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UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERÍA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TRABAJO DE INVESTIGACION

CURSO

:

INGENIERÍA GEOTÉCNICA

DOCENTE

:

ROMAN VILLEGAS EIGNER

ALUMNOS

: TALIA ISABEL NUÑEZ PELAEZ DIANA CHILLITUPA CASAPINO CHRISTIAN DESA SALAS

CUSCO – PERÚ 2016

INTRODUCCIÓN La geotecnia es la ciencia fundamental que sirve de base para todo ingeniero civil, la importancia de esta ciencia radica en que se encarga del estudio del suelo, estudio de la parte por donde se empieza toda construcción. Pero esta ciencia es amplia y los conocimientos que se brindan sobre esta materia son de vital importancia. Mediante la mecánica de suelos (la cual pertenece a la geotecnia), se nos brindan conocimientos para poder determinar las características y propiedades fundamentales que cumple un tipo de suelo. El ensayo en el laboratorio de geotecnia es imprescindible para poder comprender y entender a fondo todo sobre el comportamiento que presenta el suelo, estos estudios son necesarios para poder construir una carretera, edificaciones (cimentaciones), pistas, etc. En el presente trabajo presentamos los ensayos realizados en el laboratorio de suelos que nos permite hacer las observaciones de la parte experimental del análisis granulométrico de una muestra de suelo cualquiera, para así determinar el contenido de Humedad , Clasificación en el sistema AASHTO y también de los denominados Limites de Atrever basados en el concepto de que los suelos finos pueden encontrarse en diferentes estados dependiendo del contenido de agua que tenga, para ello se han utilizado diferentes ensayos, para encontrar el Limite Liquido y el Limite Plástico, y que respectivamente mediante fórmulas se encontrara el Índice Plástico. Todo esto para hacer posible su comprensión de la Teoría dada en clase. Toda prueba en este informe fue realizada en el laboratorio de mecánica de suelos de la Universidad Andina de Cusco.

1.CONTENIDO DE HUMEDAD (MTC E108-1999) El contenido de humedad de una determinada muestra de suelo, está definida como el peso del agua, sobre el peso de los sólidos por cien (para dar el valor en porcentaje).

%humedad= Peso del agua / Peso del suelo seco x 100%.

1.1. OBJETIVO: Cuantificaremos el contenido de humedad de las muestras de un suelo dado obtenidas a diferentes profundidades de la práctica de exploración y muestreo. Conoceremos la utilidad adecuada de los materiales y equipos utilizados. 1.2. MATERIALES      

Taras para cada muestra Regla de metal Balanza electrónica Balanza de precisión (0.1gramos de sensibilidad) Cámara fotográfica Horno de secado (110 º C x 24 horas)

1.3. PROCEDIMIENTO: 1. Primero se pesó las taras a utilizar para cada muestra. 2. Luego agregamos las muestras de manera vertical y en caída libre en cada una en las taras de material de lata para conservas, con una regla de metal cortamos la ruma de la muestra en la tara, para enseguida pesar de nuevo anotando los datos obtenidos del peso de la tara más la muestra. Los datos de los pesos nos servirán como muestra húmeda del suelo. 3. Introducimos las taras con las muestras en el horno durante 24 horas a 110 º C. 4. Retiramos al día siguiente las muestras ya secas dejándolas enfriar y pesarlas 5. Hicimos los cálculos para determinar el contenido del agua de cada muestra, así como el peso seco de la muestra. 1.4. MEMORIA DE CÁLCULO W(%) = Ww / Ws x 100%. Ww = Wh -Ws Entonces: W (%) = Wh – Ws / Ws

Donde: W(%) : Contenido de agua Ww: Peso del agua en gr. Ws: Peso del Suelo Seco W h: Peso de la muestra húmeda

1.5. RESULTADO calicata 1 % de humedad

15.58

65.59

15.55

65.01

15.54

64.45

% humedad 11.33125 60.5 56 11.02132 60.1 44 11.00771 59.6 67

15.55

57.83

53.6

15.48

56.69

15.5

63.51

11.11695 14 11.92286 52.3 8 11.39211 58.6 14

15.5

60.86

55.9

15.55

57.25

15.59

56.67

TARA estrato1

estrato2

estrato 3

T + SH

T +SS

12.27722 77 11.05193 53.1 08 12.51711 52.1 86

% humedad prom.

