MSR Proctor Estandar TRABAJO 08
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MECNICA DE SUELOS Y ROCAS
ENSAYO DE COMPACTACIN (PRCTOR ESTNDAR)
Pimentel Per
ESTUDIO ELABORADO POR:
GRUPO N 03
INFORME ELABORADO POR EL INTEGRANTE:
GONZALES GUEVARA, EMILIO JAVIER
FACULTAD DE INGENIERIA,
ARQUITECTURA Y URBANISMO
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
REA CURRICULAR:
CICLO V
PIMENTEL - PER
ASESOR:
ING. CORONADO ZULOETA, OMAR
FECHA DE REALIZACIN DEL ENSAYO:
- INICIO: LUNES 09 DE JUNIO DEL 2014
- FINAL: JUEVES 12 DE JUNIO DEL 2014
Entrega de Informe: MIERCOLES 18 DE JUNIO DEL 2014
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Facultad de Ingeniera, Arquitectura y Urbanismo Mecnica de Suelos y Rocas
Universidad SEOR DE SIPAN - Ingeniera Civil Pgina 2
INTRODUCCIN
El ensayo Prctor se realiza para determinar la humedad ptima
a la cual un suelo alcanzar su mxima compacidad. La humedad es
importante pues aumentando o disminuyendo su contenido en el suelo
se pueden alcanzar mayores o menores densidades del mismo, la
razn de esto es que el agua llena los espacios del suelo ocupados
por aire (recordemos que el suelo est compuesto de aire, agua y
material slido), permitiendo una mejor acomodacin de las partculas,
lo que a su vez aumenta la compacidad. Sin embargo un exceso de
agua podra provocar el efecto contrario, es decir separar las
partculas disminuyendo su compacidad.
Es por esto que el ensayo Prctor tiene una real importancia en
la construccin, ya que las carreteras y las estructuras necesitan de
una base resistente donde apoyarse, y un suelo mal compactado
podra significar el colapso de una estructura bien diseada, en
algunos casos, como por ejemplo en caminos de poco trfico o de
zonas rurales, el suelo constituye la carpeta de rodado, por lo que la
importancia de la compactacin se hace evidente.
En este trabajo prctico se realizar un Ensayo Prctor Modificado, Su manejo hace relacin a la siguiente norma:
N.T.P. 339.142 - ASTM D - 698
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INDICE
1. Ensayo de compactacin (Prctor Modificado) 4
1.1. Objetivos 4
1.2. Marco Terico 4
1.2.1. Terminologa 4
1.2.2. Compactacin de Suelo en Laboratorio 5
1.2.3. Pruebas de compactacin en Laboratorio 6
1.3. Observaciones previas al ensayo 7
2. Coeficiente de Permeabilidad 8
2.1. Equipos y Materiales 8
2.2. Procedimiento 8
Fichas de clculo de Datos Obtenidos en el Ensayo 11
3. Conclusiones 14
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1.- ENSAYO COMPACTACIN (PRCTOR MODIFICADO)
1.1. OBJETIVOS
Obtener datos a partir de los ensayos y anotarlos en un registro ordenado
de acuerdo a un mtodo establecido para evitar cometer errores u omitir
informacin relevante.
Procesar los datos obtenidos a travs de formulaciones, tablas y grficos,
de manera que permitan sacar conclusiones sobre el ensayo realizado.
Determinar la humedad ptima de compactacin de un suelo, con la cual se
alcanzar la mxima compacidad.
1.2. MARCO TERICO
1.2.1. TERMINOLOGIA
Compactacin es el trmino que se utiliza para describir el proceso de
densificacin de un material mediante sistemas mecnicos. El incremento de
densidad se obtiene al disminuir el contenido de aire en los vacos en tanto se
mantiene el contenido de humedad aproximadamente constante.
Generalmente la compactacin se realiza sobre los materiales que se
utilizan para relleno en la construccin de terraplenes.
Los objetivos de la compactacin son los siguientes:
Aumentar la resistencia al corte y mejorar la estabilidad de terraplenes y la
capacidad de carga de cimentaciones y pavimentos.
