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LABORATORIO MECÁNICA DE SUELOS I, IIO354
INFORME LABORATORIO Nº 04 CONTROL DE COMPACTACIÓN DENSIDAD RELATIVA Y PROCTOR MODIFICADO
ALUMNOS PROFESOR TEMUCO, 31 DE MAYO DE 2012 Ingeniería en Construcción
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INDICE INTRODUCCIÓN .............................................................................................................................. 3 MEMORIA DE CÁLCULO ............................................................................................................... 4 1.
LABORATORIO N°7: DENSIDAD MÁXIMA, MÍNIMA Y RELATIVA ............................................. 4
2.
LABORATORIO N°8: PROCTOR MODIFICADO .......................................................................... 9
CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 16 ANEXOS FOTOGRÁFICOS ........................................................................................................... 18 LABORATORIO 7: DENSIDAD MÁXIMA, MÍNIMA Y RELATIVA. ...................................................... 18 LABORATORIO 8: MÉTODO PROCTOR MODIFICADO .................................................................... 19
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INTRODUCCIÓN En este Informe de Control de Compactación, se desarrollaran los ensayos de Densidad Máxima, Mínima y Relativa, y Proctor modificado. El Ensaye de DENSIDAD MÁXIMA, MÍNIMA Y RELATIVA correspondiente al Laboratorio Nº7, requiere de la densidad seca in situ del suelo, su densidad máxima y mínima; e indica el grado de compactación del material para suelos naturales o compactos. El ensaye al PROCTOR MODIFICADO. correspondiente al Laboratorio Nº8, se realiza a 6000 gr de suelo en estado seco. Para el Proctor se agregó una humedad de 2%, valores para los cuales se anexaron las 10 humedades aparentes restantes y las densidades compactadas húmedas (pertenecientes al resto de los grupos) para la realización de un gráfico. Los métodos respectivos, fueron ejecutados en 2 clases. La primera fue el 15 de Mayo del 2012, en el cual se realizo el Método DENSIDAD MÁXIMA, MÍNIMA Y RELATIVA; mientras que en la segunda clase del 22 de Mayo del 2012, se realizo el Método del PROCTOR MODIFICADO.
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MEMORIA DE CÁLCULO 1. LABORATORIO N°7: DENSIDAD MÁXIMA, MÍNIMA Y RELATIVA Normativa aplicable:
Fecha de ensayo: Descripción muestra :
-
ASTM D4253-00, Determinación del índice de densidad máxima y peso unitario de suelos mediante el uso de mesa vibradora. - NCh 1515 Of. 79 “Determinación de la Humedad” - ASTM D4254-00, Determinación de densidad mínima y peso unitario y cálculo de la densidad relativa. 15 de Mayo de 2012. Muestra de suelo en estado seco
1.1. Cálculo de la Densidad Máxima: 1.1.1. Cálculo del Volumen Descendido como:
Donde: -
Vv Ac h
-
x e
= Volumen Descendido = Área de la sección transversal del molde = Se calcula según: a) h= e + x (caso de este ensayo) b) h= e – x = Promedio de 6 lecturas del descenso de la placa base = Espesor de la placa base
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1.1.2. Cálculo del Volumen Compactado, de acuerdo a la siguiente ecuación:
Donde: -
Vc V Vv
= Volumen Compactado = Volumen del molde = Volumen descendido
1.1.3. La Densidad Máxima (γ máxima) se calcula mediante la siguiente expresión:
1.2. Cálculo de la Densidad Mínima, como:
Donde: -
V
= Densidad mínima = Volumen del molde
1.3. Cálculo de la Densidad Relativa, como
Donde: -
DR
= Densidad Relativa = Densidad máxima = Densidad seca in situ del suelo = Densidad mínima
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DESARROLLO 1.1. Cálculo de la Densidad Máxima: 1.1.1. Cálculo del Volumen Descendido
Lecturas x1 x2 x3 x4 x5 x6 Cms 0,74 0,63 0,94 1,04 0,89 1,00
-
x e
x 0,873
= 0,873 cm = 1,505 cm
-
= 182,41 cm2
1.1.2. Cálculo del Volumen Compactado. -
V Vv
= 2835 cm3 = 433,771 cm3
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1.1.3. La Densidad Máxima (γ máxima) se calcula como: -
Masa suelo compacto = 10253 gr Masa del molde = 6022 gr = 2401,23 cm3
1.2. Cálculo de la Densidad Mínima, como: -
V
= 2835 m3
Masa (gr)
Masa molde (g)
V (cm3)
γmin
M1
10330
6022
2835
1,52
M2
10418
6022
2835
1,55
M3
10278
6022
2835
1,50
M4
10387
6022
2835
1,54
M5
10332
6022
2835
1,52
M6
10336
6022
2835
1,52
) ( ) (
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1.3. Cálculo de la Densidad Relativa. -
= = =
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2. LABORATORIO N°8: PROCTOR MODIFICADO Normativa aplicable:
Fecha de ensayo: Descripción muestra :
-
NCh1534/2.Of79. Mecánica de suelos – Relaciones humedad/densidad – parte 2: Métodos de compactación con pisón de 4,5 kg y 460 mm de caída.
