1. Informe De Laboratorio De Suelos - Practicas Preprofesionales

LABORATORIO DE SUELOS

2016

“Año de la Consolidación del Mar de Grau”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD DE INGENIERÍA DE MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLOGICA INFORME DE PRÁCTICAS PREPROFESIONALES PRACTICANTE

: OLIVA ZAPATA, JAVIER ENRIQUE

PRÁCTICAS REALIZADAS

:

LUGAR

: UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA –

LABORATORIO DE SUELOS DEPARTAMENTO DE ING. GEOLÓGICA

DEL

CASTILLA – PIURA – PERÚ.

Piura, XX de mayo del 2016

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INTRODUCCIÓN El presente documento, tiene por finalidad informar de forma descriptiva y detalladamente las investigaciones y ensayos vinculados a la mecánica de suelos. Estos ensayos fueron realizados en el laboratorio de suelos del departamento de Ing. Geológica, los cuales han sido realizados como parte de mi formación preprofesional en la carrera de Ingeniería Geológica.

En el laboratorio de mecánica de suelos estuvimos bajo la supervisión del Técn. Chunga Purizaca Manuel Adriano, así como de los Sres. Núñez Llacsahuanga, Gonzalo y Chumacero Ávila, Leyman.

En el presente informe haré de su conocimiento de las variadas y/o diversos métodos y técnicas empleados para la realización de estudios en pro del mejoramiento de suelos, los cuales se deberán de realizar en obras civiles como: edificaciones, carreteras, puentes, entre otros.

En el laboratorio desempeñé funciones típicas de un practicante vinculado a ensayos de la geotecnia por un tiempo de dos (02) meses calendarios (18 de enero al 19 de marzo del presente año – ciclo verano), en el cual realizamos investigación y ensayos desde granulometría, límite plástico, abrasión, próctor modificado, densidad de campo y determinación del California Bearing Ratio (CBR).

El practicante.

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1. DATOS GENERALES 1.1. INSTITUCIÓN Y/O EMPRESA : Laboratorio de Suelos – Departamento de Ingeniería Geológica 1.2. DIRECCIÓN : Campus Universitario S/N – Miraflores – Castilla – Piura – Perú. 1.3. JEFE DE PRÁCTICAS : Ing. Chunga Purizaca, Manuel Adriano 1.4. PERSONAL DE APOYO :  Técn. Núñez Llacsahuanga, Gonzalo  Técn. Chumacero Ávila, Leyman 1.5. PRACTICANTE : Oliva Zapata, Javier Enrique 1.6. PERIODO DE LAS PRÁCTICAS : Del 18 de enero al 18 de marzo de 2016. 2. MISIÓN Y VISIÓN DE LA INSTITUCIÓN Y/O EMPRESA El laboratorio de mecánica de suelos, es un ente especializado en la elaboración de ensayos, presta servicios a empresas particulares y públicas como la propia Universidad Nacional de Piura para construcciones internas. 2.1. MISIÓN Organismo orientado a la asesoría y prestación de servicios. 2.2. VISIÓN El laboratorio de suelos de la facultad de Ingeniería de Minas de la Universidad Nacional de Piura, se proyecta en el futuro a convertirse en una fuente de apoyo a las labores de estudiantes, docentes, investigadores y consultores de empresas constructoras y de la industria en temas concernientes a los suelos. 3. OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA 3.1. OBJETIVO GENERAL Aprender el procedimiento, ejecución interpretación de los resultados obtenidos de la aplicación de los diferentes métodos y técnicas de ensayos en el área de mecánica de suelos. 3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Adquirir conocimientos teóricos y prácticos en la explicación y ejecución de ensayos ligados al campo de la geotecnia.  Realizar la mayor cantidad de ensayos ligados a la geotecnia como lo son:

granulometría, límite plástico, abrasión, próctor modificado, densidad de campo y determinación del California Bearing Ratio (CBR); desarrollando con ello habilidades y destrezas para el mejor desempeño profesional.

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4. MARCO TEÓRICO 4.1. CONCEPTUALIZACIONES GENERALES 4.1.1. ENSAYO DE GRANULOMETRÍA La granulometría, de "gránulo" (pequeño grano), trata de los métodos de medición del tamaño de un grano y por extensión de una población de granos. Se entiende por "grano" en sentido general a un trozo de materia sólida o líquida, esférica o no, que se encuentre en un fluido inmiscible. Un "grano" puede ser no solamente un grano de arena o de polvo, sino también una gota en una emulsión o un aerosol, una partícula sólida de ceniza en un humo, una burbuja de gas en una espuma, etc. Se entiende por tamaño, una dimensión característica del grano, en general una longitud. Si se trata de un grano esférico, se tomará evidentemente como dimensión de su tamaño su radio o su diámetro. Para una partícula fuertemente irregular, es a veces difícil definir un tamaño equivalente que sea satisfactorio desde el punto de vista físico. A. OBJETIVO Este ensayo tiene por objeto determinar la granulometría (cantidad en gramos por tamaño de grano) de los materiales a trabajar, mediante su división y separación con una serie de tamices en fracciones granulométricas de tamaño decreciente. B. INSTRUMENTAL Y EQUIPOS El instrumental y equipos necesarios para realizar este ensayo son:  Juego de tamices de ensayo constituidos de la siguiente forma: 3'', 2'', 11/2'', 1'', 3/4'', 1/2'', 3/8'', 1/4'', 4, 8, 10, 16, 20, 30, 40, 50, 70, 100, 140, 170, 200.  Estufa ventilada a 150ºC.  Dispositivo de lavado - fregadero con decantador.  Balanza de precisión ± 0,1 % de la masa de la muestra de ensayo  Bandejas de diferentes tamaños, cardas y brochas C. PROCEDIMIENTO Las etapas a considerar son las siguientes:  Cuartee y seleccione la cantidad de muestra del material, en esta etapa hay que recordar que el cuarteo debe de ser equitativo, es decir debe de tener variedad en el tamaño del grano.  El lavado de la muestra deberá de realizarse cuando no se desea que los datos se vean alterados por la presencia de limos, etc.  Determinación de la masa seca de la muestra lavada.

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 Tamizado, el cual consiste en verter el material lavado y secado (o directamente la muestra seca) en el juego de tamices previamente ensamblados y dispuestos, de arriba abajo, en orden decreciente de tamaños de abertura con el fondo y la tapa. Ya que el proceso de lavado no elimina todos los finos.  Pesaje de las fracciones obtenidas, consiste en pesar el material retenido por el tamiz de mayor tamaño de abertura y registrar su masa en el libro de cálculo de granulometría. D. CÁLCULO Y EXPRESIÓN DE RESULTADOS La masa de las partículas retenidas en los diferentes tamices se expresa como porcentaje respecto de la masa seca total del material. Los porcentajes acumulados que pasan por cada tamiz se presentan en forma numérica y, si es necesario, en forma gráfica.

