FACULTAD DE INGENIERIA ARQUITECTURA Y URBANISMO.

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVÍL.

GRUPO N° 02CURSO :

MECANICA DE SUELOS

DOCENTE :

ING. OMAR CORONADO ZULOETA

ESTUDIANTES:

RAMIREZ GALVEZ, KELVIN CICLO: V

FECHA de PRÁCTICA:

11 – Junio – 2014

FECHA de PRESENTACION:

25 - Junio – 2014

Pimentel, 2014

LABORATORIO Nº 10

DENSIDAD NATURAL O IN - SITU

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Inicio

I. INTRODUCCION....................................................................................................................4

II. OBJETIVO..............................................................................................................................5

III. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO.............................................................................................5

IV. APARATOS Y EQUIPOS......................................................................................................6

A. Cono de densidad.............................................................................................................6

B. Depósito para calibración de la arena..............................................................................6

V. MATERIALES.........................................................................................................................7

VI. PROCEDIMIENTO..............................................................................................................8

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I. INTRODUCCION

La densidad natural de un suelo corresponde al cociente entre su masa y el volumen

total que la contiene. Para calcular el volumen que ocupa el material en el terreno se

utiliza el Método del Cono de Arena.

Este método establece un procedimiento para determinar en terreno la densidad de

suelos cuyo tamaño máximo absoluto de partículas sea menor o igual a 50 mm (2”) en

un caso y menor o igual a 150 mm (6”) en el otro.

Es el método lejos más utilizado. Representa una forma indirecta de obtener el

volumen del agujero utilizando para ello, una arena estandarizada compuesta por

partículas cuarzosas, sanas, no cementadas, de granulometría redondeada y

comprendida entre las mallas Nº 10 ASTM (2,0 mm.) y Nº 35 ASTM (0,5 mm.).

El ensayo permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados

obtenidos en faenas de compactación de suelos, en las que existen especificaciones en

cuanto a la humedad y la densidad.

Entre los métodos utilizados para obtener la densidad de terreno se encuentran el

método del cono de arena (convencional y macrocono), el del balón de caucho e

instrumentos nucleares entre otros.

Tanto el método del cono de arena como el del balón de caucho, utilizan los mismos

principios, es decir, obtener la masa del suelo húmedo (Mh) de una pequeña

excavación hecha sobre la superficie del terreno (generalmente del espesor de la capa

compactada). Obtenido el volumen de dicho agujero (Ve), la densidad del suelo estará

dada por la siguiente expresión:

ρ hum = Mh / Ve ( g /cm3 )

Si se determina luego el contenido de humedad (w) del material extraído, la densidad

seca será:

ρseca = ρhum / ( 1 + w ) ( g /cm3 )

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II. OBJETIVO

Determinar la Densidad Seca y la Humedad de un suelo compactado en el

campo y verificar el Grado de Compactación del suelo en el campo. Cuyo

tamaño máximo absoluto de partículas sea menor o igual a 50 mm (2”) cuando

el nivel de densificación sea controlable mediante ensaye Proctor; o menores o

iguales a 80 mm (3”), cuando este sea controlable mediante ensaye de

Densidad Relativa en caso de usar el cono convencional y menor o igual a 150

mm (6”) en caso de usar el macrocono.

III. DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO

Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en

obras en construcción, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene

que la densidad seca obtenida en el campo se fija con base en una prueba de

laboratorio.

Al comparar los valores de estas densidades, se obtiene un control de la

compactación, conocido como Grado de Compactación, que se define como la

relación en porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el equipo en el

campo y la densidad máxima correspondiente a la prueba de laboratorio.

El Grado de Compactación de un suelo se determina de acuerdo a la siguiente

expresión:

Donde:

Gc = Grado de Compactación

γd = Densidad Seca en el campo

γdmax = Densidad Seca Máxima obtenida en el laboratorio.

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IV. APARATOS Y EQUIPOS

A. Cono de densidad

a) Cono convencional: es un aparato medidor de volumen, provisto de una

válvula cilíndrica de 12,5 mm de abertura, que sirve para controlar tanto

el llenado como el vaciado de un cono de 6” de diámetro y 60º de

ángulo basal. Un extremo termina en forma de embudo (cono basal) y

su otro extremo (boca) se ajusta a un recipiente cilíndrico de

aproximadamente 5 litros de capacidad. La válvula debe tener topes

que permitan fijarla en su posición completamente cerrada o

completamente abierta. El aparato se acompaña de una placa base con

una perforación de diámetro igual al diámetro del cono basal.

b) Macrocono: es un aparato medidor de volumen, de forma similar al

descrito anteriormente, construido proporcionalmente a una escala

mayor y que utiliza la misma válvula. El diámetro del macrocono es de

12” y su recipiente tiene una capacidad aproximada de 35 litros.

Este equipo permite el control de capas de suelo de espesor mayor que

20 cm y de hasta 150 mm (6”) de tamaño máximo absoluto de

partículas.

Este aparato utiliza la misma arena normalizada en este caso arena de

otawa.

La densidad de esta arena debe ser calibrada con una medida

volumétrica de altura igual al espesor de la capa por controlar.