22 de Mayo de 2012. Muestra de suelo en estado seco
2.1. Humedad Aparente a ensayar por el grupo: 2% 2.1.1.Se calcula la cantidad de agua a agregar al suelo como:
Donde: -
M suelo seco W aparente
= Masa de la muestra seca de suelo. = Humedad aparente a agregar.
2.1.2. Cálculo del Peso de la muestra (Pm) como:
Donde: -
W aparente = Humedad aparente a agregar. Pm = Peso de la muestra. Pt = Peso del molde más el suelo compactado. P molde = Peso propio del molde más la base
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2.2. Cálculo de la Densidad Compactada Húmeda
+ * Donde: -
Pm = Peso de la muestra. V molde = Volumen del molde.
2.3. Cálculo de la Humedad real del suelo: 2.3.1.Se calcula la humedad (W) de una muestra de suelo como:
Donde: -
= Humedad del suelo. = Masa húmeda del suelo = Masa seca del suelo = Masa del recipiente
2.3.2. Se calcula la humedad Real como:
[] Donde: -
= Humedad de 100 gr de suelo compactado de la parte superior del molde para Proctor. = Humedad de 100 gr de suelo compactado de la parte inferior del molde para Proctor.
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2.4. Cálculo de la Densidad Compactada Seca, como:
Donde: -
= Densidad Compactada seca = Densidad compactada húmeda = Humedad real del suelo
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DESARROLLO
2.1. Humedad Aparente a ensayar por el grupo: 2% 2.1.1.Cálculo de la cantidad de agua a agregar al suelo como:
-
M suelo seco W aparente
= 6000 gr = 2%
2.1.2. Cálculo del Peso de la muestra (Pm): -
Pt = P molde = (3297+3146) gr
2.2. Cálculo de la Densidad Compactada Húmeda -
Masa de suelo = 4369 gr Volumen de Molde = 2138 cm3
( )
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2.3. Cálculo de la Humedad real del suelo: 2.3.1.Se calcula la humedad (W) de una muestra de suelo
Superior 258 255 102
Inferior 256 253 97
2.3.2. Se calcula la Humedad Real como:
2.4. Cálculo de la Densidad Compactada Seca: -
= =
) (
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2.5. Datos Proctor Modificado
2.6. Densidad seca del suelo compactado de los grupos:
% H real 1,9 3,7 5,4 5,1 8,9 9,3 11,1 10,5 10,2 10,4 10,2
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DCS (gr/cm3) 2,00 2,01 2,01 2,08 2,10 2,17 2,07 2,11 2,15 2,19 2,13
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2.7. Gráfico DCS v/s humedad real:
DCS V/S HREAL 2.25 2.20 ) 3
2.15
m c 2.10 / r g ( 2.05 S C D2.00
Serie 1
1.95 1.90 1.9 3.7 5.4 5.1 8.9 9.3 11.1 1 0.5 1 0.2 1 0.4 1 0.2 Humedad Real %
2.8. Gráfico DCS v/s humedad real corregido:
DCS V/S HREAL
W opt
2.25 2.20 ) 3
2.19
2.17
2.15
2.13
m c 2.10 / g ( S 2.05 C D2.00
2.08 Serie 1
2.00
1.95 1.90 1.9
5.1
9.3
10.4
10.2
Humedad Real %
% H real 1,9 5,1 9,3 10,4 10,2
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DCS (gr/cm3) 2,00 2,08 2,17 2,19 2,13
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CONCLUSIONES Laboratorio Densidad Máxima, Mínima y Relativa: -
El ensayo de densidad relativa mide el % de compactación de un suelo granular que posea un % de finos menor al 15%. El Volumen de suelo compactado (Vc) que se ensayó es de 2401,23 cm3. Una vez obtenido el valor de Vc, se calculó la Densidad Mínima y Máxima, que dieron los siguientes valores: Densidad Mínima = 1,525 gr/cm3 o o
-
Densidad Máxima
= 1,762 gr/cm3