Disminuir la compresibilidad y reducir los asentamientos.
Disminuir la relacin de vacos y reducir la permeabilidad.
Reducir el potencial de expansin, contraccin, o expansin por
congelamiento.
El grado de compactacin de un suelo o de un relleno se mide
cuantitativamente mediante la densidad seca, la cual depende de la energa
utilizada durante la compactacin y del contenido de humedad del suelo.
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La relacin entre la densidad seca, el contenido de humedad y la energa
de compactacin se obtienen a partir de ensayos de compactacin en laboratorio.
La compactacin en laboratorio consiste en compactar una muestra de
suelo hmedo en un molde cilndrico de un volumen especfico y con una energa
de compactacin determinada. Por lo general se utilizan diferentes ensayos, pero
la mayora estn basados en el mismo principio: la compactacin dinmica creada
por el impacto de un martillo metlico de una masa especfica que se deja caer
desde una altura determinada, compactando el suelo en un determinado nmero
de capas que reciben un nmero de golpes.
Despus de preparar la muestra compactada, se miden su densidad
aparente y su contenido de humedad. Se calcula la densidad seca y se repite el
procedimiento haciendo variar el contenido de humedad. Las caractersticas de
compactacin se presentan en un grfico que relaciona la densidad seca en
funcin del contenido de humedad. El punto ms alto de la curva obtenida en el
grfico que corresponde a la mayor densidad seca determina el contenido de
humedad ptimo.
1.2.2. COMPACTACION DEL SUELO EN LABORATORIO
Mediante este ensayo, el propsito es determina la correcta cantidad de
agua de amasado a usar cuando se compacte el suelo en terreno, y la
densidad seca mxima que se debe obtener al compactarse el suelo con
esta humedad optima.
Las variables que afectan la compactacin en suelos con cohesin son las
siguientes:
Contenido de humedad
Tipo de Suelo
Energa de compactacin
=
Donde:
N: numero de golpes por capa
N: numero de capas de suelo
W: peso del martillo (kg)
H: altura de cada del martillo (cm)
V: volumen del suelo compactado (cm3)
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Con cierta humedad, el suelo llega a su densidad mxima cuando se
aplica una cantidad especfica de Energa.
La densidad mxima que se obtienen bajo estas condiciones se
llama densidad Prctor 100 %.
El valor de la humedad en el punto de densidad mxima se llama
humedad ptima.
El valor Prctor 100% se utiliza como base para medir el grado de
compactacin del suelo, por lo tanto es la medida estndar para la
compactacin.
1.2.3. PRUEBAS DE COMPACTACION EN LABORATORIO
Actualmente existen muchos mtodos para reproducir, al menos
tericamente, en laboratorio las condiciones dadas de compactacin en
terreno. Histricamente, el primer mtodo, respecto a la tcnica que se utiliza
actualmente, es el Prctor estndar. El mas empleado, actualmente es el
denominado Prctor Modificado en el que se aplica mayor energa de
compactacin que en estndar siendo el que esta mas de acuerdo con las
solicitaciones que las modernas estructuras imponen al suelo.
Todos ellos consisten en compactar el suelo, con condiciones variables que
se especifican a continuacin:
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1.3. OBSERVACIONES PREVIAS AL ENSAYO
Fecha de realizacin del ensayo :
- Comienzo: Lunes 09 de Junio
- Culminacin: Jueves 12 de junio.
Lugar en el que realizo el ensayo: Este ensayo consiste en la obtencin del
contenido de agua ptimo para la compactacin, esto se llevo a cabo en el
Laboratorio de Materiales de la Universidad Seor de Sipn.
Con la asesora y gua para este ensayo de:
- Introduccin al tema a cargo del Ing. Omar Coronado Zuloeta.
- Introduccin al tema a cargo del Tc. Wilson A. Olaya Aguilar.
- La gua de los formatos otorgados por el encargado del laboratorio
de mecnica de materiales Tc. Wilson A. Olaya Aguilar.
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2. ENSAYO DE COMPACTACION
(Prctor Modificado)
2.1 EQUIPOS Y MATERIALES
Muestra alterada seca aproximadamente 80 kg.
