I. PRACTICA ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO

II. NORMA ASTM D 1557-78 MTC E-115

III. CONCEPTOS

COMPACTACIÓN DE SUELOS

La compactación de un suelo es la densificación del suelo por remoción de aire, lo cual requiere la aplicación de energía mecánica. Para estimar el grado de compactación de un suelo es necesario determinar el peso volumétrico seco máximo del mismo.

Con la aplicación de la compactación, son mejoradas las propiedades mecánicas del suelo, se aumenta la resistencia al corte; la permeabilidad y los asentamientos del suelo disminuyen.

La finalidad de la prueba de compactación en laboratorio, es disponer de muestras de suelo compactadas teóricamente con las condiciones de campo, a fin de estudiar sus propiedades mecánicas para conocer datos firmes del proyecto; además de servir para controlar el trabajo de campo y tener una mayor seguridad de que el equipo utilizado trabaje efectivamente.

Los ensayos utilizados para la obtención del peso volumétrico seco máximo de compactación y el contenido de agua óptimo de un suelo, son las pruebas Próctor Estándar y Próctor Modificada.

PRUEBAS DE COMPACTACION

Existen dos tipos de ensayo Proctor normalizados; el "Ensayo Proctor Normal", y el "Ensa-

yo 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), y deter-

minan la máxima densidad que es posible alcanzar para suelos o áridos, en unas determi-

nadas 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 rete-

nido) totalmente por la malla 3/8”. Cuando el material tenga retenido en la malla 3/8” de-

berá 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 conoci-

do, haciéndose variar la humedad para obtener el punto de compactación máxima en el

cual se obtiene la humedad óptima de compactación.

La energía de compactación viene dada por la ecuación:

Donde:

Y - energía a aplicar en la muestra de

suelo;

n - número de capas a ser compacta-

das en el cilindro de moldeado;

N - número de golpes aplicados por

capa;

P - peso del pisón;

H - altura de caída del pisón; y

V - volumen del cilindro

A medida que se aumenta la energía de compactación, la curva se desplaza hacia arriba e izquierda (aumenta la densidad máxima seca y disminuye el contenido de agua óptimo).

IV. OBJETIVOS DEL ENSAYO

Calcular el contenido de humedad óptimo y la densidad máxima.

V. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

EQUIPO Y HERRAMIENTAS

Molde de 6”. Collar del molde Base metálica Pisón de 10 lbs. Horno 115°C. Tamiz ¾” Enrasador Probeta Bandejas Guantes

PROCEDIMIENTO Extender la muestra y dejar secar al aire.

Cuartear 30 kg , y tamizarlo por la malla ¾” Cuartear en porciones de 6 kg. Determinar la masa del molde y sus dimensiones.

Mezclar cada una de las 5 porciones con una determinada cantidad de agua para que el contenido de humedad sea de 7%, 8%, 9%, 10% y 11%.

Poner el collar en el molde. Llenar el molde con el collar en 5 capas y 56 golpes en cada una. Quitamos el collar y enrasamos. Determinar la masa del molde con la base y el material compactado.

Extraemos el material del molde, lo partimos por la mitad y tomamos de la parte central una pequeña cantidad para determinar la humedad.

VI. MEMORIA DE CÁLCULO

Datos:

PROCTOR D1 (cm) D2 (cm) D3 (cm) H1 (cm) H2 (cm) H3 (cm)

1 15.26 15.25 15.25 11.69 11.69 11.702 15.25 15.25 15.25 11.65 11.66 11.65

Wp+sh 9551.00 9543.00 9712.00 9708.00 9740.00Wp 5073.00 5012.00 5073.00 5012.00 5073.00

Cápsula 1 2 3 4 5Wc 27.34 25.03 26.55 25.40 27.31

Wc+sh 150.65 95.04 197.10 64.29 188.19Wc+ss 142.61 89.88 183.09 60.76 172.29

1.-Hallamos el volumen de los dos moldes:

