Movimiento DE Tierras. PRUEBA DE COMPACTACIÓN EN SUELOS FINOS, PROCTOR SCT. PDF

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PRUEBA DE COMPACTACIÓN EN SUELOS FINOS, PROCTOR SCT....

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MANUAL DE PRÁCTICAS DE LOS LABORATORIOS DE INGENIERÍA CIVIL

PRÁCTICA No. 1 PRUEBA DE COMPACTACIÓN EN SUELOS FINOS, PROCTOR SCT. 1.1

OBJETIVO

Determinar el peso específico seco máximo y la humedad óptima en suelos que se emplean en la construcción de terracerías. 1.2

MATERIAL Y EQUIPO            

1.3

Molde Proctor Pistón Metálico de 2.5 kg. de peso. Regla metálica con aristas cortantes de 25 cm de largo. Guía de lámina de forma tubular de 35 cm. de largo para proporcionar una caída de 30 cm. Balanza de 200 gr. De capacidad y de 0.01gr. de sensibilidad. Báscula de 20 kg. de capacidad. Horno de 100 ºC.3 2 Taras de aluminio Probeta de 1000 ml. Pala. Malla del No. 4 y 8/8”. Desarmador. INTRODUCCIÓN Y TÉRMINOS EMPLEADOS

1 La muestra se obtendrá por cuarteo de 4 kg. previamente disgregado y secado al sol, esta muestra está constituida por material que pasa la malla No. 4 que tiene un retenido máximo de 10%. 2 Se mezcla perfectamente todo el material y se adicionará toda la cantidad de agua necesaria para que una vez repartida uniformemente esta nos presente una consistencia tal que al ser comprimido en la palma de la mano no deje partículas adheridas en ella ni la humedad y que a la vez el material comprimido pueda tomarse con dos dedos sin que se disgregue. 3 El compactado se efectuará en tres capas aproximadamente iguales utilizando el pistón metálico se darán 30 golpes uniformemente repartidos. 4 Una vez apisonada la última capa se removerá el collarín y se enrasará por medio de una regla metálica con arista biselada y se pesará el molde con el material contenido. 5 Después de pesado se extraerá la muestra compactada del cilindro tomándose una pequeña porción de este material y se pondrá a secar en el horno, esto es con el propósito de poder determinar la humedad. 6 Los pasos 3, 4, y 5 se repiten incorporando 100 cm3 de agua. Esta serie de determinaciones se continuarán hasta que la muestra esté muy húmeda y se presente una disminución apreciable en el peso del material. LABORATORIO DE MOVIMIENTO DE TIERRAS

1.4

MEMORIA DE CÁLCULO

Ec = Energía de compactación para terracerías y caminos. Ec 

Kg .cm 3

cm

Ec 

NnWh Vol

Donde: N = Número de golpes. n = número de capas. W = Peso del pistón. h = Altura de caída. Vol. = Volumen

Vol =

  2   h D   4  

 N 

E c Vol



nW h  N  22 golpes

Para obtener el peso específico seco máximo y húmedo se utilizarán las siguientes ecuaciones: m  m



d



(1)

W V



m

(2)

1 W

Donde:  m = Peso específico húmedo en ton/m3.

Wm = Peso del suelo húmedo en ton. V = Volumen del cilindro en m3.

 d = Peso específico seco ton/m3.

W = Contenido de agua en %.

RECURSOS BIBLIOGRÁFICOS    

NMX-C-476-ONNCCE-2019 Industria de la Construcción - Geotecnia Materiales para Terracerías - Compactación Dinámica Estándar y Modificada Métodos de Ensayo AASHTO T99-01 T99 ASTM D698 Compactación Con Proctor Estándar AASTHO T180-01 T180 ASTM D1557 Compactación Con Proctor Modificado ASTM D698-12e2 Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort (12,400 ft-lbf/ft3 (600 kN-m/m3)), ASTM International, West Conshohocken, PA, 2012.

PRÁCTICA No. 2 PRUEBA DE COMPACTACIÓN EN SUELOS GRUESOS Y FINOS, PORTER

2.1

OBJETIVO

El alumno aplicará el procedimiento de prueba para determinar el P.V.S.M., y la humedad óptima de un material con más de 10% de retenido en la malla núm. 4. 2.2

INTRODUCCIÓN

En esta práctica se describe la prueba Porter de compactación por carga estática, que sirve para determinar el Peso Específico Seco Máximo y la humedad optima en suelos con partículas gruesas que se emplean en la construcción de terracerías, pudiendo efectuarse también en arenas y en materiales finos cuyo índice plástico sea menor a seis. 2.3

EQUIPO.               

2.4

Molde Porter. 2 placas de 3 kg. 1 Charola. 1 Espátula. Balanza de 2610 gr. 1 Vernier. Jgo de pesas Placa perforada con vástago. 1 Varilla punta de bala de 30 cm. 1 Cucharón. Vaso de aluminio. Triple. 1 Probeta de 1000 ml. Prensa de compactación Porter. 4 kg. de material obtenido por cuarteo. DESARROLLO

1. Se pesan 4 kg. de material. 2. Se humedece el material hasta que forma un grumo cerrando el puño. 3. Se colocan los 4 kg de material en el molde Porter de 15.75 cm. de diámetro en tres capas. 4. Se acomoda el material con una varilla punta de bala dandole 25 golpes por cada capa.

