CONTROL DE COMPACTACIÓN - DENSIDAD RELATIVA Y PROCTOR MODIFICADO -

Universidad De La Frontera – Facultad de Ingeniería, Ciencias y Administración – Departamento Ingeniería De Obras Civiles

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 Página 1 de 20 1º Semestre 2012



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




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.




MEMORIA DE CÁLCULO

1. LABORATORIO N°7: DENSIDAD MÁXIMA, MÍNIMA Y RELATIVA

Normativa aplicable: - 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.

Fecha de ensayo: 15 de Mayo de 2012.Descripción muestra : Muestra de suelo en estado seco

1.1. Cálculo de la Densidad Máxima:

1.1.1. Cálculo del Volumen Descendido como:

V v=Ac∗h (cm3)Donde:

- Vv = Volumen Descendido- Ac = Área de la sección transversal del molde- h = Se calcula según:

a) h= e + x (caso de este ensayo)b) h= e – x

- x = Promedio de 6 lecturas del descenso de la placa base- e = Espesor de la placa base




1.1.2. Cálculo del Volumen Compactado, de acuerdo a la siguiente ecuación:

V c=V−V v (cm3)

Donde:

- Vc = Volumen Compactado- V = Volumen del molde- Vv = Volumen descendido

1.1.3. La Densidad Máxima (γ máxima) se calcula mediante la siguiente expresión:

γmá x=masadesuelo compacto

V c( grcm 3

)

1.2. Cálculo de la Densidad Mínima, como:

γmin=masadesuelo suelto

V( grcm3

)

Donde:

- γmin = Densidad mínima - V = Volumen del molde

1.3. Cálculo de la Densidad Relativa, como

DR=γmá x.(γ d−γmin.)γd (γmá x−γmin)

∗100( grcm 3

)

Donde:

- DR = Densidad Relativa- γmá x = Densidad máxima

- γ d = Densidad seca in situ del suelo

- γmin = Densidad mínima




DESARROLLO

1.1. Cálculo de la Densidad Máxima:

1.1.1. Cálculo del Volumen Descendido

Lecturas x1 x2 x3 x4 x5 x6 xCms 0,74 0,63 0,94 1,04 0,89 1,00 0,873

- x = 0,873 cm- e = 1,505 cm

h=1,505+0,873=2,378cm

- Ac = 182,41 cm2

V v=182,41cm2∗2,378cm

V v=433,771(cm3)

1.1.2. Cálculo del Volumen Compactado.

- V = 2835 cm3- Vv = 433,771 cm3

V c=2835cm 3−433,771cm3

V c=2401,23cm3




1.1.3. La Densidad Máxima (γ máxima) se calcula como:

- Masa suelo compacto = 10253 gr- Masa del molde = 6022 gr- V c = 2401,23 cm3

γmá x=(10253−6022)

2401,23( grcm3

)

γmá x=1,762grcm3

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

γmin=1,52+1,55+1,5+1,54+1,52+1,52

6 ( grcm3 )

γmin=1,525( grcm 3 )




1.3. Cálculo de la Densidad Relativa.

- γmá x = 1,762grcm 3

- γ d = 1,590grcm3

- γmin = 1,525( grcm 3

)

DR=1,762(1,590−1,525)1,590(1,762−1,525)

∗100 ( grcm3

)

DR=30,39 %




2. LABORATORIO N°8: PROCTOR MODIFICADO

Normativa aplicable: - 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.

Fecha de ensayo: 22 de Mayo de 2012.Descripción muestra : 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:

M suelo seco×waparente

100

Donde:

- M suelo seco = Masa de la muestra seca de suelo.- W aparente = Humedad aparente a agregar.

2.1.2. Cálculo del Peso de la muestra (Pm) como:

Pm=P t−Pmolde

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

2.2. Cálculo de la Densidad Compactada Húmeda

DCH=PmV molde [ grcm3 ]

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:

W=mh−msms−mr

∗100( grcm 3

)

Donde:

- W = Humedad del suelo.- mh = Masa húmeda del suelo

- ms = Masa seca del suelo

- mr = Masa del recipiente

2.3.2. Se calcula la humedad Real como:

W real=W ¿+W inf

2[ % ]

Donde:




- W ¿ = Humedad de 100 gr de suelo compactado de la parte superior del molde para Proctor.

