AGRADECIMIENTOS

“Agradezco en primer lugar a Dios por permitirme la vida y seguir adelante, a mis padres

que día a día luchan por darme lo mejor y al mismo tiempo sus consejos que me ayudan a

mejorar como persona por mi bien y para un gran éxito profesional”

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INDICE

Resumen…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 3

1. Exploración y explotación de canteras………………………………………………………………………………… 42. Ensayos de mecánica de suelos………………………………………………………………………………………….. 82.1. Ensayos para el Contenido de Humedad…………………………………………………………………………….. 92.2. Ensayos para el Peso Específico………………………………………………………………………………………….. 132.3. Granulometría…………………………………………………………………………………………………………………….. 182.4. Límites de consistencia……………………………………………………………………………………………………….. 212.5. Ensayos de permeabilidad…………………………………………………………………………………………………… 263. Importancia de ejecutar correctamente los trabajos de los terraplenes del suelo, considerando un

óptimo contenido de humedad y la máxima densidad seca………………………………………………… 30

Conclusiones y Recomendaciones……………………………………………………………………………………………………. 31

Bibliografía………………………………………………………………………………………………………………………………………… 33

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RESUMEN

En construcciones de carreteras, proyectos que alberga el Ingeniero Civil, es muy importante hablar del diseño del pavimento. No lejano a la rama, se necesita de estudios importantes para lograr una buena obra. Como es el caso de los ensayos de mecánica de suelos aplicados a la zona donde se hará la carretera.

Ahora bien tocamos los ensayos realizados a los suelos, para obtener propiedades, características físico mecánicas del suelo. En el presente trabajo veremos los distintos ensayos que se realizan para obtener propiedades importantes y principales del suelo: Óptimo contenido de humedad, peso específico, granulometría, límite de consistencia, permeabilidad y capilaridad.

También veremos la explotación y exploración de canteras.

Se conoce como cantera, la formación geológica producida por la naturaleza, de la cual se extrae material de piedra para obtener aglomerantes destinados a la construcción o a la industria en general.

Para su selección debemos tener la ubicación, hacer una exploración, posteriormente el muestreo que nos da finalmente los perfiles estratigráficos de la zona donde se realizó para la obtención de la cantera. Veremos si nos conviene.

En la exploración se determina la calidad del material y sus bondades para su aplicabilidad y alto rendimiento. De acuerdo a su ubicación su explotación será a cielo abierto o subterráneo para obtener áridos que dependen en su forma y tamaño según el uso que se le darán.

Finalmente estudiaremos la importancia de que se ejecute correctamente los trabajos de terraplenes del suelo, considerando el óptimo contenido de humedad y la máxima densidad seca. Tenemos noción de que el ensayo para encontrar el óptimo contenido de humedad a una máxima densidad seca es el Ensayo Proctor Modificado (para carreteras y terraplenes).

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EXPLORACION Y EXPLOTACION DE CANTERAS

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1. MARCO TEORICO

La extracción de materiales para la construcción es importante en cualquier lugar del mundo, ya que de esta actividad depende del buen desarrollo de las obras de infraestructura que impulsan el crecimiento de un país.

Cantera, se define como el lugar geográfico de donde se extraen y explotan agregados para la industria de la construcción o para todo tipo de obra civil, utilizando diferentes procesos de extracción dependiendo del tipo y origen de los materiales.

2. SELECCIÓN DE CANTERAS

2.1. UBICACIÓN

Del empleo de fotografías aéreas, métodos geofísicos llamado también de explosión indirecta como gravímetro, sísmico, magnético, eléctrico, radioactivo obtenemos la descripción morfológico, petrográfica, etc. del material.

2.2. EXPLORACION

Se recurre a planos de estratigrafía, las diaclasas y los planos de fractura.

2.3. MUESTREO

Recolección del agregado de acuerdo a como se encuentra en la cantera: La muestr a recolectar de 100 a 120 kg.

2.4. ANALISIS DE PERFILES ESTRATIGRAFICOS

Se evalúa la potencia bruta (volumen), evalúa potencia útil (volumen utilizable) y el nivel freático.

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3. EXPLORACION DE UNA CANTERA

Es la búsqueda meticulosa, organizada y programada de las zonas geográficas que por su composición permitan la construcción de una cantera para su explotación industrial y sistemática por varios años.

En la exploración se determina la calidad del material y sus bondades para su aplicabilidad y alto rendimiento. De acuerdo a su ubicación su explotación será a cielo abierto o subterráneo para obtener suelos que dependen en su forma y tamaño según el uso que le darán.

4. EXPLOTACION DE UNA CANTERA

4.1. EXPLOTACION A CIELO ABIERTO

Se aprovecha de la pendiente, el deposito de material , se divide en capas horizontales con la finalidad de explotar varias capas simultáneamente, llamados bancos (escalonada).

4.1.1. DESTAPE

Es la actividad que permite retirar todo el material de sobrecarga y dejar el material útil listo para que sea arrancado por cualquiera de los medios, sea por perforación o voladura en caso de rocas duras, o mediante retroexcavadoras, buldócer con ripper para rocas suaves.

Es importante mantener un área que no atenten contra la ecología, debemos tener consciencia ambiental.