5. El material restante se coloca en el vaso de aluminio y una vez que este pesado se determina el peso del material húmedo más el peso del vaso. 6. Se le da una presión de 140.6 kg/cm2. mediante la utilización de la prensa de compactación, es decir una carga de 27.4 Ton., aproximadamente aplicando la carga lentamente en el lapso de 5 min. Y se mantiene la carga durante 1 min., en este lapso se aprecia la salida leve de humedad del molde Porter, lo cual indica que se tiene la humedad óptima. 7. Se procede a saturar la muestra con el agua. 2.5

MEMORIA DE CÁLCULO

La humedad óptima se calcula por medio de la siguiente expresión: Wh  Ws Wo    Ws 

  * 100  

Donde: Wo = Humedad óptima en porcentaje. Wh = Peso del material húmedo. Ws = Peso del material seco. El peso volumétrico húmedo se calcula con la siguiente expresión: P.V.H. =

P . M . H .C . V.

Donde: P.V.H. = Peso volumétrico húmedo. P.M.H.C. = Peso del material húmedo compacto. V = Volumen compactado. El peso volumétrico máximo se determina así: P.V.S.M. =

 P .V .H .    1  Wo 

RECURSOS BIBLIOGRÁFICOS   

NMX-C-522-ONNCCE-2016 Industria de la Construcción - Geotecnia Materiales Térreos - Determinación del Valor Soporte de California de Suelos y Expansión en Laboratorio - Método de Ensayo ASTM D1557 Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort (56,000 ft-lbf/ft3 (2,700 kN-m/m3)) SCT M.MMP.1. 11/16 Valor Soporte de California (CBR) y Expansión (E)

PRÁCTICA No. 3 PESO VOLUMÉTRICO DE CAMPO. MÉTODO DE LA ARENA DE OTTAWA. 3.1

OBJETIVO

El alumno aplicará el procedimiento de prueba para determinar el P.V.S.M., y la humedad óptima de un material con más del 10% de material retenido en la malla del No. 4. 3.2

INTRODUCCIÓN

En esta práctica se describe la prueba Porter de compactación de carga estática, que sirve sirve para determinar el peso específico máximo y la humedad óptima en suelos con partículas gruesas que se emplean en la construcción de terracerías, pudiendo efectuarse también en arenas y en materiales finos cuyo índice plástico sea menor de seis. 3.3

EQUIPO.              

3.4

2 Placas de 3 kg. 1 Charola. 1 Espátula. 1 Balanza de 2610 gr. 1 Vernier. 1 Juego de pesas. 1 Placa perforada con vástago. 1 Varilla punta de bala de 30 cm. 1 Cucharón. 1 Vaso de aluminio. 1 Tripie. 1 Probeta de 1000 ml. Prensa de compactación Porter. 4 kg. de material obtenido por cuarteo: Grava 2 kg. Tepetate 2 kg. DESARROLLO.

1. Se pesan 4 kg. de material. 2. Humedecer el material hasta que forme un grumo cerrándolo con el puño. 3. Colocar 4 kg. de material con el molde porter de 15.75 cm. de diámetro en tres capas de 25 golpes cada una. 4. El material restante se coloca en un vaso de aluminio para poder determinar el peso del material húmedo más el peso del vaso de aluminio.

5. Se le da una presión de 140.6 kg/cm2 mediante la utilización de la prensa de compactación, es decir una carga de 27.4 ton. Aproximadamente aplicando la carga lentamente en un lapso de 5 min. Y se mantiene por un periodo de 1 min. 6. Saturar la muestra, esto es antes de tomar las medidas con el triple y el vernier. 3.5

MEMORIA DE CÁLCULO

La humedad óptima se calcula por medio de la siguiente expresión: Wh  Ws Wo    Ws 

  * 100  

Donde: Wo = Humedad óptima en porcentaje. Wh = Peso del material húmedo. Ws = Peso del material seco. El peso volumétrico húmedo se calcula con la siguiente expresión: P.V.H. =

P . M . H .C . V.

