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FACULTAD DE INGENIERÍAS Y CIENCIAS PURA C.A.P. INGENIERÍA CIVIL

ANDINA UNIVERSIDAD NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ A

UNIVERSIDAD ANDINA “NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ” FACULTAD DE INGENIERÍAS Y CIENCIAS PURAS C.A.P. INGENIERÍA CIVIL

PRACTICA: INSTRUMENTOS DE LABORATORIO

ING. ARMANDO MAMANI JILAJA

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS I

FACULTAD DE INGENIERÍAS Y CIENCIAS PURA C.A.P. INGENIERÍA CIVIL

ANDINA UNIVERSIDAD NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ

“AÑO DEL BUEN SERVICIO AL CIUDADANO”

INFORME N°002– 2017 /EPIC – UANCV. A

: ING. ARMANDO MAMANI JILAJA

DEL

: ESTUDIANTES DEL GRUPO I

ASUNTO

: INFORME DE LA PRACTICA REALIZADA EN EL LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

FECHA

: JULIACA 22 DE SETIEMBRE 2017

Tengo el agrado de dirigirnos a usted con la finalidad de poner en su conocimiento y a su vez informar en lo referente a la práctica N°002 “CONTENIDO DE UNEDAD” en el área de MECANICA DE SUELOS, realizado el día Viernes 21d e Setiembre del presente año, en el lugar de ubicación en el laboratorio de Mecánica de Suelos referencia en la UANCV. Le hago alcance este informe para su revisión respectiva esperando su pronta calificación y aprobación de dicho informe.

.………………………………………………… ILBIS FREDY ZAPANA PARI

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I. INTRODUCCIÓN: Esta propiedad física del suelo es de gran utilidad en la construcción civil y se obtiene de una manera sencilla, pues el comportamiento y la resistencia de los sueles en la construcción están regidos, por la cantidad de agua que contienen. El contenido de humedad de un suelo es la relación del cociente del peso de las partículas sólidas y el peso del agua que guarda, esto se expresa en términos de porcentaje. El proceso de la obtención del contenido de humedad de una muestra se hace en laboratorios, el equipo de trabajo consiste en un horno donde la temperatura pueda ser controlable. Una vez tomada la muestra del sólido en estado natural se introduce al horno. Ahí se calienta el espécimen a una temperatura de más de 100 grados Celsius, para producir la evaporación del agua y su escape a través de ventanillas. Se debe ser cuidadoso de no sobrepasar el límite, para no correr el riesgo de que el suelo quede cremado con la alteración del cociente de la determinación del contenido de humedad. El material debe permanecer un periodo de doce horas en el horno, por esta razón se acostumbra a iniciar el calentamiento de la muestra de suelo al final del día, para que así de deshidrate durante toda la noche. Cumplidas ya las 12 horas de secado de la muestra de tamaño normal se procede a retirar y pesar, para así obtener el peso del suelo seco. El peso del agua será la diferencia entre el peso de la muestra en estado natural y la muestra seca de suelo. Ya se cuenta con los valores necesarios para la obtención del contenido de humedad, en caso de tener mucha prisa en la obtención de resultados de ensayo, la muestra podría ser retirada del horno al cabo de cinco o seis horas para así pesarla, luego se introduciría de nuevo al horno y se compararía con este peso con el obtenido a las seis horas de secado. Si no se obtiene ninguna diferencia, podría utilizarse este valor como el peso seco de dicha muestra de suelo.

1. OBJETIVOS: LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS I

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OBJETIVO GENERAL

El contenido de humedad de un suelo es la relación expresada en porcentajes entre el peso del agua existente en una muestra de suelo y el peso de las partículas sólidas. En laboratorio hacer correctamente el procedimiento para determinar el contenido de humedad de las muestras de suelo de todos los estratos.

OBJETIVO ESPECIFICO 1. Determinar la cantidad de agua que posee una muestra de suelo, con respecto al peso seco de la muestra. 2. Determinar este contenido de agua con los 2 métodos: Rápido y Estándar. 3. Aprender los pasos del muestreo según norma ASTM D 420 para poder después continuar con el análisis de los estratos encontrados y determinar correctamente su contenido de humedad

2. MARCO TEORICO: Es el muestreo e investigación de suelos y rocas con base en procedimientos normales, mediante los cuales deben determinarse las condiciones de los suelos. Establecer los procedimientos adecuados de muestreo de suelos y rocas, que permitirán la correlación de los respectivos datos con las propiedades del suelo, tales como plasticidad, permeabilidad, peso unitario, compresibilidad, resistencia y gradación; y de la roca, tales como resistencia, estratigrafía, estructura y morfología. REFERENCIAS NORMATIVAS ASTM D 420: Standard Guide to Site Characterization for Engineering Design and Construction Purposes