El destape se efectúa excavando trincheras de acceso (caminos a la cantera), cuyos principales parámetros son: largo, anchura de fondo, pendiente, ángulo de talud y equipo de excavación. Tienen una sección trapezoidal y gran longitud.

4.1.2. ARRANQUE

Consiste en proceder a la perforación de bancos descendentes con la ayuda de maquinas de perforación y proceder a la voladura con el uso de explosivos.

Como efecto de la voladura, se obtiene material fragmentado en pedazos, que se los puede cargar y transportar en volquetes hasta la fase de trituración.

En el caso de rocas suaves , el arranque sea hace directamente, con cargadores frontales que luego pasan a ser cargados por volquetes.

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4.1.3. TRANSPORTE INTERNO

El material heterogéneo dispuesto en la plataforma de trabajo, con la ayuda de la retrocargadora es alimentado a los camiones los cuales llevan hasta una zaranda, que se ubica fuera o dentro del área de concesión para su respectiva clasificación.

Pueden ser automotriz, locomotoras en casos de las minas, cintas transportadoras; si no hay mucha comunicación o no puede entrar los volquetes están los cables aéreos, un método antiguo pero eficiente en este tipo de problemas.

4.1.4. CLASIFICACION

El material que ha sido quebrado mediante voladura, puede ser alimentado a una trituradora de mandíbulas o cónica desde donde se obtendrán los diferentes productos como ripa, arena, chispa, etc. para la comercialización.

El material suave obtenido de laboreo mediante excavadora es llevado hasta las zarandas estacionaria en las cuales se obtienen productos como arena, ripio, base, sub base, pidra bola, chancada y de material grueso no condicionado se obtienen los molones los cuales serán comercializados.

4.1.5. ALMACENAMIENTO

El material que no ha sido comercializado, es almacenado en lugares fuera de área de procesamiento de la roca para su posterior comercialización y se los conoce como stocks.

4.1.6. ESCOMBRERAS

Lugar en el cual se deposita de manera temporal o definitiva el suelo de cobertura o se deposita el material que no ha sido útil o comercializable.

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ENSAYOS DE MECANICA DE SUELOS

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1. MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN SUELO

1.1. DEFINICIONES

La humedad o contenido de humedad de un suelo es la relación, expresada como porcentaje, del peso de agua en una masa dada de suelo, al peso de las partículas sólidas.

1.2. OBJETIVO

El presente modo operativo establece el método de ensayo para determinar el contenido de humedad de un suelo.

1.3. MATERIALES

• Horno de secado.- Horno de secado termostáticamente controlado, capaz de mantener una temperatura de 110 ± 5°C.• Balanzas.- De capacidad conveniente y con las siguientes aproximaciones: de 0.1 g para muestras de menos de 200 g de 0. 1 g para muestras de más de 200 g.• Recipientes.- Recipientes apropiados fabricados de material resistente a la corrosión, y al cambio de peso cuando es sometido a enfriamiento o calentamiento continuo, exposición a materiales de pH variable, y a limpieza.• Utensilios para manipulación de recipientes.- Se requiere el uso de guantes, tenazas o un sujetador apropiado para mover y manipular los recipientes calientes después de que se hayan secado.• Otros utensilios.- Se requiere el empleo de cuchillos, espátulas. cucharas, lona para cuarteo, divisores de muestras, etc.

1.4. PRINCIPIO DEL MÉTODO

Se determina el peso de agua eliminada, secando el suelo húmedo 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 partículas sólidas. La pérdida de peso debido al secado es considerado como el peso del agua.

El secado en horno siguiendo este método (a 110 °C) no da resultados confiables cuando el suelo contiene yeso u otros minerales que contienen gran cantidad de agua de hidratación o cuando el suelo contiene cantidades significativas de material orgánico. Se pueden obtener valores confiables del contenido de humedad para estos suelos, secándolos en un horno a una temperatura de 60 °C o en un desecador a temperatura ambiente.

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1.5. MUESTRAS

Las muestras serán preservadas y transportadas de acuerdo a la Norma ASTM D-4220, Grupos de suelos B, C o D. Las muestras que se almacenen antes de ser ensayadas se mantendrán en contenedores herméticos no corroíbles a una temperatura entre aproximadamente 3 °C y 30 °C y en un área que prevenga el contacto directo con la luz solar. Las muestras alteradas se almacenarán en recipientes de tal manera que se prevenga o minimice la condensación de humedad en el interior del contenedor.

La determinación del contenido de humedad se realizará tan pronto como sea posible después del muestreo, especialmente si se utilizan contenedores corroíbles (tales como tubos de acero de pared delgada, latas de pintura, etc.) o bolsas plásticas.

1.6. ESPECIMEN DE ENSAYO

Para los contenidos de humedad que se determinen en conjunción con algún otro método ASTM, se empleará la cantidad mínima de espécimen especificada en dicho método si alguna fuera proporcionada.

La cantidad mínima de espécimen de material húmedo seleccionado como representativo de la muestra total, si no se toma la muestra total, será de acuerdo a lo siguiente:

Tabla Nº 1Máximo tamaño

de partícula (pasael 100%)

Tamaño de mallaEstándar

Masa mínimarecomendada de

espécimen de ensayohúmedo para contenidosde humedad reportados a

± 0.1%

Masa mínimarecomendada de

espécimen de ensayohúmedo para

contenidosde 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 (¾”) 2.5 kg 250 g

37.5 mm 38.1 mm (1½”) 10 kg 1 kg

75.0 mm 76.200 mm (3”) 50 kg 5 kg

* Se usará no menos de 20 g para que sea representativa.