Promediamos las medidas de los diámetros y de las alturas, con estos valores hallamos el volumen:

V=3.1416*D2*H/4

PROCTORD1

(cm)D2

(cm)D3

(cm)D

(PROM)H1

(cm)H2

(cm)H3

(cm)H

(PROM)VOLUMEN

(cm3)

1 15.26 15.25 15.25 15.25 11.69 11.69 11.70 11.69 2136.472 15.25 15.25 15.25 15.25 11.65 11.66 11.65 11.65 2128.23

2.-Hallamos el contenido de humedad:

w = Ww / Ws

Capsula 1 2 3 4 5Wc (gr) 27.34 25.03 26.55 25.40 27.31

Wc+sh (gr) 150.65 95.04 197.10 64.29 188.19Wc+ss (gr) 142.61 89.88 183.09 60.76 172.29

Sh (gr) 123.31 70.01 170.55 38.89 160.88Ss (gr) 115.27 64.85 156.54 35.36 144.98Ww (gr) 8.04 5.16 14.01 3.53 15.90w (%) 6.97% 7.96% 8.95% 9.98% 10.97%

3.-Hallamos la densidad seca:

P.E.Húmedo= Wsh/V

P.E.Seco= P.E.Húmedo/(1+w)

Wp+sh 9551.00 9543.00 9712.00 9708.00 9740.00Wp 5073.00 5012.00 5073.00 5012.00 5073.00V 2136.47 2128.23 2136.47 2128.23 2136.47

P.E.Humedo 2.10 2.13 2.17 2.21 2.18P.E.Seco 1.96 1.97 1.99 2.01 1.97

4.-Hallamos la curva de saturación (S=100%)

P.E.Seco= Gs*P.E.Agua/(1+w*S)

Donde Gs=2.6

w 10% 11% 12% 13% 14%P.E.Seco (S=100%) 2.06 2.02 1.98 1.94 1.91

5.- Graficamos la curva de compactación y la curva de saturación.

6.00% 7.00% 8.00% 9.00% 10.00% 11.00% 12.00% 13.00% 14.00% 15.00%1.90

1.95

2.00

2.05

2.10

f(x) = 0

CURVA DE COMPACTACION

HUMEDAD (%)

PESO

ESP

ECIF

ICO

SEC

O (g

r/cm

3)

6.-Hacemos el ajuste polinómico:

1.0000% 6.9749% 0.4865% 0.0339% 0.0024% a 1.961.0000% 7.9568% 0.6331% 0.0504% 0.0040% b 1.971.0000% 8.9498% 0.8010% 0.0717% 0.0064% x c = 1.991.0000% 9.9830% 0.9966% 0.0995% 0.0099% d 2.011.0000% 10.9670% 1.2028% 0.1319% 0.0145% e 1.97

a 1.96 33482 -114928 148662 -87904 20788b 1.97 -14356 51310 -68444 41488 -9998c = 1.99 x 229704 -850098 1169011 -727856 179239

d 2.01-

1625723 6200829 -8778972 5623563 -1419697e 1.97 4294416 -16815908 24466354 -16137141 4192278

a -201.13b 206.11c = -4010.40d 34491.87e -109815.41

y = -109815x4 + 34492x3 - 4010.4x2 + 206.11x - 2.0113

7.- Derivamos e igualando a 0 encontramos el contenido óptimo de humedad:

8.-Reemplazando en la ecuación obtenida el COH , encontramos la densidad máxima:

0 = -109815x3 + 34492x2 – 4010.4x1 + 206.11

COH=9.90%

DM=2.01 gr/cm3

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES El contenido de humedad optimo es 9.90 %. La densidad máxima obtenida es 2.01 gr/cm3. Se recomienda tapar las muestras preparadas con un trapo húmedo si es que el

molde aun no está listo para ensayar. De preferencia el ensayo debería hacerse por una sola persona Se debe colocar inmediatamente al horno las capsulas con la muestra para que no

pierdan humedad.