U.M.R.P.S.F.X.CH. Facultad De Ingeniera Civil

Laboratorio de Mecnica de Suelos 2 CIV 222

PRACTICA N7LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS 2

PESO ESPECFICO IN SITUPRUEBA N1: DETERMINACION DEL PESO ESPECFICO EN CONDICIONES

NATURALES DE UN SUELO UTILIZANDO EL CONO DE ARENA.1.1. OBJETIVOS1.1. OBJETIVO GENERAL

Determinar el peso especfico que tiene el suelo en el lugar de la obra.1.1. OBJETIVO ESPECIFICO

Conocer el funcionamiento correcto del equipo para realizar el ensayo.Determinar el peso especfico en campo y su contenido de humedad.Calcular el grado de compactacin de dicho suelo.1.2. FUNDAMENTO TERICO

Cada proyecto ejecutado en la Ingeniera Civil est sujeto a especificaciones tcnicas, las cuales deben ser cumplidas para obtener obras de gran calidad y envergadura. En este sentido los suelos tambin tienen ciertas especificaciones las cuales debemos verificar conforme avanza la obra dado que un error puede encadenar a otros y provocar fallas posteriores. Una de las especificaciones que debe controlarse es el grado de compactacin, especialmente en la construccin de carreteras y vas de comunicacin.

La compactacin es un proceso de densificacin y reacomodo de las partculas del suelo, este proceso incrementa la capacidad del suelo para soportar cargas, es por eso que es muy importante la verificacin del grado de compactacin, la norma exige generalmente un grado de compactacin a partir del 95% y se realizan ensayos en campo para saber si el constructor logra o no llegar a dicho peso especfico.

Los ensayos de campo para la determinacin del peso especfico, ms conocidos, son: El Mtodo del Cono de Arena, Mtodo del Globo de Goma y el Mtodo Nuclear, de estos mtodos el ms sencillo y prctico es el mtodo del cono de arena. El equipo de utilizado para este mtodo consiste en un vaso o jarra de plstico con un cono de metal unido a su parte superior. La jarra se llena con arena normalizada seca muy uniforme y se determinan sus propiedades antes de realizar las pruebas en campo. En el campo, se excava un pequeo agujero en la zona donde el suelo ha sido compactado. Se determina el peso hmedo del suelo excavado del agujero, calculamos el contenido de humedad de la muestra excavada y determinamos el peso seco de la muestra de suelo.

W1 = Peso del Suelo Hmedo.

W2 = Peso del Suelo Seco.

w = Contenido de humedad de la muestra.

Determinamos el volumen del agujero mediante el volumen de la arena y su peso especfico de laboratorio:

= Diferencia de pesos al inicio y al final del ensayo en el recipiente de plstico menos el peso de arena que se requiere para llenar el cono.Con este sencillo procedimiento podemos determinar el peso especfico de campo de la muestra de suelo.

1.3. PROCEDIMIENTO1.3. MATERIALES Trapos. Arena. Cono de Arena.

Moldes de ensayo prctor. Hornilla. Brochas.

Balanza. Martillo o Mazo. Cincel. Bandejas y Recipientes. Cucharn.

Clavos de Calamina.

1.3. PASOS A SEGUIR

PREPARACIN DE LA ARENA.Paso 1: Llenamos de arena uniforme el recipiente de plstico ayudndonos con un embudo y pesamos en la balanza elctrica.Paso 2: Volteamos el equipo sobre un superficie lisa y abrimos la llave para dejar fluir a la arena.Paso 3: Una vez que el flujo se detiene retiramos el equipo y pesamos nuevamente. La diferencia de pesos es el peso de arena en el cono y la base.Paso 4: Repetimos el procedimiento con distintos pesos iniciales y sobre distintas superficies lisas para asegurarnos que el peso sea el preciso.

Paso 5: Pesamos los moldes prctor de 943.3 cm3 y 2124 cm3 vacos.Paso 6: Llenamos los moldes con la arena que usaremos en campo y enrasamos sin golpear los moldes, posteriormente pesamos.Paso 7: Con los datos obtenidos calculamos el peso especfico de la arena uniforme.PRUEBA EN CAMPOPaso 1: Colocamos la base del equipo en lugar en el cual queremos obtener la muestra

representativa y colocamos clavos de calamina para ajustar la base.Paso 2: Con un martillo y cincel comenzamos a cavar un agujero contorneando la base.Paso 3: Con ayuda de un cucharn retiramos el suelo fino que queda mientras cavamos. Paso 4: Una vez realizado el agujero procedemos a poner el cono de arena.

Paso 5: Una vez que vaciamos la arena del equipo cerramos la llave y llevamos al laboratorio para pesar el contenido restante.

Paso 6: La muestra recogida del hoyo es llevada al laboratorio para obtener su contenido de humedad y peso especfico.1.4. CLCULOS

1.4. PREPARACIN DE LA ARENAPRUEBA1 [gr.]2[gr.]

PESO DEL EQUIPO + ARENA51664913

(PESO DEL EQUIPO + ARENA) - ARENA DEL CONO34513210

PESO DE ARENA EN EL CONO17151703

PESO PROMEDIO DE ARENA EN EL CONO1709

El peso de arena en el cono es la diferencia de pesos antes y despus de usarse sobre la superficie lisa., utilizamos distintos pesos iniciales y finales para obtener datos ms precisos.DIMETRO MOLDE PRCTOR [cm.]10.25

ALTURA MOLDE PRCTOR [cm.]11.32

VOLUMEN MOLDE PRCTOR [cm3.]934.0799262

DIMETRO MOLDE PRCTOR [cm.]15.2

ALTURA MOLDE PRCTOR [cm.]11.4

VOLUMEN MOLDE PRCTOR [cm3.]2068.625665

Para calcular el peso especfico de la arena debemos medir un volumen conocido, para esto utilizamos los moldes prctor y medimos sus dimensionesENSAYO12

