guia de laboratorios ms upc

2013

AUTOR:

JONY CHARLY GUTIERREZ ABANTO

Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas

Edicin: 19/08/2013

Manual de Laboratorio de Mecnica de Suelos

P g i n a | 1

PRESENTACIN

Con la finalidad de mejorar el rendimiento y conocimiento tcnico en los diversos ensayos y pruebas

efectuadas en laboratorio, se ha visto conveniente realizar la publicacin de este muy til manual de

procedimientos, en el cual se detalla paso a paso el modo operativo para la ejecucin correcta de cada ensayo

hecho en un laboratorio especializado de acuerdo a las normativas vigentes y de esta forma poder minimizar

la gran cantidad de errores que se comete en obra debido a la interpretacin incorrecta de los resultados o a la

mala aplicacin de los mismos.

En el desarrollo de cada tipo de ensayo se ha visto conveniente agregar una pequea introduccin del

mismo, para qu se realiza el ensayo, un breve marco terico, los equipos y aparatos que se utilizan en cada

prueba, las frmulas para los clculos y lo ms importante por supuesto, la interpretacin de los resultados;

de estos ltimos se desarrollan en algunos casos las posibles fuentes de error de los mismos.

El presente manual est dividido como sigue:

LABORATORIO N1 (UPC - Los lamos de Monterrico) PAG. ENSAYOS

2 Contenido de Humedad

7 Peso Volumtrico de Suelos Cohesivos

11 Gravedad especfica de slidos


17 Anlisis Granulomtrico por Tamizado

22 Lmite Lquido

27 Lmite Plstico


30 Prctor Estndar

37 Prctor Modificado

46 Densidad de Campo


50 Permeabilidad

56 Consolidacin


64 Corte Directo

71 Compresin Simple

76 Compresin Triaxial

LABORATORIO N6 (M y M Consultores SRL. - Lurn) PAG. ENSAYOS

87 Ensayo de SPT

90 Auscultacin con Cono Peck

Cualquier consulta con respecto a la edicin del presente manual o sugerencias del caso, no dudar en

contactarse con el rea de Laboratorio o enviar un e-mail a: [email protected]

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MTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN

SUELO

Referencia: ASTM D-2216 08 / NTP 339.127

OBJETIVO

El presente modo operativo establece el mtodo de ensayo para determinar el contenido de humedad de

un suelo.

APARATOS

Horno de secado.- Horno de secado termostticamente controlado, capaz de mantener una temperatura de 110 5

C.

Balanzas.- De capacidad conveniente de acuerdo al tamao mximo de la muestra) y con las siguientes aproximaciones:

de 0.1 g para muestras de menos de 200 g de 1 g para

muestras de ms de 200 g

Recipientes.- Recipientes apropiados fabricados de material resistente a la corrosin, y al cambio de peso cuando es

sometido a enfriamiento o calentamiento continuo,

exposicin a materiales de pH variable, y a limpieza.

Utensilios para manipulacin de recipientes.- Se requiere el uso de guantes, tenazas o un sujetador

apropiado para mover y manipular los recipientes

calientes despus de que se hayan secado.

Otros utensilios.- Se requiere el empleo de cuchillos, esptulas, cucharas, lona para cuarteo,

divisores de muestras, etc.

DEFINICIONES

La humedad o contenido de humedad de un suelo es la

relacin, expresada como porcentaje, del peso de agua en

una masa dada de suelo, al peso de las partculas slidas.

PRINCIPIO DEL MTODO

Se determina el peso de agua eliminada, secando el suelo hmedo hasta un peso constante en un horno

controlado a 110 5 C*. El peso del suelo que permanece del secado en horno es usado como el peso de

las partculas slidas. La prdida de peso debido al secado es considerado como el peso del agua.

Nota.- (*) El secado en horno siguiendo este mtodo (a 110 C) no da resultados confiables cuando el suelo contiene yeso u

otros minerales que contienen gran cantidad de agua de hidratacin o cuando el suelo contiene cantidades significativas de

material orgnico. Se pueden obtener valores confiables del contenido de humedad para estos suelos, secndolos en un

horno a una temperatura de 60 C o en un desecador a temperatura ambiente.

MUESTRAS Las muestras sern preservadas y transportadas de acuerdo a la Norma ASTM D-4220, Grupos de suelos

B, C D. Las muestras que se almacenen antes de ser ensayadas se mantendrn en contenedores

hermticos no corrobles a una temperatura entre aproximadamente 3 C y 30 C y en un rea que

prevenga el contacto directo con la luz solar. Las muestras alteradas se almacenarn en recipientes

de tal manera que se prevenga minimice la condensacin de humedad en el interior del contenedor. La determinacin del contenido de humedad se realizar tan pronto como sea posible despus del

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muestreo, especialmente si se utilizan contenedores corrobles (tales como tubos de acero de pared

delgada, latas de pintura, etc.) bolsas plsticas.

ESPECIMEN DE ENSAYO

Para los contenidos de humedad que se determinen en conjuncin con algn otro mtodo ASTM, se

emplear la cantidad mnima de espcimen especificada en dicho mtodo si alguna fuera proporcionada.

La cantidad mnima de espcimen de material hmedo seleccionado como representativo de la

muestra total, si no se toma la muestra total, ser de acuerdo a lo siguiente:

Tabla N 1

Mximo tamao

de partcula (pasa

el 100%)

Tamao de malla

Estndar

Masa mnima

recomendada de

espcimen de ensayo

hmedo para contenidos

de humedad reportados a 0.1%

Masa mnima

recomendada de

espcimen de ensayo

hmedo para

contenidos de humedad

reportados a 1%

2 mm o menos 2.00 mm (N 10) 20 g 20 g*

4.75 mm 4.760 mm (N 4) 100 g 20 g*

9.5 mm 9.525 mm (3/8) 500 g 50 g

19.0 mm 19.050 mm () 2.5 kg 250 g

37.5 mm 38.1 mm (1) 10 kg 1 kg

75.0 mm 76.200 mm (3) 50 kg 5 kg

Nota.- * Se usar no menos de 20 g para que sea representativa.

El reporte a + 0.1% se realizar cuando el suelo presente contaminacin o ciertos riesgos

qumicos.

Si se usa toda la muestra, sta no tiene que cumplir los requisitos mnimos dados en la tabla anterior. En el reporte se indicar que se us la muestra completa.

El uso de un espcimen de ensayo menor que el mnimo indicado en 6.2 requiere discrecin,

aunque pudiera ser adecuado para los propsitos del ensayo. En el reporte de resultados deber

anotarse algn espcimen usado que no haya cumplido con estos requisitos.

Cuando se trabaje con una muestra pequea (menos de 200 g) que contenga partculas de

grava relativamente grandes, no es apropiado incluirlas en la muestra de ensayo. Sin embargo

en el reporte de resultados se mencionar y anotar el material descartado.

Para aquellas muestras que consistan ntegramente de roca intacta, el espcimen mnimo

tendr un peso de 500 g. Porciones de muestra representativas pueden partirse en partculas ms

pequeas, dependiendo del tamao de la muestra, del contenedor y la balanza utilizada para

facilitar el secado a peso constante.

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SELECCIN DEL ESPECIMEN DE ENSAYO

Cuando el espcimen de ensayo es una porcin de una mayor cantidad de material, el espcimen seleccionado ser representativo de la condicin de humedad de la cantidad total de

material. La forma en que se seleccione el espcimen de ensayo depende del propsito y

aplicacin del ensayo, el tipo de material que se ensaya, la condicin de humedad, y el tipo de

muestra (de otro ensayo, en bolsa, en bloque, y las dems).

Para muestras alteradas tales como las desbastadas, en bolsa, y otras, el espcimen de ensayo se

obtiene por uno de los siguientes mtodos (listados en orden de preferencia):

Si el material puede ser manipulado sin prdida significativa de humedad, el material debe

mezclarse y luego reducirse al tamao requerido por cuarteo o por divisin.

Si el material no puede ser mezclado y/o dividido, deber formarse una pila de material,

mezclndolo tanto como sea posible. Tomar por lo menos cinco porciones de material en

ubicaciones aleatorias usando un tubo de muestreo, lampa, cuchara, frotacho, alguna

herramienta similar apropiada para el tamao de partcula mxima presente en el material. Todas

las porciones se combinarn para formar el espcimen de ensayo.

Si no es posible apilar el material, se tomarn tantas porciones como sea posible en

ubicaciones aleatorias que representarn mejor la condicin de humedad. Todas las porciones se

combinarn para formar el espcimen de ensayo.

En muestras intactas tales como bloques, tubos, muestreadores divididos y otros, el espcimen de

ensayo se obtendr por uno de los siguientes mtodos dependiendo del propsito y

potencial uso de la muestra.

Se desbastar cuidadosamente por lo menos 3 mm de material de la superficie exterior de la

muestra para ver si el material est estratificado y para remover el material que est ms seco o

ms hmedo que la porcin principal de la muestra. Luego se desbastar por lo menos 5 mm,

o un espesor igual al tamao mximo de partcula presente, de toda la superficie expuesta o del

intervalo que est siendo ensayado.

Se cortar la muestra por la mitad. Si el material est estratificado se proceder de acuerdo a lo

indicado en (*). Luego se desbastar cuidadosamente por lo menos 5 mm, o un espesor igual del

tamao mximo de partcula presente, de la superficie expuesta de una mitad o el intervalo

ensayado. Deber evitarse el material de los bordes que pueda encontrarse ms hmedo o ms

seco que la porcin principal de la muestra.

(*) Si el material est estratificado (o se encuentra ms de un tipo de material), se seleccionar un espcimen promedio, o

especmenes individuales, o ambos. Los especmenes deben ser identificados apropiadamente en formatos, en cuanto a su

ubicacin, o lo que ellos representen.

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PROCEDIMIENTO

Determinar y registrar la masa de un contenedor limpio y seco (y su tapa si es usada).

Seleccionar especmenes de ensayo representativos de acuerdo lo indicado en anteriormente.

Colocar el espcimen de ensayo hmedo en el contenedor y, si se usa, colocar la tapa

asegurada en su posicin. Determinar el peso del contenedor y material hmedo usando una

balanza (vase APARATOS) seleccionada de acuerdo al peso del espcimen. Registrar este

valor.

Remover la tapa (si se us) y colocar el contenedor con material hmedo en el horno. Secar el material hasta alcanzar una masa constante. Mantener el secado en el horno a 110 5 C a menos

que se especifique otra temperatura. El tiempo requerido para obtener peso constante variar

dependiendo del tipo de material, tamao de espcimen, tipo de horno y capacidad, y otros

factores. La influencia de estos factores generalmente puede ser establecida por un buen juicio, y

experiencia con los materiales que sean ensayados y los aparatos que sean empleados.

