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UNIVERSIDAD DE SUCRE

GEOTECNIA I

INFORME #6: ENSAYO DE COMPACTACIÓN DE SUELOS: PRUEBA PROCTOR MODIFICADO

ESTUDIANTES: VICTOR F. GIRALDO EDER MONTES MERCADO EIDER MARQUEZ NISPERUZA ANDRES TUIRÁN VIERA

DOCENTE: ING. JORGE EDUARDO UPARELA

FACULTAD DE INGENIERÍAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

SINCELEJO, NOVIEMBRE 3 DE 2020

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CONTENIDO -

Introducción Objetivos Marco teórico Materiales y Equipos Procedimiento Cálculos y Análisis de Resultados Conclusión Bibliografía Cuestionario

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--- INTRODUCCIÓN --La humedad es uno de los aspectos mas importantes en la construcción, puesto que, en la medida de que su contenido varíe, también variará las densidades obtenidas. Este fenómeno se da debido a que el agua llena los espacios de suelo ocupados por el aire, permitiendo una mejor acomodación de las partículas, lo que repercute en el grado de compacidad; sin embargo, el exceso de agua podría provocar el efecto contrario, al aumentar exageradamente el espacio entre las partículas. Con el fin de determinar la humedad optima requerida para una construcción, se utiliza el ensayo Proctor, ya que es necesario que las estructuras reposen sobre una base firme y resistente, para poder evitar posibles inconvenientes en la estructura, debido a un posible caso de compactación inadecuada del suelo. Un ejemplo de la importancia del ensayo Proctor se da en la construcción de carreteras, ya que la carpa asfáltica debe soportar intensos volúmenes de transito de todo tipo de vehículos en un periodo de tiempo previamente determinado.

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--- OBJETIVOS --OBJETIVO GENERAL -

Por medio de la humedad óptima, determinar el peso unitario seco máximo de una muestra de suelo.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS -

Determinar la gravedad específica de los sólidos.

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Analizar la teoría de compactación de los suelos.

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Reconocer la influencia de los esfuerzos aplicados a la masa de un suelo, sobre la estructura final.

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Determinar la humedad optima de compactación del suelo, con el cual se logrará el grado máximo de compacidad.

--- MARCO TEÓRICO --2

La compactación de un suelo produce un incremento en la densidad del material y con ello algunos beneficios importantes, tales como: -

Reducción de la compresibilidad. Incremento de la resistencia al corte Disminución de la permeabilidad Impedimento al hundimiento del suelo.

El ensayo de compactación Proctor, en sus 2 variantes (convencional y modificada), es de los estudios más utilizados para el estudio de la compactación de suelos para la construcción de terraplenes y otras obras de tierra. Este estudio se rige por las normas ASTM o UNE -

Proctor convencional (ASTM D-698 / UNE 103-500-94) Proctor modificado (ASTM D-1557 / UNE 103-501-94)

El propósito de estos ensayos es determinar la relación entre la densidad seca y la humedad de compactación de los materiales a utilizar, tanto en explanadas como en capas granulares firmes, y como referencia para el control de calidad de la compactación en obra.

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ENSAYO PROCTOR CONVENCIONAL El objetivo del ensayo será obtener la densidad máxima de un suelo y la humedad optima que es necesaria aportar para alcanzar dicha densidad. Para la realización de este ensayo utilizaremos un molde cilíndrico con una capacidad de 1.000 cm³, el cual es rellenado con tres capas de material granular debidamente compactado con una maza tipo de 2,5 kg de peso, la cual se deja caer libremente 25 veces sobre una altura de 305mm. Es fundamental que el material a utilizar sea previamente desecado y pasado por el tamiz 20 mm UNE (o su equivalente ASTM) humedeciéndolo posteriormente con distintas humedades (una para cada muestra que sea necesaria). Una vez que se ha compactado el material granular siguiendo el procedimiento expuesto, se enrasa el molde y se toma una muestra de la zona central, la cual será utilizada para medir la densidad y la humedad. Lo habitual es repetir este ensayo 5 o 6 veces, obteniendo la densidad para distintos valores de humedad,

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representando estos valores en un gráfico, y obteniendo así la denominada “curva de compactación”. Sobre está curva podemos obtener de un modo gráfico cual es la densidad máxima del suelo, y cuál es la humedad óptima con la que alcanzar dicha densidad.