11.12

11.48

11.95

2. ANÁLISIS GRANULOMETRICO (MTC E 107- 2000)

2.1. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL: -

Determinar

la

distribución

de

tamaños

de

las

partículas

componentes del suelo seco retenido en cada malla, para poder clasificar el suelo según el tamaño de sus partículas por medio de la granulometría. 2.2. MATERIALES  Muestras seca aproximadamente 500 g si es el suelo arenoso y 1000 g si el suelo es gravoso.  Juego de tamices 2 1/2 “,2”,1”,1/2”, 1/4”, Nº 4, Nº 20, Nº40, Nº 60, Nº100, Nº 200 con tapa y base.  Balanza con aproximación de 0.1 gr 2.3. PROCEDIMIENTO 1. Secar la muestra. 2. Pesar la muestra seca (Ws). 3. Pasar la muestra por el juego de tamices, agitando en forma manual. 4. Pesar el material retenido en cada tamiz y en la base (PRP) 5. Sumar todos lo pesos retenidos parciales ∑PRP, determinar la siguiente diferencia (Ws - ∑PRR), si el resultado es menor del 3% del (Ws) el error es aceptable y se corregirá tal error repartiendo a todos los PRP, de lo contrario se repetirá el ensayo. 6. Calcular los porcentajes de los pesos retenidos en cada tamiz. 7. Determinar los porcentajes acumulados que pasan en cada tamiz. % que pasa = 100% - % RA 8. Dibujamos la curva granulométrica en escala semi-logarítmica, en el eje de las abscisas en escala logarítmica se registrará la abertura de los tamices en milímetros, y en eje de ordenadas en escala natural se registrará los porcentajes acumulados que pasan por los tamices que se utilizan. 2.4. RESULTADO

Granulometría

malla milimetros 1" 25.4 3/4" 19 1/2" 12.7 1/4" 6.35 N° 4 4.75 N°8 2.36 N°16 1.18 N°30 0.6 N°50 0.3 N°100 0.15 N° 200 0.075 FONDO TOTAL

retenido % % ret. gr retenido Acum. % pasa 29.8 0.99 0.99 99.01 45.1 1.50 2.50 97.50 85 2.83 5.33 94.67 41.9 1.40 6.73 93.27 CURVA GRANULOMETRICA 84.3 2.81 9.54 90.46

porcentaje que pasa

132.1 185.6 52.4 51.6 145.1 121.3 2025.8 3000

4.40 6.19 1.75 1.72 4.84 4.04 67.53

13.94 20.13 21.87 23.59 28.43 32.47 100.00

86.06 79.87 78.13 76.41 71.57 67.53 0.00

100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 10

1 tamaño milimetros

0.1

0.01

3.LIMITES DE CONSISTENCIA (LIMITE LIQUIDO Y LIMITE PLASTICO) 3.1. OBJETIVOS

3.1.1. OBJETIVO GENERAL - Estudiar las características de plasticidad de los suelos, como afectados por las variaciones en el contenido de humedad del suelo. 3.1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS - Encontrar el límite líquido del suelo. - Encontrar el límite plástico del suelo. 3.2. MATERIALES



Balanza de Laboratorio



La muestra obtenida en la práctica N°2 –(Granulometría)



Espátula



Copa de Casagrande



Horno



Recipientes



Ranurador



Probeta graduada

3.3. PROCEDIMIENTO

1. Echamos la muestra en el tamiz #40 y lo tamizamos. 2. Pesamos las tres taras con muestra el cual era de 75g 3. Luego echamos agua que tenía una medida de 5ml (para el primer ensayo), 7ml (para el segundo) y 10ml (para el tercer ensayo) el cual lo mezclamos con una espátula. 4. Luego las muestras ya mezcladas con agua se echan a la copa de casa grande, se compacta hasta que tome un aspecto plano-liso. 5. Las muestras se ranuran con un ranurador para luego darles los respectivos golpes. 6. Se realizaron los golpes el cual el primer ensayo lo tuvo a los 35, el segundo ensayo lo tuvo a los 10 golpes y el ultimo lo tuvo a los 3. 7. Luego de realizar los respectivos golpes observamos su plasticidad.

8. Por último se toma una pequeña muestra de cada ensayo, se pesa cada uno con su tara respectiva para después meterla al horno 3.4. MEMORIA DE CÁLCULO

Se obtiene de la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico: IP = LL – LP > 10 plástico. IP = LL – LP < 10 no plástico. Valores Menores de 10 indican baja plasticidad, y valores cercanos a los 20 señalan suelos muy plásticos. DONDE: IP= índice de plasticidad del suelo, % LL = límite liquido del suelo, %; y LP = límite plástico del suelo, %. 3.5. RESULTADOS

LIMITE LIQUIDO Y PLASTICO limite liquido

limite plástico

0

10

20

30

N° golpes % humedad

% humedad

40

50

60.84

49.65

30.08

27.23

25 32.82

24.61

60

70

4.PROCTOR MODIFICAD0 (ASTM D1557) 4.1. OBJETIVOS

4.1.1. OBJETIVO GENERAL -

Determinar la relación entre la humedad y el peso unitario de los suelos, mediante el Proctor modificado

4.1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS -

Obtener la humedad optima con la que se debe compactar el suelo.