Donde: P.V.H. = Peso volumétrico húmedo. P.M.H.C. = Peso del material húmedo compacto. V = Volumen compactado. El peso volumétrico máximo se determina así: P.V.S.M. =

 P .V .H .    1  Wo 

El porcentaje de expansión se calcula como sigue: % Expansión

Li  L f

 Espesor

del especimen

*100 sin saturar

El valor relativo de soporte se calcula con la carga (A) correspondiente a la penetración de 2.54 mm. o sea: VRS 

A 136 0

*100

1360 es la resistencia en kg correspondiente al material estándar a la misma penetración de 2.54 mm. Se hace una corrección pasando una tangente por la zona de cambio de curvaturas colocando el nuevo origen en donde ésta línea hace un corte a las abscisas; se encuentra la nueva posición de la penetración de 2.54 mm y la carga correspondiente (A’) que se usa para el cálculo del VRS. A VRS 

'

1360 *100

PRÁCTICA No. 4 PRUEBA DE ABRASIÓN EN AGREGADOS PÉTREOS (GRAVA). 4.1

OBJETIVO

El alumno conozca y aplique el método apropiado para obtener el peso volumétrico en campo. 4.2

EQUIPO     

4.3

Aparato de cono de arena. Placa para apoyar el cono. Barreta. Molde. Báscula de precisión. INTRODUCCIÓN

Una vez que han sido establecidos los criterios de compactación para suelos, es necesario un método para verificar los resultados, como el método de cono de arena o por el de balón de densidad. Ambos métodos utilizan el mismo principio, es decir, se obtiene el peso del suelo húmedo de una pequeña excavación de forma más o menos irregular, hecho sobre la superficie del suelo. El método del cono de arena representa una forma indirecta de obtener el volumen del agujero. La arena utilizada a menudo arena de Ottawa, es generalmente material que pasa el tamiz No. 20 y que se encuentra retenida por el matiz No. 30, es deseable tener material de un mismo tamaño máximo, para evitar problemas de segregación. El aparato de cono de arena más comúnmente usado utiliza un recipiente de arena plástico o vidrio de 3875 cm3 (1 galón) con suficiente material para rellenar un hueco y el respectivo cono no mayor de 3800 cm3, dependiendo de tan cuidadosamente se haya llenado el recipiente antes de ser usado. Los agujeros para ensayos de campo deben de ser pequeños; es esencial impedir la pérdida de suelo durante la excavación, ya que la determinación del volumen hecha en cualquier forma daría un volumen hecha en cualquier forma daría un volumen aparente del agujero demasiado grande. La excavación debe hacerse tan rápido como sea posible para mantener el contenido de humedad natural del suelo que se está guardando. Es importante evitar cualquier vibración en el área circundante, o en el recipiente donde se encuentra la arena, ya que esto puede introducir exceso de arena en el agujero y por consiguiente incrementar el volumen aparente del agujero.

4.4

PROCEDIMIENTO

Antes De ir al campo se debe de calibrar el equipo de la siguiente manera: a) Pesar el recipiente del aparato de cono de arena con su recipiente adjunto lleno de arena y anotar dicho peso como peso W1. b) Colocar la placa sobre una superficie plana, voltear el cono y la botella con la válvula cerrada y colocada sobre la placa. Abrir la válvula y permitir que caiga la arena hasta que pare de caer y cerrar la válvula. c) Volver a pesar el cono, su recipiente con la arena remanente, obteniendo W2. La diferencia entre los pesos obtenidos en los incisos a) y b) es el peso de la arena para llenar el cono Wc y el espacio en la placa de base. Repetir estos pasos otras dos veces para obtener un promedio. d) En un cilindro de aporter, conocido el volumen, colocar la placa sobre él para permitir que caiga sobre el cilindro la arena, en el momento en que deje de salir la arena, cerrar la válvula y pesar el aparato. Repetir el paso d) dos veces más y obtener un promedio Wa, restar Wa a W1 y a e) la vez el peso necesario para llenar el cilindro Wac. f) Con el peso Wac. y el volumen del cilindro, obtener el peso volumétrico de la arena de Otawa. 4.5

MEMORIA DE CÁLCULO

En el campo, se excava un agujero con la barreta utilizando la placa de base y el suelo removido se coloca en una bolsa de plástico y se emparejan las paredes del agujero. Se coloca el aparato de cono de arena boca abajo con la válvula cerrada y se abre para que el contenido del frasco se vacíe en el agujero, cuando la arena deja de vaciarse, se pesa lo que queda en el frasco y se recupera la arena de Otawa aunque con algo de suelo para posteriormente hacerla pasar por la malla No. 20 para que retenga la No. 30 y los finos queden separados. El volumen del suelo se obtiene mediante la siguiente relación: Vol ( hueco

) 

Pes o

de la erena

de Otawa

Peso unitario

que quedó en el agujero

de la arena de Otawa

Se debe de pesar una muestra de suelo húmedo en una tara, después de haber registrado el peso de ésta se introduce al horno para secar la muestra. Posteriormente se pesa el suelo sin agua (peso seco). El peso volumétrico del suelo en el campo se obtiene dividiendo su peso entre el volumen del hueco. El grado de compactación del suelo se obtiene:

GC 

P vol en el campo P vol en el laboratori

o

RECURSOS BIBLIOGRÁFICOS 

NMX-C-196-ONNCCE-2010 Industria de la Construcción - Agregados Determinación de la Resistencia a la Degradación por Abrasión e Impacto de Agregados Gruesos Usando la Máquina de los Ángeles

PRÁCTICA No. 5 TIPOS PROPIEDADES Y APLICACIONES DE LOS EXPLOSIVOS, (INVESTIGACIÓN). TIPOS DE ANCLAS, (INVESTIGACIÓN)....