4.1.2. ENSAYO DE ABRASIÓN Derivada del vocablo en latín abradĕre, la noción de abrasión está vinculada con el hecho y consecuencia de raer o desgastar por medio de la fricción. En el campo de la medicina, abrasión es un concepto que refiere a la lastimadura o úlcera casi superficial del epitelio o de las mucosas a causa de un traumatismo o de una quemadura. También, de acuerdo a su significado, describe al poder irritante de los purgantes enérgicos. A. OBJETIVO Determinar la resistencia al desgaste de agregados naturales o triturados empleando la prensa o máquina de abrasión Los Ángeles con una carga abrasiva. B. INSTRUMENTAL Y EQUIPOS  Una balanza que permita la determinación con un margen de error de aproximadamente de 1 gr.  Una estufa que pueda mantener una temperatura uniforme de unos 110 ± 5ªC.  Uso de tamices.  Máquina de los Ángeles, tendrá la función de ejercer una fuerza de comprensión, lo cual ocasionará un desgaste en el material.  Carga de abrasión, consiste en esferas o en función de un diámetro y un peso de comprensión.

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C. PROCEDIMIENTO  Cuartee y seleccione la cantidad de muestra del material, en esta etapa hay que recordar que el cuarteo debe de ser equitativo, es decir debe de tener variedad en el tamaño del grano.  Tamizado, el cual consiste en verter el material en el juego de tamices que van desde los más altos en tamaño (para gravas) como lo son el de: 3'', 2'', 11/2'', 1'', 3/4'', 1/2'', 3/8'' y 1/4''.  Son pesados en la balanza y luego depositados en fuentes y/o platos con su medida de grano y el peso de la muestra.  Son llevados a la máquina de los ángeles (Prensa) para ejercerle una fuerza 20000 kg. y cuando esta llegue o sobrepase en poco a este dato, se libera la muestra y se vierte nuevamente en su depósito.  Es nuevamente pesado para sacar el nuevo peso o peso final, ya que la fuerza de abrasión ha ocasionado un desgaste en el material.  Con estos datos y aplicando la siguiente fórmula se calcula el porcentaje de abrasión.

D. CÁLCULO Y EXPRESIÓN DE RESULTADOS La muestra y la carga se colocan en la máquina de los ángeles y se hace descender el pistón que ejercerá la fuerza de abrasión.

4.1.3. ENSAYOS DE LÍMITES DE ATTERBERG  LÍMITE LÍQUIDO.- Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta como un material plástico. A este nivel de contenido de humedad el suelo está en el vértice de cambiar su comportamiento al de un fluido viscoso.  LÍMITE PLÁSTICO.- Es el contenido de humedad por debajo del cual se puede considerar el suelo como material no plástico.  LÍMITE DE CONTRACCIÓN.- Es el contenido de humedad por debajo del cual no se produce reducción adicional de volumen o contracción en el suelo. A. OBJETIVOS  Determinar los límites líquido y plástico se utilizan para clasificar e identificar los suelos.

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 Determinar el límite de contracción se aplica en varias áreas geográficas donde el suelo sufre grandes cambios de volumen entre el estado seco y el estado húmedo. B. INSTRUMENTAL Y EQUIPOS B.1. LÍMITE LÍQUIDO  Tamiz 40.  Un Casagrande, que se encuentre bien calibrado.  Una balanza que permita la determinación con un margen de error de aproximadamente de 1 gr.  Un plato o recipiente donde se pueda humedecer la muestra.  Taras.  Un ranurador.  Una espátula  Vertedor de agua (gotero) B.2. LÍMITE PLÁSTICO  Una balanza que permita la determinación con un margen de error de aproximadamente de 1 gr.  Plancha de vidrio esmerilado de unos 30 cm. por lado, de forma cuadrada por 1cm. De espesor  Espátula de acero inoxidable  Taras enumeradas y medidas.  Horno capaz de mantener la temperatura a 110 + 5°C. B.3. LÍMITE DE CONTRACCIÓN  Un Casagrande, que se encuentre bien calibrado.  Un ranurador.  Una espátula  Una balanza que permita la determinación con un margen de error de aproximadamente de 1 gr.  Un anillo metálico.  Una coladera metálica  Lubricante. C. PROCEDIMIENTO C.1. LÍMITE LÍQUIDO  Preparar la muestra seca para ser pasada por la malla No. 40 para obtener una muestra representativa de unos 250 gr.

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 Colocar el suelo pasante del tamiz No. 40 en una vasija de evaporación y añadir una pequeña cantidad de agua, dejar que la muestra se humedezca.  Mezclar con ayuda de la espátula hasta que el color sea uniforme y conseguir una mezcla homogénea. La consistencia de la pasta debe ser pegajosa.  Se coloca una pequeña cantidad de masa húmeda en la parte central de la copa y se nivela la superficie.  Luego se pasa el ranurador por el centro de la copa para cortar en dos la pasta de suelo.  La ranura debe apreciarse claramente y que separe completamente la masa del suelo en dos partes.  La mayor profundidad del suelo en la copa debe ser igual a la altura de la cabeza del ranurador ASTM  Poner en movimiento la cazuela con ayuda de la manivela y suministrar los golpes que sean necesarios para cerrar la ranura.  Cuando se cierre la ranura, se debe de registrar la cantidad de golpes y tomar una muestra de la parte central para la determinación del contenido de humedad

NOTA: Este proceso se realiza cuatro veces, para lograr cuatro puntos a diferentes contenidos de humedad. Los siguientes rangos de golpes son los recomendados: para la primera tara se dan de 13 a 19 golpes, para la segunda tara se dan de 20 a 25 golpes, para la tercera tara se dan de 26 a 31 golpes y para cuarta tara se dan de 32 a 36 golpes.

C.2. LÍMITE PLÁSTICO  Se trabaja con el material preparado para el límite líquido se toma aproximadamente 20gr.  Luego se amasa la muestra y se deja que pierda humedad hasta una consistencia a la cuál pueda enrollarse sin que se pegue a las manos esparciéndolo y mezclándolo continuamente sobre la placa de vidrio.  El rollito de muestra debe ser adelgazado en cada movimiento hasta que su diámetro sea de 3.2 mm (1/8 pulg.)  La prueba continúa hasta que el rollito empieza a rajarse y tiende a desmoronarse.  Una vez que se ha producido el límite plástico se debe colocar el rollito en un recipiente de peso conocido y se pesa para determinar el contenido de humedad.