Si se usa toda la muestra, ésta no tiene que cumplir los requisitos mínimos dados en la tabla anterior. En el reporte se indicará que se usó la muestra completa.

• El uso de un espécimen de ensayo menor que el mínimo indicado en 6.2 requiere discreción, aunque pudiera ser adecuado para los propósitos del ensayo. En el reporte de resultados deberá anotarse algún espécimen usado que no haya cumplido con estos requisitos.

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• Cuando se trabaje con una muestra pequeña (menos de 200 g) que contenga partículas de grava relativamente grandes, no es apropiado incluirlas en la muestra de ensayo. Sin embargo en el reporte de resultados se mencionará y anotará el material descartado.

• Para aquellas muestras que consistan íntegramente de roca intacta, el espécimen mínimo tendrá un peso de 500 g. Porciones de muestra representativas pueden partirse en partículas más pequeñas, dependiendo del tamaño de la muestra, del contenedor y la balanza utilizada y para facilitar el secado a peso constante.

1.6.1. SELECCIÓN DEL ESPECIMEN DE ENSAYO

Cuando el espécimen de ensayo es una porción de una mayor cantidad de material, el espécimen seleccionado será representativo de la condición de humedad de la cantidad total de material. La forma en que se seleccione el espécimen de ensayo depende del propósito y aplicación del ensayo, el tipo de material que se ensaya, la condición de humedad, y el tipo de muestra (de otro ensayo, en bolsa, en bloque, y las demás). • Para muestras alteradas tales como las desbastadas, en bolsa, y otras, el espécimen de ensayo se obtiene por uno de los siguientes métodos (listados en orden de preferencia): • Si el material puede ser manipulado sin pérdida significativa de humedad, el material debe mezclarse y luego reducirse al tamaño requerido por cuarteo o por división. • Si el material no puede ser mezclado y/o dividido, deberá formarse una pila de material, mezclándolo tanto como sea posible. Tomar por lo menos cinco porciones de material en ubicaciones aleatorias usando un tubo de muestreo, lampa, cuchara, frotacho, o alguna herramienta similar apropiada para el tamaño de partícula máxima presente en el material. Todas las porciones se combinarán para formar el espécimen de ensayo. • Si no es posible apilar el material, se tomarán tantas porciones como sea posible en ubicaciones aleatorias que representarán mejor la condición de humedad. Todas las porciones se combinarán para formar el espécimen de ensayo. • En muestras intactas tales como bloques, tubos, muestreadores divididos y otros, el espécimen de ensayo se obtendrá por uno de los siguientes métodos dependiendo del propósito y potencial uso de la muestra. • Se desbastará cuidadosamente por lo menos 3 mm de material de la superficie exterior de la muestra para ver si el material está estratificado y para remover el material que esté más seco o más húmedo que la porción principal de la muestra. Luego se desbastará por lo menos 5 mm, o un espesor igual al tamaño máximo de partícula presente, de toda la superficie expuesta o del intervalo que esté siendo ensayado. • Se cortará la muestra por la mitad. Si el material está estratificado se procederá de acuerdo a lo indicado en (*). Luego se desbastará cuidadosamente por lo menos 5 mm, o un espesor igual del tamaño máximo de partícula presente, de la superficie expuesta de una mitad o el intervalo ensayado. Deberá evitarse el material de los bordes que pueda encontrarse más húmedo o más seco que la porción principal de la muestra. (*) Si el material está estratificado (o se encuentra más de un tipo de material), se seleccionará un espécimen promedio, o especímenes individuales, o ambos. Los especímenes deben ser identificados apropiadamente en formatos, en cuanto a su ubicación, o lo que ellos representen.

1.7. PROCEDIMIENTO

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

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• Seleccionar especímenes de ensayo representativos de acuerdo lo indicado en anteriormente.

• Colocar el espécimen de ensayo húmedo en el contenedor y, si se usa, colocar la tapa asegurada en su posición. Determinar el peso del contenedor y material húmedo usando una balanza (véase APARATOS) seleccionada de acuerdo al peso del espécimen. Registrar este valor.

Remover la tapa (si se usó) y colocar el contenedor con material húmedo 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 variará dependiendo del tipo de material, tamaño de espécimen, 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 removerá el contenedor del horno (y se le colocará la tapa si se usó). Se permitirá el enfriamiento del material y del contenedor a temperatura ambiente o hasta que el contenedor pueda ser manipulado cómodamente con las manos y la operación del balance no se afecte por corrientes de convección y/o esté 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 usarán si se presume que el espécimen está absorbiendo humedad del aire antes de la determinación de su peso seco.

1.8. CALCULOS

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

W=W 1−W 2W 2−Wt

x100=WwWs

x 100

Donde:W = es el contenido de humedad, (%).Ww = Peso del agua.Ws = Peso seco del material.W1 = es el peso de tara más el suelo húmedo, en gramos.W2 = es el peso de tara más el suelo secado en homo, en gramos.Wt = es el peso de tara, en gramos.