-

Establecer el peso unitario del suelo, correspondiente al contenido óptimo de humedad.

4.2. MATERIALES

          

Molde cilíndrico Martillo metálico Balanza Capsulas Horno Tamices Agua Suelo Recipientes Cucharas Espátulas

4.3. PROCEDIMIENTO

1. Se tomó una muestra de suelo 6 Kg, la misma que se colocó en los recipientes adecuados y se tamizo por la malla ¾. 2. Una vez obtenida la muestra y de haber definido la cantidad de muestra y el tipo de ensayo a realizar se procede de la siguiente manera 3. Tarar el molde y también su correspondiente volumen para poder obtener el

4. Se determina el contenido de humedad natural de la muestra que para nuestro caso fue de 7.54%. Este contenido de humedad será con el que empezaremos los ensayos. 5. Tomando como humedad inicial el 8% 6. Proceso de humedecimiento de la muestra. Es necesario determinar la cantidad de agua que debe agregarse a la muestra para obtener otra con un contenido de humedad deseada, tomando como punto de inicio la humedad natural, mediante la siguiente expresión:

7. Luego de determinar la cantidad de agua que se va a incrementar a la muestra de procede a unir la muestra con el agua, hasta lograr que toda el agua se distribuya en toda la muestra cuidado que no se pierda humedad utilizando para ello guantes 8. Dividir la muestra ya humedecida en cinco partes iguales 9. Con la ayuda de paletas, introducir el primer quinto de la muestra en el molde correspondiente 10. Luego con el pisón proporcionar los veinticinco golpes (25) 11. Colocar el segundo quinto de la muestra en molde y darle otros 25 golpes 12. Repetir este proceso hasta poner el último quinto de la muestra en el molde cuidando que la muestra no exceda demasiado el límite entre el molde y el collarín 13. Con la ayuda de un alicate y cuidadosamente sacar el collarín del molde 14. Con la ayuda de una varilla de acero nivelar la muestra compactada hasta que este al mismo nivel del molde 15. Pesar la muestra con el molde 16. Con la ayuda del pisón sacar la muestra compactada del molde, y luego escoger una porción de esta para verificar u obtener el verdadero contenido de humedad de la muestra. 17. El número de ensayos a realizar serán de cuatro con contenidos de humedad de 8%, 10%, 12%, y 14%, aproximadamente 18. Una vez obtenida las cuatro muestras se les introduce al horno para ser secados

4.4. RESULTADO CALCULO DE HUMEDAD NATURAL

RECIPIEN TE

PESO RECIPIENTE

P-16 C-14

15.64 15.54

HUMEDAD NATURAL PESO PESO RECIPIENTE RECIPIENTE + MAS MUESTRA MUESTRA HUMEDA SECA 66.78 63.6 68.96 65.6

MUESTR A HUMEDA

MUESTR A SECA

51.14 53.42

47.96 50.06

CONTENIDO DE HUMEDAD 6.63 6.71

RECIPIENTE P-16 C-14 CONTENIDO DE HUMEDAD

6.67

DIMENSIONES DEL PROCTOR

PROCTOR Peso Proctor

6.055

kg

diamtero

15.24

cm

altura volumen

11.64 2124

cm cm 3 m3

VOLUMEN

2.12E-03

ELECCIÓN DEL MÉTODO

GRANULOMETRIA PESO RETENIDO EN MALLA 3/4"

1.955

PESO RETENIDO EN MALLA 3/8"

4.625

PESO RETENIDO EN MALLA N° 4

3.73

PESO QUE PASA LA MALLA N° 4

12.91

TOTAL

23.22

K g K g K g K g K g

% RETENIDO

% RETENIDO ACUMULADO

8.42

8.42

19.92

28.34

16.06

44.40

55.60

100.00

SE USARIA EL MÉTODO "B"

CALCULO DE HUMEDAD A INCREMENTAR

CUADRO ENSAYOS

CUADRO FINAL DE RESULTADOS

RELACIÓN DE DENSIDAD SECA Y HUMEDAD

CURVA DE DENSIDAD SECA MAXIMA

2150.00 2100.00 2050.00 DENSIDAD SECA KG/M3

2000.00 1950.00 1900.00 1850.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 CONTENIDO DE HUMEDAD %