Universidad de Oriente Núcleo de Anzoátegui Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Departamento de Ingeniería Civil Cátedra: Mecánica de los Suelos.
Barcelona, 17 de febrero de 2009
ÍNDICE Objetivos Marco teórico Materiales y equipos Procedimiento experimental Datos y resultados Apéndice Conclusiones Bibliografia
OBJETIVOS General:
Determinar el grado de compactación del campo a partir de una muestra de suelo.
Específicos:
• • •
Determinar la densidad seca del suelo ya compactada. Determinar la masa de la muestra extraída del suelo. Determinar el volumen de la muestra a partir de la densidad de la arena de Ottawa y la masa que quedo de esta dentro del hueco.
MARCO TEORICO
La
compactación:
es
el
procedimiento de aplicar energía al suelo suelto
para
aumentando
eliminar
espacios
vacíos,
así
densidad
y
su
en
consecuencia, su capacidad de soporte y estabilidad entre otras propiedades.
La compactación se realiza generalmente sobre los materiales que se utilizan para rellenos en la construcción de terraplenes, pero también puede realizarse in situ con suelos naturales en proyectos de mejoramiento del terreno.
Los principales objetivos de la compactación es mejorar las propiedades ingenieríles del material, tales como:
•
Aumentar la resistencia al corte.
•
Mejorar la estabilidad de terraplenes y la capacidad de carga de cimentaciones y
pavimentos.
•
Disminuir la compresibilidad y, por consiguiente, reducir los asentamientos.
•
Disminuir la relación de vacíos y reducir la permeabilidad.
•
Reducir el potencial de expansión, contracción o expansión por congelamiento.
DETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL SUELO EN TERRENO POR: EL MÉTODO CONO DE ARENA
Luego que se definen los criterios de compactación para las obras en terreno, generalmente con limitaciones de humedad y densidad; es necesario utilizar un método para determinar la densidad o peso unitario que el suelo alcanza luego de la compactación.
Para
obtener
estas
densidades
existen
los
siguientes métodos en terreno:
•
Cono de arena
•
Balón de densidad
•
Densímetro nuclear
La
calidad
durante
un
proceso
de
compactación en campo se mide a partir de un parámetro conocido como grado de compactación, el cual representa un cierto porcentaje. Su evaluación involucra la determinación previa del peso específico y de la humedad óptima correspondiente a la capa de material ya compactado. Este método de conocer el grado de compactación es un método destructivo ya que se basa en determinar el peso específico seco de campo a partir del material extraído de una perforación, la cual se realiza sobre la capa de material ya compactada.
El método del cono de arena : se aplica a partir de la superficie del material compactado, este método se centra en la determinación del volumen de una pequeña excavación de forma cilíndrica de donde se ha retirado todo el suelo compactado (sin pérdidas de material) ya que el peso del material retirado dividido por el volumen del hueco cilíndrico nos permite determinar la densidad húmeda. Determinaciones de la humedad de esa muestra nos permiten obtener la densidad seca.
El método del cono de arena utiliza una arena uniforme normalizada y de granos redondeados para llenar el hueco excavado en terreno.
Previamente en el laboratorio, se ha determinado para esta arena la densidad que ella tiene para las mismas condiciones de caída que este material va a tener en terreno. Para ello se utiliza un cono metálico.
MATERIALES Y EQUIPOS
•
Cilindro graduado. Marca Samver KIASSB. Apreciación= 10 ml. Capacidad= 1000 ml.
•
Martillo.
•
Espátula.
•
Destornillador de paleta.
•
Cincel marca Stanley.
•
Brocha.
•
Arena Ottawa.
•
Recipiente plástico. Marca SOILTEST.
•
Cono con plancha marca SOLITEST.
•
Bolsa hermética.
•
Horno.
•
Sombrilla.
•
Regla.
•
Cronometro.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Determinación de de la densidad de la arena del laboratorio (Ottawa): 1.- Se peso el cilindro graduado vacio 2.- Se lleno el cilindro graduado con arena Ottawa hasta llegar a un litro y se procedió a pesarla. 3.- Mediante procedimientos matemáticos se determino la densidad de la arena.
Realización del ensayo del cono de arena: 1. Se peso la placa con el cono vacio. 2. Con la válvula del cono cerrada se agrego arena de laboratorio al ras del borde y se extrajo los excedentes en el cono y de la plancha con una brocha, para pesar el sistema. 3. En el campo se coloco la plancha en el punto donde se realizara el ensayo, de manera que sirviera como guía para el diámetro del hoyo a realizar. 4. Se procedió a excavar hasta llegar a una profundidad de 10cm aproximadamente y se fue guardando el suelo extraído en una bolsa hermética cuidando que esta no fuese expuesta directamente con el sol. 5. Se coloco el cono con la válvula cerrada con el frasco lleno de arena encima de la placa y a continuación se abrió la válvula y se dejo caer la arena durante aproximadamente 10 minutos, asegurando de esta manera que el cono y el hoyo estén completamente llenos. 6. Se cerró la válvula y se retiro el cono de la plancha y del frasco. 7. Se peso el envase con la arena restante del frasco. 8. Se coloco el suelo retirado del hoyo en el horno durante 24 horas y luego se procedió a pesarlo. 9. Se peso el envase.
DATOS Y RESULTADOS
Densidad de Arena Ottawa: Cilindro Graduado Vacio = 517,5gr Cilindro Graduado Lleno con arena ottawa= 1898gr Peso Arena Ottawa=Cilindro Graduado lleno – Cilindro Graduado vacio Peso Arena Ottawa = 1380.5gr Volumen= 0.001m 3 = 1380.5x103
Masa de Arena en el Cono: Cono + Placa = 1788gr Cono + Placa + Arena = 3434gr Masa de Arena contenida en el cono = 1646gr
Frasco + Arena inicial = 6299gr Frasco + Arena Final = 3090gr Masa de Arena del Agujero = 6299-3090-1646 = 1563gr
Capsula = 207gr Ps + Capsula=2477gr Ps= 2270gr =2.008x10 6 gr/m3
APENDICE
Peso Arena Ottawa=Cilindro Graduado lleno – Cilindro Graduado vacio
= 1380.5x103
=2.008x10 6 gr/m3
CONCLUSIONES
Durante la realización del ensayo del cono de arena se determino satisfactoriamente la densidad seca en sitio del suelo. Es necesario que a la hora de realizar este ensayo se tengan en cuenta distintos factores que pueden alterar el resultado del mismo, estos factores a tener cuidado son: •
•
•
•
No dejar pasar mucho tiempo desde la calibración del equipo y arena, es posible que la arena adsorba humedad y creara variaciones en su densidad dando resultados malos como consecuencia. Los datos que se obtengan en dicho ensayo deben ser tomados con sus unidades y decimales correspondientes, a la hora de sacar cálculos y resultados pueden haber errores de lo contrario. Es necesario utilizar durante toda la practica los mismo equipos con los que se inicio, cada equipo tiene una calibración, peso y condición única. Los equipos a utilizar se deben encontrar en buenas condiciones (sin abolladuras, perforaciones, hornos y balanzas bien calibrados).
Esta práctica es muy interesante ya que por medio de ella podemos conocer el grado de compactación de una capa en campo, es muy sencilla, no necesita mucho tiempo, además de que la información que nos proporciona es muy cercana a la realidad.
BIBLIOGRAFIA •
Libro Juárez Badillo, Mecánica de Suelos Tomo I
•
Ensayos de Laboratorio en Mecánica de suelos