Luego que el material se haya secado a peso constante, se remover el contenedor del horno (y se

le colocar la tapa si se us). Se permitir el enfriamiento del material y del contenedor a

temperatura ambiente o hasta que el contenedor pueda ser manipulado cmodamente con las

manos y la operacin del balance no se afecte por corrientes de conveccin y/o est siendo

calentado. Determinar el peso del contenedor y el material secado al homo usando la misma

balanza usada en 8.3. Registrar este valor. Las tapas de los contenedores se usarn si se presume

que el espcimen est absorbiendo humedad del aire antes de la determinacin de su peso seco.

CALCULOS

Se calcula el contenido de humedad de la muestra, mediante la siguiente frmula:

W = es el contenido de humedad, (%) WW = Peso del agua WS = Peso seco del material W1 = es el peso de tara ms el suelo hmedo, en gramos W2 = es el peso de tara ms el suelo secado en homo, en gramos: Wt = es el peso de tara, en gramos

REPORTE

El reporte deber incluir lo siguiente:

La identificacin de la muestra (material) ensayada, tal como el nmero de la perforacin, nmero de muestra, nmero de ensayo, nmero de contenedor, etc.

El contenido de agua del espcimen con aproximacin al 1% al 0.1%, como sea apropiado dependiendo de la mnima muestra usada. Si se usa este mtodo conjuntamente con algn otro

mtodo, el contenido de agua del espcimen deber reportarse al valor requerido por el

mtodo de ensayo para el cual se determin el contenido de humedad.

Indicar si el espcimen de ensayo tena un peso menor que el indicado en Tabla N 1

Indicar si el espcimen de ensayo contena ms de un tipo de material (estratificado, etc.).

Indicar el mtodo de secado si es diferente del secado en horno a 110 C ms o menos 5 C.

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Indicar s se excluy algn material del espcimen de ensayo.

PRECISION Y EXACTITUD

Exactitud.- No existe valor de referencia aceptado para este mtodo de ensayo; por consiguiente, no

puede determinarse la exactitud.

Precisin: Precisin de un Operador- Simple.- El coeficiente de variacin de un operador simple se encontr en 2.7%. Por consiguiente, los resultados de dos ensayos conducidos apropiadamente por el mismo operador

con el mismo equipo, no deberan ser considerados con sospecha si difieren en menos del 7.8

% de su media.

Precisin Multilaboratorio.- El coeficiente de variacin multilaboratorio se encontr en 5.0%. Por

consiguiente, los resultados de dos ensayos conducidos por diferentes operadores usando equipos

diferentes no deberan ser considerados con sospecha a menos que difieran en ms del 14.0 por ciento de

su media.

SUGERENCIAS

Los recipientes y sus tapas deben ser hermticos a fin de evitar prdida de humedad de las

muestras antes de la pesada inicial y para prevenir la absorcin de humedad de la atmsfera

despus del secado y antes de la pesada final. Se usa un recipiente para cada determinacin.

El cambio de humedad en suelos sin cohesin puede requerir que se muestree la seccin completa. el material est estratificado (o se encuentra ms de un tipo de material), se

seleccionar un espcimen promedio, o especmenes individuales, o ambos. Los especmenes

deben ser identificados apropiadamente en formatos, en cuanto a su ubicacin, o lo que ellos

representen.

Para prevenir la mezcla de especmenes y la obtencin de resultados incorrectos, todos los contenedores, y tapas si se usan, deberan ser enumerados y deberan registrarse los nmeros de

los contenedores en los formatos de laboratorio. Los nmeros de las tapas deberan ser

consistentes con los de los contenedores para evitar confusiones.

Para acelerar el secado en horno de grandes especmenes de ensayo, ellos deberan ser colocados en contenedores que tengan una gran rea superficial (tales como ollas) y el

material debera ser fragmentado en agregados ms pequeos.

En la mayora de los casos, el secado de un espcimen de ensayo durante toda la noche (de 12 a 16 horas) es suficiente. En los casos en los que hay duda sobre lo adecuado de un mtodo de

secado, deber continuarse con el secado hasta que el cambio de peso despus de dos perodos

sucesivos (mayores de 1 hora) de secado sea insignificante (menos del 0.1 %). Los especmenes

de arena pueden ser secados a peso constante en un perodo de 4 horas, cuando se use un horno de

tiro forzado.

Desde que algunos materiales secos pueden absorber humedad de especmenes hmedos, debern retirarse los especmenes secos antes de colocar especmenes hmedos en el mismo

horno. Sin embargo, esto no sera aplicable si los especmenes secados previamente

permanecieran en el horno por un perodo de tiempo adicional de 16 horas.

Colocar las muestras en un desecador es ms aceptable en lugar de usar las tapas hermticas ya que reduce considerablemente la absorcin de la humedad de la atmsfera durante el

enfriamiento especialmente en los contenedores sin tapa.

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m

PESO VOLUMTRICO DEL SUELO COHESIVO

NORMA: NTP 339.139

El peso volumtrico es la relacin del peso de la masa de suelos entre su volumen de masa. Se

consideran las tres fases del suelo.

m = Wm: Peso de la masa

Vm: Volumen de la masa

A esta densidad del suelo se le conoce tambin como peso unitario o peso especfico de masa

El ensayo consiste en determinar el peso y el volumen de una muestra inalterada (Mit o Mib).

m Wm Vm

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EQUIPOS A SER EMPLEADOS

Para este ensayo se emplea lo siguiente:

. Balanza hidrosttica, Con sensibilidad de 0.1 gr.

. Canastilla de acero galvanizado, Elaborada a base de malla N10.

. Probeta graduada de 1000 ml

. Pipeta, esptulas

. Parafina Slida

. Olla pequea

. Estufa o cocinilla elctrica

PROCEDIMIENTO

1. Tallar una muestra de suelo sin grietas, esta muestra deber ser tratada con mucho cuidado

procurando no maltratarla ni manipularla excesivamente para no alterar sus condiciones.

2. Calentar la parafina en un recipiente de aluminio hasta que esta se encuentre en forma

lquida.

3. Pesar el espcimen en la balanza y anotar todos estos resultados.

4. Cubrir la muestra tallada de suelo con parafina lquida insertando primero la mitad de la

muestra en la parafina derretida y luego la otra mitad, este proceso se debe realizar tres veces

despus de dejar enfriar cada capa. La parafina debe cubrir totalmente a la muestra de tal

manera que no haya forma de que entre o salga el agua.

5. Pesar la muestra parafinada al aire en una balanza.

6. Peso final: Pueden ser de dos formas.

7. METODO A:

7.1. Llenar con agua (500 ml volumen inicial) una probeta graduada de 1000 ml.

7.2. Insertar la muestra de suelo parafinada dentro de la probeta.

7.3. Registrar el volumen final para calcular el volumen de desplazamiento.

8. METODO B:

8.1. Llenar un balde con agua suficiente para cubrir el volumen total de la canastilla.

8.2. Colocar la canastilla dentro del agua y esperar que el agua se estabilice, verificando que

la canastilla est en el centro del balde sin topar las paredes ni el fondo del mismo.

8.3. Colocar la balanza en cero esto permitir descontar el peso de la canastilla.

8.4. Introducir la muestra parafinada dentro de la canastilla y registrar el peso sumergido de

muestra parafinada.

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RESULTADOS

El alumno presentar un informe conteniendo lo siguiente:

1. Significado y empleo del peso especfico del suelo.

2. Formato de peso especfico del suelo, con los clculos y el resultado final.

3. Precauciones que deben tenerse para la ejecucin del ensayo.

4. Diagrama de fases de la muestra ensayada.

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Lab. N

Ciclo:

Fecha:

Hoja:

MUESTRA N : Muestreado por :

UBICACIN : Hecho por :

COORDENADAS/PROCEDENCIA : Fecha de Muestreo :

Profundidad (mts) Fecha de Ensayo :

Temperatura de secado : Revisado por :

Cpsula N

P. Cpsula (gr)

P. Cp + Suelo hmedo (gr)

P. Cp + Suelo seco (gr)

P. agua (gr)

P. Suelo seco (gr)

Contenido de humedad (%)

Aire ----

Agua

Slido

Peso del suelo hmedo (gr)

Volumen

Diagrama de Fases

Muestra

Volumn de la muestra de suelo (cm3)

Peso Volumtrico (gr/cm3)

Peso

1 2 3

Peso de la parafina (gr)

Densidad de la Parafina (gr/cm3)

Volumn de desplazamiento (cm3)

Volumn de parafina utilizada (cm3)

1 2 3 4

DATOS PRINCIPALES

Peso del suelo hmedo + parafina (gr)

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

RELACIONES VOLUMETRICAS

PROYECTO :

Volumn inicial (cm3)

Volumn final (cm3)

CONTENIDO DE HUMEDAD

4

Peso de la muestra hmeda al aire (gr)

Peso de la muestra hmeda + parafina al aire (gr)

Peso de la parafina (gr)

Densidad de la parafina (gr/cm3)

Lectura Inicial (cm3) solo para mtodo A

Lectura Final (cm3) o Peso sumergido de la muestra

Volumen de la parafina utilizada (cm3)

Volumen de la muestra de suelo (cm3)

Peso volumtrico (gr/cm3)

Peso volumtrico promedio (gr/cm3)

1 2 3 4

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GRAVEDAD ESPECFICA DE LOS SUELOS (PICNMETRO)

Referencia: ASTM D-854, AASHTO T-100

OBJETIVO

Este modo operativo se utiliza para determinar el peso especfico de los suelos y del relleno mineral

(filler) por medio de un picnmetro. Cuando el suelo est compuesto de partculas mayores que el

tamiz de 2.38 mm (N 8), deber seguirse el mtodo de ensayo para determinar el peso especifico y la

absorcin del agregado grueso, MTC E 206. Cuando el suelo est compuesto por partculas mayores y

menores que el tamiz de 2.38 mm (N 8), se utilizar el mtodo de ensayo correspondiente a cada porcin. El valor del peso especifico para el suelo ser el promedio ponderado de los dos valores as

obtenidos. Cuando el valor del peso especfico sea utilizado en clculos relacionados con la porcin

hidromtrica del anlisis granulomtrico de suelos (modo operativo MTC E 109), debe determinarse el

peso especifico de la porcin de suelo que pasa el tamiz de 2.00 mm (N 10) de acuerdo con el mtodo

que se describe en la presente norma.

APARATOS

Frasco volumtrico (picnmetro), de 100 a 500 cm3 de capacidad.

Bomba de vaco, con tuberas y uniones, o en su defecto un

mechero o un dispositivo para

hervir el contenido del

picnmetro.