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ENSAYO PROCTOR MODIFICADO El procedimiento a seguir en el ensayo Proctor modificado es prácticamente idéntico al que acabamos de describir para el ensayo Proctor normal, aunque modificando algunos parámetros fundamentales. Utilizaremos un molde metálico con una capacidad de 2.320 cm³ y una maza de 4,535 kg, la cual se dejará caer en este caso desde una altura mayor (457 mm), dando lugar a una energía de compactación mayor. Además, en lugar de 3 capas de material granular, se dispondrán 5 capas, dando a cada una de ellas un total de 25 golpes. Al igual que en el caso del ensayo Proctor normal, repetiremos el ensayo varias veces, para distintas humedades, con objeto de poder representar la curva de compactación a partir de varios valores. Como hemos comentado, esta modalidad del ensayo utiliza una energía de compactación mayor, por lo que recrea con mayor fidelidad las condiciones de compactación de una obra, y por ello, el PG-3 suele exigir a la compactación de capas granulares un determinado porcentaje respecto del valor obtenido en el ensayo Proctor modificado. En cambio, el ensayo Proctor normal suele tener mayor utilidad en compactaciones menores como son las correspondientes a relleno de zanjas o ejecución de caminos.

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CURVA DE COMPACTACIÓN La ficha de resultados de todo ensayo Proctor debe indicar claramente la densidad máxima seca y la humedad optima, así como mostrar la curva de compactación. Como ya hemos comentado, esta curva nos permite determinar de un modo gráfico y sencillo, cual es la densidad seca que se puede alcanzar para un determinado valor de humedad.

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INTERPRETACION ENSAYOS PROCTOR

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El acta del ensayo Proctor debe proporcionar la densidad máxima seca, así como la humedad óptima y lo que es más importante la curva humedad – densidad seca con los valores de todos los puntos ensayados. Como datos complementarios debe proporcionar los datos específicos del molde, características de la masa, numero de capas, y golpes por capa. La curva densidad seca – humedad permite determinar las condiciones óptimas de compactación tal y como se muestra en la figura siguiente:

Estas condiciones serían las ideales para alcanzar en obra y suele corresponderse con un grado de saturación correspondiente entre el 85 y el 90%. La línea que representa un grado de saturación del 100% es generalmente paralela a la línea de mayor humedad resultante del ensayo. Si se aumenta la energía de compactación se obtienen curvas similares, pero con un incremento en la densidad máxima y menor 2

humedad óptima tal y como puede verse en el gráfico anterior (E1 y E2). No obstante, la densidad máxima para un determinado grado de humedad no será nunca mayor que la correspondiente a la del suelo saturado, es decir, la curva de saturación (S=100) nunca será superada por ninguna curva de compactación independientemente de la energía empleada.

--- MATERIALES Y EQUIPOS ---

Molde de compactación

Probeta Graduada

Martillo proctor

Horno de secado

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Muestra de suelo

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Picnómetro (250ml)

Embudo de Vidrio

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Termómetro

Balanza

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--- PROCEDIMIENTO --ENSAYO PROCTOR MODIFICADO (ASTM D-1557) 2

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Se pesa el molde cilíndrico vacío con su base. Se le adiciona agua a la muestra de suelo hasta llevarla a la humedad requerida. Procurar que la mezcla sea homogénea Se ubica la muestra en el molde de compactación, dividiendo la muestra en 5 capas, aproximadamente a 1/5 de su altura, compactando cada capa mediante el siguiente procedimiento: o Se ubica el martillo Proctor dentro del molde. o Se eleva el pistón y, seguidamente, se deja caer, permitiendo que tenga una caída libre de 30cm. o Se repiten los pasos anteriores en cada una de las 3 capas del material. Al finalizar la compactación, se retiran las extensiones y se nivela la muestra, con respecto a la parte superior del cilindro, usando la regla metálica Después de limpiar el cilindro con la muestra previamente compactada, en su parte exterior, se determina su masa (masa del material + cilindro) Se extrae parte del material que quedó del molde y de la parte central de la muestra, aproximadamente unos 100 gramos, para pesarlos en la balanza. Determinar el peso seco del material, después de haberlo dejado en el horno por 24 horas a 110°C. Repetir lo anterior hasta obtener los resultados necesarios para construir la curva peso unitario seco VS contenido de humedad.