Papel Filtro.
Equipo Prctor modificado (molde cilndrico, placas de base y anillo de
extensin)
Pisn Prctor modificado.
Balanza con precisin de 1 gr.
Estufa con control de temperatura.
Probeta de 1000ml, recipiente de 6kg de capacidad, esptulas, taras
identificadas.
Agua
2.2. PROCEDIMIENTO
Obtener como mnimo 60 kg de material afirmado en este caso se obtuvo un aproximado de 80 kg, esto de acuerdo al mtodo a utilizar (mtodo A. B o C).
La muestra se sec en intemperie aproximadamente tres das, adicional del tiempo que estuvo en terreno seco de la zona donde se extrajo.
Se procedi a hacer la Granulometra global de la muestra, para ello se empleo los tamices 3/4, 3/8, N4 y fondo, separando las muestras, de donde se obtuvo el peso retenido para as comenzar la granulometra y obtener de igual manera la cantidad de tandas a emplear en anlisis, (proceso de clculo ver pgina N 11).
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Prepara 5 muestras (Tandas) donde cada una pesa aproximadamente 5.5 kg, con una determinada cantidad de agua, de tal manera que el contenido de humedad vari en cada una de ellas, y se las hermetiza en bolsas plsticas identificadas por 24 hrs.
Ensamblar el molde cilndrico con la placa de base y determinar el peso.
Colocar el collar de extensin y el papel filtro para colocar la muestra que se va a compactar.
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Compactar cada muestra en 5 capas y cada capa con 56 golpes, siguiendo lo que dice el mtodo C, al terminar de compactar la ultima capa, se retira el collar de extensin, se enrasa con la esptula y se determina la densidad hmeda (Dh).
Determinar el contenido de humedad de cada muestra compactada (w%), utilizando muestras representativas de la parte superior.
---Determinar la densidad seca de cada muestra compactada (DS).
=
(1 +%100)
Dibujar la curva de compactacin en escala natural, los datos de
contenido de humedad se registra en el eje de las abscisas y los datos de
densidad seca en el eje de las ordenadas.
Determinar la mxima densidad seca y el ptimo contenido de
humedad. (ver grfico pag. 13).
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FICHA DE CLCULO PARA EL ANLISIS
3/4 " 20.59 23.34 23.34 --- --- ---
3/8 " 8.77 9.94 33.28 33.28 55 1830.53
N 4 7.46 8.46 41.74 8.46 55 465.19
Pasa N4 51.39 58.26 100.00 58.26 55 3204.28
total 88.20 100.00 5500.00
Proceso
de eleccin 3/4" 3/8" N 4 < N4
del nmero Uso del
de Mtodo
Tandas 20.59 8.77 7.46 51.39 "C"
1830.53 465.19 3204.28
5 TANDAS 16 TANDAS 16 TANDAS
PROCED.
MOLDE
CAPAS
GOLPES
PISN
Caida Libre
Acu. Malla
MallasPeso
Retenido (Kg)
N4
< 20% Ret.
% Retenido% Retenido
Acumulado% Retenido
Factor
TandaPeso (gr)
GRANULOMETRA GLOBAL - ELECCIN PROCEDIMIENTO CALCULO DE LA TANDA
PROCEDIMIENTO
12 "
4"
25
3
N4 y
< 20% Ret.
C
O
N
D
I
C
I
O
N
E
S
A
5000 gr - 6000 gr
(se toma la
menor)
Acu. Malla
3/8"
> 20% Ret.
Acu. Malla
3/8" Y
< 30%Ret.
Acu. Malla
3/4"
6"
5
56
> 20% Ret.