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 Seguidamente se vuelve a repetir la operación tomando otra porción de suelo, ya que se necesitan dos veces el mismo procedimiento para que la información sea procesada. C.3. LÍMITE DE CONTRACCIÓN  Con la muestra restante del límite plástico, se le agrega más agua hasta hacer una muestra más suelta.  Se deposita en el casa grande con una espátula para pasar el ranurador.  Cuando la muestra cierra entre 10 y 12 golpes, esta muestra se encuentra el punto exacto para realizar el cálculo del límite de contracción.  Se procede a medir las dimensiones del anillo metálico como: diámetro, altura y su peso; luego se pesa la malla metálica.  Se le aplica un lubricante al contorno interno del anillo para que la muestra no se pegue y se procede a verter con la espátula la muestra preparada al punto de que se llene hasta el tope del anillo, luego se pesa todo el instrumento más la muestra y se procede a poner a secar a temperatura ambiente.  Después de ello, una vez secada la muestra (contraída) se vuelve a pesar y se hacen los cálculos respectivos. RELACIÓN ENTRE EL GRADO DE EXPASIÓN Y EL LÍMITE LÍQUIDO SEGÚN DAKSHANAMURTHY Y RAMAN (1973)

LÍMITE LÍQUIDO (%)

GRADO DE EXPANSIÓN

0 - 20 20 - 35 35 - 50 50 - 70 70 - 90 Mayor que 90

No hay hinchamiento Bajo hinchamiento Hinchamiento medio Alto hinchamiento Hinchamiento muy alto Hinchamiento extra alto

D. CÁLCULO Y EXPRESIÓN DE RESULTADOS Se hace uso de las siguientes fórmulas para hacer el cálculo del índice de plasticidad:

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De donde:  %H  P.M.H.  P.M.S.  Tara

De donde:  I.P.  L.L.  L.P.

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: Porcentaje de humedad : Peso de muestra húmeda. : Peso de muestra seca. : Peso del depósito.

: Índice de plasticidad : Límite líquido : Límite plástico

4.1.4. ENSAYO DE PRÓCTOR MODIFICADO En mecánica de suelos, el ensayo de próctor modificado 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 densidad seca máxima de un terreno en relación con su grado de humedad, a una energía de compactación determinada. A. OBJETIVO  Determinar la máxima capacidad de un suelo o capa granular con una energía de compactación determinada. B. INSTRUMENTAL Y EQUIPOS  Molde de 2320 cm3  Collar del molde  Base metálica  Maza de 4535 g y 457 mm de altura de caída.  Balanza de 20 Kg (1 ± 0.1 g)  Estufa 115 ºC  Amasadora mecánica  Enrasador de borde recto  Probeta graduada  Tamiz UNE 20 mm C. PROCEDIMIENTO  Extender la muestra y dejar secar al aire o en estufa < 60 ºC  Cuartear unos 35 Kg por el tamiz UNE 20 mm  Cuartear porciones de 5 – 6 Kg

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         

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Determinar la masa del molde con la base Mezclar una de las porciones con una determinada cantidad de agua Poner el collar en el molde d. Llenar el molde con el collar en 5 capas y 60 golpes en cada una (La última debe entrar aprox. 1 cm en el collar) 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 la parte central una pequeña cantidad para determinar la humedad. Cálculo de la humedad S/UNE 103-300 Con todo esto obtenemos una pareja de valores (densidad, humedad) que representa uno de los cinco puntos. Repetir 5 veces con distintas cantidades de agua

D. CÁLCULO Y EXPRESIÓN DE RESULTADOS  Realizamos los cálculos en un modelo de impreso como el que se adjunta en anejo 2 para obtener los 5 pares (humedad, densidad seca).  Representar gráficamente los puntos obtenidos.  Dibujar una curva suave y determinar las coordenadas del punto máximo, que serán la densidad seca máxima y la humedad óptima.

4.1.5. ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO La densidad es una medida del estado de empaquetamiento de las partículas del suelo y para esto la densidad seca es una de las medidas mas apropiadas. Sus áreas de ejecución de ejecución son: rellenos compactados, presas de tierra (durante la construcción), estructuras de pavimentos (subrasante, subbase, base), pista de aterrizaje (aeropuertos), terraplén para vías férreas, cimentaciones de canales, fondos de piscina, veredas, losa deportiva, estructuras para pisos, almacenes, silos, parques de estacionamiento, etc. A. OBJETIVO Determinar la densidad y peso unitario en una superficie de un suelo acabado y compactado por medios mecánicos tales como: Rodillo (liso o vibratorio), rodillos neumáticos, rodillo pata de cabra, compactador manual (plancha), compactador de impacto, haber realizado una precarga, pisón manual, etc.

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B. INSTRUMENTAL Y EQUIPOS  Recipiente de plástico o metal (4000 cm3)  Cono metálico  Base metálica con un círculo hueco  Espátula y cuchara  Balanza (capacidad 10 k.)  Termómetro y wincha  Recipiente para contenido de humedad  Arena calibrada (malla No. 10 y No. 60)  Comba y cincel  Bolsas plásticas. C. PROCEDIMIENTO  Conocer el peso del Cono sin arena, con arena y el volumen del recipiente.  Colocar la base en la superficie nivelada, excavar en forma cilíndrica hasta la profundidad a investigar. Pesar la muestra extraída.  Colocar el Cono de arena. Abrir la válvula, llenar el hueco y el Cono inferior con arena. Retirar el Cono.  Extraer la arena sobrante del Cono inferior y pesarlo con lo anterior.  Extraer la arena del hueco y pesarlo.  Calcular el volumen del hueco.  Determinar la d de la capa investigada. D. CÁLCULO Y EXPRESIÓN DE RESULTADOS D.1. HALLAR EL VOLUMEN DEL RECIPIENTE  Pesar el recipiente + Cono vacío. (m1)  Llenar de agua al recipiente hasta el nivel de la válvula.  Pesar recipiente + Cono vacío + agua. (m2)  Tomar la temperatura del agua. (K)  Repetir el procedimiento 6 veces y promediar.  Calcular:  V1= K (m1-m2)  V1= Volumen del recipiente en cm3.  K = Corrección To C (cm3/g).  Mi = Pesos del recipiente, Cono y agua. D.2. DENSIDAD VOLUMÉTRICA DE LA ARENA  Colocar el aparato vacío, válvula cerrada, con el Cono hacia arriba y llenarlo con arena. Abra la Válvula.

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 Llenarlo del modo anterior hasta la mitad. Abra la válvula y llenarlo totalmente. Ciérrelo y vaciar el exceso de arena del Cono.  Pesar arena en el recipiente + Cono (m 3)  Calcular la densidad volumétrica de la arena.  m4= m3 – m1 (g) = masa de arena para llenar el aparato (g)  ds = m4/V1 (g/cm3) = densidad volumétrica de la arena (g/cm3) D.3. CALIBRACIÓN DE LA ARENA  Tamizar arena seca entre las mallas No. 10 y No. 60 ó Cu < 2. Arena de tamaño uniforme y forma sub redondeada y redondeada.  Lavar la arena en la malla No. 200 y secarla en el horno.  Medir el volumen y pesos de la arena en el recipiente tantas veces como fuera posible de tal manera se conocerá el d y M.  Tomar 6 muestras de arena para realizar el ensayo de gravedad específica y hallar Gs.