PESO MOLDE PROCTOR VACO [gr.]41745357

PESO MOLDE PRCTOR + ARENA [gr.]55438462

PESO DE LA ARENA [gr.]13693105

VOLUMEN DEL MOLDE PRCTOR [cm3.]934.07992068.626

PESO ESPECFICO DE LA ARENA EN [gr/cm3]1.4656131.500997

PESO ESPECFICO DE LA ARENA EN [kN/m3]14.3776714.72478

PESO ESPECFICO PROMEDIO [kN/m3]14.55122154

PESO ESPECFICO PROMEDIO [gr/cm3]1.483304948

Llenamos de arena los moldes y posteriormente pesamos, como el volumen es conocido podemos calcular el peso especfico de la arena.

Promediamos los pesos especficos obtenidos y el valor adoptado es: 1.4833049 gr/cm31.4. CLCULO DEL PESO ESPECFICO DE CAMPOCon los datos obtenidos de las muestras de campo realizamos el anlisis del contenido de humedad:

Peso del Plato Vaco = 150 gr.

Peso del Plato + Suelo Hmedo = 924 gr.

Peso del Plato + Suelo Seco = 874 gr.

ENSAYO CONO DE ARENA

PESO DEL EQUIPO + ARENA (ANTES DE USAR) [gr.]6739

PESO DEL EQUIPO + ARENA (DESPUES DE USAR) [gr.]2517

PESO DE ARENA EN EL CONO [gr.]1709

PESO DE ARENA EN EL AGUJERO [gr.]2513

PESO ESPECFICO DE LA ARENA [gr./cm3]1.483304948

VOLUMEN DEL AGUJERO [cm3]1694.189724

PESO DE SUELO HMEDO [gr.]3721

CONTENIDO DE HUMEDAD0.069060773

PESO DE SUELO SECO [gr.]3480.625323

PESO ESPECFICO DE CAMPO [gr/cm3]2.054448374

PESO ESPECFICO DE CAMPO EN [kN/m3]20.15413855

PESO ESPECFICO PRCTOR [kN/m3]21.09799305

GRADO DE COMPACTACIN [%]95.5263304

Obtenemos el peso especfico de campo y lo comparamos con el peso especfico obtenido en el ensayo prctor para obtener el grado de compactacin:

Obtenemos que el grado de compactacin de ese suelo es 95%.1.5. CONCLUSIONES

Despus de realizar el ensayo podemos obtener las siguientes conclusiones: Qued claro el uso del cono de arena para determinar el peso especfico de un suelo en campo, comprendiendo como funciona y que cuidados debemos tener. El proceso de preparacin de la arena no se lo realiza cada vez, basta una vez hasta cambiar de arena.

El contenido de humedad est cerca del ptimo por lo cual obtenemos un alto grado de compactacin en dicho suelo. Probablemente el suelo de campo no este compactado naturalmente y ya hayan pasado algunas mquinas encima de dicho suelo. Aplicando los conocimientos adquiridos en anteriores ensayos logramos determinar el contenido de humedad de la muestra. Los pesos especficos de la arena y el volumen del cono obtenidos no son iguales en los dos casos observados, por lo cual recurrimos a un promedio, considerando adems que si bien existe diferencia esta no es muy grande.1.6. RECOMENDACIONES

Si bien tratamos de realizar el ensayo lo ms preciso posible, existen recomendaciones a ser tomadas en cuenta: Lo ms preciso es tamizar y lavar la arena que usaremos para el ensayo, esto debido a que alguna grava puede trancar la boquilla del cono de arena. Al pesar el molde prctor con la arena debemos limpiar los bordes porque el peso inicial del molde vaco no contena arena. Es bastante recomendable limpiar el molde prctor antes de usar la arena.

Debemos tener el cuidado de no golpear el molde prctor porque la arena que colocaremos en el agujero estar en estado suelto y no compactado. El mismo cuidado debemos tener en campo ya que si realizamos el ensayo en campo y hay una mquina cerca parecera que el hueco es ms grande al ingresar mayor cantidad de arena. La vibracin compacta el suelo. No es recomendable volver a utilizar la misma arena en otro ensayo, pero en caso de reutilizarla debemos lavar bien la arena y volver a tamizar. Debemos tener especial cuidado con las rocas que puedan existir en el lugar donde realicemos el agujero, dado que si es de gran tamao no la consideraremos para el anlisis de contenido de humedad pero tampoco la consideraremos para el uso del cono de arena cuando rellenemos el agujero.FIGURA 7.3.1.1. MARTILLO

FIGURA 7.3.1.3. CONO DE ARENA

FIGURA 7.3.1.2. CINCEL

FIGURA 7.3.1.4. BASE. BROCHA Y RECIPIENTE.

FIGURA 7.3.2.1 FLUJO DE LA ARENA

FIGURA 7.3.2.2 BALANZA

FIGURA 7.3.2.4. CONO DE ARENA EN CAMPO

FIGURA 7.3.2.3. CAVANDO EL AGUJERO

TABLA 7.4.1.1 CLCULO DEL PESO DE ARENA EN EL CONO

TABLAS 7.4.1.2 Y 7.4.1.3. CLCULO DEL VOLUMEN DEL MOLDE PRCTOR CONO

TABLA 7.4.1.4 CLCULO DEL PESO ESPECFICO DE LA ARENA

TABLA 7.4.2.1 CLCULO DEL PESO ESPECFICO DEL SUELO EN CAMPO

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