influencia de los suelos finos en la densidad seca máxima y humedad Óptima de bases granulares de...

ContenidoUNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ3FACULTAD DE INGENIERIAS Y CIENCIAS PURAS3CARRERA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL3MECANICA DE SUELOS I3V-B-2014-I3INFLUENCIA DE LOS SUELOS FINOS EN LA DENSIDAD SECA MXIMA Y HUMEDAD PTIMA DE BASES GRANULARES DE LA CIUDAD DE JULIACA.3RESUMEN3INTRODUCCION3Marco terico4Razones por las que se realiz el trabajo6Problema6Hiptesis7Objetivos7MATERIAL Y METODOS7RESULTADOS9CONCLUSIONES16Bibliografa16Anexos17

Figura 1 Fuente: (1)4Figura 2 Fuente: (3)5Figura 37Figura 4 Fuente: (4)7Figura 5 Fuente: (4)8Figura 6 Fuente: (4)8Figura 7 Conjunta de Mallas para una prueba de laboratorio Fuente: (3)8Figura 8 Limite Plstico Fuente Propia16Figura 9 Cuchara de Casagrande Fuente Propia16Figura 10 Proceso de pesado de muestras Fuente Propia16Figura 11 Juego de Tamices Fuente Propia17Figura 12 Sacado de la muestra Fuente Propia17Figura 13 Enrazado del molde Proctor Fuente Propia17Figura 14 Llenado de partculas en el molde proctor Fuente Propia17

UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZFACULTAD DE INGENIERIAS Y CIENCIAS PURASCARRERA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVILMECANICA DE SUELOS IV-B-2014-I

Mamani Gilt Gazul AugustoPalomino Menndez AnthonyAguilar Huillca PerceoMamani Choquehuanca PedroCceres Ticona Kenyo

INFLUENCIA DE LOS SUELOS FINOS EN LA DENSIDAD SECA MXIMA Y HUMEDAD PTIMA DE BASES GRANULARES DE LA CIUDAD DE JULIACA.

RESUMEN Uno de los parmetros para medir la compactacin es el peso especfico seco obtenido del ensayo Proctor Modificado, sin embargo en una base granular que es utilizada en la construccin de carreteras el porcentaje de suelo fino tiende a intervenir enormemente. El presente trabajo consta en analizar cmo influye el suelo fino en una base granular durante la compactacin, en qu grado, viendo su distribucin de partculas, la calidad de la base y su distribucin granulomtrica, tambin la energa utilizada para el proceso de compactacin, sabemos que mientras ms sea la energa existe una mayor compactacin, pero tambin interviene el porcentaje de suelo fino que obtiene la mezcla de suelo. Realizando ensayos como el Proctor modificado, anlisis granulomtrico, limite lquido y limite plstico, se determina la cantidad optima de suelo fino que ha de tener una base granular y por consiguiente un buen material para carreteras, que es el objetivo principal que se busca en el trabajo de investigacin.INTRODUCCION Una de las etapas ms importantes en la construccin de una carretera es la compactacin de los materiales que conforman la estructura. Por supuesto, la compactacin no solamente se utiliza en este tipo de estructuras, sino tambin en obras como las presas, las plataformas de cimentaciones y, en general, en todas las obras de tierra que requieren la conformacin de terraplenes como lo muestra la Figura 1.1. (1)

Ilustracin 2 Fuente: (1)Ilustracin 1 Fuente (1)

El objetivo final de la compactacin es fabricar un material que posea propiedades ingenieriles en trminos de resistencia, deformacin y permeabilidad. Para un suelo seleccionado, esas propiedades dependen fundamentalmente de tres factores: el contenido de agua que se utilice, la energa de compactacin y el mtodo de compactacin. (1) En caso de la base granular que se utiliza para la construccin de carreteras para su elaboracin segn la EG-2013 Seccin 403.01 en caso del porcentaje de finos que ha de componer esta entre el 2 y 8%, aun no se ha determinado que efecto podra haber si se varia la cantidad de finos.