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5. INICIO DE LAS PRÁCTICAS PREPROFESIONALES EN EL LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS El desarrollo de las prácticas tuvo un horario establecido de lunes a viernes y se realizaron desde las 7:30 am hasta las 12:00 m, siendo una de las primeras actividades la introducción de lo que es un laboratorio de suelos, explicándonos la misión y visión del laboratorio, así como los objetivos de las prácticas y la explicación general de los diversos ensayos que realizaríamos en el laboratorio mientras durara nuestra instancia como practicantes, al término de esta primera práctica se nos encargó como primera actividad una investigación, la cual se detallará a continuación: 5.1. INVESTIGACIÓN 5.1.1. GENERALIDADES DE LA CLASIFICACIÓN DE AASHTO El Departamento de Caminos Públicos de USA (Bureau of Public Roads) introdujo en 1929 uno de los primeros sistemas de clasificación, para evaluar los suelos sobre los cuales se construían las carreteras. En 1945 fue modificado y a partir de entonces se le conoce como Sistema AASHO y recientemente AASHTO. Este sistema describe un procedimiento para clasificar suelos en siete grupos, basado en las determinaciones de laboratorio de granulometría, límite líquido e índice de plasticidad. La evaluación en cada grupo se hace mediante un "índice de grupo", el cual se calcula por la fórmula empírica: IG = (F - 35) (0,2 + 0.005 (Wl - 40)) + 0,01 (F - 15) (IP - 10) En el que: F : Porcentaje que pasa por 0.08 mm, expresado en números enteros basado solamente en el material que pasa por 80 mm.  W1 : Límite Líquido.  IP : Índice de Plasticidad. Se informa en números enteros y si es negativo se informa igual a 0. El grupo de clasificación, incluyendo el índice de grupo, se usa para determinar la calidad relativa de suelos de terraplenes, material de subrasante, subbases y bases. Disponiendo de los resultados de los ensayes requeridos, proceda en la Tabla V.6 de izquierda a derecha y el grupo correcto se encontrará por eliminación. El primer grupo desde la izquierda que satisface los datos de ensaye es la clasificación correcta. Todos los valores límites son enteros, si alguno de los datos es decimal, se debe aproximar al entero más cercano.

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El valor del índice de grupo debe ir siempre en paréntesis después del símbolo del grupo, como: A-2-6 (3); A-7-5 (17), etc. Este método define:  Grava: material que pasa por 80 mm y es retenido en tamiz de 2  Arena gruesa: material comprendido entre 2 mm y 0.5 mm  Arena fina: material comprendido entre 0,5 y 0,08 mm.  Limo arcilla: material que pasa por tamiz 0,08 mm. El término material granular se aplica a aquellos con 35% o menos bajo tamiz 0,08 mm; limoso a los materiales finos que tienen un índice de plasticidad de 10 o menor; y arcilloso se aplica a los materiales finos que tienen índice de plasticidad 11 o mayor. Materiales limo arcilla contienen más del 35% bajo tamiz 0,08 mm. Cuando se calcula índices de grupo de los subgrupos A-2-6 y A-2-7, use solamente el término del índice de plasticidad de la fórmula. Cuando el suelo es NP o cuando el límite líquido no puede ser determinado, el índice de grupo se debe considerar (0). Si un suelo es altamente orgánico (turba) puede ser clasificado como A-8 sólo con una inspección visual, sin considerar el porcentaje bajo 0,08 mm, límite líquido e índice de plasticidad. Generalmente es de color oscuro, fibroso y olor putrefacto.

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5.1.2. DETERMINACIÓN DE LOS LÍMITES DE ATTERBERG Los suelos que poseen algo de cohesión, según su naturaleza y cantidad de agua, pueden presentar propiedades que lo incluyan en el estado sólido, semisólido, plástico o semilíquido. El contenido de agua o humedad límite al que se produce el cambio de estado varía de un suelo a otro. El método usado para medir estos límites se conoce como método de Atterberg y los contenidos de agua o humedad con los cuales se producen los cambios de estados, se denominan límites de Atterberg. Ellos marcan una separación arbitraria, pero suficiente en la práctica, entre los cuatro estados mencionados anteriormente. La Norma chilena 1517/I Of. 1979 define los límites.  Límite líquido (LL). Humedad de un suelo remoldeado, límite entre los estados líquido y plástico, expresado en porcentaje.  Límite plástico (LP). Humedad de un suelo remoldeado, límite entre los estados plástico y semisólido, expresado en porcentaje.  Límite de contracción (LC). Humedad máxima de un suelo para la cual una reducción de la humedad no causa una variación del volumen del suelo, expresado en porcentaje. Los límites de Atterberg se utilizan para caracterizar el comportamiento de los suelos o capas granulares y se basan en los 4 estados de consistencia según su humedad:

Así, un suelo se encuentra en estado sólido cuando está seco. Al agregarle agua va pasando sucesivamente a los estados de semisólido, plástico, y finalmente fluido. Los contenidos de humedad en los puntos de transición de un estado al otro son los denominados límites de Atterberg.

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Se denomina Índice Plástico a la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico (IP = LL – LP), representando por tanto el rango de humedad en el que el material tendrá un comportamiento plástico. Los ensayos descritos a continuación nos permitirán determinar este índice para la muestra analizada. Cuando no podemos determinar el límite líquido debido a las características del material (no existe cohesión entre sus partículas), decimos que se trata de un material no plástico. NOTA Igualmente la normativa limita estos valores para carreteras también en función de la IMD de vehículos pesados:  Zahorra artificial -------- NO PLÁSTICO  Zahorra natural  T00, T0, T1 y T2 ------ NO PLÁSTICO  T3, T4 y arcenes ------- LL < 25; IP < 6 5.1.3. CÍRCULO DE MOHR Desarrollo hecho por Christian Otto Mohr (1835-1918), el círculo de Mohr es un método gráfico para determinar el estado tensional en los distintos puntos de un cuerpo. Entre las tensiones que existentes en un cuerpo sometido a un cierto estado de cargas y con unas ciertas restricciones, importan en general las tensiones principales, que son las tensiones que existen sobre ciertos planos del cuerpo, donde las tensiones de corte nulas. Estas tensiones son de importancia para el estudio de la resistencia mecánica de una pieza. Este método tiene aplicación para estados tensionales en dos y tres dimensiones. A. TEORÍA DEL CÍRCULO DE MOHR PARA DOS DIMENSIONES Considere un cuerpo sobre el cuál actúa un estado plano de cargas. Consideremos al plano de carga para nuestro sistema al plano xy (ver figura 1), de modo de que no existan esfuerzos en el sentido perpendicular a este (esfuerzos en z nulos). Adoptamos un elemento triangular donde se

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supone que los ejes x e y son principales, o sea las tensiones de corte en esos planos son nulas. Esta suposición se hace con el fin de no complicar por demás la matemática siendo el objeto de este desarrollo conocer el desarrollo matemático a fin de ser asociado con el modelo físico: En la figura 1, además de los ejes x e y, se muestra otro par de ejes coordenados los cuales han sido rotados un ángulo θ respecto del eje z (normal al plano), el par de ejes x1 e y1 son normal y tangente al plano Aθ respectivamente. Queremos obtener una relación entre las tensiones en las áreas Ax, Ay y Aθ. Evaluemos el equilibrio de fuerzas en la dirección del eje x:

Ahora evaluemos el equilibrio de fuerzas en la dirección del eje y:

Considerando que Ax =Aθ.cosθ y que Ay =Aθ.senθ, re escribimos las ecuaciones 1 y 2:

