UNIVERSIDAD RICARDO PALMAFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO: Mecánica de Suelos II

TRABAJO: Ensayo de densidad máxima - mínima

ALUMNO: Vega Romero, Daniel Enrique

GRUPO: 1

SUB-GRUPO: 1

FECHA DE ENTREGA: 18 de Noviembre de 2014

ENSAYO DE DENSIDAD MAXIMA Y DENSIDAD MINIMA (4TO LABORATORIO)

I. OBJETIVO

Determinar experimentalmente la densidad máx y min de un suelo granular, empleando para ello la vibración mecánica para reducir los vacíos del suelo en estado seco o de incipiente humedad.Los parámetros son los siguientes: Determinar el parámetro de la Compacidad Relativa.

γdmáx=

W sw

Vsv min(1+w) emáx

γdmin=

W sw

Vsv máx(1+w) emin

II. MARCO TEÓRICO

Compacidad relativaLa compacidad relativa es usada en suelos granulares Cr= (emax - e) / (emax - emin) La definición de la compacidad relativa (o densidad relativa) implica comparar la densidad del suelo respecto de sus estados más denso y más suelto posible. Eso se logra comparando las relaciones de vacío. Si esa misma definición la llevamos a un suelo de grano fino y lo hacemos respecto de los límites plástico y líquido, recordando que en un suelo saturado la relación de vacíos es igual a la humedad por el peso específico de las partículas sólidas (gamma s) y dividido por el peso unitario del agua (gamma w), se llega a Cr = (LL-w) / (LL-LP). Esto se sigue llamando compacidad relativa. El índice de liquidez es exactamente lo mismo pero lo que estás mirando es qué tan cerca del LL está la muestra (cuando la humedad es igual al límite líquido, el LI es igual al 100%). Se puede utilizar

cualquiera de las dos expresiones ya que nos dan la misma información pero en un caso referida al LL y en otro al LP.

Compacidad RelativaEl grado de compactación en el campo puede medirse de acuerdo a la compacidad relativa. En los suelos formados por partículas gruesas, como las gravas y las arenas; es muy importante conocer su estado de compacidad, que se define por la “Densidad relativa” ó “Compacidad relativa”. Se puede calcular la Compacidad relativa mediante la fórmula empírica de Terzaghi, determinada en laboratorio y se expresa en porcentaje:- Cuando los suelos tienen apreciables cantidades de arcilla ó limos, la Cr pierde su significado, por notener valores definidos deemáx y emín. Relación de vacíos de un suelo en su estado más suelto. Relación de vacíos de un suelo en su estado más compacto Relación de vacíos de un suelo en su estado natural La compacidad relativa indica el grado de compacidad de un suelo granular en su estado natural También la densidad relativa ó compacidad relativa, puede medirse en términos del peso específico seco, mediante el “BUREAU RECLAMATION”, fórmula empírica que se utiliza en el diseño y construcción de presas de tierra. Peso específico seco en su estado más compacto; es decir cuando la relación de vacíos en mínimo (peso volumétrico seco máximo).Peso específico seco “insitu” (peso volumétrico seco en estado natural)Peso específico seco del suelo en su estado más suelto (peso volumétrico seco mínimo)Estado de un material granular (grava o arena) según su compacidad relativa: Estado Cr Muy flojo 0 a 15%Flojo 16% a 35%Medio 36% a 65%

III. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

Sobre carga → 24.5 kg Cronómetro Vernier Herramientas e instrumentos típicos de laboratorio Molde metálico estándar Mesa vibratoria → Fr = 60Hz

IV. PROCEDIMIENTO

Se prepara una cantidad suficiente de masa de suelo representativa ( 5 a 6 kg)

para 3 especímenes de suelo diferentes.

El molde metálico deberá ser calibrado en su peso y volumen, para ello se

utiliza un vernier que defina el dimensionamiento del cilindro.

Con la masa del primer espécimen se procede a llenar el volumen del molde.