Varios grupos de investigacin en temas relacionados a construccin de carreteras o mecnica de suelos de muchos pases, han establecido lneas de trabajo sobre el comportamiento de suelos compactados. (1)

Marco terico Suelo fino.- Partculas compuestas de fragmentos diminutos de roca, minerales y minerales de arcilla, con textura granular y en hojuelas. De acuerdo al sistema de clasificacin unificado estas partculas tienen un tamao inferior a 0.075 mm, que corresponden a la categora del limo y la arcilla, por lo que toda fraccin de suelo que pasa el tamiz Nro. 200 es suelo fino (3). Compactacin.- La compactacin de suelos es un proceso mecnico mediante el cual se buscan mejorar las propiedades de los suelos entre las que se pueden mencionar la resistencia al esfuerzo cortante, la compresibilidad, la permeabilidad, entre otros. (1) Humedad optima.- Cantidad correcta de agua en un suelo, para que las partculas, de suelo o de agregado, se deslicen contra las otras.

Figura 1 Fuente: (1)

Base granular.- Capa de material selecto y procesado que se coloca entre la parte superior de una subbase o de la capa subrasante y la capa de rodadura. Esta capa puede ser tambin de mezcla asfltica o con tratamientos segn diseos.

Clasificacin del suelo - Los sistemas de clasificacin proporcionan un lenguaje comn para expresar en forma concisa las caractersticas generales de los suelos, que son infinitamente variadas sin una descripcin detallada. Actualmente, dos sistemas de clasificacin que usan la distribucin por tamao de grano y plasticidad de los suelos son usados comnmente por los ingenieros de suelos. stos son el Sistema de Clasificacin AASHTO y el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos. El Sistema AASHTO lo usan principalmente los departamentos de caminos estatales y de condados, mientras que los ingenieros geotcnicos usualmente prefieren el Sistema Unificado. (3)

Proctor Modificado.- Para llevar a cabo la prueba Proctor modificada se usa el mismo molde, con un volumen de 943.3 cm3, como en el caso de la prueba Proctor estndar. Sin embargo, el suelo es compactado en cinco capas por un pisn que pesa 44.5 N. La cada del martillo es de 457.2 mm. El nmero de golpes de martillo por capa es de 25 como en el caso de la prueba Proctor estndar. (3)

Figura 2 Fuente: (3) Curva de compactacin.- Cuando se compacta un suelo bajo diferentes condiciones de humedad y siendo cualquiera el mtodo empleado se relaciona las densidades con los porcentajes de humedad lo que da como resultado una curva.

Granulometra.- Es la determinacin del rango del tamao de partculas presentes en un suelo, expresado como un porcentaje del peso (o masa) seco total. Se usan generalmente dos mtodos para encontrar la distribucin del tamao de las partculas del suelo: 1) anlisis con cribado, para tamaos de partculas mayores de 0.075 mm de dimetro, y 2) anlisis hidromtrico, para tamaos de partculas menores de 0.075 mm de dimetro. (3)

Limite Liquido.- Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta como un material plstico. (4)

Limite Plstico.- Es el contenido de humedad por debajo del cual se puede considerar el suelo como material no plstico. (4)

Razones por las que se realiz el trabajo Identificar, investigar, relacionar la elaboracin de una base granular con varios porcentajes de finos y su comportamiento ante una energa de compactacin identificando su densidad seca mxima y humedad ptima de cada uno de ellos.ProblemaEn qu influye y como el aumento de suelo fino en una base granular cuando se realiza el ensayo de compactacin? HiptesisPuede influir en la granulometra de la base y al momento de compactar las partculas pueden acomodarse hasta ocupar los espacios vacos, eso tambin dependiendo de la humedad contenida al compactar, si se agrega ms agua y un porcentaje de fino alto ya llegara a saturarse que no se llegara a compactar correctamente.Objetivos Determinar el comportamiento de una base granular con varios porcentajes de suelo fino. Determinar el porcentaje de fino adecuado en una base granular. Determinar el tipo de suelo fino utilizado y su influencia en la base granular. Verificar cmo se comporta la base granular ante una energa de compactacin dada.