Multiplicando la ecuación (1-1) por cosθ, la (2-2) por senθ y sumando ambas se llega a:

Y considerando las relaciones trigonométricas

Se llega a:

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Analizamos las ecuaciones (1-1) y la (2-2) para obtener el corte en el plano θ: Multiplicando la ecuación (1-1) por senθ, la (2-2) por cosθ, sumando ambas y considerando las relaciones trigonométricas (4) se llega a:

Obsérvese que las ecuaciones (5) y (6) no son más que las componentes cartesianas de los puntos correspondientes a una circunferencia en el plano “x” y “y”, la ecuación de la circunferencia se obtiene considerando la relación trigonométrica, entonces reemplazando en (5) y (6) se obtiene:

Esta circunferencia es lo que denominamos “Círculo de Mohr” para dos dimensiones. En esta circunferencia el ángulo formado por la recta con origen en el centro de la misma

Y un punto cualquiera perteneciente al perímetro de la circunferencia, tiene valor 2θ, siendo θ el ángulo de inclinación del plano para el cuál las tensiones sobre esa superficie valen σθ y τθ. Consideremos σx< σy.

Así como se calculó el estado tensional en el plano θ a partir de las tensiones principales, el proceso se puede hacer de manera inversa. Conociendo el estado de carga para una cierta terna de ejes se pueden conocer las tensiones principales de un sistema dado. El estudio hecho

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hasta aquí es similar al que haremos para un estado tridimensional de tensiones. B. TEORÍA DEL CÍRCULO DE MOHR PARA ESTADOS TENSIONALES TRIDIMENSIONALES Sea un tetraedro con tres caras ortogonales las cuales definen un punto O el cuál adoptamos como nuestro origen de coordenadas, y la cuarta cara es un plano oblicuo. Sean las tensiones σi y las áreas Ai correspondientes a cada una de las caras del tetraedro. El equilibrio de fuerzas de este sólido se puede expresar a partir de la siguiente ecuación vectorial: Como dAi = dA.vi, donde vi es el coseno del ángulo entre los vectores normales a los planos dA y. dAi. De esta manera la ecuación (a) se puede escribir de la forma: Ahora la componente normal al plano oblicuo de συ se puede obtener proyectando esta sobre la dirección ν: Considerando que el versor ν tiene coordenadas cartesianas vi, entonces:

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Considerando la ecuación (b) entonces la (c) se puede escribir como:

Luego la tensión total sobre el plano oblicuo se puede expresar en función de sus componentes normal y coincidente con el plano oblicuo:

Entonces a partir de (b) y (d) se llega a:

C. TEORÍA DEL CÍRCULO DE MOHR PARA ESTADOS TENSIONALES TRIDIMENSIONALES Supongamos que elegimos los ejes coordenados de modo que estos son los principales (ejes principales: aquellos en donde la tensión normal de las caras es máxima o nula y el corte nulo). El tensor de tensiones en ese caso para un elemento cúbico será:

Si queremos conocer el versor ν de un cierto plano, conociendo su estado tensional y recordando (d), (e) y que la suma de las componentes cartesianas al cuadrado del versor ν es uno

Se obtienen las siguientes ecuaciones:

Este es un sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas. Suponga que las tensiones principales tienen magnitudes tal que: σI > σII > σIII.

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Las incógnitas de este sistema son:

Como los cuadrados de los cosenos son mayores a cero, entonces evaluando los signos de los denominadores de las ecuaciones 1,2 y 3, los numeradores de los mismos deben cumplir:

Estas tres ecuaciones generan tres circunferencias en el plano y son las ecuaciones que definen los círculos de Mohr para un estado tridimensional de tensiones, las circunferencias son simétricas respecto del eje de ordenadas y las tensiones principales se ubican en el eje de ordenadas. Las desigualdades de esta indican el conjunto de estados tensionales posibles en ese punto para distintos planos, con distintas inclinaciones. Una gráfica a modo de ejemplo se presenta a continuación:

Caso particular: Existe un caso en donde las tensiones principales son iguales en módulo, este caso se denomina de tensiones hidroestáticas, en éste, el círculo de Mohr se representa por un punto. Se llama así porque este caso se da cuando por ejemplo un objeto cúbico diferencial se sumerge en un líquido, sus seis caras están sometidas a la misma tensión

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y esta es normal a todas las caras, no importa la inclinación de este objeto, las tensiones siempre serán normales. D. DETERMINACIÓN DEL CBR (CALIFORNIA RATIO) Existen diferentes tipos de C.B.R. como son:  C.B.R: suelos remoldeados.  C.B.R. suelos inalterados.  C.B.R. suelos gravosos y arenosos  C.B.R. suelos cohesivos poco o nada plásticos.  C.B.R. suelos cohesivos plásticos.

BEARRING

El experimento de suelos gravosos y arenosos se realiza inmediatamente en cambio en suelos cohesivos poco o nada plásticos y suelos cohesivos plásticos se realiza mediante expansión se efectuará con agua en 4 días saturación más desfavorable y la medida de expansión se realizar cada 24 horas. El ensayo CBR (ensayo de Relación de Soporte de California), mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas. El ensayo permite obtener un número de la relación de soporte pero, de la aseveración anterior, es evidente que éste número no es constante para un suelo dado, sino que se aplica al estado en el cuál se encontraba el suelo durante el ensayo. De paso, es interesante comentar que el experimento puede hacerse en el terreno o en un suelo compactado. El número CBR (o simplemente CBR) se obtiene como la relación de la carga unitaria (en lbs/plg²) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración del pistón (con un área de 19.4 cm²) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrón requerida para obtener la misma profundidad de penetración en una muestra estándar de material triturado. El C.B.R. varía de acuerdo a la compactación del suelo su contenido de humedad al compactar y cuando se realiza el ensayo. Los ensayos del C.B.R. pueden ser realizados “In Sito” usando el equipo correspondiente al laboratorio tanto en muestras inalteradas como en

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compactadas. Los ensayos “In sito” se realizan solamente en el suelo con el contenido de humedad existente. Han sido pensados procedimientos para preparar la muestra de laboratorio de diferentes clases de suelos con el fin de reproducir las condiciones que verdaderamente se producirán durante y después de la construcción. Estos procedimientos se aplican cuando le contenido de humedad durante la construcción va a ser el óptimo para tener la máxima densidad, además el suelo va a ser compactado al menos al 95%. Si se utilizarían otros medios para controlar la compactación, los procedimientos deberían ser modificados de acuerdo a ellos. En forma de ecuación esto es:

De ésta ecuación se puede ver que el CBR es un porcentaje de la carga unitaria patrón. Los valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuación son los siguientes:

PENETRACIÓN

CARGA UNITARIA PATRÓN

mm

in

Mpa

psi

2.5 5.0 7.5 10.0 12.7

0.10 0.20 0.30 0.40 0.50

6.9 10.3 13.0 16.0 18.0

1.000 1.500 1.900 2.300 2.600

El CBR usualmente se basa en la relación de carga para una penetración de 2.5 mm. Sin embargo, si el valor de CBR a una penetración de 5.0 mm. es mayor el ensayo debería repetirse. Si un segundo ensayo, produce nuevamente un valor de CBR mayor de 5.0 mm. de penetración, dicho valor debe aceptarse como valor final del ensayo. Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de humedad óptima para el suelo específico determinado. Utilizando el ensayo de compactación.