Para ello, se procura el acomodo por gravedad de la masa de suelo, sin

producir vibración alguna. Posteriormente se llena el molde hasta enrazar el

volumen del mismo, para luego registrar su peso en la balanza (en gr.)

El conjunto molde y suelo se ensambla en la mesa vibratoria, adicionando la

placa de liberación, el collarín y la sobrecarga correspondiente.

Se procede a la vibración del molde a la frecuencia indicada y durante un periodo

mínimo de 5 minutos,

produciéndose la densificación del suelo granular. El desnivel producido

deberá ser medido con la asistencia del vernier.

Completado la densificación del suelo en el molde, se tomara un testigo de

humedad obteniéndose el peso húmedo final y el peso seco correspondiente

anotando así los datos correspondientes.

V. CÁLCULOS Y RESULTADOS

Hallando contenido de humedad:

CONTENIDO DE HUMEDAD (ω %)1 Nº recipiente 130 1212 W recipiente (gr) 18,04 16,763 W recipiente sw (gr) 234,1 209,474 W recipiente s (gr) 233,62 208,875 W w: 3-4 (gr) 0,48 0,66 W s: 4-2 (gr) 215,58 192,117 ω: 100*5/6 (%) 0,22 0,318 ω prom (%) 0,27

Hallando el promedio de las mediciones:

Medida del molde estándar PromedioD (cm) 15,19 15,18 15,2 15,19

H (cm) 15,48 15,53 15,52 15,51

Lecturas muestra 1 Promedio

hi (cm) 5,64 5,61 5,57 5,61hf (cm) 7,27 7,08 7,34 7,23

Lecturas muestra 2 Promediohi (cm) 5,66 5,64 5,59 5,63hf (cm) 7,31 7,15 7,3 7,25

Hallando la densidad (e) mediante el programa Excel igualmente con el densidad mínima, densidad máxima y compacidad relativa.

Condiciones Generales1 W molde (gr) 85602 Diametro molde (cm) 15,193 Altura molde (cm) 15,514 Área molde (cm²) 181,225 Vsvmáx: 4*3 (cm³) 2810,726 ɣ muestra (ton/m³) 1,657 ωinsitu (%) 3,68 ω (%) 0,279 Gs 2,6610 e: ([(1+8/100)*9]/6)-(1) 0,670

Condiciones especificas11 Nº muestra 1 212 W molde sw (gr) 13000 1299513 hi (cm) 5,61 5,63

14 hf (cm) 7,23 7,25

Cálculos finales15 W sw : 12 - 1 (gr) 4440 443516 ∆h : 14-13 (cm) 1,62 1,6217 Vsvmin : 4*(3-16 ) (cm³) 2516,54 2516,5418 ɣdmáx : 15/[17((1)+8/100)] (gr/cm³) 1,760 1,75819 ɣdmáx prom (gr/cm³) 1,75920 ɣdmin : 15/[5((1)+8/100)] (gr/cm³) 1,575 1,57421 ɣdmin prom (gr/cm³) 1,57522 e min : (9/19)-(1) 0,51323 e máx : (9/21)-(1) 0,68924 Cr : (23-10)/(23-22) 0,109

VI. CONCLUSIONES

En el ensayo se determina que en el muestreo de suelo se tiene como

densidad 0.670, densidad máxima 0.680 y por ultimo su densidad minima es

igual a 0.513.

Según los resultados obtenidos de relación de humedades “e”, “emáx” y “emin”;

podemos afirmar que el suelo in situ fue sometido cargas trascendentes o de

considerable magnitud ya que su valor “e” se encuentra cerca de su “emax”.

La compacidad relativa (Cr) es igual a 0.109.

Según la tabla de la denominación de suelos según la compacidad relativa se concluye

que:

La compacidad relativa pertenece al rango de 0 a 15 por lo tanto su denominación de

suelo es muy suelta ya que el contenido de humedad es bajo.