MATERIAL Y METODOS1. Proctor Modificado (Mtodo C ver figura 2)

Figura 32. Limite LiquidoDeterminacin del Limite Liquido El procedimiento general consiste en colocar una muestra hmeda en la copa de Casagrande, dividirlo en dos con el acanalador y contar el nmero de golpes requerido para cerrar la ranura. Si el nmero de golpes es exactamente 25, el contenido de humedad de la muestra es el lmite liquido El procedimiento estndar (Mtodo Multipunto) es efectuar por lo menos tres determinaciones para tres contenidos de humedad diferentes, se anota el nmero de golpes y luego se grafican los datos en escala semilogaritmica y se determina el contenido de humedad para N= 25 golpes. El mtodo por un punto permite el clculo del lmite liquido con solo una determinacin mediante la aplicacin de una formula.

Figura 4 Fuente: (4)

Figura 5 Fuente: (4)3. Limite Plstico

Figura 6 Fuente: (4)4. Anlisis Granulomtrico por Cribado

Figura 7 Conjunta de Mallas para una prueba de laboratorio Fuente: (3)RESULTADOSAnlisis granulomtrico de la base granular

Desing. del Tamiz US A Peso Retenido gr, A Correcion(gr)B % Peso Ret. Correg.% Ret% Ret. Acum.% Que PasaPESO TOTAL DE LA MUESTRA ANTES DEL LAVADO

(P.T.M.)

TAMIZADO USANDO EL P.T.M.PIEDRA O CANTOS 4 2293gr,

3 0.000.000.000.000.00100.00

GRAVAGRUESA 2 1/2 0.000.000.000.000.00100.00PESO TOTAL DESPUES DEL LAVADO SECO

2 0.000.000.000.000.00100.00(P.T.M.)

1 1/2 0.000.000.000.000.00100.001812.92gr,

1 84.831.0285.854.744.7495.26

3/4 121.251.46122.716.7711.5088.50PESO TOTAL DESPUES DEL TAMIZADO

FINA 1/2 393.784.73398.5121.9833.4966.51(P.T.M.)

3/8 254.753.06257.8114.2247.7152.291791.42gr,

1/4 0.000.000.000.0047.7152.29

N 4572.056.87578.9231.9379.6420.36

TAMIZADO CON FRACCIN MENOR Q' P.T.M.ARENA GRUESAN 80.000.000.000.0079.6420.36

N 10103.831.25105.085.8085.4314.57

MEDIAN 160.000.000.000.0085.4314.57

N 2090.951.0992.045.0890.519.49

N 300.000.000.000.0090.519.49

N 400.000.000.000.0090.519.49

FINA N 50104.081.25105.335.8196.323.68

N 600.000.000.000.0096.323.68

N 800.000.000.000.0096.323.68

N 10040.950.4941.442.2998.611.39

N 20024.350.2924.641.3699.970.03

P N 2000.60.010.610.03100.000.00

Ensayo Proctor Modificado de una base granular con porcentaje de suelo fino natural