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5.2. EJECUCIÓN DE ENSAYOS (PRÁCTICAS DESARROLLO) 5.2.1. ENSAYO DE GRANULOMETRÍA 5.2.1.1. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS A. EQUIPOS  Un juego de tamices normalizados o estándar.  Una balanza con capacidad para pesar muestras superiores a los 20 kg ó 2000 gr y con una precisión de 1 gr como margen de error.  Horno o estufa para graduar temperaturas de 110 ± 5 o C y con circulación de aire. B. HERRAMIENTAS  Bandejas metálicas.  Recipiente plástico.  Cepillo. 5.2.1.2. PROCEDIMIENTO  Con sumo cuidado se procede a homogenizar la muestra en su estado natural, debiéndose desmenuzar con una comba, teniendo cuidado de no romper sus partículas (gravas) sobre todo si se está trabajando con material de consistencia blanda, como lo pueden ser las piedras arenosas u otras.  Se continúa con el cuarteo de la muestra superior a una mínima recomendada (250 gr.) y este cuarteo también debe de ser homogenizado, recomendando que existan partículas de diversos tamaños en la muestra mínima con que se va a trabajar.  Una vez pesado los 250 gr. se continua con el lavado de la muestra para eliminar materiales finos como limos y / o arcillas, una vez lavada la muestra se pone al horno por un tiempo de 30'' minutos a una temperatura de 300º C para su secado.  Una vez que la muestra se ha secado y enfriado se procede a pasar la muestra por los tamices, ello dependiendo del tamaño de la muestra.

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5.2.1.3. TABLAS DE RECOJO Y PROCESAMIENTO DE DATOS MUESTRA – CARRETERA PIURA / PAITA. KM 14 PROPIEDAD DE LA MUESTRA: MUESTRA MATERIALES ROJISOS NÚMERO DE CALICATA: No 03 PESO MUESTRA: 1072 .50 gr. ESTADO DE LA MUESTRA: LAVADA # DE TAMIZ

1'' 3/4'' 1/2'' 3/8'' 1/4'' 4 8 10 16 20 30 40 50 70 100 140 170 200

GRANO % RETENIDO RETENIDO

129.20 80.00 168.10 121.20 83.70 41.90 45.90 7.90 22.60 16.10 31.60 86.10 75.80 40.60 15.70 10.50 1.90 3.10

12.04 7.46 15.67 11.30 7.80 3.91 4.27 0.73 2.10 1.50 2.94 8.02 7.06 3.78 1.46 0.97 0.18 0.29

% QUE PASA

87.96 80.50 64.83 53.53 45.73 41.82 37.55 36.82 35.72 34.22 31.38 23.36 16.30 12.52 11.08 10.11 9.93 9.64

TIPO DE MATERIAL

Grava Grava Grava Grava Grava Arena Gruesa Arena Gruesa Arena Media Arena Media Arena Media Arena Media Arena Media Arena Media Arena Fina Arena Fina Arena Fina Arena Fina Arena Fina

Tabla de cálculo de la granulometría, se realiza haciendo uso de la fórmula que determina la clasificación del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos – SUCS; donde se pueden identificar gravas, arenas de grano grueso, arenas de grano medio y arenas de grano fino. Esto se realiza con el fin de hacer recomendaciones como el tipo de material a usar en las diferentes construcciones. Fórmula “SUCS”

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LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS - UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO MEJORAMIENTO DEL MATERIAL DEL AFIRMADO DE LA CARRETERA PIURA / PAITA. KM 14 TÉCN. CHUNGA PURIZACA, MANUEL ADRIANO

OBRA RESPONSABLE SOLICITA

ING. ROY SAAVEDRA

MUESTRA

CALICATA Nª 03

UBICACIÓN

KM 14 DE CARRETERA PIURA - PAITA

FECHA

26/01/2016 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO PESO MUESTRA = 1072,5 gr.

# DE TAMIZ

TAMAÑO mm

PESO RETENIDO

SUCS

1'' 3/4'' 1/2'' 3/8'' 1/4'' 4 8 10 16 20 30 40 50 70 100 140 170

24.900 18.950 12.650 9.855 7.350 4.590 2.830 2.100 1.210 0.875 0.595 0.450 0.300 0.207 0.150 0.120 0.020

129.20 80.00 168.10 121.20 83.70 41.90 45.90 7.90 22.60 16.10 31.60 86.10 75.80 40.60 15.70 10.50 1.90

12.04 7.46 15.67 11.30 7.80 3.91 4.27 0.73 2.10 1.50 2.94 8.02 7.06 3.78 1.46 0.97 0.18

MUESTRAS

%

GRAVAS

13.57

ARENAS

2.99

LIMOS - ARCILLAS

N.P

LÍMITE LÍQUIDO

N.P

LÍMITE PLÁSTICO

N.P

PESO ESPECÍFICO CLASIFICACIÓN SUCS

GC

CLASIFICACIÓN AASHO

A -2 - 6

OBSERVACIONES MATERIAL CONFORMADO POR GRAVAS ARCILLOSAS: PRODUCTO DE LA MEZCLA DE GRAVAS, ARENA Y ARCILLAS

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5.2.2. ENSAYO DE ABRASIÓN 5.2.2.1. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS A. EQUIPOS  Un juego de tamices normalizados de 11/2'' hasta los 1/4''.  Una balanza con capacidad para pesar muestras superiores a los 20 kg ó 2000 gr y con una precisión de 1 gr como margen de error.  Prensa hidráulica B. HERRAMIENTAS  Bandejas metálicas.  Recipiente plástico.  Cepillo. 5.2.2.2. PROCEDIMIENTO  Con sumo cuidado se procede a homogenizar la muestra, se continúa con el cuarteo de la muestra recomendada y este cuarteo también debe de ser homogenizado, teniendo en cuenta de que existan partículas de diversos tamaños en la muestra mínima con que se va a trabajar.  Luego de haber sido seleccionada la muestra se procederá a pasar por los tamices 11/2'', 1'', 3/4'', 1/2'', 3/8'' y 1/4''.  El material retenido en los tamices antes mencionados son llevados a la prensa hidráulica para aplicarles una carga de comprensión de 20000 kg como máximo el material sufrirá un desgaste por comprensión (trituramiento), el cual va a ser pasado por el tamiz Nª 04 para separar el material triturado y proceder a pesar el material retenido en dicha malla.  Con los datos obtenidos de pesar el material triturado se realizará el cálculo de la abrasión. De donde se afirma lo siguiente: Peso de muestra inicial : Material retenido pesado Peso de muestra final : Material retenido en la malla Nª 04.