MUESTRA

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Deben obtenerse muestras representativas de suelo o roca, o de ambos, de cada material que sea necesario para la investigación. El tamaño y tipo de la muestra requerida, depende de los ensayos que se vayan a efectuar y del porcentaje de partículas gruesas en la muestra, y las limitaciones del equipo de ensayo a ser usado. El tamaño de las muestras alteradas, en bruto, puede variar a criterio del responsable de la investigación, pero se sugiere las siguientes cantidades: · Clasificación visual: 0,50 kg – 50 – 500 g. · Análisis granulométrico y constantes de suelos no granulares: 0,50 a 2,5 kg. · Ensayo de compactación y granulometría de suelo-agregado granular: 20 - 40 kg. · Producción de agregados o ensayo de propiedades de agregados: 50 200 kg. Debe identificarse cuidadosamente cada muestra con la respectiva perforación o calicata y con la profundidad a la cual fue tomada. Colóquese una identificación dentro del recipiente o bolsa, ciérrese en forma segura, protéjase del manejo rudo y márquese exteriormente con una dentificación apropiada. Guárdense muestras para la determinación de la humedad natural en recipientes de cierre hermético para evitar pérdidas de la misma. Cuando el secado de muestras puede afectar la clasificación y los resultados de los ensayos, las muestras deben ser protegidas para la pérdida de humedad. Deberá tomarse muestras de suelo y agua para determinar la acidez, el pH y el contenido de compuestos metálicos del material, cuando pueda esperarse que causen un cambio inaceptable en su medio ambiente. El tamaño de la muestra no deberá ser menor de 2,5 kg. CLASIFICACION DEL MATERIAL Las muestras para ensayos de suelos y rocas deberán enviarse al laboratorio para los ensayos de clasificación física y mecánica respectiva, de acuerdo con las instrucciones del especialista geotécnico. Las muestras tomadas, deben servir como mínimo para realizar los siguientes ensayos de laboratorio: · Análisis granulométrico por tamizado MTC E 107. · Análisis granulométrico por hidrómetro MTC E 109 · Humedad natural MTC E 108 · Determinación del límite líquido MTC E 110 · Determinación del límite plástico MTC E 111 · Determinación del límite de contracción, si se encuentra alta actividad de los finos MTC E 112.

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· Gravedad específica de los suelos MTC E 113. Las muestras tomadas deben servir para la realización de los siguientes ensayos en construcción de terraplenes: · Los mencionados en el numeral 5.4.2 que antecede. · Relación humedad-densidad compactada a la energía Proctor Modificado MTC E 115. · CBR de materiales compactados MTC E 132. · Módulo Resiliente sobre muestras compactadas a la energía Proctor Modificado MTC E 128. · Compresión triaxial no consolidada, no drenada (cu) y consolidada no drenada con medida de presión de poros (MTC E 131), para materiales compactados a la energía Proctor Modificado, que se van a utilizar en terraplenes mayores de 7,00 m de altura. · Consolidación unidimensional para materiales compactados para las mismas condiciones del ensayo anterior. Las muestras tomadas deben servir para la realización de los siguientes ensayos para subrogantes: · Los mencionado en el numeral 5.4.2 que antecede. · Relación humedad-densidad compactada a la energía de Proctor Modificado MTC E 115. · CBR MTC E 132. ENSAYOS · Los mencionados en el numeral 5.4.2 que antecede, excepto el límite de contracción. · Relación humedad-densidad compactada a la energía Proctor Modificado MTC E 115. · CBR sobre muestras compactadas MTC E 132. · Módulo Resiliente MTC E 128. · Determinación de equivalente de arena MTC E 114. · Peso unitario y vacíos MTC E 203. · Gravedad específica y absorción de agregados finos y gruesos MTC E 205 y MTC E 206. · Abrasión en la máquina de Los Ángeles MTC E 207. · Durabilidad en sulfato de sodio y en sulfato de magnesio MTC E 209. · Porcentaje de caras fracturadas en los agregados MTC E 210. · Índice de aplanamiento y de alargamiento de los agregados MTC E 221. · Porcentaje de partículas livianas MTC E 211 (opcional). · Arcilla en terrones y partículas desmenuzables MTC E 212. · Contenido de Sales Totales MTC E 219.

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3. MATERIALES UTILIZADOS: Utilizamos los siguientes materiales para la obtención de las muestras:  Horno de secado  Balanza.  Bandeja metálica o capsula (taros de leche).  Cucharon.  Muestras en estudio.