MOLDE No:1VOLUMEN DEL MOLDE:2123cc

No DE CAPAS:5GOLPES POR CAPA:56golpes

4%6%8%10%

Peso Suelo Humedo + Moldegr.10,44010,89710,67910,670

Peso del Moldegr.5,9815,9565,9505,950

Peso del Suelo Humedogr/cc.4459494147294720

Densidad del Suelo Humedogr/cc2.1002.3272.2282.223

Capsula NoNo12345678

Suelo Humedo + Capsulagr.155.56138.21178.36173.65193.00205.00183.54180.01

Peso del Suelo Seco + Capsulagr.150.14133.77169.26165.46186.54187.35168.00169.35

Peso del Aguagr.5.424.449.108.196.4617.6515.5410.66

Peso de la Capsulagr.39.0039.5039.0139.9940.0140.2139.5739.27

Peso del Suelo Secogr.111.1494.27130.25125.47146.53147.14128.43130.08

% de Humedad%4.88%4.71%7.0%6.53%4.41%12.00%12.10%8.19%

Promedio de Humedad%4.79%6.76%8.20%10.15%

Densidad del Suelo Seco%2.0042.1802.0592.018

METODO:ASTM D-1557-91MAXIMA DENSIDAD SECA :2.181gr/cc

MODIFICADO CHUMEDAD OPTIMA :6.90%

CURVA DE COMPACTACIN



46810


Peso del Moldegr.5,9715,9815,9665,981






Peso del Aguagr.10.273.357.699.426.027.4718.1614.80



% de Humedad%7.02%3.84%6.4%6.84%7.20%8.45%9.74%9.09%






Ensayo Proctor Modificado de una base granular con porcentaje de 2% de suelo fino natural




HUMEDAD4%6%8%10%


Peso del Moldegr.5,9715,9706,2905,970






Peso del Aguagr.4.769.009.0710.908.6411.3215.4116.87



% de Humedad%4.12%9.15%7.2%7.69%9.50%10.19%11.77%10.32%










Peso del Moldegr.5,9715,8995,9505,960






Peso del Aguagr.6.475.706.887.3415.7415.4418.4417.90



% de Humedad%4.48%3.39%8.4%6.17%11.39%10.84%15.12%11.28%






RELACIN DENSIDAD Y PORCENTAJE DE FINOS

% finodensidad seca

1.552.181

3.552.097

7.552.082

11.552.058

RELACIN PORCENTAJE DE PORCENTAJE DE FINOS Y HUMEDAD OPTIMA

% FINOSHUMEDAD OPTIMA

1.556.9

3.557.89

7.558.15

11.5510.22

Relacion Densidad - Humedad

HUMEDADDENSIDAD

6.92.181

7.892.097

8.152.082

10.222.058

CONCLUSIONES La compactacin de materiales es un proceso que se utiliza en la mayora de las obras de ingeniera civil. Para su control se requiere llevar a cabo tanto pruebas de laboratorio como de campo, es imprescindible su uso en caso de la construccin de carreteras para poder determinar el porcentaje de humedad para que llegue al grado de compactacin adecuado obtenido en laboratorio.

Las curvas de compactacin obtenidas para la base granular variando el porcentaje de suelo fino primero concluimos que mientras ms incremente el porcentaje de suelos finos va descendiendo la mxima densidad seca que es el peso especfico del terreno. Segundo tambin al incrementar el porcentaje de suelo fino va aumentando la humedad ptima, requiriendo ms cantidad de agua. Dentro de los parmetros en la elaboracin de una base granular aun sin cumplir podemos decir que mientras ms cantidad de finos mayor cantidad de agua se necesita pero la MDS va disminuyendo, lo que se quiere es tener un adecuado % de humedad y MDS, siendo este 6% obtenido en los ensayos de laboratorio y que tambin cumple el rango del EG-2013 en la elaboracin de bases granulares.Bibliografa1. Comportamiento de suelos finos compactados con altos niveles de esfuerzo cortante. Garca, Natalia Prez. Mexico: Sanfandila, Qro,, 2012. ISSN 0188-7297.2. Rodriguez, Juarez Badillo-Rico. Mecanica de Suelos. Mexico: LIMUSA S.A., 2010. 968-18-0069-9.3. Braja Das. Fundamentos de Ingenieria Geotecnica. s.l.: Brooks Cole , 1999. 970-686-061-4.4. Plasticidad de los Suelos. Lucas, Ing. Luisa Shuan. Lima: s.n.5. Carlos, Crespo Villalaz. Mecanica de Suelos y Cimentaciones. Mexico: LIMUSA, 2004. 968-18-6489-1.

Anexos

Figura 9 Cuchara de Casagrande Fuente PropiaFigura 8 Lmite Plstico Fuente Propia

Figura 10 Proceso de pesado de muestras Fuente Propia

Figura 11 Juego de Tamices Fuente Propia

Figura 12 Sacado de la muestra Fuente Propia

Figura 13 Enrazado del molde Proctor Fuente PropiaFigura 14 Llenado de partculas en el molde proctor Fuente Propia

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influencia de los suelos finos en la densidad seca máxima y humedad Óptima de bases granulares de...

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