1.9. REPORTE

El reporte deberá incluir lo siguiente:

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• La identificación de la muestra (material) ensayada, tal como el número de la perforación, número de muestra, número de ensayo, número de contenedor, etc. • El contenido de agua del espécimen con aproximación al 1% ó al 0.1%, como sea apropiado dependiendo de la mínima muestra usada. Si se usa este método conjuntamente con algún otro método, el contenido de agua del espécimen deberá reportarse al valor requerido por el método de ensayo para el cual se determinó el contenido de humedad. • Indicar si el espécimen de ensayo tenía un peso menor que el indicado en Tabla Nº 1.• Indicar si el espécimen de ensayo contenía más de un tipo de material (estratificado, etc.). • Indicar el método de secado si es diferente del secado en horno a 110 °C más o menos 5 °C. • Indicar sí se excluyó algún material del espécimen de ensayo.

2. ENSAYO PARA CALCULAR EL PESO ESPECIFICO

2.1. GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SUELOS (PICNÓMETRO)

2.1.1. DEFINICIÓN

Peso específico. Es la relación entre el peso en el aire de un cierto volumen de sólidos a una temperatura dada y el peso en el aire del mismo volumen de agua destilada, a la misma temperatura.

2.1.2. OBJETIVO

Este modo operativo se utiliza para determinar el peso específico de los suelos y del relleno mineral (filler) por medio de un picnómetro. Cuando el suelo está compuesto de partículas mayores que el tamiz de 2.38 mm (N° 8), deberá seguirse el método de ensayo para determinar el peso específico y la absorción del agregado grueso, MTC E 206. Cuando el suelo está compuesto por partículas mayores y menores que el tamiz de 2.38 mm (N° 8), se utilizará el método de ensayo correspondiente a cada porción. El valor del peso específico para el suelo será el promedio ponderado de los dos valores así obtenidos. Cuando el valor del peso específico sea utilizado en cálculos relacionados con la porción hidrométrica del análisis granulométrico de suelos (modo operativo MTC E 109), debe determinarse el peso específico de la porción de suelo que pasa el tamiz de 2.00 mm (N° 10) de acuerdo con el método que se describe en la presente norma.

2.1.3. APARATOS

• Frasco volumétrico (picnómetro), de 100 a 500 cm3 de capacidad. • Bomba de vacío, con tuberías y uniones, o en su defecto un mechero o un dispositivo para hervir el contenido del picnómetro.

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• Horno o Estufa, capaz de mantener temperaturas uniformes y constantes hasta 110 ± 5°C (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. • Termómetro graduado, con una escala de 0 a 50 °C (32 a 122 °F) y con precisión de 0.1 °C (0.18 °F). • Cápsula de evaporación. • Baño de agua (baño María). • Guantes de asbesto. • Tamices de 2.36 mm (N° 8) y 4.75 mm (N° 4).

2.1.4. CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO

El peso del picnómetro lleno de agua debe ser calibrado para varias temperaturas. El picnómetro con agua se calibra directamente dentro del intervalo de temperaturas que se espera encontrar en el laboratorio. El proceso de calibración es el siguiente:

• Llénese el picnómetro con agua destilada o desmineralizada, sin burbujas de aire, hasta una altura algo menor que la marca de calibración y colóquese al baño María hasta que se equilibre su temperatura con la del baño. Sáquese el picnómetro del baño María, ajústese con una pipeta el nivel del agua en el picnómetro de manera que la parte de abajo del menisco coincida con la marca de calibración en el cuello del picnómetro y remuévase el agua que se encuentre adherida en la parte interior del cuello por encima de la marca de calibración; luego, pésese el picnómetro con agua con una precisión de 0.01 g. Inmediatamente después de la pesada, agítese el picnómetro suavemente y determínese la temperatura del agua con una precisión de 0.1 °C, introduciendo el termómetro hasta la mitad de la profundidad del picnómetro. • Repítase el procedimiento anterior aproximadamente a la misma temperatura. Luego, háganse dos determinaciones adicionales, una a la temperatura del laboratorio y otra a una temperatura aproximadamente 5 °C (9 °F) menor que la temperatura del laboratorio. • Dibújese una curva de calibración que muestre la relación entre las temperaturas y los pesos correspondientes del picnómetro más agua. Prepárese la curva de calibración para cada picnómetro que se utilice en la determinación de los pesos específicos y consérvense esas curvas en el archivo.

2.1.5. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

• Debe tenerse especial cuidado en obtener muestras representativas para la determinación del peso específico de los sólidos. 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 orgánica, son muy difíciles de rehumedecer después 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.

• Cuando la muestra contenga partículas de diámetros 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 específico de la fracción fina [pasante del tamiz de 2.38 mm (N° 8)] y el peso específico aparente de la fracción gruesa. El valor del peso específico para la muestra total viene dado por la siguiente expresión:

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G= 100%Pasante delN ° 8

Gs+Retenido enel N °8

Ga

Donde:

G = Peso específico totalGS = Peso específico de los sólidos (pasa tamiz N° 8)Ga = Peso específico aparente (retenido en el tamiz N° 8)

• Cuando el valor del peso específico va a ser empleado en cálculos relacionados con el análisis granulométrico por hidrómetro (MTC E 109), el peso específico deberá determinarse para la fracción de suelo que va a ser usada en el análisis por hidrómetro o para otros fines (generalmente la porción pasante del tamiz N° 200). En algunos casos, puede ser necesario el empleo de otros líquidos, como el kerosene, para el análisis de suelos que contienen sales solubles en agua. Sí el ensayo se realiza con algún líquido distinto al agua destilada, el picnómetro deberá calibrarse utilizando el mismo líquido.