Homo o Estufa, capaz de mantener temperaturas uniformes

y constantes hasta 110 5C (230

9 F).

Balanzas, una con capacidad de 1200 g y sensibilidad de 0.01 g,

otra con capacidad de 200 g y

sensibilidad de 0.001 g.

Pipeta.

Termmetro graduado, con una escala de 0 a 50 C (32 a 122 F) y

con precisin de 0.1 C (0.18 F).

Cpsula de evaporacin.

Bao de agua (bao Mara).

Guantes de asbesto.

Tamices de 2.36 mm (N 8) y 4.75 mm (N 4).

DEFINICIN

Peso especifico. Es la relacin entre el peso en el aire de un cierto volumen de slidos a una

temperatura dada y el peso en el aire del mismo volumen de agua destilada, a la misma temperatura.

PREPARACIN DE LA MUESTRA

Debe tenerse especial cuidado en obtener muestras representativas para la determinacin del peso especfico de los slidos. La muestra de suelo puede ensayarse a su humedad natural, o

puede secarse con la estufa; sin embargo, algunos suelos, principalmente aquellos que tienen

un alto contenido de materia orgnica, son muy difciles de rehumedecer despus de que se

han secado al horno. Estos suelos pueden ser ensayados sin haberse secado previamente en el

horno, en cuyo caso, el peso de la muestra seca se determina al final del ensayo.

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Cuando la muestra contenga partculas de dimetros mayores y menores que la abertura del tamiz de 2.38 mm (N 8), la muestra debe ser separada por dicho tamiz y debe determinarse el

peso especfico de la fraccin fina [pasante del tamiz de 2.38 mm (N 8)] y el peso especifico

aparente de la fraccin gruesa. El valor del peso especfico para la muestra total viene dado

por la siguiente expresin:

Donde:

GT = Peso especfico total GS = Peso especifico de los slidos (pasa tamiz N 8)

Ga = Peso especifico aparente (retenido en el tamiz N 8)

Cuando el valor del peso especfico va a ser empleado en clculos relacionados con el anlisis granulomtrico por hidrmetro (MTC E 109), el peso especfico deber determinarse para la fraccin de

suelo que va a ser usada en el anlisis por hidrmetro o para otros fines (generalmente la porcin

pasante del tamiz N 200). En algunos casos, puede ser necesario el empleo de otros lquidos, como el

kerosene, para el anlisis de suelos que contienen sales solubles en agua. S el ensayo se realiza con

algn lquido distinto al agua destilada, el picnmetro deber calibrarse utilizando el mismo lquido.

El kerosene es mejor agente humedecedor que el agua para la mayora de los suelos y puede emplearse en lugar de agua destilada para las muestras secadas al horno.

PROCEDIMIENTO

Suelos con su humedad natural. El procedimiento para determinar el peso especfico de los suelos a su

humedad natural es como sigue:

Antese en una planilla de datos toda la informacin concerniente a la muestra como: obra, N de sondeo, N de la muestra y cualquier otro dato pertinente.

Colquese en la cpsula de evaporacin una muestra representativa del suelo. La cantidad necesaria se escoger de acuerdo con la capacidad del picnmetro.

Capacidad del picnmetro

(cm3) Cantidad requerida aproximadamente

(g)

100 25 35

250 55 65

500 120 130

Empleando una esptula, mzclese el suelo con suficiente agua destilada o desmineralizada, hasta formar una masa pastosa; colquese luego la mezcla en el picnmetro y llnese con agua

destilada hasta aproximadamente la mitad del frasco.

Para remover el aire atrapado, conctese el picnmetro a la lnea de vaco hasta obtener una presin absoluta dentro del frasco no mayor de 100 mm de mercurio. El tiempo de aplicacin

del vaco depender del tipo de suelo ensayado.

Como proceso alternativo, el aire atrapado puede ser removido calentando la suspensin levemente

durante un perodo mnimo de 10 minutos, rotando ocasionalmente el picnmetro para facilitar la

expulsin de aire. El proceso de calentamiento debe adelantarse con mucho cuidado, porque pueden

ocurrir prdidas de material. Las muestras que sean calentadas debern dejarse enfriar a la temperatura

ambiente.

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Llnese el picnmetro con agua destilada hasta que el fondo del menisco coincida con la

marca de calibracin en el cuello del picnmetro y, usando un papel absorbente, remuvase

con cuidado la humedad de la parte interior del picnmetro y su contenido con una

aproximacin de 0.01 g. Inmediatamente despus de la pesada, agtese la suspensin hasta

asegurar una temperatura uniforme y determnese la temperatura de la suspensin con una

aproximacin de 0.1 C introduciendo un termmetro hasta la mitad de la profundidad del

picnmetro.

Transfirase con mucho cuidado el contenido del picnmetro a una cpsula de evaporacin.

Enjuguese el picnmetro con agua destilada, hasta asegurarse que toda la muestra ha sido removida de l. Introdzcase la cpsula de evaporacin con la muestra en una estufa a 105 5

C (221 9 F), hasta peso constante. Squese la muestra seca del horno, djese enfriar a la

temperatura del laboratorio y determnese el peso del suelo seco con una aproximacin de

0.01g.

Antense todos los resultados en la planilla.

Suelos secados a la estufa. El procedimiento para determinar el peso especfico de los slidos en suelos secados al horno, debe consistir de los siguientes pasos:

Antese en la planilla toda la informacin requerida para identificar la muestra.

Squese el suelo al horno hasta obtener la condicin de peso constante. El horno debe estar a una temperatura de 110 5 C (221 9 F). Squese la muestra de la estufa y djese enfriar a

la temperatura del laboratorio; debe protegerse contra una ganancia de humedad hasta que sea

pesada. Seleccinese una muestra representativa; la cantidad requerida depender de la

capacidad del picnmetro que se va a utilizar (vase la tabla del numeral 6.1). Psese la

muestra con aproximacin de 0.01 g. Despus de pesado, transfirase el suelo al picnmetro

teniendo mucho cuidado de no perder material durante la operacin. Para evitar posibles

prdidas del material previamente pesado, la muestra puede ser pesada despus de que se

transfiera al picnmetro. Esta eventual prdida bajar el valor del peso especfico calculado.

Llnese el picnmetro hasta la mitad de su contenido con agua destilada sin burbujas de aire y djese reposar la suspensin durante la noche.

Extrigase el aire atrapado dentro de la suspensin del suelo en agua por uno de los dos mtodos descritos en el numeral 6.1.

Si la extraccin de aire se realiz calentando la suspensin, djese enfriar el picnmetro y su contenido durante la noche.

Realcense los pasos subsiguientes del ensayo en la misma forma que los indicados para suelos a su humedad natural.

Antense todos los datos en la planilla.

CLCULOS Las siguientes cantidades se obtienen por pesada directa.

Peso del picnmetro + agua + slidos a la temperatura del ensayo = W1 (g).

Peso de la tara + suelo seco (g). El peso de la tara debe ser restado de este valor para obtener el peso del suelo seco, W0.

El peso especfico de los slidos se calcula con dos decimales, mediante la siguiente frmula:

K = Factor de correccin basado en el peso especifico del agua a 20 C (vase Tabla 1). W2 = Peso del picnmetro ms agua a la temperatura del ensayo, en gramos (obtenido de la curva de

calibracin como se indica en la Figura 1).

Wo = Peso del suelo seco (g).

W1 = Peso del picnmetro + agua + suelo (g).

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SUGERENCIAS

No se debe utilizar la misma curva de calibracin para todos los picnmetros de igual

capacidad. Cada uno de los picnmetros, an los de igual capacidad, tienen pesos diferentes;

por lo tanto, debern ser individualmente calibrados. Si el picnmetro no est limpio, la curva

de calibracin no ser vlida, porque cambia su peso. Tambin, si la parte interior del cuello

del picnmetro no est limpia, se formar un menisco irregular. Cuando se calibra el

picnmetro para una temperatura menor que la del laboratorio, hay una tendencia a que se

condense agua en la parte interior del picnmetro, aun cuando se haya tenido mucho cuidado

en el secado y la pesada se haya realizado rpidamente. Siempre que sea posible, la pesada

debe hacerse a la misma temperatura a la cual est el picnmetro.

Se debe evitar el uso de agua que contenga slidos disueltos. Es esencial que se use

exclusivamente agua destilada o desmineralizada, para asegurar la continua validez de la curva

de calibracin.

Algunos suelos hierven violentamente al someterlos a una presin de aire reducida. En esos

casos, es necesario aplicar una reduccin gradual de la presin o utilizar un frasco de mayor

tamao.

Llnese el picnmetro con agua destilada y sin burbujas de aire, hasta un nivel ligeramente menor por debajo de la marca y aplquese vaco nuevamente hasta que a la suspensin se le

haya extrado la mayor parte del aire; remuvase con cuidado el tapn del picnmetro y

obsrvese cunto baja el nivel del agua en el cuello. Si la superficie de agua baja menos de 3

mm no es necesario seguir aplicando vaco. En el caso en que la superficie del agua baje ms

de 3 mm, se deber seguir aplicando vaco hasta lograr esta condicin.

La remocin incompleta del aire atrapado en la suspensin del suelo es la causa ms

importante de error en la determinacin de pesos especficos y tender a bajar el peso

especfico calculado. Se deber extraer completamente el aire de la suspensin aplicando

vaco o calentando. La ausencia de aire atrapado debe ser verificada como se describi durante

el ensayo. Es conveniente destacar que el aire disuelto en el agua no afectar los resultados;

por lo tanto, no es necesario aplicar vaco al picnmetro cuando se calibra o se llena hasta la

marca de calibracin con agua destilada o desmineralizada sin burbujas de aire.

Una gota de agua puede hacer que se cometa un error de aproximadamente 0.05 g. Este error

puede ser minimizado tomando el promedio de varias lecturas a la misma temperatura.

Cuando la suspensin sea opaca, producir una luz fuerte detrs del cuello del picnmetro y su

contenido, durante la realizacin de las pesadas.

El secado de ciertos suelos a 110 C (221 F), puede causar la prdida del agua absorbida y de

cristalizacin; en tales casos, el secado se har a una temperatura de 60 C (140 F) y se

recomienda aplicar una presin de vaco ms baja.

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FORMATO:

PESO ESPECIFCO RELATIVO DE SOLIDOS (Gs) ASTM D 854

CALICATA: MUESTRA:

PROF.