- W inf = Humedad de 100 gr de suelo compactado de la parte inferior del molde para Proctor.

2.4. Cálculo de la Densidad Compactada Seca, como:

DCS= DCH

1+W R

100

( grcm3

)

Donde:

- DCS = Densidad Compactada seca- DCH = Densidad compactada húmeda - W R = Humedad real del suelo




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 = 6000 gr- W aparente = 2%

agua=6000 gr×2 %

100 %

agua=120 gr=120ml

2.1.2. Cálculo del Peso de la muestra (Pm):

- Pt = 10812g - P molde = (3297+3146) gr

Pm=10812g−(3297+3146)

Pm=4369 gr

2.2. Cálculo de la Densidad Compactada Húmeda

- Masa de suelo = 4369 gr- Volumen de Molde = 2138 cm3




DCH=43692138 ( grcm3 )=2,0438gr /cm3

2.3. Cálculo de la Humedad real del suelo:

2.3.1.Se calcula la humedad (W) de una muestra de suelo

Superior Inferiormh(gr ) 258 256ms(gr ) 255 253mr(gr ) 102 97

W superior=258−255255−102

∗100=1,961 %

W inferior=256−253253−97

∗100=1,923 %

2.3.2. Se calcula la Humedad Real como:

W R=1,961+1,932

2=1,94 %

2.4. Cálculo de la Densidad Compactada Seca:

- DCH = 2,043 gr /cm3




- ωR = 1,94 %

DCS= 2,043

1+1,94100

( grcm3 )=2,00grcm3

2.5. Datos Proctor Modificado




2.6. Densidad seca del suelo compactado de los grupos:

% H real DCS (gr/cm3)

1,9 2,003,7 2,015,4 2,015,1 2,088,9 2,109,3 2,1711,1 2,0710,5 2,1110,2 2,1510,4 2,1910,2 2,13

1.1. Gráfico DCS v/s humedad real:

1.9 3.7 5.4 5.1 8.9 9.3 11.1 10.5 10.2 10.4 10.21.90

1.95

2.00

2.05

2.10

2.15

2.20

2.25

DCS V/S HREAL

Serie 1

Humedad Real %

DCS

(gr/

cm3)

1.2. Gráfico DCS v/s humedad real corregido:




1.9 5.1 9.3 10.4 10.21.90

1.95

2.00

2.05

2.10

2.15

2.20

2.25

2.00

2.08

2.172.19

2.13

DCS V/S HREAL

Serie 1

Humedad Real %

DCS

(g/c

m3)

% H real DCS (gr/cm3)

1,9 2,005,1 2,089,3 2,1710,4 2,1910,2 2,13

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:o Densidad Mínima = 1,525 gr/cm3o 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%


Wopt



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) ¿2,04 [ grcm3 ]1.4. Humedad (W) de la muestra de suelo ¿

W ¿=1,96 %W inf=1,92 %

1.5. Humedad real (Wreal) de la muestra de suelo ¿1,94%

1.6. Densidad seca del suelo compactado (DCS) ¿2,00[ grcm3 ]- 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 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 (Wopt) del grafico corregido es de un 10,4 %, el cual registra

aproximadamente un 2,20 g/cm3 de Densidad Máxima Compactada Seco (DMCS)

.




ANEXOS FOTOGRÁFICOS

LABORATORIO 7: DENSIDAD MÁXIMA, MÍNIMA Y RELATIVA.

Foto 1Equipo de mesa vibratoria, molde

guía y sobrecarga.Foto 2 Enrasado de muestra




Foto 3 Molde en mesa vibratoria Foto 4Llenado de Molde sin

compactar

Foto 5Llenado de molde en estado

suelto.Foto 6 Pesaje de Molde

LABORATORIO 8: MÉTODO PROCTOR MODIFICADO

Foto 1 Probeta graduada Foto 2 Muestra en estado seco




Foto 3Moldes Metálicos y de forma

cilíndrica Foto 4

Agregado de agua de masa 120g a la muestra

Foto 5Método de compactación con pisón de 4,5 kg y 460 mm de

caídaFoto 6

Extracción muestra para calculo de humedades


Documents

CONTROL DE COMPACTACIÓN - DENSIDAD RELATIVA Y PROCTOR MODIFICADO -