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Warning: TT: undefined function: 32 Universidad Tecnológica de PanamáFacultad de Ingeniería CivilLicenciatura en Ingeniería CivilPROCTOR ESTÁNDARLaboratorio #Laboratorio de Mecánica de Suelos Integrantes:Cerrud, Roberto 6-718- Cruz, Aníbal 8-807- Ortega, José 2-735- Profesor: Franklin Castillo Gr...

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Universidad Tecnológica de Panamá Facultad de Ingeniería Civil Licenciatura en Ingeniería Civil

Laboratorio #4

PROCTOR ESTÁNDAR Laboratorio de Mecánica de Suelos  Integrantes: Cerrud, Roberto Cruz, Aníbal Ortega, José

6-718-1736 8-807-805 2-735-1888

 Profesor: Franklin Castillo



Grupo:1IC-143 “B”

Jueves 10 de mayo de 2018

Índice

Objetivos ....................................................................................................................... 2 Marco teórico ................................................................................................................ 3 Materiales y equipo ....................................................................................................... 4 Metodología .................................................................................................................. 5 Resultados ..................................................................................................................... 9 Cálculos ................................................................................................................... 10 Bibliografía ................................................................................................................. 14 Anexos......................................................................................................................... 15

1

Objetivos



Obtener la relación entre la humedad y el peso unitario de los suelos compactados.



Aplicar los procedimientos adecuados para el ensayo de proctor estándar.



Obtener la humedad optima de compactación del suelo, con el cual se alcanza la máxima capacidad.



Analizar los resultados para sacar las debidas conclusiones.

2

Marco teórico

En mecánica de suelos, el ensayo de compactación proctor es uno de los más importantes procedimientos de estudio y control de calidad de la compactación de un terreno. A través de él es posible determinar la compactación máxima de un terreno en relación con su grado de humedad, condición que optimiza el inicio de la obra con relación al costo y el desarrollo estructural e hidráulico. La compactación se define como el proceso mecánico mediante el cual se disminuye la cantidad de huecos en una masa de suelo, obligando a sus partículas a un contacto más íntimo entre sí, es decir, a un aumento de la densidad de un material determinado. Estos ensayos tienen por finalidad determinar la relación humedad-densidad de un suelo compactado en un molde normalizado mediante un pisón de masa normalizada, en caída libre y con una energía específica de compactación. (1) Las variables determinantes de la compacidad que se pueda lograr en un determinado material, son la humedad que posee el suelo y el nivel de energía en la compactación. Existen dos tipos de ensayo proctor normalizados; el "ensayo proctor normal", y el "ensayo proctor modificado". La diferencia entre ambos estriba en la distinta energía utilizada, debido al mayor peso del pisón y mayor altura de caída en el proctor modificado. Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da nombre, Ralph r. Proctor (1933) (2), y determinan la máxima densidad que es posible alcanzar para suelos o áridos, en unas determinadas condiciones de humedad, con la condición de que no tengan excesivo porcentaje de finos, pues la prueba proctor está limitada a los suelos que pasen totalmente por la malla no 4, o que tengan un retenido máximo del 10 % en esta malla, pero que pase (dicho retenido) totalmente por la malla 3/8”. Cuando el material tenga retenido en la malla 3/8” deberá determinarse la humedad óptima y el peso volumétrico seco máximo con la prueba de proctor estándar. El ensayo consiste en compactar una porción de suelo en un cilindro con volumen conocido, haciéndose variar la humedad para obtener el punto de compactación máxima en el cual se obtiene la humedad óptima de compactación. El ensayo puede ser realizado en tres niveles de energía de compactación, conforme las especificaciones de la obra: normal, intermedia y modificada.

3

Materiales y equipo

            

Tamiz No. 4 Horno de secado Mazo de hule. Taras Balanza Regla metálica para rasar la muestra Probetas Pala Tanque Molde de 4” con collarín extra Martillo Muestras de suelos. Grasa

Balanza

Horno de secado

Tamiz No.4

Martillo y molde

4

Mazo de hule

Muestra de suelo

Metodología Se proporciona 3 métodos alternativos para realizar el ensayo de Proctor Estándar:

 Se tamizo el material al fin que este pasara por el tamiz (No.4). de diámetro 101.6 mm,



Luego el material que paso se separo en cinco porciones iguales; cada una de ellas representa un punto la curva humedad vs. Densidad, La cantidad de muestra recomendada a ensayar para cada método, se indica en la tabla 2. Tabla 1: Cantidad recomendada de muestra a ensayar Masa aproximada de Método cada fracción AyB 2.3 kg (5 lb) C

5.9 kg (13 lb)

5

Tabla 2: Características de Pruebas de Compactación por Impacto Método

Tamaño máximo

Molde Diámetro pulg

cm

pulg

A

4,75

(N°4)

10,16

4

11,64

4,58

2,50

30,5

3

25

6,06

B

4,75

(3/8)

10,16

4

11,64

4,58

2,50

30,5

3

25

6,06

C

19,0

(3/4)

15,24

6

11,64

4,58

2,50

30,5

3

56

6,03

Ec =

H = Altura de caída el martillo, cm

H

n

N

cm3

(pulg)

W = Peso del martillo, Kg

W

kg-cm

mm

Donde :

cm

Ec

Martillo

Altura

(W)(H)(n)(N) Vc

n = Números de capas 2

N = Número de Golpes Ec = Energía de compactación, (kg - cm)/cm3

Vc =

πD (Altura) 4

Vc = Volumen del cilindro, cm3



Al material se le agrego cantidades de agua.