(m)

CANTERA: FECHA:

% pasante del tamiz N 4: _____________________

1 N DE FIOLA

2 PESO DE LA FIOLA (g)

3 PESO MUESTRA DE SUELO SECO (g)

4 PESO MUESTRA DE SUELO SECO + PESO DE LA FIOLA (g)

5 PESO M. SUELO SECO + PESO FIOLA + PESO AGUA (g)

6 PESO FIOLA + PESO DE AGUA (g)

PROMEDIO

7 PESO ESPECIFICO RELATIVO DE SOLIDOS ( 3 / ( 3 + 6 - 5 ) )

% retenido en tamiz N 4: _____________________

Nmero de Recipiente

Peso de la grava sat. Sup. Seca dentro del agua (C)

Peso del recipiente

Peso del recipiente + peso de la grava seca

Peso de la grava seca (A)

PROMEDIO

Peso especfico aparente A / (A - C)

PESO ESPECFICO GLOBAL

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ANLISIS GRANULOMTRICO DE SUELOS POR TAMIZADO

Referencia: ASTM D-422 (2007) / AASHTO T88

OBJETIVO

La determinacin cuantitativa de la distribucin de tamaos de partculas de suelo.

Esta norma describe el mtodo para determinar los porcentajes de suelo que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta el de 74 mm (N 200).

APARATOS

Una balanza. Con sensibilidad de 0.1 g para pesar material

Tamices de malla cuadrada

3, 2, 1 , 1, , , 3/8, , N4, N10, N20, N40, N60, N140, N200 y

fondo

Se puede usar, como alternativa, una serie de tamices que, al dibujar la gradacin, d

una separacin uniforme entre los puntos del

grfico; esta serie estar integrada por los

siguientes:

3", 1 ", ", 3 /8", N4, N8, N16,

N30, N50, N100, N200 y fondo.

Estufa, capaz de mantener temperaturas uniformes y constantes hasta

de 110 5 C (230 9 F).

Envases, adecuados para el manejo y secado de las muestras.

Cepillo y brocha, para limpiar las mallas de los tamices.

MUESTRA

Segn sean las caractersticas de los materiales finos

de la muestra, el anlisis con tamices se hace bien con

la muestra entera, o bien con parte de ella despus de

separar los finos por lavado. Si la necesidad del lavado no se puede determinar por examen visual, se

seca en el horno una pequea porcin hmeda del material y luego se examina su resistencia en seco

rompindola entre los dedos. Si se puede romper fcilmente y el material fino se pulveriza bajo la

presin de aquellos, entonces el anlisis con tamices se puede efectuar sin previo lavado. Preprese una

muestra para el ensayo, la cual estar constituida por dos fracciones: una retenida sobre el tamiz de

2.000 mm (N 10) y otra que pasa dicho tamiz. Ambas fracciones se ensayaran por separado. El

peso del suelo secado al aire y seleccionado para el ensayo, ser suficiente para las cantidades

requeridas para el anlisis mecnico, como sigue: Para la porcin de muestra retenida en el tamiz de

2.000 mm (N 10) el peso depender del tamao mximo de las partculas de acuerdo con la Tabla 1.

Tabla 1

Dimetro nominal de las partculas ms

grandes mm (pulg) Peso mnimo aproximado de la porcin

( gr)

9,5 ( 3 /8") 500

19,6 (") 1000

25,7 (1") 2000

37,5 (1 ") 3000

50,0 (2") 4000

75,0 (3") 5000

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El tamao de la porcin que pasa tamiz de 2.000 mm (N 10) ser aproximadamente de 115 g, para

suelos arenosos y de 65 g para suelos arcillosos y limosos.

Se puede tener una comprobacin de los pesos, as como de la completa pulverizacin de los terrones,

pesando la porcin de muestra que pasa el tamiz de 2.000 mm (N 10) y agregndole este valor al

peso de la porcin de muestra lavada y secada en el horno, retenida en el tamiz de 2.000 mm (N 10).

ANLISIS POR MEDIO DE TAMIZADO DE LA FRACCIN RETENIDA EN EL TAMIZ

DE 2.000 mm (N 10). Seprese la porcin de muestra retenida en el tamiz de 2.000 mm (N 10) en una serie de fracciones

usando los tamices de:

75 mm (3"), 50 mm (2"), 38,1 mm (1"), 25,4 mm (1"), 19,0 mm ("), 9,5 mm (3 /8"), 4.7 mm (N 4), o los que sean necesarios dependiendo del tipo de muestra, o de las especificaciones para el

material que se ensaya.

En la operacin de tamizado manual se mueve el tamiz o tamices de un lado a otro y recorriendo

circunferencias de forma que la muestra se mantenga en movimiento sobre la malla. Debe

comprobarse al desmontar los tamices que la operacin est terminada; esto se sabe cuando no pasa

ms del 1 % de la parte retenida al tamizar durante un minuto, operando cada tamiz individualmente.

Si quedan partculas apresadas en la malla, deben separarse con un pincel o cepillo y reunirlas con lo

retenido en el tamiz.

Se determina el peso de cada fraccin en una balanza con una sensibilidad de 0.1 %. La suma de los

pesos de todas las fracciones y el peso, inicial de la muestra no debe diferir en ms de 1%.

ANLISIS GRANULOMTRICO DE LA FRACCIN FINA

El anlisis granulomtrico de la fraccin que pasa el tamiz de 2.000 mm (N 10) se har

por tamizado y/o sedimentacin segn las caractersticas de la muestra y segn la informacin

requerida.

Los materiales arenosos que contengan muy poco limo y arcilla, cuyos terrones en estado seco se desintegren con facilidad, se podrn tamizar en seco.

Los materiales limo-arcillosos, cuyos terrones en estado seco no rompan con facilidad, se procesarn por la va hmeda.

Si se requiere la curva granulomtrica completa incluyendo la fraccin de tamao menor que el tamiz de 0,074 mm (N 200), la gradacin de sta se determinar por sedimentacin,

utilizando el hidrmetro para obtener los datos necesarios. Ver granulometra por

sedimentacin (mtodo del hidrmetro)

Se puede utilizar procedimientos simplificados para la determinacin del contenido de partculas menores de un cierto tamao, segn se requiera.

La fraccin de tamao mayor que el tamiz de 0,074 mm (N 200) se analizar por tamizado en seco, lavando la muestra previamente sobre el tamiz de 0,074 mm (N 200)

Procedimiento para el anlisis granulomtrico por lavado sobre el tamiz de 0,074 mm (N

200).

Se separan mediante cuarteo, 115 g para suelos arenosos y 65 g para suelos arcillosos y limosos, pesndolos con exactitud de 0.1 g.

Humedad higroscpica. Se pesa una porcin de 10 a 15 g de los cuarteos anteriores y se seca en el horno a una temperatura de 110 5 C (230 9 F). Se pesan de nuevo y se anotan los

pesos.

Se coloca la muestra en un recipiente apropiado, cubrindola con agua y se deja en remojo hasta que todos los terrones se ablanden.

Se lava a continuacin la muestra sobre el tamiz de 0,074 mm (N 200) con abundante agua,

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evitando frotarla contra el tamiz y teniendo mucho cuidado de que no se pierda ninguna

partcula de las retenidas en l.

Se recoge lo retenido en un recipiente, se seca en el horno a una temperatura de 110 5 C (230 9 F) y se pesa.

CLCULOS

Valores de anlisis de tamizado para la porcin retenida en el tamiz de 4,760 mm (N 4).

Se calcula el porcentaje que pasa el tamiz de 4,760 mm (N 4) dividiendo el peso que pasa dicho tamiz por el del suelo originalmente tomado y se multiplica el resultado por 100. Para

obtener el peso de la porcin retenida en el mismo tamiz, rstese del peso original, el peso del

pasante por el tamiz de 4,760 mm (N 4).

Para comprobar el material que pasa por el tamiz de 9,52 mm ( 3/8"), se agrega al peso total del suelo que pasa por el tamiz de 4,760 mm (N 4) el peso de la fraccin que pasa el tamiz de

9,52 mm (3/8) y que queda retenida en el de 4,760 mm (N 4). Para los dems tamices continese el clculo de la misma manera.

Para determinar el porcentaje total que pasa por cada tamiz, se divide el peso total que pasa entre el peso total de la muestra y se multiplica el resultado por 100.

Valores del anlisis por tamizado para la porcin que pasa el tamiz de 4,760 mm (N 4).

Se calcula el porcentaje de material que pasa por el tamiz de 0,074 mm (N 200) de la siguiente forma:

Se calcula el porcentaje retenido sobre cada tamiz en la siguiente forma:

Se calcula el porcentaje ms fino. Restando en forma acumulativa de 100% los porcentajes retenidos sobre cada tamiz. % Pasa = 100 - % Retenido acumulado

OBSERVACIONES

El informe deber incluir lo siguiente:

El tamao mximo de las partculas contenidas en la muestra.

Los porcentajes retenidos y los que pasan, para cada uno de los tamices utilizados.

Toda informacin que se juzgue de inters.

Los resultados se presentarn: (1) en forma tabulada, o (2) en forma grfica, siendo esta ltima forma la indicada cada vez que el anlisis comprenda un ensayo completo de sedimentacin.

Las pequeas diferencias resultantes en el empate de las curvas obtenidas por tamizado y por sedimento, respectivamente, se corregirn en forma grfica.

Los siguientes errores posibles producirn determinaciones imprecisas en un anlisis granulomtrico por tamizado.

Aglomeraciones de partculas que no han sido completamente disgregadas. Si el material contiene partculas finas plsticas, la muestra debe ser disgregada antes del tamizado.

Tamices sobrecargados. Este es el error ms comn y ms serio asociado con el anlisis por tamizado y tender a indicar que el material ensayado es ms grueso de lo que en realidad es.

Para evitar esto, las muestras muy grandes deben ser tamizadas en varias porciones y las

porciones retenidas en cada tamiz se juntarn luego para realizar la pesada.

Los tamices han sido agitados por un perodo demasiado corto o con movimientos horizontales o rotacionales inadecuados. Los tamices deben agitarse de manera que las

partculas sean expuestas a las aberturas del tamiz con varias orientaciones y as tengan mayor

oportunidad de pasar a travs de l.

La malla de los tamices est rota o deformada; los tamices deben ser frecuentemente inspeccionados para asegurar que no tienen aberturas ms grandes que la especificada.

Prdidas de material al sacar el retenido de cada tamiz.

Errores en las pesadas y en los clculos.

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Tcnico: .

ANALISIS MECANICO POR TAMIZADO

SOLICITADO POR: FECHA:

PROYECTO:

POZO N : MUESTRA PROFUNDIDAD

Peso de Muestra grs. Peso de Muestra Secado al Aire

Peso de Muestra Secado al horno

Peso de la muestra lavada y secada al horno

W - Wo

% Humedad

TAMIZ

ABERTURA

(mm)

Peso Retenido

(grs.)