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5.2.2.3. TABLAS DE RECOJO Y PROCESAMIENTO DE DATOS MUESTRA – CARRETERA PIURA / PAITA. KM 14 PROPIEDAD DE LA MUESTRA: MUESTRA MATERIALES ROJISOS NÚMERO DE CALICATA: No 01 PESO MUESTRA: 4723.0 gr. # DE TAMIZ 1/2

1 '' 1'' 3/4'' 1/2'' 3/8'' 1/4'' TOTAL

PESO INICIAL (gr.) 380.4 1186.6 905.1 1030.8 531.9 688.2 4723.0

PESO FINAL (gr.) 275.2 992.1 713.1 775.9 348.9 394.4 3459.6

Tabla de cálculo de la abrasión, se realiza haciendo uso de la fórmula que determina el porcentaje de abrasión, donde al termino del cálculo se recomendar el tipo de material a usar para el mejoramiento del agregado. Fórmula “% Abr.”

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ANÁLISIS DE ABRASIÓN POR TRITURADO OBRA

MEJORAMIENTO DEL MATERIAL DEL AFIRMADO DE LA CARRETERA PIURA / PAITA. KM 14

RESPONSABLE

TÉCN. CHUNGA PURIZACA, MANUEL ADRIANO

SOLICITA

ING. ROY SAAVEDRA

MUESTRA

CALICATA Nª 01

UBICACIÓN

KM 14 DE CARRETERA PIURA - PAITA

FECHA

26/01/2016 PESO MUESTRA = 4723.0 gr.

D e

Nª DE TAMIZ

PESO DE MUESTRA INICIAL

PESO DE MUESTRA FINAL

1 1/2''

380.4

275.2

1''

1186.6

992.1

3/4''

905.1

713.1

1/2''

1030.8

775.9

3/8''

531.9

348.9

1/4''

688.2

394.4

SUMA TOTAL

4723.0

3459.6

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Donde: 4723.0 – 3459.6 % Abr. =

X 100 3459.6

% Abr. = 26.75 %

5.2.3. ENSAYOS DE LÍMITES DE ATTERBERG 5.2.3.1. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS A. EQUIPOS  Tamiz 40.  Un Casagrande, que se encuentre bien calibrado.  Una balanza que permita la determinación con un margen de error de aproximadamente de 1 gr.  Horno capaz de mantener la temperatura a 110 + 5°C.  Un ranurador.  Una espátula B. HERRAMIENTAS  Plancha de vidrio esmerilado de unos 30 cm. por lado, de forma cuadrada por 1cm. De espesor  Espátula de acero inoxidable  Taras enumeradas y medidas.  Un plato o recipiente donde se pueda humedecer la muestra.  Vertedor de agua (gotero) 5.2.3.2. PROCEDIMIENTO A. LÍMITE LÍQUIDO  Preparar la muestra seca para ser pasada por la malla No. 40 para obtener una muestra representativa de unos 250 gr.  Colocar el suelo pasante del tamiz No. 40 en una vasija y añadir una pequeña cantidad de agua, dejar que la muestra se humedezca, una vez mezclada con ayuda de la espátula hasta que el color sea uniforme y conseguir una mezcla homogénea. La consistencia de la pasta debe ser pegajosa.  Se coloca una pequeña cantidad de masa húmeda en la parte central de la copa y se nivela la superficie, luego se pasa el

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ranurador por el centro de la copa para cortar en dos la pasta sacada del material.  La ranura debe apreciarse claramente y que separe completamente la masa del suelo en dos partes. La mayor profundidad del suelo en la copa debe ser igual a la altura de la cabeza del ranurador ASTM.  Poner en movimiento la cazuela con ayuda de la manivela y suministrar los golpes que sean necesarios para cerrar la ranura.  Cuando se cierre la ranura, se debe de registrar la cantidad de golpes y tomar una muestra de la parte central para la determinación del contenido de humedad

NOTA: Este proceso se realiza cuatro veces, para lograr cuatro puntos a diferentes contenidos de humedad. Los siguientes rangos de golpes son los recomendados: para la primera tara se dan de 13 a 19 golpes, para la segunda tara se dan de 20 a 25 golpes, para la tercera tara se dan de 26 a 31 golpes y para cuarta tara se dan de 32 a 36 golpes.

B. LÍMITE PLÁSTICO  Se trabaja con el material preparado para el límite líquido se toma aproximadamente 20gr.  Luego se amasa la muestra y se deja que pierda humedad hasta una consistencia a la cuál pueda enrollarse sin que se pegue a las manos esparciéndolo y mezclándolo continuamente sobre la placa de vidrio. Con la palma de la mano se hacen unos tubitos con un diámetro de 3.0 mm.  Una vez que se ha producido el límite plástico se debe colocar el rollito en un recipiente de peso conocido y se pesa para determinar el contenido de humedad.

 Seguidamente se vuelve a repetir la operación tomando otra porción de suelo, ya que se necesitan dos veces el mismo procedimiento para que la información sea procesada y con ello

se pueda sacar los datos necesarios y lograr obtener el límite plástico.

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5.2.3.3. TABLA DE RECOJO Y PROCESAMIENTO DE DATOS MUESTRA – CARRETERA PIURA / PAITA. KM 14 PROPIEDAD DE LA MUESTRA: MUESTRA MATERIALES ROJISOS NÚMERO DE CALICATA: No 02 PESO MUESTRA: 2802.1 gr. LÍMITE LÍQUIDO Promedio de # de P. M. H. P. M. S. % de Tarro Tara golpes golpes + Tara + Tara Humedad 17 50.3 45.3 30.3 33.35 13 a 19 38 22 47.0 43.3 29.0 25.87 20 a 25 29 28 44.6 41.6 28.6 23.08 26 a 31 35 34 44.7 42.1 30.7 22.81 32 a 36 51 LÍMITE PLÁSTICO Promedio de # de P. M. H. P. M. S. % de Tarro Tara golpes golpes + Tara + Tara Humedad 40.2 38.1 30.0 24.70 --------------- ---------- 30A 37.7 35.9 27.7 21.95 --------------- ---------91

Se hace uso de las siguientes fórmulas para hacer el cálculo del índice de plasticidad:

De donde:  %H  P.M.S.  P.M.H.  Tara

: Porcentaje de humedad : Peso de muestra seca. : Peso de muestra húmeda. : Peso del depósito.

De donde:  I.P.  L.L.  L.P.

: Índice de plasticidad : Límite líquido : Límite plástico



Entonces: I.P. = L.L. – L.P. = 26.27% - 23.32% = 2.95 %

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5.2.4. ENSAYOS DE PROCTOR MODIFICADO 5.2.4.1. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS A. EQUIPOS  Muestra de suelo (material) de unos 7000 gr.  Cilindro de compactación  Una balanza con capacidad para pesar muestras superiores a los 20 kg ó 2000 gr y con una precisión de 1 gr como margen de error.  Horno capaz de mantener la temperatura a 110 + 5°C. B. HERRAMIENTAS  Espátula y/o enrasador.  Vertedor o recipiente de agua.  Recipientes o depósitos para la determinación de la humedad (tarros)  Pistón o martillo de unos 5.5 lbs de peso.  Un cincel para perforar. 5.2.4.2. PROCEDIMIENTO  Se inicia pesando los 7000 gr de muestra de material con el que se va a trabajar, para que seguidamente esta sea mezclado uniformemente con unos 65 ml de agua en un recipiente.

