consiste en compactar una porción de suelo en un cilindro con volumen conocido, haciéndose variar la humedad para obtener la curva que relaciona la humedad y la densidad seca máxima a determinada energía de compactación. El punto máximo de esta curva corresponde a la densidad seca máxima en ordenadas y a la humedad óptima en abscisas.

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El Grado de compactación de un terreno se expresa en porcentaje respecto al ensayo Proctor; es decir, una compactación del 85% de Proctor Standard quiere decir que se alcanza el 85% de la máxima densidad del Proctor Standard. El porcentaje puede ser mayor al 100%, por ejemplo, en casos en que la energía de compactación en campo es mayor a la del Proctor Standard. Las principales normativas que definen estos ensayos son las normas americanas ASTM D-698 (ASTM es la American Society for Testing Materials, Sociedad Estadounidense para el Ensayo de Materiales) para el ensayo Proctor estándar y la ASTM D-1557 para el ensayo Proctor modificado. En España existen las normas UNE 103-500-94 que define el ensayo de compactación Proctor normal y la UNE 103-501-94 que define el ensayo Proctor modificado. En Argentina se puede referir a las normas de Vialidad Nacional.

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6. PROCEDIMIENTO 

Ensayo Proctor estándar a. Secar al aire una muestra de unos 3 kg y retirar de ella todo el material mayor a la malla Nº 4. b. Determinar y registrar la tara del molde Proctor. c. Mezclar la muestra con el agua suficiente para obtener una mezcla ligeramente húmeda, que aún se desmorone cuando se presione después de ser apretada con la mano. d. Colocar la muestra dentro del molde en tres (3) capas sucesivas, aplicándoles a cada una 25 golpes repartidos en toda el área, dados con un pisón de 2,5 Kg., que se deja caer de 30 cm. e. Quitar cuidadosamente la extensión del molde y enrasar la parte superior del cilindro con la regla metálica. f. Determinar y registrar el peso del cilindro con el suelo compactado. g. Retirar el suelo del molde y obtener el contenido de agua de dos muestras representativas, de unos 100 gr., una obtenida de un nivel cercano al superior y otra de una parte próxima al fondo. h. Repetir el proceso con un contenido de agua cada vez mayor hasta que se tengan por lo menos dos determinaciones en las que el peso del molde con el suelo compactado sea inferior a los anteriores. i. Dibujar los resultados obtenidos en una gráfica que tenga como abscisas los diferentes contenidos de agua resultante y como ordenadas los pesos específicos secos. j. En la curva obtenida, la máxima ordenada representará la humedad óptima del suelo para la que pueda lograrse el máximo peso específico con la energía de compactación entregada.



Ensayo Proctor modificado a. La diferencia con el ensayo anterior consiste en que se trabaja con 5 capas de suelos y con pisón de 4,5 Kg., el cual el cual se deja caer desde 45 cm.

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7. CÁLCULOS instrumento peso 3.291 base 2.83 1er cilindro 1.466 2do cilindro

peso total peso húmedo compactado muestra suelo húmedo peso muestra seca peso del agua volumen humedad densidad húmeda densidad seca saturación

PROCTOR ESTANDAR GS 3.1 prueba s 1 kg kg kg kg kg m3 % kg/m3 kg/m3

1.961 0.045 0.042 0.003 0.000921 3 7.1% 2128.4 2126.9 2538.0

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2

4

5

2.014 0.87 0.019 0.025 0.017 0.022 0.002 0.003 0.000921 0.000400 3 5 11.8% 13.6% 2185.9 2171.8 2183.3 2168.8 2271.6 2178.9

0.852 0.041 0.036 0.005 0.000400 5 13.9% 2126.9 2123.9 2167.0

Ensayo Proctor modificado 2600.0

densidad seca

2500.0 2400.0 2300.0 2200.0 2100.0 2000.0

10%

12%

Ensayo

14%

16%

18%

20%

humedad Proctor estándar

curva de compactación

curva de saturación

2600.0

densidad seca

2500.0 2400.0 2300.0 2200.0 2100.0 2000.0 0.0%

2.0%

4.0%

6.0%

curva de compactación

8.0%

10.0%

12.0%

humedad curva de saturación

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14.0%

16.0%

peso total peso húmedo compactado muestra suelo húmedo peso muestra seca peso del agua volumen humedad densidad húmeda densidad seca saturación

PROCTOR MODIFICADO GS 3.4 prueba s 1 2 kg 10.609 10.861 kg kg kg kg m3 % kg/m3 kg/m3

4 10.634

5 10.51

4.488 4.74 4.513 4.389 0.021 0.028 0.038 0.02 0.019 0.025 0.033 0.017 0.002 0.003 0.005 0.003 0.0020890 0.0020890 0.0020890 0.0020890 3 3 3 3 11% 12% 15% 18% 2148.4 2269.0 2160.3 2101.0 2146.1 2266.3 2157.1 2097.3 2503.9 2414.8 2244.0 2125.0

8. ANÁLISIS Y RESULTADO Teniendo ya de antemano los cálculos, y presentado como resultado los cuadros con todos los datos obtenidos y la curva generada por dichos datos. Al observar la tipología de la curva y compararla con curvas ya conocidas y explicadas en la teoría trabajada podemos decir que esta curva pertenece a un suelo arcilloso limoso.

9. CONCLUSIONES -

Corroborar por el gráfico que en el Ensayo Proctor Modificado se consigue una densidad seca máxima mayor que en el Ensayo Proctor Estándar.

-

Conocer de una manera apropiada el tipo de suelo por medio de este ensayo (laboratorio) para así poder elegir un método de compactación óptimo para el suelo trabajado (en campo).

-

Al cambiar la energía aplicada, que es con la que se compacta el suelo, la densidad seca también cambiará de manera directamente proporcional.

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-

Al comparar los volúmenes de nuestra muestra inicial con la muestra final, observamos el volumen un poco reducido.

10. RECOMENDACIONES - Cuando se realiza el ensayo Proctor Modificado es recomendable hacer entre dos personas la parte del mezclado y la de compactación (mazo). -

El agua que se agrega debe ser preferencialmente mezclada uniformemente para que esta sea homogénea.

-

Al realizar la parte de compactación es recomendable situar el mazo en diversas partes de la superficie de la mezcla para así tener una compactación más homogénea.

11. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 



Fredy Goicochea Fernández, F. G. F. (s.f.). PROCTOR MODIFICADO. Recuperado 24 junio, 2019, de https://es.slideshare.net/fredygoicocheafernandez/proctor-modificado-50324430 Ensayo Proctor Normal y Modificado. Descripción e interpretación. (2018, 24 noviembre). Recuperado 24 junio, 2019, de http://geotecniafacil.com/ensayoproctor-normal-y-modificado/

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12. ANEXO

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