% Parcial Retenido

% ACUMULADO

Retenido Pasante

3" 75.000

2" 50.000

1 1/2" 37.500

1" 25.000

3/4" 19.000

1/2" 12.500

3/8" 9.500

1/4" 6.250

N4 4.750

N10 2.000

N20 0.850

N40 0.425

N60 0.250

N140 0.106

N200 0.075

FONDO

Observaciones:

..

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DETERMINACIN DEL LMITE LQUIDO DE LOS SUELOS


OBJETIVO

El lmite lquido de un suelo es el contenido de humedad expresado en porcentaje del suelo secado en el

horno, cuando ste se halla en el lmite entre el estado plstico y el estado lquido.

El valor calculado deber aproximarse al centsimo.

APARATOS

Recipiente para Almacenaje. Una vasija de

porcelana de 115 mm (4 ) de dimetro aproximadamente.

Esptula. De hoja flexible de unos 75 a 100 mm (3" 4) de longitud y 20 mm (") de ancho aproximadamente.

Aparato del lmite lquido (o de Casagrande).

Acanalador.

Calibrador. Ya sea incorporado al

ranurador o separado, de acuerdo con la

dimensin crtica "d" mostrada en la Figura 1, y

puede ser, si fuere separada, una barra de metal

de 10.00 0.2 mm (0.394 0.008") de espesor y de 50 mm (2") de largo,

aproximadamente.

Recipientes o Pesa Filtros. De material resistente a la corrosin, y cuya masa no cambie con repetidos

calentamientos y enfriamientos. Deben tener tapas

que cierren bien, sin costuras, para evitar las prdidas

de humedad de las muestras antes de la pesada inicial

y para evitar la absorcin de humedad de la atmsfera

tras el secado y antes de la pesada final.

Balanza. Una balanza con sensibilidad de 0.1 gr. Estufa. Termostticamente controlado y que pueda

conservar temperaturas de 110 5 C (230 9 F)

para secar la muestra.

DETERMINACIN DEL LMITE LQUIDO POR EL MTODO MULTIPUNTO

MUESTRA Tmese una muestra que pese 150 - 200 g de una porcin de material completamente mezclado que pase

el tamiz N 40.

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AJUSTE DEL APARATO

Deber inspeccionarse el aparato de lmite lquido para verificar que se halle en buenas condiciones del trabajo. El pin que conecta la taza no debe estar tan gastado que tenga juego

lateral, ni el tornillo que la conecta, hallarse tan gastado por el largo uso. Inspeccinese, adems,

el acanalador para verificar que las dimensiones lmites son las indicadas en las figuras.

Se considera desgaste excesivo, cuando el dimetro del punto de contacto sobre la base de la taza excede de 13 mm (0.5") o cuando cualquier punto sobre el borde de la misma se ha desgastado

aproximadamente en la mitad del espesor original. Aun cuando se aprecie una ligera ranura en el

centro de la taza, sta no es objetable. Pero si la ranura se pronuncia antes de que aparezcan otros

signos de desgaste, debe considerarse que est excesivamente gastada y deber reemplazarse.

Por medio del calibrador del mango del ranurador y la platina de ajuste H (Figura 1), ajstese la altura a la cual se levanta la taza, de tal manera que el punto que hace contacto con la base al caer

est exactamente a 1 cm (0.394") sobre sta. Asegrese la platina de ajuste H, apretando los

tornillos con el calibrador, an colocado, comprubese el ajuste girando la manija rpidamente

varias veces. Si el ajuste es correcto, un sonido de roce se oir cuando la excntrica golpea contra

la taza, si se levanta del calibrador o no se oye ruido, hgase un nuevo ajuste.

Figura 1

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PROCEDIMIENTO

Colquese la muestra de suelo en la vasija de porcelana y mzclese completamente con 15 a 20 ml de agua destilada, agitndola, amasndola y tajndola con una esptula en forma alternada y

repetida. Realizar ms adiciones de agua en incrementos de 1 a 3 ml. Mzclese completamente

cada incremento de agua con el suelo como se ha descrito previamente, antes de cualquier nueva

adicin.

Algunos suelos son lentos para absorber agua, por lo cual es posible que se adicionen los incrementos de agua tan rpidamente que se obtenga un lmite lquido falso. Esto puede evitarse

mezclando ms y durante un mayor tiempo, (1 hora aproximadamente).

Cuando haya sido mezclada suficiente agua completamente con el suelo y la consistencia producida requiera de 30 a 35 golpes de la cazuela de bronce para que se ocasione el cierre,

colquese una porcin de la mezcla en la cazuela sobre el sitio en que sta reposa en la base, y

comprmasela hacia abajo, extindase el suelo hasta obtener la posicin mostrada en la Figura 3

(con tan pocas pasadas de la esptula como sea posible), teniendo cuidado de evitar la inclusin de

burbujas de aire dentro de la masa. Nivlese el suelo con la esptula y al mismo tiempo

emparjeselo hasta conseguir una profundidad de 1 cm en el punto de espesor mximo. Regrsese

el exceso de suelo a la Vasija de porcelana.

Divdase el suelo en la taza de bronce por pasadas firmes del acanalador a lo largo del dimetro y a travs de la lnea central de la masa del suelo de modo que se forme una ranura limpia y de

dimensiones apropiadas. Para evitar rasgaduras en los lados de la ranura o escurrimientos de la

pasta del suelo a la cazuela de bronce, se permite hacer hasta 6 pasadas de adelante hacia atrs o

de atrs hacia adelante, contando cada recorrido como una pasada; con cada pasada el acanalador

debe penetrar un poco ms profundo hasta que la ltima pasada de atrs hacia adelante limpie el

fondo de la cazuela. Hgase una ranura con el menor nmero de pasadas posible.

Figura 2

Elvese y golpese la taza de bronce girando la manija F, a una velocidad de 1,9 a 2,1 golpes

por segundo, hasta que las dos mitades de la pasta de suelo se pongan en contacto en el fondo de la

ranura, a lo largo de una distancia de cerca de 13 mm (0.5"). Antese el nmero de golpes

requeridos para cerrar la ranura.

En lugar de fluir sobre la superficie de la taza algunos suelos tienden a deslizarse. Cuando esto ocurra, deber a agregarse ms agua a la muestra y mezclarse de nuevo, se har la ranura con el

acanalador y se repetir el Punto anterior; si el suelo sigue deslizndose sobre la taza de bronce a

un nmero de golpes inferior a 25, no es aplicable este ensayo y deber indicarse que el lmite

lquido no se puede determinar.

Squese una tajada de suelo aproximadamente del ancho de la esptula, tomndola de uno y otro lado y en ngulo recto con la ranura e incluyendo la porcin de sta en la cual se hizo contacto, y

colquese en un recipiente adecuado.

Psese y antese. Colquese el suelo dentro del pesafiltro en el horno a 110 5 C (230 9 F) hasta obtener peso

constante y vulvase a pesar tan pronto como se haya enfriado pero antes de que pueda haber absorbido humedad

higroscpica. Antese este peso, as como la prdida de peso debida al secamiento y el peso del agua.

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Transfirase el suelo sobrante en la taza de bronce a la cpsula de porcelana. Lvese y squese la taza de bronce y el ranurador y rmese de nuevo el aparato del lmite lquido para repetir el

ensayo.

Reptase la operacin anterior por lo menos en dos ensayos adicionales, con el suelo restante en

la vasija de porcelana, al que se le ha agregado agua suficiente para ponerlo en un estado de

mayor fluidez. El objeto de este procedimiento es obtener muestras de tal consistencia que al

menos una de las determinaciones del nmero de golpes requeridos para cerrar la ranura del suelo

se halle en cada uno de los siguientes intervalos: 25-35; 20-30; 15-25. De esta manera, el alcance

de las 3 determinaciones debe ser de 10 golpes.

CALCULOS Calclese el contenido de humedad del suelo, expresndolo como porcentaje del peso del suelo secado

en el horno como sigue:

Calclese el porcentaje de humedad, con aproximacin a un entero.

Preparacin de la curva de fluidez. Trcese una, "curva de fluidez" que represente la relacin entre el

contenido de humedad y el correspondiente nmero de golpes de la taza de bronce, en un grfico de papel

semilogartmico. Con el contenido de humedad como ordenada sobre la escala aritmtica, y el nmero de

golpes como Abscisa sobre la escala logartmica. la curva de flujo es una lnea recta promedia, que pasa

tan cerca como sea posible a travs de los tres o ms puntos dibujados.

Lmite lquido. Tmese el contenido de humedad correspondiente a la interseccin de la curva de flujo con

la ordenada de 25 golpes como lmite lquido del suelo y aproxmese este valor a un nmero entero.

DETERMINACIN DEL LMITE LQUIDO POR EL MTODO DE UN PUNTO.

APARATOS Los mismos que se han descrito en el presente modo operativo.

PREPARACIN DEL ESPCIMEN DE ENSAYO

Preparar el espcimen en la misma forma como se describi en las secciones antes descritas, excepto que

en el mezclado el contenido de humedad se ajuste a una consistencia que requiere de 20 a 30 golpes de la

copa de lmite lquido para cerrar la ranura.

El ensayo se efecta en la misma forma que para el mtodo antes descrito (multipunto) con la diferencia

que el contenido de humedad de la muestra se debe tomar cuando el nmero de golpes requerido para

cerrar la ranura est comprendido entre 20 y 30. Si se requiere menos de 20 o ms de 30 golpes, se

ajustar el contenido de humedad del suelo y se repetir el procedimiento.

Inmediatamente despus de remover un espcimen para contenido de humedad como se describi

anteriormente, formar nuevamente el suelo en la copa, aadiendo una pequea cantidad de suelo para

reponer la prdida debida a la ranuracin y las orientaciones de muestreo para contenido de humedad.

Repetir, y si el segundo cierre de la ranura requiere el mismo nmero de golpes o no ms de dos golpes de

diferencia, tomar otro espcimen para contenido de humedad. De otro modo, mezclar de nuevo todo el

espcimen y repetir.

Nota: El excesivo secado o inadecuado puede causar variacin en el nmero de golpes

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CLCULOS Determinar el lmite lquido para cada espcimen de acuerdo al nmero de golpes y contenido de

humedad, usando una de las siguientes ecuaciones:

[

]

Tambin se puede decir: LL = k*W

N = Nmero de golpes que causan el cierre de la ranura para el contenido de humedad

W = Contenido de humedad del suelo, para N golpes.

K = factor dado en la Tabla A 1.

El lmite es el promedio de los valores de dos pruebas de lmite lquido. Si la diferencia entre las dos

pruebas es mayor de uno el ensayo debe repetido.