 Consiguientemente se toma el cilindro de compactación, el cual tiene un peso de unos 5430 gr, haciendo una capacidad volumétrica de unos 2077.3 kg/cm3; el cual procede a ser llenado con la mezcla antes mencionada para proceder en términos criollos ser acuñado aplicándole 52 golpes con un mazo de unos 2.49 kg de peso, con el simple hecho de subir y dejarlo caer con dirección vertical a la mezcla, después de haber terminado este proceso con un ranurador se enraza la muestra en relación al cilindro, después de ello se procede a desarmar el equipo para sacar en dos tarros y/o recipientes enumerados y destarados, para ser pesados en la balanza, posterior a ello anotar los datos que se obtienen de dicha muestra.

 Este proceso se realiza cuatro (4) veces consecutivamente agregando la misma cantidad de agua (65 ml) para proceder a golpear 52 en cada ocasión y en cada uno de los procesos se sacará dos muestras como antes se explicó.

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5.2.4.3. TABLA DE RECOJO Y PROCESAMIENTO DE DATOS LUGAR

RÍO SECO - CASTILLA - PIURA

MUESTRA

MATERIAL PARA RELLENO

CALICATA

Nª 04

FECHA

12 DE FEBRERO DE 2016 PROCTOR MODIFICADO

MOLDE VOLUMEN

Nª 01

AASHTO

2826 Cm3

PESO DEL SUELO MOLDE

8186

8382

8186

8852

PESO DEL MOLDE

4465

4465

4465

4465

PESO DEL SUELO HÚMEDO COMPAC.

3730

3836

3730

4306

PESO VOLUMÉTRICO HÚMEDO

1.76

1.88

1.90

1.96

8

9

11

12

PESO DEL SUELO HÚMEDO + TARA

93.74

100.62

98.65

102.90

PESO DEL SUELO SECO + TARA

88.30

93.23

90.98

92.86

TARA

26.10

28.50

27.90

26.15

5.16

6.94

7.57

9.44

PESO DEL SUELO SECO

62.12

64.28

63.90

66.05

CONTENIDO DEL AGUA

8.30

10.70

12.00

14.20

PESO VOLUMÉTRICO SECO

1.64

1.69

1.70

1.67

RECIPIENTE Nª

PESO DEL AGUA

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5.2.5. ENSAYOS DE DENSIDAD CAMPO 5.2.5.1. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS A. EQUIPOS  Cono metálico.  Base metálica con un cilindro hueco.  Una balanza con capacidad para pesar muestras superiores a los 20 kg ó 2000 gr y con una precisión de 1 gr como margen de error.  Termómetro y cinta métrica. B. HERRAMIENTAS  Recipientes o depósitos para la determinación de la humedad (tarros)  Espátula y/o enrasador.  Recipiente para contenido de humedad.  Arena calibrada (haber sido pasadas por la malla Nª 10 y la malla Nª 60).  Comba y cincel.  Bolsas plásticas. 5.2.5.2. PROCEDIMIENTO  Se mide u obtiene el peso del cono, así como de la arena calibrada y  

 



 

de toso recipiente empleado en la práctica o ejecución del ensayo. Se ubica la plancha o placa base en el suelo. Se procede a picar la superficie a una profundidad de unos 15 cm. con el cincel, para obtener la muestra con la que se va a trabajar (todo este trabajo se ejecutará a través de la cavidad de forma circular que tiene la placa. Se remueve el material que se a desprendido de la superficie, sin que esta se pierda. Se ubica el cono que en su interior tiene el arena calibrada, se posesiona en la cavidad donde se abrirá la llave para que la arena calibrada pase y llene es espacio dejado al extraer en material. Se lleva el cono para pesar su contenido, debido a que este ha perdido parte del contenido al ser vertido este en el hueco cavado antes explicado. Se procede a la recuperación de la arena calibrada y vertido en el hueco, por tener un valor económico. Se vuelve a controlar el peso de los equipos, pero en esta ocasión con el material que quedó en el depósito.

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 Con la muestra que se retiró de la superficie a esta se le pesa, se pone a secar y tras el secado se vuelve a pesar (en todo paso se registran los datos extraídos).

5.2.5.3. TABLA DE RECOJO Y PROCESAMIENTO DE DATOS A. DATOS OBTENIDOS DEL JARDÍN FRONTAL A LA OFICIDA DEL DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE GEOLOGÍA DATO TOMADO REGISTRO PESO DEL CONO CON ARENA 7920 gr PESO DE LA MUESTRA EXTRAIDA 4725 gr DENSIDAD MÁXIMA (PROCTOR) 2.11 gr/cm3 DENSIDAD DE LA ARENA 1.40 gr/cm3 HUMEDAD 6% PESO DEVUELTO AL TARRO 3065 3gr PESO DE GRAVA 400 gr PESO DE LA ARENA 1540 gr B. CÁLCULO CON LOS DATOS  Peso de la arena empleada = Peso del cono con arena – Peso devuelto.  PAE = 7920 gr. – 3065 gr. = 4855 gr.  Peso de la arena del hueco = Peso de la arena empleada – peso de la arena.  PAH = 4855 gr. – 1540 gr. = 3315 gr.  Volumen del hueco = Peso de la arena del hueco ÷ Densidad de la arena.  VA = (3315 gr.) ÷ (1.40 gr/cm3) = 2367.86 cm3.  Densidad húmeda = Peso de muestra extraída ÷ Volumen de la arena.  DH = (4725 gr.) ÷ (2367.86 cm3) = 1.99 gr. /cm3.

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REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA  BIBLIOGRAFÍA  Eulalio Juárez Badillo y Alfonso Rico Rodríguez, Mecánica de Suelos, Tomo1: Fundamentos de la mecánica de suelos.  Eulalio Juárez Badillo y Alfonso Rico Rodríguez, Mecánica de Suelos, Tomo 2: Teoría y aplicaciones de la mecánica de suelos.  Ing. Luisa Rodríguez y Otros, Círculo de Mohr. Porlamar, agosto de 2013.  LINKOGRAFÍA  http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/aashtoM2.htm  http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/03_clases_catedra/clases_catedra_ms1/0 5_terzaghi_3.pdf  http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_laboratorio/limit es.pdf  http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/10998/7/Pr%C3%A1ctica%20N%C2%BA%20 7%20_L%C3%ADmites%20de%20Atterberg%20y%20Proctor.pdf

 http://www.aero.ing.unlp.edu.ar/catedras/archivos/Circulo%20de%20Mohr2.pdf  http://www.academia.edu/7518816/CIRCULO_DE_MOHR  http://apuntesingenierocivil.blogspot.pe/2011/03/i-determinacion-del-cbrdeterminacion.html  http://www.cismid.uni.edu.pe/descargas/a_labgeo/labgeo32_p.pdf

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