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--- CÁLCULOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ---

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--- CONCLUSIONES ---

El método de compactación es una herramienta importante para el mejoramiento de las propiedades del suelo empleado para las construcciones.

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El ensayo Proctor modificado es una representación aproximada, en laboratorio, de los procedimientos de compactación usados en campo.

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Con el conocimiento de la humedad óptima es posible trabajar en el estudio del mejoramiento de algunas de las propiedades de los suelos, tales como resistencia al corte, densidad, entre otras.

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--- CIBERGRAFÍA ---

Ensayo Proctor convencional y modificado. Descripción interpretación https://geotecniafacil.com/ensayo-proctor-normal-y-modificado/

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Ensayos de compactación: Proctor convencional y modificado https://www.aulacarreteras.com/ensayo-proctor/#:~:text=%20Esto %20ensayos%20se%20rigen%20por%20las %20siguientes,Modificado%3A%20ASTM%20D-1557%20y%20UNE %20103-501-94.%20More%20

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Ensayo de Proctor modificado https://es.slideshare.net/HERNIELO/informe-proctor-modificadolabpavimentos

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Compactación del suelo https://es.wikipedia.org/wiki/Compactaci%C3%B3n_del_suelo

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¿Qué es la compactación de suelos? https://www.ingecivil.net/2019/05/28/que-es-la-compactacion-desuelos/#:~:text=%20%C2%BFQu%C3%A9%20es%20la %20compactaci%C3%B3n%20de%20suelos%3F%20,prueba%20en %20el%20laboratorio%20que%20permiten...%20More%20

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Diferencia: Proctor Standard y Proctor Modificado https://www.cuevadelcivil.com/2016/01/diferencia-proctorestandar-t-99-y.html

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--- CUESTIONARIO --1. ¿Qué es la compactación de los suelos? ¿Cuál es la diferencia con la consolidación? Ilustrar la respuesta con un diagrama de las fases de los suelos en cada caso R/ la compactación del suelo es el proceso por el cual un esfuerzo aplicado a un suelo causa densificación a medida que el aire se desplaza de los poros entre los granos del suelo. Se distingue de la consolidación de los suelos en que, en este último proceso, el peso específico crece gradualmente bajo la acción natural de sobrecargas impuestas que provocan expulsión del agua por un proceso de difusión.

2. ¿Por qué es importante que el nivel final del suelo compactado esté justo sobre el cuerpo del molde? R/ 2

Conociendo el volumen total del molde, sin la corona, podremos tener el dato de forma rápida y concisa el volumen de la muestra compactada.

3. ¿Cómo se selecciona el contenido de agua para las muestras del ensayo de compactación? R/ o Se calcula el porcentaje de humedad de la muestra, antes de trabajarla, con la siguiente fórmula: W w (inicial) ∗100 w ( % )= Ws

o Para conocer la cantidad aproximada de agua a adicionar: W w ( total )=W s∗w (%)

o Ahora solo queda determinar el volumen de agua a adicionar Ww V w= γw

4. ¿Cuáles son las diferencias entre el ensayo de compactación Standard y el modificado? R/ La diferencia mas visible es la energía de compactación empleada: En el ensayo normal se suelta un peso de 2.5kg a 30cm de altura, compactando la tierra en 3 capas con 25 golpes. En el ensayo modificado el peso es de 5kg, y se suelta desde una altura de 45cm, compactando la tierra en 5 capas con 50 golpes

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5. ¿Cuál es la influencia del esfuerzo de compactación sobre la curva de compactación? R/ El esfuerzo de compactación en la curva de compactación afectará el aumento o disminución de la energía de compactación debido al aumento o disminución de la fuerza de trabajo, lo que se refleja en la curva de compactación como el aumento o disminución de la gravedad específica seca máxima o el peso seco máximo. Contenido de agua óptimo.

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