Figura 1: Añadiendo agua a la muestra  

Se revuelve perfectamente el material, tratando que el agua agregada se distribuya uniformemente. Elegido el molde, se le coloca el collarín y se deja el conjunto sobre una base plana y firme, llenándolo con una de las fracciones de la muestra mediante la colocación de capas de 1/3 de la altura. Se compacta la capa con 25 golpes de pisón uniformemente distribuidos en el molde de 101.6 mm (4”) (métodos A y B), y 56 golpes en el molde de 152.4 mm (6”) (métodos C). El procedimiento de aplicación de los golpes a la muestra de suelo se ilustra en la Figura 4b.

6

a) Molde de 101.6 mm dediametro

b) Modo de aplicación de los

golpes

Figura 4: Ejemplo del molde y modo de aplicación de los golpes a la muestra 



Se repitió esta operación 2 veces, escarificando ligeramente las superficies recién compactadas antes de agregar una nueva capa. La última debe quedar con un exceso de material de 1 o 2 cm sobre el borde del molde. Concluida la compactación, se retiró el collarín y se enrasa el molde con la regla metálica. Los agujeros superficiales que se produzcan como resultado de la remoción de las partículas gruesas, deben taparse con el mismo tipo de material, pero más fino.

7

 

Se limpió el molde en su exterior y se pesa con la muestra compactada. Una vez que se haya pesado el molde con el suelo compactado, se retira el total de la muestra del molde y se extraen 2 muestras representativas para determinar el contenido de humedad.



Se repitió esta operación con cada una de las fracciones restantes hasta que haya un decrecimiento en la densidad húmeda del suelo, realizando un mínimo de 5 determinaciones. El ensayo debe efectuarse desde la condición más seca a la más húmeda.

8

Resultados

Compactación: Manual Método: A- Proctor Estándar Capas: 3 Golpes/ Capas: 25 Volumen de molde: 933 cm3 Masa de Molde: 2111 g

1 2 3 4 5 6 7

8 9 10 11 12 13 14

Punto N° Cantidad de agua (ml)

1

2

3

4

Masa del molde (g) Masa del suelo + agua (g) Densidad húmeda Densidad seca

0 3691 2111 1580 1.69 1.29

75 3769 2111 1658 1.78 1.32

150 3786 2111 1675 1.80 1.29

225 3735 2111 1624 1.74 1.20

Tara N° Suelo húmedo + tara (g) Suelo seco + tara (g) Masa de la tara (g) Masa del agua (g) Masa del suelo seco (g) Porcentaje de humedad

IC143B1 119.38 93.16 9.4 26.22 83.76 31.30

IC143B2 133.94 101.79 9.44 32.15 92.35 34.81

IC143B3 101.88 75.71 9.22 26.17 66.49 39.36

IC143B4 100.67 72.1 9.43 28.57 62.67 45.59

Masa del molde + suelo+ agua (g)

*Nota: Una muestra se perdió al realizar el procedimiento de manera no adecuada.

9

Cálculos Muestra 1: .m = 3691-2111 = 1580g Densidad húmeda = 1580 / 933 = 1.69 1.69 Densidad seca = 1+31.30

= 1.28

100

Muestra 2 .m = 3769-2111 = 1658g Densidad húmeda = 1658 / 933 = 1.78 1.78 Densidad seca = 1+34.81

= 1.32

100

Muestra 3

.m = 3786-2111 = 1675g Densidad húmeda = 1675 / 933 = 1.80 1.80 Densidad seca = 1+39.36

= 1.29

100

Muestra 4

.m = 3735-2111 = 1624g Densidad húmeda = 1624 / 933 = 1.74 1.74 Densidad seca = 1+31.30 100

10

= 1.20

Porcentaje de humedad:

ꙍ1 =

119.38 − 93.16 𝑚ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎 − 𝑚𝑠𝑒𝑐𝑎 ∗ 100 = 31.30% ∗ 100 = 93.16 − 9.4 𝑚𝑠𝑒𝑐𝑎 − 𝑚𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒

ꙍ2 =

133.94 − 101.79 ∗ 100 = 34.81% 101.79 − 9.44

ꙍ3 =

101.88 − 75.71 ∗ 100 = 39.36% 75.71 − 9.22

ꙍ4 =

100.67 − 72.1 ∗ 100 = 45.59% 72.1 − 9.43

11

Gráficas

Hoja propuesta para el laboratorio

Densidad seca vs % de humedad 1.34 1.32 1.3 1.28 1.26 1.24 1.22 1.2 1.18 0

10

20

30

Grafica en hoja de Excel

12

40

50

Conclusiones 

Este ensayo de laboratorio es muy interesante puesto que por medio de el podemos conocer el grado de compactación de una capa de suelo en el campo



El ensayo proctor nos ayudó presentar en el laboratorio las técnicas de compactación realizadas en el campo

 La compactación es un método ideal para mejorar las propiedades de algunos suelos que sé que se utilizan en obras de construcción y carreteras  Conocer el contenido de humedad optima es de mucha importancia yaqué es de gran utilidad a la hora de buscar una solución para mejorar las propiedades resistentes a la fuerza cortante y densidad del suelo

13

Bibliografía





(1) Determinación de propiedades del suelo mediante pruebas de presión. Página Web. http://html.rincondelvago.com/determinacion-de-propiedadesde-un-suelo-mediante-presiones-constantes.html (2) Libro. Mecánica de Suelos. Tomo I. J, Badillo y R, Rodríguez (1999).

14

Anexos

Esparciendo la muestra de suelo

Incorporando parte de la muestra

en una bandeja

en el molde

Tomando muestra del núcleo

Muestra en el molde para rasar

15...