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

2.1.6. PROCEDIMIENTO

Suelos con su humedad natural. El procedimiento para determinar el peso específico de los suelos a su humedad natural es como sigue:

• Anótese en una planilla de datos toda la información concerniente a la muestra como: obra, N° de sondeo, N° de la muestra y cualquier otro dato pertinente. • Colóquese en la cápsula de evaporación una muestra representativa del suelo. La cantidad necesaria se escogerá de acuerdo con la capacidad del picnómetro.

Capacidad del picnómetro (cm3)

Cantidad requerida aproximadamente (g)

100 25-35250 55-65500 120-130

• Empleando una espátula, mézclese el suelo con suficiente agua destilada o desmineralizada, hasta formar una masa pastosa; colóquese luego la mezcla en el picnómetro y llénese con agua destilada hasta aproximadamente la mitad del frasco. • Para remover el aire atrapado, conéctese el picnómetro a la línea de vacío hasta obtener una presión absoluta dentro del frasco no mayor de 100 mm de mercurio. El tiempo de aplicación del vacío dependerá del tipo de suelo ensayado. Como proceso alternativo, el aire atrapado puede ser removido calentando la suspensión levemente durante un período mínimo de 10 minutos, rotando ocasionalmente el picnómetro para facilitar la expulsión de aire. El proceso de calentamiento debe adelantarse con mucho cuidado, porque

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pueden ocurrir pérdidas de material. Las muestras que sean calentadas deberán dejarse enfriar a la temperatura ambiente. • Llénese el picnómetro con agua destilada hasta que el fondo del menisco coincida con la marca de calibración en el cuello del picnómetro y, usando un papel absorbente, remuévase con cuidado la humedad de la parte interior del picnómetro y su contenido con una aproximación de 0.01 g. Inmediatamente después de la pesada, agítese la suspensión hasta asegurar una temperatura uniforme y determínese la temperatura de la suspensión con una aproximación de 0.1 °C introduciendo un termómetro hasta la mitad de la profundidad del picnómetro. • Transfiérase con mucho cuidado el contenido del picnómetro a una cápsula de evaporación. • Enjuáguese el picnómetro con agua destilada, hasta asegurarse que toda la muestra ha sido removida de él. Introdúzcase la cápsula de evaporación con la muestra en una estufa a 105 ± 5 °C (221 ± 9 °F), hasta peso constante. Sáquese la muestra seca del horno, déjese enfriar a la temperatura del laboratorio y determínese el peso del suelo seco con una aproximación de 0.01g. • Anótense todos los resultados en la planilla. • Suelos secados a la estufa. El procedimiento para determinar el peso específico de los sólidos en suelos secados al horno, debe consistir de los siguientes pasos: • Anótese en la planilla toda la información requerida para identificar la muestra. • Séquese el suelo al horno hasta obtener la condición de peso constante. El horno debe estar a una temperatura de 105 ± 5 °C (221 ± 9 °F). Sáquese la muestra de la estufa y déjese enfriar a la temperatura del laboratorio; debe protegerse contra una ganancia de humedad hasta que sea pesada. Selecciónese una muestra representativa; la cantidad requerida dependerá de la capacidad del picnómetro que se va a utilizar (véase la tabla del numeral 6.1). Pésese la muestra con aproximación de 0.01 g. Después de pesado, transfiérase el suelo al picnómetro teniendo mucho cuidado de no perder material durante la operación. Para evitar posibles pérdidas del material previamente pesado, la muestra puede ser pesada después de que se transfiera al picnómetro. Esta eventual pérdida bajará el valor del peso específico calculado. • Llénese el picnómetro hasta la mitad de su contenido con agua destilada sin burbujas de aire y déjese reposar la suspensión durante la noche. • Extráigase el aire atrapado dentro de la suspensión del suelo en agua por uno de los dos métodos descritos.• Si la extracción de aire se realizó calentando la suspensión, déjese enfriar el picnómetro y su contenido durante la noche. • Realícense los pasos subsiguientes del ensayo en la misma forma que los indicados para suelos a su humedad natural. • Anótense todos los datos en la planilla.

2.1.7. CÁLCULOS

Las siguientes cantidades se obtienen por pesada directa.

• Peso del picnómetro + agua + sólidos a la temperatura del ensayo = W1 (g).

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• 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, Wo. • El peso específico de los sólidos se calcula con dos decimales, mediante la siguiente fórmula:

Gs= WoxKWo+W 2−W 1

Donde:

K = Factor de corrección basado en el peso específico del agua a 20 °C.W2 = Peso del picnómetro más agua a la temperatura del ensayo, en gramos (obtenido de la curva de calibración como se indica en la Figura 1).Wo = Peso del suelo seco (g).W1 = Peso del picnómetro + agua + suelo (g).