Acu. Malla
5.5 Lb. 10.0 Lb.
10 "
C
10 "
B
4"
3
25
Peso de la Tanda 2500 gr - 3000 gr 2500 gr - 3000 gr
HOJA DE CALCULO DE TANDAS
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:
:
:
:
:
- zona y elevacion : 17 M 71m.s.n.m
D = 6" Area = 182.41 - coordenada este : 0641586 E
h = 15.51 Volumen = 2829.3 - coordenada norte : 9266826 S
1.- Peso de la muestra compactada + molde (gr) 10999 11040 11070 11235 11315
2.- Peso del molde (gr) 7690 7690 7690 7690 7690
3.- Volumen del molde (cm3) 2829.3 2829.3 2829.3 2829.3 2829.3
4.- Densidad humedad ((1-2)/3) (gr/cm3) 1.17 1.18 1.19 1.25 1.28
5.- N de la tara TANDA 01 TANDA 02 TANDA 03 TANDA 04 TANDA 05
6.- Peso de la tara + suelo humedo (gr) 0.630 0.820 0.760 0.535 0.720
1.15 1.16
4.4911. Contenido de humedad (%) 2.94 6.56
0.44510.- Peso de suelo seco (gr) 0.510 0.610
0.0709.- Peso de la tara (gr) 0.235 0.070
0.0208.- Peso del agua (gr) 0.015
0.68
1.20
0.745
0.009
0.250
0.371
2.43
1.14
0.015
0.250
0.555
2.70
0.040
0.5150.621 0.805
GONZALES GUEVARA, EMILIO JAVIER
PRCTICA DE LABORATORIO
MIERCOLES 18 DE JUNIO DEL 2014
MECANICA DE SUELOS Y ROCAS
1.20
UNIVERSIDAD SEOR DE SIPANFACULTAD DE INGENIERIA, ARQUITECTURA Y URBANISMO
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIRIA CIVIL
LUGAR DE REALIZACIN DE ENSAYO LABORATORIO DE ENSAYO DE MATERIALES - USS
IDENTIFICACION DE MUESTRA
(6-7)
(7-9)
((8/10)*100)
12.- Densidad seca (4/(1+(11/100))
IDENTIFICACIN DE ENSAYO : ENSAYO DE COMPACTACIN (PRCTOR ESTNDAR) - N.T.P. 339.142 - ASTM D - 698
Muestra traida de la cantera tres tomas - con ubicacin Geogrfica:
7.- Peso de la tara + suelo seco (gr)
ALUMNO
TIPO DE PRESENTACION
ASIGNATURA
DOCENTE Ing. CORONADO ZULOETA, OMAR
(gr/cm3)
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Max. densidad seca
1.21 gr/cm3
Conten. humedad ptima
5.53 %
1.100
1.110
1.120
1.130
1.140
1.150
1.160
1.170
1.180
1.190
1.200
1.210
1.220
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0
DE
NS
IDA
D S
EC
A g
r/cc
CONTENIDO DE HUMEDAD %
GRAFICO DE PROCTOR MODIFICADO
GRAFICA DE CURVA CONTENIDO DE HUMEDAD VERSUS DENSIDAD SECA
FOTO DE GOOGLE EARTH DEL LUGAR DE EXTRACCION DE MUESTRAS
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CONCLUSIONES
o Se obtuvo una curva de Prctor con una densidad seca mxima de
1.21 (g/cm3) y un % de humedad de 5.53 %.
RECOMENDACIONES
o Se debe calibrar la balanza antes de pesar.
o Cada recipiente se deposita la muestra de 5.5kg. de material de
base, debe estar limpio y seco, para evitar polvo o un aumento de
humedad (aparte del agua que se verter) en nuestra muestra de
afirmado.
o La rapidez de la homogenizacin garantiza la estabilidad de la
humedad deseada, pero esto no interviene en la mal elaboracin
del ensayo, puesto que luego se determina el contenido de
humedad actual.
o Al momento de compactar la gua del pisn debe mantenerse
ligeramente sobre el afirmado que se compacta, puesto que si ste
es soltado, remueve o taja el material.
o Para sacar las muestras se saca el molde de su soporte y se golpea
en la muestra compactada, hasta que esta se afloje y se retire en
forma cilndrica, luego se procede a abrirla por la mitad para obtener
la muestra intermedia.
o Cada muestra obtenida para la obtencin del contenido de
humedad real, debe llevarse rpidamente al laboratorio, puesto que
ste pierde fcilmente su humedad cuando est expuesto al aire.