El cálculo de la Densidad Relativa (DR), se obtiene con los valores de obtenidos de la Densidad máxima, mínima y Densidad seca in situ del suelo. El valor obtenido es: o Densidad Relativa (DR) = 30,39%
Laboratorio Proctor Modificado: 1.1. Cantidad de agua a agregar al suelo = 120 gr = 120 ml (es el 2% de 6000 g) 1.2. Peso de la muestra (Pm) = 4369 g 1.3. Densidad húmeda del suelo compactado (DCH) * + 1.4. Humedad (W) de la muestra de suelo
1.5. Humedad real (Wreal) de la muestra de suelo 1.6. Densidad seca del suelo compactado (DCS) * +
- La humedad del suelo compactado presente en el molde para Proctor, tanto en la parte superior como en la inferior de él, es de 1,94%, lo que recaería en una buena homogeneidad del suelo con el agua agregada y una buena compactación de las 5 capas en el molde. - Si bien se le agregó una humedad aparente de 2% a la muestra de suelo, su humedad es relativamente la misma, siendo esta de un 1,94%. - La Densidad Compactada Seca es menor en un 4,9% (aproximadamente) a la Densidad Compactada Húmeda del suelo, por haber eliminado el agua presente en ella luego de estar en el horno, lo que es relativamente predecible ya que el agua agregada a la muestra inicial era significativamente pequeña de un 2% del peso total de la muestra total, una manera fácil de predecir esto, es que al momento de agregar los 120 g o 120 ml de agua la muestra, en esta no se aprecio un cambio de color debido a la humedad que adquiere la muestra. - La prueba de compactación Proctor Modificado es muy sencilla y rápida de realizar, lo único que puede retrasar un poco dicha prueba es la obtención del contenido de Ingeniería en Construcción
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humedad. En lo que se refiere al procedimiento no presenta mayor problema debido a que es repetitiva además de que no requiere equipo de gran tamaño o difícil de maniobrar. - Con esta prueba se obtiene la humedad óptima de compactación así como, el peso específico seco máximo, con la finalidad de obtener una muy buena compactación en campo si se reproducen las condiciones en las que se realiza la práctica en el laboratorio, ofrece resultados confiables que si realmente se cumplen en campo se pueden obtener resultados satisfactorios. - El gráfico fue como se pudo apreciar fue corregido ya que los datos de DCS y H real bajo la curva más alta fueron eliminados. - La Humedad Óptima (W opt ) del grafico corregido es de un 10,4 %, el cual registra aproximadamente un 2,20 g/cm 3 de Densidad Máxima Compactada Seco (DMCS)
.
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ANEXOS FOTOGRÁFICOS LABORATORIO 7: DENSIDAD MÁXIMA, MÍNIMA Y RELATIVA.
Foto 1
Equipo de mesa vibratoria, molde guía y sobrecarga.
Foto 2
Enrasado de muestra
Foto 3
Molde en mesa vibratoria
Foto 4
Llenado de Molde sin compactar
Foto 5
Llenado de molde en estado suelto.
Foto 6
Pesaje de Molde
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LABORATORIO 8: MÉTODO PROCTOR MODIFICADO
Foto 1
Probeta graduada
Foto 2
Muestra en estado seco
Foto 3
Moldes Metálicos y de forma cilíndrica
Foto 4
Agregado de agua de masa 120g a la muestra
Foto 5
Método de compactación con pisón de 4,5 kg y 460 mm de caída
Foto 6
Extracción muestra para calculo de humedades
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