3. GRANULOMETRIA

Su finalidad es obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo. Así es posible también su clasificación mediante sistemas como AASHTO o USCS. El ensayo es importante, ya

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que gran parte de los criterios de aceptación de suelos para ser utilizados en bases o subbases de carreteras, presas de tierra o diques, drenajes, etc., depende de este análisis. Para obtener la distribución de tamaños, se emplean tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente. Para suelos con tamaño de partículas mayor a 0,074 mm. (74 micrones) se utiliza el método de análisis mecánico mediante tamices de abertura y numeración indicado en la tabla de la Figura 1. Para suelos de tamaño inferior, se utiliza el método del hidrómetro, basado en la ley de Stokes.

Figura 1. Tabla de numeración y abertura de tamices. Fuente: Espinace R., 1979. 1.2.1.

3.1. Método para análisis mecánico.

3.1.1. EQUIPO

Un juego de tamices normalizados según la tabla anterior. Dos balanzas con capacidades superiores a 20 kg y 200 grs. y precisiones de 1 gr. y 0,1 gr.

Respectivamente. Horno de secado con circulación de aire y temperatura regulable capaz de mantenerse en 110º ± 5°

C. Un vibrador mecánico. Herramientas y accesorios. Bandeja metálica, poruña, recipientes plásticos y escobilla.

3.1.2. PROCEDIMIENTO

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Se homogeniza cuidadosamente el total de la muestra en estado natural (desmenuzándola con un mazo), tratando de evitar romper sus partículas individuales, especial mente si se trata de un material blando, piedra arenosa u otro similar.

Se reduce por cuarteo una cantidad de muestra levemente superior a la mínima recomendada según el tamaño máximo de partículas del árido, indicado en la tabla de la figura 2:

Figura 2. Tabla de cantidad mínima a ensayar según tamaño de partículas. Fuente: Geotecnia LNV., 1993.

Se seca el material ya sea al aire a temperatura ambiente, o bien dentro de un horno a una temperatura inferior a 60º C, hasta conseguir pesadas consecutivas constantes en la muestra cada 30 minutos. Cuando esté seca, se obtiene la cantidad mínima recomendada (Mt) a ensayar según la tabla anterior.

Inmediatamente obtenido el tamaño de muestra a ensayar, se separa a través del tamiz 3/8” ASTM (10 mm.). La fracción retenida en este tamiz, se pesa y se lava con el fin de eliminar todo el material fino menor a 0,074 mm. Para esto, se remoja el suelo en un recipiente con agua hasta que las partículas más finas se suelten, enseguida se lava el suelo colocando como filtro la malla Nº 200 ASTM (0,08 mm.), hasta observar que el agua utilizada salga limpia. El material retenido en la malla se deposita en una bandeja y se coloca a horno durante 24 horas. Cumplido el tiempo de secado y una vez enfriada la muestra, se pesa (Mf) y por diferencia con respecto a Mt se obtiene el material fino por lavado.

A continuación, se deposita el material en la criba superior del juego de tamices, los que deberán encontrarse limpios y ordenados en forma decreciente hasta la criba 3/8”. El juego deberá contar de una tapa en la parte superior y una bandeja de residuos en la inferior. Se hace vibrar el conjunto durante 5 a 10 minutos, tiempo después del cual se retira del vibrador y se registra el peso del material retenido en cada tamiz.

Para la fracción de muestra que pasó el tamiz 3/8”, el procedimiento es similar, salvo que una vez lavada y seca, se ensaya una muestra representativa de 500 grs. utilizando los tamices comprendidos entre la malla Nº 4 y la Nº 200 ASTM.

3.1.3. CALCULOS Y GRAFICOS

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De acuerdo a los valores de los pesos retenidos en cada tamiz, registrar los siguientes datos en la hoja de cálculos:

- Porcentaje retenido en cribas (%RC):

%RC=PRC /Mt∗100 (%)

Donde: PRC = peso retenido en cada criba (grs.). Mt = peso total de la muestra seca (grs.).

- Porcentaje retenido en mallas (%RM):

%RM=PRM∗K /500(%)

Donde: PRM = peso retenido en cada malla (grs.) K = porcentaje de muestra que pasó el tamiz 3/8” (%) 500 = peso de la muestra representativa (grs.) - Porcentajes retenidos acumulados, suma acumulativa de porcentajes retenidos en cribas y mallas.

Porcentajes que pasan, los que consisten en restar a 100% el porcentaje retenido acumulado en cribas y mallas.

- Calcular el porcentaje de perdida (%P) para cada fracción de material, mediante la siguiente expresión:

%P=(M 1−M 2) /M 1∗100(%)

Donde: M 1 = peso del material (grava o arena) a ensayar (grs.)M 2 = sumatoria de pesos retenidos (grs.)

- Graficar la curva granulométrica, donde las ordenadas será el porcentaje que pasa en peso en cada tamiz en escala natural y la abscisa el tamaño (diámetro equivalente) de las partículas en escala logarítmica. De esta curva se obtiene el porcentaje de gravas, arenas, finos y diámetros mayores a 3” del suelo.

- Calcular el coeficiente de uniformidad (Cu), el cual es una medida de uniformidad (graduación) del suelo y el coeficiente de curvatura (CC.), el cual es un dato complementario para definir la uniformidad de la curva, mediante las siguientes expresiones:

Cu=D 60/D 10

C c=(D 30)2/(D 60∗D10)

Donde:D 1 0 = tamaño donde pasa el 10% del material. D 3 0 = tamaño donde pasa el 30% del material.D 6 0 = tamaño donde pasa el 60% del material.