Tabla A - 1

N (Numero de golpes) K (Factor para lmite lquido)

20 0,974 21 0,979 22 0,985 23 0,990 24 0,995 25 1,000 26 1,005 27 1,009 28 1,014 29 1,018 30 1,022

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DETERMINACIN DEL LMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD


OBJETIVO

Es la determinacin en el laboratorio del lmite plstico de un suelo y el clculo del ndice de plasticidad

(I.P.) si se conoce el lmite lquido (L.L.) del mismo suelo.

Se denomina lmite plstico (L.P.) a la humedad ms baja con la que pueden formarse barritas de suelo de

unos 3,2 mm (1/8") de dimetro, rodando dicho suelo entre la palma de la mano y una superficie lisa

(vidrio esmerilado), sin que dichas barritas se desmoronen.

APARATOS

Esptula, de hoja flexible, de unos

75 a 100 mm (3" 4) de longitud por 20 mm (3/4") de ancho.

Recipiente para Almacenaje, de 115 mm (4 ) de dimetro.

Balanza, con aproximacin a 0.1 g.

Horno o Estufa, termostticamente controlado

regulable a 110 5 C (230 9 F).

Tamiz, N 40.

Agua destilada.

Vidrios de reloj, o recipientes adecuados para determinacin de humedades.

Superficie de rodadura. Comnmente se utiliza un vidrio grueso esmerilado.

PREPARACIN DE LA MUESTRA

Si se quiere determinar slo el L.P., se toman aproximadamente 20 g de la muestra que pase por el tamiz N 40, preparado para el ensayo de lmite lquido. Se amasa con agua destilada hasta que pueda

formarse con facilidad una esfera con la masa de suelo. Se toma una porcin de

1,5 gr a 2,0 gr de dicha esfera como muestra para el ensayo.

El secado previo del material en horno o estufa, o al aire, puede cambiar (en general, disminuir), el lmite plstico de un suelo con material orgnico, pero este cambio puede ser poco importante.

Si se requieren el lmite liquido y el lmite plstico, se toma una muestra de unos 15 g de la

porcin de suelo humedecida y amasada, preparada de acuerdo a la gua (determinacin del lmite

lquido de los suelos). La muestra debe tomarse en una etapa del proceso de amasado en que se pueda

formar fcilmente con ella una esfera, sin que se pegue demasiado a los dedos al aplastarla.

Si el ensayo se ejecuta despus de realizar el del lmite lquido y en dicho intervalo la muestra se ha

secado, se aade ms agua.

PROCEDIMIENTO

Se moldea la mitad de la muestra en forma de elipsoide y, a continuacin, se rueda con los dedos de la mano sobre una superficie lisa, con la presin estrictamente necesaria para formar cilindros.

Si antes de llegar el cilindro a un dimetro de unos 3.2 mm (1/8") no se ha desmoronado, se vuelve a hacer una elipsoide y a repetir el proceso, cuantas veces sea necesario, hasta que se

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desmorone aproximadamente con dicho dimetro.

El desmoronamiento puede manifestarse de modo distinto, en los diversos tipos de suelo:

En suelos muy plsticos, el cilindro queda dividido en trozos de unos 6 mm de longitud, mientras

que en suelos plsticos los trozos son ms pequeos.

La porcin as obtenida se coloca en vidrios de reloj o pesa-filtros tarados, se contina el proceso hasta reunir unos 6 g de suelo y se determina la humedad de acuerdo a la gua de Determinacin

del contenido de humedad.

Se repite, con la otra mitad de la masa, el proceso indicado.

CLCULOS

Calcular el promedio de dos contenidos de humedad. Repetir el ensayo si la diferencia entre los dos

contenidos de humedad es mayor que el rango aceptable para los dos resultados listados en la tabla 1 para la

precisin de un operador.

Tabla 1.- Tabla de estimados de precisin.

ndice de precisin y tipo de ensayo Desviacin Estndar Rango Aceptable de dos resultados

Precisin de un operador simple

Lmite Plstico

Precisin Multi laboratorio

Lmite Plstico

0,9

3.7

2,6

10.6

El lmite plstico es el promedio de las humedades de ambas determinaciones. Se expresa como

porcentaje de humedad, con aproximacin a un entero y se calcula as:

CLCULO DEL NDICE DE PLASTICIDAD

Se puede definir el ndice de plasticidad de un suelo como la diferencia entre su lmite lquido y su lmite

plstico.

L.P.= L.L. L.P.

Donde:

L.L. = Lmite Lquido

P.L. = Lmite Plstico

L.L. y L.P., son nmeros enteros

Cuando el lmite lquido o el lmite plstico no puedan determinarse, el ndice de plasticidad se

informar con la abreviatura NP (no plstico).

As mismo, cuando el lmite plstico resulte igual o mayor que el lmite lquido, el ndice de plasticidad se informar como NP (no plstico).

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CALICATA : MUESTRA : PROF. (m) :

CANTERA : PROGRESIVA :

PRUEBA N 1 2 3 1 2

RECIPIENTE N

NMERO DE GOLPES

1 PESO DEL RECIPIENTE (g)

2 PESO DEL RECIPIENTE + SUELO HMEDO (g)

3 PESO DEL RECIPIENTE + SUELO SECO (g)

4 PESO DEL AGUA (g) (2) - (3)

5 PESO DEL SUELO SECO (g) (3) - (1)

6 CONTENIDO DE HUMEDAD (%) (4) / (5) * 100

LMITE LQUIDO :

LMITE PLSTICO : HECHO POR:

NDICE PLSTICO : REVISADO POR:

LIMITE PLSTICO

LMITES DE CONSISTENCIA ASTM D4318

LMITE LQUIDO

8

10 100

CO

NT

EN

IDO

D

E H

UM

ED

AD

(%

)

NUMERO DE GOLPES

GRAFICO DE FLUIDEZ

15 20 25 30 35 40 50 60 70 80 90

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COMPACTACION DE SUELOS EN LABORATORIO UTILIZANDO UNA ENERGIA

STANDARD (PROCTOR STANDARD)

Referencia: ASTM D698 - 09, MTC E 116-2000

OBJETIVO Este ensayo abarca los procedimientos de compactacin usados en Laboratorio, para determinar la

relacin entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos (curva de compactacin)

compactados en un molde de 4 6 pulgadas (101,6 152,4 mm) de dimetro con un pisn de 5,5 lbf

(24,4 N) que cae de una altura de 12 pulgadas (305 mm), produciendo un Energa de compactacin de

12 400 lb-pie/pie3 (600 kN-m/m3).

Este ensayo se aplica slo para suelos que tienen 30% menos en peso de sus partculas retenidas en

el tamiz de 3/4 pulg (19.0 mm). Nota 1: Para relaciones entre Pesos Unitarios y contenido de humedad de suelos con 30% menos en peso de material retenido en la malla 3/4" (19.0 mm) a Pesos Unitarios y contenido de humedad de la fraccin pasante

la malla de 3/4"(19.0 mm), ver ensayo ASTM D 4718 (Mtodo de ensayo para correccin del Peso Unitario y

Contenido de Agua en suelos que contienen partculas sobredimensionadas).

Se proporciona 3 mtodos alternativos. El mtodo usado debe ser indicado en las especificaciones del

material a ser ensayado. Si el mtodo no est especificado, la eleccin se basar en la gradacin del

material.

APARATOS

Molde de 4 pulgadas.

Molde de 6 pulgadas

Pisn Martillo.- cada libre de 12 0,05 pulg (304.8 1,3 mm) de la superficie de espcimen. La masa del

pisn ser 5,5 0,02 lb-m (2,5 0,01 kg

Nota 3: Es prctica comn y aceptable en el Sistema de libras-pulgadas asumir que la masa del pisn es

igual a su masa determinada utilizado sea una

balanza en kilogramos o libras, y una libra-fuerza es

igual a 1 libra-masa 0,4536 kg 1N es igual a 0,2248

libras-masa 0,1020 kg.

Extractor de Muestras (opcional).- Puede ser

una gata, estructura u otro mecanismo

adaptado con el propsito de extraer los

especmenes compactados del molde.

Balanza con precisin de 0.1g.

Horno de Secado.- Con control termosttico preferiblemente del tipo de ventilacin

forzada, capaz de mantener una temperatura

uniforme de 230 9 F (110 5 C) a travs

de la cmara de secado.

Regla.- Una regla metlica, rgida de una longitud conveniente pero no menor que 10 pulgadas (254 mm). La longitud total de la regla recta debe ajustarse directamente a una tolerancia de

0,005 pulg (0,1 mm). El borde de arrastre debe ser biselado si es ms grueso que 1/8 pulg (3

mm). Tamices Mallas.- De pulg (19,0 mm), 3/8 pulg (9,5 mm) y N 4 (4,75mm).

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Herramientas de Mezcla.- Diversas herramientas tales como cucharas, mezclador, paleta, esptula, botella de spray, etc. un aparato mecnico apropiado para la mezcla completo de

muestra de suelo con incrementos de agua.

El collar de extensin debe de alinearse con el interior del molde, la parte inferior del plato base y del rea central ahuecada que acepta el molde cilndrico debe ser plana

METODO "A"

Molde.- 4 pulg. de dimetro (101,6mm)

Material.- Se emplea el que pasa por el tamiz N 4 (4,75 mm).

Capas.- Tres 1.3.1.4.Golpes por capa.- 25 1.3.1.5.Uso.- Cuando el 25% menos del peso del material es retenido en el tamiz N 4 (4,75 mm).

Otros Usos.- Si el mtodo no es especificado; los materiales que cumplen stos requerimientos de gradacin pueden ser ensayados usando Mtodo B C.

METODO "B"

Molde.- 4 pulg. (101,6 mm) de dimetro.

Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz de 3/8 pulg (9,5 mm).

Capas.- Tres

Golpes por capa.- 25

Usos.- Cuando ms del 25% del peso del material es retenido en el tamiz N 4 (4,75mm) y 25% menos de peso del material es retenido en el tamiz 3/8 pulg (9,5 mm).

Otros Usos: Si el mtodo no es especificado, y los materiales entran en los requerimientos de gradacin pueden ser ensayados usando Mtodo C.

METODO "C"

Molde.- 6 pulg. (152,4mm) de dimetro.

Materiales.- Se emplea el que pasa por el tamiz pulg (19,0 mm).

Capas.- Tres

Golpes por Capa.- 56

Uso.- Cuando ms del 25% en peso del material se retiene en el tamiz 3/8 pulg (9,53 mm) y menos de 30% en peso es retenido en el tamiz pulg (19,0 mm).

El molde de 6 pulgadas (152,4 mm) de dimetro no ser usado con los mtodos A B.

Nota 2: Los resultados tienden a variar ligeramente cuando el material es ensayado con el mismo esfuerzo de compactacin en moldes de diferentes tamaos.