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B. Depósito para calibración de la arena

En el caso del cono convencional, el depósito consiste en un recipiente

metálico, de forma cilíndrica, de 165 mm de diámetro interior,

impermeable y una capacidad volumétrica entre 3 y 3,5 litros.

En el caso del macrocono, el depósito consiste en un recipiente

metálico, también de forma cilíndrica, de 300 mm de diámetro interior,

impermeable y una capacidad volumétrica aproximada de 21 litros

Balanzas; una con capacidad de 20 kg y resolución de 1g cuando se

utilice el cono convencional, y otra de 50 kg y resolución de 10 g cuando

se use el macrocono

Equipo de secado

Envases; recipientes herméticos con tapa, bolsas de polietileno u otros

recipientes adecuados para contener las muestras y la arena de ensaye

Herramientas y accesorios; picota, chuzo, pala, para despejar o alcanzar

la cota del punto de medición; combo, cuchillo, martillo, cincel, tamices,

poruña, espátula, brocha, huincha de medir, para cavar la perforación

de ensaye; termómetro y placas de vidrio para calibrar los depósitos,

regla metálica para enrase, libreta de apuntes y/o fichas de registro de

datos.

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V. MATERIALES

a) Arena normalizada de ensaye(arena de otawa)

Se compone de partículas cuarzosas sanas, subredondeadas, no

cementadas y comprendidas entre 2 mm y 0,5 mm. Debe estar lavada y

seca en horno a 110 ± 5 ºC

Para calibrar la arena, deben efectuase cinco determinaciones de

su densidad aparente empleando la misma muestra representativa.

Para su aceptación, la diferencia entre los valores extremos de las

cinco determinaciones efectuadas no deberá exceder de 1,5 %

respecto de la media aritmética de ellas

b) Platillo con agujero

c) Brocha

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d) Cincel y comba

e) Wincha

f) Cucharon

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g) Mallas N°30 y N°60

h) Bolsa

i) Speedy (contenido de humedad in Situ)

j) Balanza.

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VI. PROCEDIMIENTO

1. Calibrar el cono.

2. Nivelar el terreno y limpiar con la brocha.

3. Picar el terreno con cincel y comba de 10 a 12 cm de profundidad.

4. Se extrae la muestra con el cucharon y se coloca en una bolsa plástica.

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5. Se mide la profundidad de excavación con la wincha.

6. Se vierte la arena en el agujero y Se pesa el cono con la arena.

7. Se pesa el material extraído + bolsa

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8. Del material que ha pasado la malla ¾”, se pesa 20g.

9. Se coloca el material de 20g en el Speedy.

10. Se coloca una cucharada de mercurio para determinar la densidad

humedad del suelo natural.

11. Se coloca 2 pequeñas bolas de acero.

12. Se agita el depósito del Speedy por 1 minuto.

13. Se obtiene el contenido de humedad.

14. Se retira el cono y se pesa.

15. Se regresa la arena de otawa al cono.

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VII. DATOS OBTENIDOS

Título: ENSAYO DE DENSIDAD EN-SITU CONO DE ARENA

Fecha de Ensayo:11/06/201

4Fecha de Revisión: 25/06/2014

Docente Ing Omar Coronado Zuloeta

Descripción: Material extraido en el campus universitario - USS

Curso: Mecanica de Suelos

PRUEBA No. 001

1. Peso de la arena + frasco (gr) 7,617.00

2. Peso de la arena sobrante + frasco (gr) 2,716.00

3. Peso de la arena en el hoyo + cono (gr) [1 - 2] 4,901.00

4. Peso de la arena en el cono (gr) 1,751.00

5. Peso de la arena en el hoyo (gr) [3 - 4] 3,150.00

6. Densidad de la arena (gr/cm3) 1.50

7. Volumen del hoyo (cm3) [5 / 6] 2,100

8. Peso del suelo húmedo total + recipiente (gr)

3,192.00

9. Peso del recipiente (gr) 0.0

10. Peso total del suelo húmedo (gr) [8 - 9] 3,192.00

11. Peso del suelo húmedo (gr)

-

12. Densidad de la grava (gr/cm3) 2.271

13. Volumen del suelo húmedo (cm3) [11 / 12] -

14. Peso del suelo húmedo total (gr) [10 - 11] 3,192.00

15. Volumen del suelo húmedo total (cm3) [7 - 13] 2,100.00

16. Densidad húmeda del suelo total (gr/cm3)

[14 / 15] 1.52

17. Densidad seca del suelo total (gr/cm3) [16 / 18] 1.50

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CONTENIDO DE HUMEDAD SPEEDY

23. Contenido de Humedad (%) 1.3

RESULTADOS

24. Densidad seca del suelo total (gr/cm3)

1.50

25. Curva de DENSIDAD Vs. HUMEDAD

RT 1 - PS - 021 - MDS

26. Óptimo contenido de humedad (%)

4.72

27. Máxima densidad seca (gr/cm3)

2.348

28. Porcentaje de compactación (%)

[19 / 22]*100

63.9

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VIII. ANEXOS

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