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4. LIMITES DE CONSISTENCIA

Ensayos para determinar los límites de consistencia o límites de Atterberg

Los límites de Atterberg, o límites de consistencia, sirven para cuantificar la plasticidad de un suelo y se basan en el concepto de que los suelos finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados, dependiendo del contenido de agua. Estos límites, establecidos por Atterberg en 1911, miden la plasticidad del suelo a través de las humedades que separan los tres estados (sólido, plástico y viscoso), o lo que es lo mismo, las humedades necesarias para que un suelo alcance los estados límite sólido y viscoso. Los límites propuestos por Atterberg son:

Límite líquido (LL), Límite plástico (LP), Límite de contracción (LC), límite de cohesión y límite de pegajosidad.

Estos dos últimos han sido muy poco utilizados universalmente.

La figura siguiente muestra la escala de contenidos de humedad en el suelo, mostrando los límites de Atterberg y la consistencia aproximada de un suelo remoldeado:

Figura 3: Relación de los Limites Atterberg y sus contenido de humedad. Fuente: Withlow, Fundamentos mecánica de suelos.

Se ha determinado que tanto el límite líquido como el límite plástico dependen del porcentaje de arcilla presente en el suelo.

4.1. Objetivos

Entender el procedimiento a seguir para determinar los límites de consistencia de un suelo. Medir los límites de humedad y así conocer e identificar la plasticidad de los suelos para su posterior clasificación. Determinar el porcentaje de humedad del suelo que ha producido un cilindro de aproximadamente 3 mm de diámetro. Es decir, el porcentaje o contenido de agua que limita el estado plástico del estado resistente semisólido. Obtener el contenido de humedad por debajo del cual no se presenta cambio adicional en el volumen de una masa de suelo y obtener una indicación cuantitativa del cambio total que puede ocurrir.

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4.2. Equipos

- Recipiente para hacer el ensayo del límite líquido con herramienta para hacer la ranura.- Recipientes para contenido de humedad.- Placa de vidrio para hacer el límite plástico (opcional).- Cápsula de contracción.- Placa de vidrio con tres apoyos.- Recipiente volumétrico y placa plana.- Mercurio metálico.- Balanza con sensibilidad s 0.1 g.

4.3. Límite líquido (LL)

Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta como un material plástico. A este nivel de contenido de humedad el suelo está en el vértice de cambiar su comportamiento al de un fluido viscoso. Se encuentra en la frontera entre el límite plástico y líquido. El límite líquido es el contenido de humedad al cual una masa de suelo húmedo colocada en un recipiente en forma de capsula de bronce, separada en dos por la acción de una herramienta para hacer una ranura y dejarla caer desde una altura de 1 cm, sufra después de dejarla caer 25 veces una falla o cierre de la ranura en una longitud de 12.7 mm.

Fig4. Copa Casagrande. Fuente: Fundamentos de Mecánica de Suelos, Roy Withlow.

El límite líquido puede estar afectado por el tipo de suelos y otros factores adicionales. Para intentar reducir variaciones en el ensayo, se han desarrollado herramientas patrón para hacer la ranura. Una de las herramientas para realizar la ranura es la propuesta por la ASTM; la otra herramienta patrón fue desarrollada por Casagrande (1932), y tiene la ventaja de permitir un mejor control de la profundidad de la pasta de suelos en la cazuela. La herramienta de la ASTM es mejor para suelos con bajo límite líquido. Para controlar la velocidad de golpeado del recipiente, se debe rotar la manivela a una velocidad aproximada de 120 rpm o sea una tasa de 120 golpes por minuto. En la práctica es difícil mezclar el suelo de manera tal que el cierre ocurra exactamente a 25 golpes, pero Casagrande encontró que graficando los valores del contenido de agua de las pruebas que se acercaran al número de golpes contra el logaritmo del número de golpes se obtenía una línea recta llamada curva de flujo (ver figura 11). Donde la curva de flujo atraviesa los 25 golpes, este contenido de agua se denomina límite líquido. La ecuación de la curva de flujo es:

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ω=−FwlogN+c

Donde:ω: Contenido de agua como porcentaje del peso seco. Fw: Índice de flujo, pendiente de la curva de flujo, igual a la variación del contenido de agua correspondiente a un ciclo de la escala logarítmica. N: Número de golpes. Si N < 10, aproxímese a medio golpe; por ejemplo, si en el golpe 6 se cerró la ranura 0.63 cm (1/4”) y en el golpe 7 se cerró 1.9 cm (3/4”), repórtense 6.5 golpes.

Procedimiento

1. Pulverizar una cantidad suficiente de suelo secado al aire (de una muestra de 5 kg puesta al aire la semana anterior a la ejecución del ensayo), para obtener una muestra representativa del material que pasa a través del tamiz No. 40 de alrededor de 250±10 g.

2. Verificar que la altura de la máquina del límite líquido que va a utilizar sea exactamente de 1 cm (±0.1 mm).

3. Colocar los 250 gr de suelo en un recipiente de porcelana, añadir una pequeña cantidad de agua y mezclar cuidadosamente el suelo hasta obtener un color uniforme.