Si el espcimen de prueba contiene ms de 5% en peso de fraccin extra dimensionada (fraccin gruesa) y el material no ser incluido en la prueba se deben hacer

correcciones al Peso Unitario y contenido de agua del espcimen de ensayo la densidad

de campo usando el mtodo de ensayo ASTM D-4718.

Este mtodo de prueba generalmente producir un Peso Unitario Seco mximo bien definido para suelos que no drenan libremente. Si el mtodo es usado para suelos que drenan

libremente el mximo Peso Unitario Seco no estar bien definida y puede ser menor que la

obtenida usando el Mtodo se Prueba ASTM D-4253 (Maximum Index Density and Unit

Weight of Soil Using a Vibratory Table).

Los valores de las unidades en pulgadas-libras son reconocidos como estndar. Los valores dados en unidades del S.I. son proporcionados slo como informacin.

En la profesin de Ingeniera es prctica comn, usar indistintamente unidades que representan Masa y Fuerza, a menos que se realicen clculos dinmicos (F= m x a). Esto

implcitamente combina dos sistemas de diferentes Unidades, que son el Sistema Absoluto y

el Sistema Gravimtrico. Cientficamente, no se desea combinar el uso de dos sistemas

diferentes en uno estndar. Este mtodo de prueba se ha hecho usando unidades libra-pulgada

(Sistema Gravimtrico) donde la libra (lbf) representa a la Unidad de Fuerza. El uso de libra-

masa (lbm) es por conveniencia de unidades y no intentar establecer que su uso es

cientficamente correcto. Las conversiones son dadas en el Sistema Internacional (SI) de

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acuerdo al ensayo ASTM E-380 (Practica para el uso de Unidades del Sistema Internacional SI). El uso de balanzas que registran libra-masa (lbm) registran la densidad en lbm/pie3 no se debe considerar como si no concordase con esta norma.

Esta norma no hace referencia a todos los riesgos relacionadas con este uso, si los hubiera. Es responsabilidad del usuario establecer la seguridad apropiada y prcticas o pruebas confiables

y as determinar la aplicabilidad de limitaciones regulatorias antes de su uso.

DEFINICIONES

Un suelo con un contenido de Humedad determinado es colocado en 3 capas dentro de un molde de

ciertas dimensiones, cada una de las capas es compactada en 25 56 golpes con un pisn de 5,5 lbf

(24,4 N) desde una altura de cada de 12 pulgadas (305 mm), sometiendo al suelo a un esfuerzo de

compactacin total de aproximadamente de 12 400 pie-lbf/pie3 (600 kN-m/m3). Se determina el Peso

Unitario Seco resultante. El procedimiento se repite con un nmero suficiente de contenidos de agua

para establecer una relacin entre el Peso Unitario Seco y el contenido de agua del suelo. Estos datos, cuando son ploteados, representan una relacin curvilineal conocida como curva de Compactacin. Los valores de Optimo Contenido de Agua y Mximo Peso Unitario Seco Modificado son

determinados de la Curva de Compactacin.

IMPORTANCIA Y USO

El suelo utilizado como relleno en Ingeniera (terraplenes, rellenos de cimentacin, bases para

caminos) se compacta a un estado denso para obtener propiedades satisfactorias de Ingeniera tales

como: resistencia al esfuerzo de corte, compresibilidad permeabilidad. Tambin los suelos de

cimentaciones son a menudo compactados para mejorar sus propiedades de Ingeniera. Los ensayos de

Compactacin en Laboratorio proporcionan las bases para determinar el porcentaje de compactacin y

contenido de agua que se necesitan para obtener las propiedades de Ingeniera requeridas, y para el

control de la construccin para asegurar la obtencin de la compactacin requerida y los contenidos de agua.

Durante el diseo de los relleno de Ingeniera, se utilizan los ensayos de corte consolidacin

permeabilidad u otros ensayos que requieren la preparacin de especmenes de ensayo compactado a

algn contenido de agua para algn Peso Unitario. Es prctica comn, primero determinar el optimo

contenido de humedad (wo) y el Peso Unitario Seco (mx) mediante un ensayo de compactacin. Los especmenes de compactacin a un contenido de agua seleccionado (w), sea del lado hmedo o seco

del ptimo (wo) al ptimo (wo) y a un Peso Unitario seco seleccionado relativo a un porcentaje del

Peso Unitario Seco mximo (mx). La seleccin del contenido de agua (w), sea del lado hmedo o seco del ptimo (wo) al ptimo (wo), y el Peso Unitario Seco (mx) se debe basar en experiencias pasadas, o se deber investigar una serie de valores para determinar el porcentaje necesario de

compactacin.

MUESTRAS

La muestra requerida para el Mtodo A y B es aproximadamente 35 lbm (16 kg) y para el Mtodo C es

aproximadamente 65 lbm (29 kg) de suelo seco. Debido a esto, la muestra de campo debe tener una

muestra hmeda de al menos 50 lbm (23 kg) y 100 lbm (45 kg) respectivamente.

Determinar el porcentaje de material retenido en la malla N 4 (4,75 mm), 3/8pulg (9,5 mm) 3/4pulg (190 mm) para escoger el Mtodo A, B C. Realizar esta determinacin separando una porcin

representativa de la muestra total y establecer los porcentajes que pasan las mallas de inters mediante

el Mtodo de Anlisis por tamizado de Agregado Grueso y Fino.

Slo es necesario para calcular los porcentajes para un tamiz tamices de las cuales la informacin es

deseada.

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PREPARACIN DE APARATOS

Seleccionar el molde de compactacin apropiado de acuerdo con el Mtodo (A, B C) a ser usado.

Determinar y anotar su masa con aproximacin al gramo. Ensamblar el molde, base y collar de

extensin. Chequear el alineamiento de la pared interior del molde y collar de extensin del molde.

Ajustar si es necesario.

Chequear que el ensamblado del pisn este en buenas condiciones de trabajo y que sus partes no estn

flojas gastado. Realizar cualquier ajuste reparacin necesaria. Si los ajustes reparaciones son

hechos, el martillo deber volver a ser calibrado.

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

SUELOS: No vuelva a usar el suelo que ha sido compactado previamente en Laboratorio.

Utilice el mtodo de preparacin hmedo

Mtodo de Preparacin Hmeda (Preferido).- Sin secado previo de la muestra, psela a travs del tamiz N 4 (4,75 mm), 3/8 pulg (9,5 mm) pulg (19,0 mm), dependiendo del

Mtodo a ser usado (A, B C). Determine el contenido de agua del suelo procesado.

Prepare mnimo cuatro (preferiblemente cinco) especmenes con contenidos de agua de modo que stos tengan un contenido de agua lo ms cercano al ptimo estimado. Un espcimen que

tiene un contenido de humedad cercano al ptimo deber ser preparado primero, por adiciones

de agua y mezcla (ver Nota 6). Seleccionar los contenidos de agua para el resto de los

especmenes de tal forma que resulten por lo menos dos especmenes hmedos y dos secos de

acuerdo al contenido ptimo de agua, que varen alrededor del 2%. Como mnimo son

necesarios dos contenidos de agua en el lado seco y hmedo del ptimo para definir

exactamente la curva de compactacin. Algunos suelos con muy alto ptimo contenido de

agua una curva de compactacin relativamente plana requieren grandes incrementos de

contenido de agua para obtener una bien definida para obtener un peso Unitario Seco Mximo

bien definido. Los incrementos de contenido de agua no debern exceder de 4%.

Nota 4: Con la prctica es posible juzgar visualmente un punto cercano al ptimo contenido de agua.

Generalmente, el suelo en un ptimo contenido de agua puede ser comprimido y quedar as cuando la presin

manual cesa, pero se quebrar en dos secciones cuando es doblada. En contenidos de agua del lado seco del

ptimo, los suelos tienden a desintegrarse; del lado hmedo del ptimo, se mantienen unidos en una masa

cohesiva pegajosa. El ptimo contenido de humedad frecuentemente es ligeramente menor que el lmite plstico.

Usar aproximadamente 5 lbm (2,3 kg) del suelo tamizado en cada espcimen que se compacta

empleando el Mtodos A B; 13 lbm (5,9 kg) cuando se emplee el Mtodo C. Para obtener los

contenidos de agua del espcimen, aada o remueva las cantidades requeridas de agua de la siguiente

manera: Aada poco a poco el agua al suelo durante la mezcla; para sacar el agua, deje que el suelo se

seque en el aire a una temperatura de ambiente o en un aparato de secado de modo que la temperatura

de la muestra no exceda de 140 F (60 C). Mezclar el suelo continuamente durante el proceso de

secado para mantener la distribucin del agua en todas partes y luego colquelo aparte en un

contenedor con tapa y ubquelo de acuerdo con la Tabla N1 antes de la compactacin.

Mtodo de Preparacin Seca.- Si la muestra est demasiado hmeda, reducir el contenido de agua

por secado al aire hasta que el material sea friable. El secado puede ser al aire o por el uso de un

aparato de secado tal que la temperatura de la muestra no exceda de 140 F (60 C). Disgregar por

completo los grumos de tal forma de evitar moler las partculas individuales. Pasar el material por el

tamiz apropiado: N 4 (4,75 mm), 3/8 pulg (9,5 mm) pulg (19,0 mm). Durante la preparacin del

material granular que pasa la malla 3/4pulg para la compactacin en el molde de 6 pulgadas, disgregar

o separar los agregados lo suficientemente para que pasen el tamiz 3/8 pulg de manera de facilitar la distribucin de agua a travs del suelo en el mezclado posterior.

Preparar mnimo cuatro (preferiblemente cinco) especmenes.

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Usar aproximadamente 5 lbm (2,3 kg) del suelo tamizado para cada espcimen a ser compactado cuando se emplee el Mtodo A , B 13 libras (5,9 kg) cuando se emplee el

Mtodo C. Aadir las cantidades requeridas de agua para que los contenidos de agua de los

especmenes tengan los valores descritos anteriormente. Seguir la preparacin del espcimen

por el procedimiento especificado.

Compactacin.- Despus del curado si se requiere, cada espcimen se compactar de la siguiente manera:

Determinar y anotar la masa del molde molde y el plato de base.

Ensamble y asegure el molde y el collar al plato base. El molde se apoyar sobre un cimiento uniforme y rgido, como la proporcionada por un cilindro o cubo de concreto con una masa no

menor de 200 lbm (91 kg). Asegurar el plato base a un cimiento rgido. El mtodo de enlace

unin al cimiento rgido debe permitir un desmolde fcil del molde ensamblado, el collar y el

plato base despus que se concluya la compactacin.