4. EQUIPOS DE HERRAMIENTAS: HORNO DE SECADO 100± 𝟓 𝑪°: Es un equipo que se utiliza para secar y esterilizar recipientes de vidrio, metálicos, los cuales provienes de un lavado de laboratorio. Es decir que esta cámara con cavidad, la cual tendrá una mayor temperatura la del ambiente, quitara toda la humedad del recipiente de metal o de vidrio. La estufa u horno de secado está fabricado en su interior y exterior con material de acero inoxidable, por lo cual tiene gran durabilidad, y gracias a un microprocesador tiene uniformidad en la temperatura. Nuestras muestras debes ser removida al pasar las 24 horas después de haberlas colocado allí.

BALANZA: Lo utilizamos para medir la masa de, cuerpo o sustancia o también llamado el peso de los mismos, dado que entre masa y peso existe una relación bien finida. En el laboratorio de utiliza la balanza para efectuar actividades de control de calidad y para determinar densidades o pesos específicos.

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CHAROLA O CAPSULA DE ALUMINIO: Las bandejas de aluminio sirven para la determinación de humedad en el horno de secado y también lo utilizamos para poner nuestras muestras. Y son resistentes a la erosión. Son recipientes utilizados para retirar la humedad de los distintos materiales colocados en ellos o para facilitar su enfriamiento en absorción de humedad.

MUESTRA EN ESTUDIO: Es la muestra que será ensayado o estudiado en laboratorio para calcular se porcentaje de contenido de humedad.

MUESTRA EN ESTUDIO: Se trajo 2.5 a 3 kilos de muestra por estrato (Suelo) sustraída de la calicata frontis de la (UANCV) de acuerdo a la indicaciones dadas por la normativa 400.012.La muestra fue conservada en contenedores herméticos (bolsas herméticas) no corrosibles en un área que se previno el contacto con la luz solar. La cantidad mínima de SUELO de material húmedo seleccionado como representativo de la muestra total, sugiere no trabajar con menos de 20gr. No es apropiado que la muestra contenga partículas de vegetación relativamente grandes ya que no es recomendable para realizar el ensayo. NOTA: se requiere como mínimo 100 gramos para dicha muestra se puede poner más para un mejor resultado. Se debe tomarse en cuenta que no deberá derramarse y ver que caiga en el centro del recipiente (tarro).

5. PROSEDIMIENTO: LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS I

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PROCEDIMIENTO RECOMENDADO 1. Calcular aproximadamente la cantidad de muestra con la cual se va a trabajar (gr) 2. Etiquetar y pesar correctamente 0 taras para realizar la práctica. 3. Colocar en las taras el suelo húmedo y pesarlas nuevamente (Tara+ Suelo húmedo) y anotar los resultados. 4. Llevar al horno por un tiempo de 24 horas y a una temperatura de 110°C para la eliminación del agua. 5. Cumplidas las 24 horas enfriar y enfriar las muestras hasta la temperatura del ambiente y pesarlas nuevamente (Tara + suelo seco) y anotar los resultados. 6. Eliminar el suelo ensayado y limpiar los equipos y herramientas utilizadas. 7. Proceder al cálculo para cada una de las muestras y obtener un promedio que representara el resultado final. Encaso haya una dispersión considerable de los resultados lo que reflejara un desviación estándar elevada. Proceder a realizar nuevamente el ensayo

Realización de la práctica en el laboratorio:  En la presente práctica realizamos con el método estándar donde la muestra extraída de la calicata, nos permita darle estudio de la cantidad de humedad que existe por estratos.  Primeramente los estratos son llevados al laboratorio en donde se determina el peso que trabajaremos, lo cual se realizara con sumo cuidado al momento del traslado de las muestras estarán herméticamente Sellado para que la humedad no pueda ser evaporada para que no pierda la humedad.  Se sustrae la muestra en un recipiente pasándola por el Tamiz N°4 que está a la vez separa los agregados fino y agregado grueso.

6. FORMULAS: En este ensayo se usó la siguiente formula:

𝑤% =

𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑊ℎ − 𝑊𝑠 ∗ 100 = ∗ 100 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑊𝑠

Donde: 𝑊% = Contenido de humedad del suelo 𝑊ℎ

= Peso de la muestra húmeda

𝑊𝑠

= Peso de la muestra seca

7. PRESENTACION DE DATOS Y MEMORIA DE CALCULO:

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N° de Ensayo

1

1

N° de Tara o (Recipiente)

A

B

Peso de Tara (gr)

38.58

37.42

Peso de tara + Muestra Húmeda (gr)

277.75

295.67

Peso de Tara + Muestra Seca (gr)

249.27

270.7

Peso del AGUA (gr)

28.48

24.97

Peso de Suelo Seco (gr)

210.69

233.28

13.51749015

10.70387517

Contenido de Humedad Parcial (%) Contenido de Humedad Final (%)