Compactar el espcimen en tres capas. Despus de la compactacin, cada capa deber tener aproximadamente el mismo espesor. Antes de la compactacin, colocar el suelo suelto dentro

del molde y extenderlo en una capa de espesor uniforme. Suavemente apisonar el suelo antes

de la compactacin hasta que este no est en estado suelto o esponjoso, usando el pisn

manual de compactacin o un cilindro de 2 pulg (5 mm) de dimetro. Posteriormente a la

compactacin de cada uno de las dos primeras capas, cualquier suelo adyacente a las paredes

del molde que no han sido compactados o extendido cerca de la superficie compactada ser

recortada. El suelo recortado puede ser incluido con el suelo adicional para la prxima capa.

Un cuchillo u otro aparato disponible pueden ser usado. La cantidad total de suelo usado

ser tal que la quinta capa compactada se extender ligeramente dentro del collar, pero no

exceder pulg (6 mm) de la parte superior del molde. Si la tercera capa se extiende en ms

de pulg (6 mm) de la parte superior del molde, el espcimen ser descartado. El espcimen

ser descartado cuando el ltimo golpe del pisn para la tercera capa resulta por debajo de la

parte superior del molde de compactacin.

Compactar cada capa con 25 golpes para el molde de 4 pulgadas (101,6 mm) 56 golpes para el molde de 6 pulgadas (152,4 mm).

Nota 5: Cuando los especmenes de compactacin se humedecen ms que el contenido de agua ptimo, pueden

producirse superficies compactadas irregulares y se requerir del juicio del operador para la altura promedio

del espcimen.

Al operar el pisn manual, se debe tener cuidado de evitar la elevacin de la gua mientras el pisn

sube. Aplicar los golpes en una relacin uniforme de aproximadamente 25 golpes/minuto y de

tal manera que proporcione una cobertura completa y uniforme de la superficie del espcimen.

Despus de la compactacin de la ltima capa, remover el collar y plato base del molde. El cuchillo debe usarse para ajustar o arreglar el suelo adyacente al collar, soltando el suelo del

collar y removiendo sin permitir el desgarro del suelo bajo la parte superior del molde.

Cuidadosamente enrasar el espcimen compactado, por medio de una regla recta a travs de la parte superior e inferior del molde para formar una superficie plana en la parte superior e

inferior del molde. Un corte inicial en el espcimen en la parte superior del molde con un

cuchillo puede prevenir la cada del suelo por debajo de la parte superior del molde. Rellenar

cualquier hoyo de la superficie, con suelo no usado o despejado del espcimen, presionar con

los dedos y vuelva a raspar con la regla recta a travs de la parte superior e inferior del molde.

Repetir las operaciones mencionadas en la parte inferior del espcimen cuando se halla

determinado el volumen del molde sin el plato base. Para suelos muy hmedos o muy secos,

se perder suelo o agua si el plato se remueve. Para estas situaciones, dejar el plato base fijo al

molde. Cuando se deja unido el plato base.

Determine y registre la masa del espcimen y molde con aproximacin al gramo. Cuando se deja unido el plato base al molde, determine y anote la masa del espcimen, molde y plato de

base con aproximacin al gramo.

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Remueva el material del molde. Obtener un espcimen para determinar el contenido de agua utilizando todo el espcimen (se refiere este mtodo) o una porcin representativa. Cuando se

utiliza todo el espcimen, quibrelo para facilitar el secado. De otra manera se puede obtener

una porcin cortando axialmente por el centro del espcimen compactado y removiendo 500gr

del material de los lados cortados. Obtener el contenido de humedad.

Despus de la compactacin del ltimo espcimen, comparar los pesos unitarios hmedos para asegurar que el patrn deseado de obtencin de datos en cada lado del ptimo contenido de

humedad sea alcanzado en la curva de compactacin para cada Peso Unitario Seco y Plotear el

Peso Unitario Hmedo y contenido de agua de cada espcimen compactado puede ser una

ayuda para realizar esta evaluacin. Si el patrn deseado no es obtenido, sern necesarios

compactar especmenes adicionales. Generalmente, un valor de contenido de agua mayor que

el contenido de agua definido por el mximo Peso Unitario Hmedo es suficiente para

asegurar los datos del lado ms hmedo que el ptimo contenido de agua para el mximo Peso

Unitario seco.

CALCULOS

Calcule el Peso Unitario Seco y Contenido de Agua para cada espcimen compactado Plotee los

valores y dibuje la curva de compactacin como una curva suave a travs de los puntos (ver ejemplo,

Fig.3). Plotee el Peso Unitario Seco con aproximacin 0,01 gr/cm3 y contenido de agua aproximado a

0,1%. En base a la curva de compactacin, determine el ptimo Contenido de Agua y el Peso Unitario

Seco Mximo. Si ms de 5% en peso del material sobredimensionado (tamao mayor) fue removido

de la muestra, calcular el mximo Peso Especifico y ptimo contenido de Humedad corregido del

material total usando la Norma ASTM D 4718 (Mtodo de ensayo para la correccin del Peso Unitario y Contenido de Agua en suelos que contienen partculas sobredimensionadas). Esta correccin debe realizarse en el espcimen de ensayo de densidad de campo, ms que al espcimen de

ensayo de laboratorio. Plotear la curva de saturacin al 100%.

Nota 6: La curva de saturacin al 100% es una ayuda en el bosquejo de la curva de compactacin. Para suelos

que contienen ms de 10% de finos a contenidos de agua que superan el ptimo, las dos curvas generalmente

llegan a ser aproximadamente paralelas con el lado hmedo de la curva de compactacin entre 92% 95% de

saturacin. Tericamente, la curva de compactacin no puede trazarse a la derecha de la curva de 100% de

saturacin. Si esto ocurre, hay un error en la gravedad especfica, en las mediciones, en los clculos, en

procedimientos de ensayo o en el ploteo.

Nota 7: La curva de 100% de saturacin se denomina algunas veces como curva de relacin de vacos cero o la

curva de saturacin completa.

Contenido de Agua, w.

Peso Unitario Seco.- Calcular la densidad hmeda (Ec 1) y la densidad seca (Ec 2) como sigue:

Donde:

h =

(M t M md ) V

.. (1)

h = Densidad Hmeda del espcimen compactado (gr/cm3)

Mt = Masa del espcimen hmedo y molde (gr)

Mmd = Masa del molde de compactacin (gr) V = Volumen del molde de compactacin (cm3)

d

= h

.(2)

Donde:

1 + W

100

d

= Densidad seca del espcimen compactado (gr/cm3) w = contenido de agua (%)

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En el clculo de los puntos para el ploteo de la curva de 100% de saturacin o curva de relacin de

vacos cero del peso unitario seco, seleccione los valores correspondientes de contenido de agua a la

condicin de 100% de saturacin como sigue:

Donde:

Dsat = Densidad de saturacin completa (gr/cm3)

w = Contenido de humedad (%) Gs = Gravedad especfica del suelo. Nota 8.-La gravedad especfica puede ser calculada para los especmenes de prueba en base de datos de ensayos de otras muestras de la misma clasificacin de suelo y origen. De otro modo sera necesario el ensayo

de Gravedad especfica

TERMINOLOGIA

Definiciones.- Ver Terminologa ASTM D-653 para definiciones

generales. Descripcin de Trminos Especficos a esta Norma:

Esfuerzo Estndar.- Es el trmino aplicado para el esfuerzo de compactacin de 12 400 lb-pie/pie3

(600 kN-m/m3 aplicado por el equipo y procedimientos de este ensayo).

Peso Unitario Seco Mximo Estndar, mx (lbf/pie3 kN/m3), el mximo valor definido por la

curva de compactacin del ensayo usando el esfuerzo estndar. Optimo Contenido de Humedad Estndar, wo(%).- Es el contenido de agua al cual el suelo

puede ser compactado al mximo Peso Unitario Seco usando el esfuerzo de Compactacin

Estndar.

Fraccin de tamao mayor (Fraccin Gruesa), Pc(%).- Es la porcin de la muestra total que no se

utiliza en la ejecucin del ensayo de compactacin; esta puede ser la parte de la muestra total

retenida en la malla N 4 (3,74 mm), 3/8pulg (9,5 mm) 3/4pulg (19,0 mm).

Fraccin Ensayada de Prueba (Fraccin Fina), PF (%).- La parte de la muestra total usada en la

ejecucin de la prueba de compactacin; esta puede ser la fraccin pasante la malla N4 (4,75

mm) en el Mtodo A, menor a la malla 3/8pulg (9,5 mm) en el Mtodo B, menor que la malla

3/4pulg (19,0 mm) en el Mtodo C.

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COMPACTACION DE SUELOS EN LABORATORIO UTILIZANDO UNA ENERGIA

MODIFICADA (56 000 pie-lb/pie3 [2 700 kN-m/m3]) (PROCTOR MODIFICADO)

Referencia: ASTM D -1557 - 2009

OBJETIVO

Este ensayo abarca los procedimientos de compactacin usados en Laboratorio, para

determinar la relacin entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los suelos (curva

de compactacin) compactados en un molde de 4 6 pulgadas (101,6 152,4 mm) de

dimetro con un pisn de 10 lbf (44,5 N) que cae de una altura de 18 pulgadas (457 mm),

produciendo una Energa de Compactacin de 56 000 lb-pie/pie3 (2 700 kN-m/m3). Nota 1: Los suelos y mezclas de suelos-agregados son considerados como suelos finos o de grano grueso o

compuestos o mezclas de suelos naturales procesados o agregados tales como grava, limo o piedra partida. Nota 2: El equipo y procedimiento son los mismos que los propuestos por el Cuerpo de Ingenieros de Estados

Unidos en 1945. La prueba de Esfuerzo Modificado es a veces referida como Prueba de Compactacin de

Proctor Modificado.

Este ensayo se aplica slo para suelos que tienen 30% menos en peso de sus partculas retenidas en el tamiz de 3/4 pulg (19,0 mm).

Nota 3: Para relaciones entre Peso Unitario y Contenido de Humedad de suelos con 30% menos en peso de

material retenido en la malla 3/4" (19,0 mm) a Pesos Unitarios y contenido de humedad de la fraccin pasante

la malla de 3/4"(19,0 mm), ver ensayo ASTM D 4718 (Mtodo de ensayo para correccin del Peso Unitario y Contenido de Agua en suelos que contienen partculas sobredimensionadas).

Se proporciona 3 mtodos alternativos. El mtodo usado debe ser indicado en las especificaciones del material a ser ensayado. Si el mtodo no est especificado, la eleccin se

basar en la gradacin del material.

APARATOS

Ensamblaje del Molde.- Los moldes deben de ser cilndricos hechos de materiales rgidos y con

capacidad que se indican en Figuras 1 y 2. Las paredes

del molde debern ser slidas, partidas o ahusadas. El

tipo partido deber tener dos medias secciones circulares

guia de laboratorios ms upc

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