12.11068266

N° de Ensayo

2

2

N° de Tara o (Recipiente)

A

B

Peso de Tara (gr)

36.57

39.85

Peso de tara + Muestra Húmeda (gr)

263.09

275.48

Peso de Tara + Muestra Seca (gr)

230.3

245.12

Peso del AGUA (gr)

32.79

30.36

Peso de Suelo Seco (gr)

193.73

205.27

16.92561813

14.79027622

Contenido de Humedad Parcial (%) Contenido de Humedad Final (%)

15.85794717

N° de Ensayo

3

3

N° de Tara o (Recipiente)

A

B

Peso de Tara (gr)

36.71

37.29

Peso de tara + Muestra Húmeda (gr)

249.15

240.7

Peso de Tara + Muestra Seca (gr)

279.35

271.02

30.2

30.32

242.64

233.73

-12.44642268

12.97223292

Peso del AGUA (gr) Peso de Suelo Seco (gr) Contenido de Humedad Parcial (%) Contenido de Humedad Final (%)

N° de Ensayo

26.7093278

4

4

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ANDINA UNIVERSIDAD NÉSTOR CÁCERES VELÁSQUEZ N° de Tara o (Recipiente)

A

B

Peso de Tara (gr)

38.78

38.12

Peso de tara + Muestra Húmeda (gr)

377.63

297.55

Peso de Tara + Muestra Seca (gr)

288.23

244.13

89.4

53.42

249.45

206.01

35.83884546

25.93078006

Peso del AGUA (gr) Peso de Suelo Seco (gr) Contenido de Humedad Parcial (%) Contenido de Humedad Final (%)

30.88481276

N° de Ensayo

5

5

N° de Tara o (Recipiente)

A

B

Peso de Tara (gr)

36.75

39.33

Peso de tara + Muestra Húmeda (gr)

389.06

288.88

Peso de Tara + Muestra Seca (gr)

332.02

207

Peso del AGUA (gr)

57.04

81.88

Peso de Suelo Seco (gr)

295.27

167.67

19.31791242

48.8340192

Contenido de Humedad Parcial (%) Contenido de Humedad Final (%)

34.07596581

N° de Ensayo

6

6

N° de Tara o (Recipiente)

A

B

Peso de Tara (gr)

36.65

36.85

Peso de tara + Muestra Húmeda (gr)

479.66

522.17

Peso de Tara + Muestra Seca (gr)

400.93

455.89

Peso del AGUA (gr)

78.73

66.28

Peso de Suelo Seco (gr)

364.28

419.04

21.61249588

15.81710577

Contenido de Humedad Parcial (%) Contenido de Humedad Final (%)

18.71480082

8. ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS: LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS I

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CONTENIDO DE HUMEDAD MUESTRA ENSAYO

1 A

12.11

2

3

4

5

15..85

26.70

30.28

30.07

6 18.7

9. CONCLUCIONES:  Determinamos el contenido humedad de cada estrato  Comparamos los tres métodos para ver cuales se asemejaban en resultados  Aprendimos a calcular la humedad de las muestras de suelo con tres tipos de métodos diferentes  Se reconoció claramente mediante los resultados que el método por secado con estufa es más efectivo en cuanto a rendimiento teniendo como desventaja el tiempo del proceso, siendo más rápido el proceso mediante el método rápido y el método Speedy.  El suelo es un material que tiene características diferentes según la región y las profundidades que se estudian ya que vimos poco contenido de humedad en una profundidad de 30 cm y más humedad en las de 78 a más.  Concluimos que es muy necesario sacar las muestras de suelo que se implementan para conocer el estudio del suelo y así saber método de implementación de tierras debe implementar o aplicar para trabajarlo.  Para determinar las características del subsuelo se elaboró la siguiente campaña de campo; reconocimiento del solar de estudio, realización de uno.  Las calicatas permiten la inspección directa del suelo que se ese estudiar y por lo tanto es un método de exploración que normalmente entrega un resultado mejor.

10.

RECOMENDACIONES: LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS I

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 Se elegirá un sitio con el menor grado de alteración.  Se recomendada primero reconocer los estratos o nombrarlos.  Para sacar las muestras de cada capa o horizontes se debe de empezar asacar las muestras de abajo hacia arriba  Luego se llevan las muestras en bolsa herméticas para poder analizarlas en el laboratorio

11.

RECOMENDACIONES:

 Tener mucho cuidado al momento de al momento de anotar los datos de laboratorio y de campo.  Leer el manual de laboratorio antes de cada práctica para estar seguro de lo que se está haciendo en el ensayo.  Realizar la práctica de laboratorio con la mejor precisión posible.

12.

ANEXOS:

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