4. Remover la cazuela del aparato de límite líquido y colocar dentro de la cazuela una pequeña cantidad de suelo hasta la profundidad adecuada para el trabajo de la herramienta ranuradora, bien centrada en la cazuela con respecto al pasador. Emparejar la superficie de la pasta de suelo con una espátula y mediante el uso de la herramienta ranuradora, cortar una ranura clara, recta, que separe la masa de suelo en dos pates. Después de hacer la ranura, se debe retornar rápidamente la cazuela a su sitio del aparato y hacer el conteo de golpes.

5. Tomar una muestra para medir el contenido de humedad y colocarla en un recipiente para humedad cuyo peso debió determinarse con anterioridad y asegurarse que esta muestra corresponde a la zona donde se cerró la ranura.

6. Repetir la secuencia para dos ensayos adicionales con número de golpes entre 20 y 25 y entre 15 y 20, respectivamente para un total de cuatro determinaciones en el ensayo.

7. Pesar las cuatro muestras de humedad obtenidas en los diferentes ensayos, remover las tapas, y colocar los recipientes en el horno a 110° C para que se seque durante la noche.

4.4. Límite plástico (LP) Es el contenido de humedad por debajo del cual se puede considerar el suelo como material no plástico. Es la frontera convencional entre los estados semisólido y plástico. El límite plástico se define además, como el contenido de humedad del suelo al cual un cilindro se rompe o se resquebraja, cuando se enrolla a un diámetro de aproximadamente 3 mm. Esta prueba es bastante más subjetiva (depende del operador) que el ensayo de límite líquido pues la definición del resquebrajamiento del cilindro de suelo así como del diámetro de 3 mm están sujetas a la interpretación del operador.

Con la práctica, se encuentra que los valores del límite plástico pueden reproducirse sobre el mismo suelo por parte de diferentes laboratoristas dentro de un rango del 1 al 3%. Los límites líquidos y plásticos han sido ampliamente utilizados en todas las regiones del mundo, principalmente como objetivos de identificación y clasificación de suelos. El límite de contracción ha sido útil en varias áreas geográficas donde el suelo sufre

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grandes cambios de volumen entre su estado seco y su estado húmedo. El problema de potencial de volumen puede muy a menudo ser detectado de los resultados en los ensayos de límite líquido y límite plástico .El límite plástico en ocasiones puede utilizarse para estimar asentamientos. La capacidad de un suelo de absorber agua sin perder su cohesión o pasar del estado semi-fluido queda expresada por la diferencia de los límites líquido y plástico, y recibe el nombre de Índice de plasticidad (IP).

Procedimiento

1. Dividir en varios pedazos o porciones pequeñas la muestra de 20 a 30 g de suelo que se había separado con anterioridad durante la preparación de la muestra para límite líquido.

2. Enrollar el suelo con la mano extendida sobre una placa de vidrio o sobre un pedazo de papel colocado a su vez sobre una superficie lisa, con presión suficiente para moldearlo en forma de cilindro o hilo de diámetro uniforme por la acción de unos 80 a 90 golpes o movimiento de mano por minuto (un golpe: movimiento). Cuando el diámetro del hilo o cilindro de suelo llegue a 3 mm (1/8 pulg) se debe romper en pequeños pedazos.

3. Esta secuencia debe repetirse el número de veces que se requiera para producir suficientes pedazos de cilindro que permitan llenar un recipiente de humedad.

4. Pesar el recipiente cubierto, remover su tapa y colocarlo dentro del horno.

Cálculos

- Calcula el contenido de humedad.

- Calcular el índice de flujo, haciendo uso de la ecuación: Fi=∆w

logN 2/N1- Calcular además el límite de plástico y el índice de plasticidad como: IP=¿−LP.

Utilizar ¿=wN (N25

)0.121

para calcular el límite líquido para cada valor N y wN .

4.5. Límite de contracción (LC)

Es el contenido de humedad por debajo del cual no se produce reducción adicional de volumen o contracción en el suelo. Es la frontera entre el estado sólido y semisólido. El limite de contracción es un porcentaje de humedad del suelo, de tal manera que luego de secado al horno no reduce su volumen" Los suelos susceptibles de sufrir grandes cambios de volumen cuando se someten a cambios en su contenido de humedad, son problemáticos, si se usan para rellenos en carreteras o en ferrocarril, o si se utilizan para la fundación de elementos estructurales. Los cambios de volumen pueden motivar ondulaciones en las carreteras y grietas en las estructuras debido a que los cambios de volumen usualmente no son uniformes. Los límites líquido y plástico pueden utilizarse para predecir la presencia potencial de problemas en suelos debido a su capacidad de cambio de volumen. Sin embargo, para obtener una indicación cuantitativa, de cuánto cambio de humedad puede presentarse antes de que se presente un apreciable cambio volumétrico, y obtener, si dicho cambio volumétrico ocurre, una indicación de la cantidad de ese cambio, es necesario hacer un ensayo del límite de contracción.

La práctica se comienza con un volumen de suelo en condición de saturación completa, preferiblemente (pero no absolutamente necesario) a un contenido de humedad cercano o superior al límite líquido. El suelo

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entonces se deja secar. Durante el secado se supone que bajo cierto valor límite de contenido de humedad, cualquier pérdida de humedad en el proceso está acompañada por una disminución en el volumen global de la muestra (o relación de vacíos). A partir de éste valor límite en el contenido de humedad, no es posible producir cambios adicionales en el volumen del suelo por pérdida adicional de agua de poros. Este valor inferior limitante en el contenido de humedad se denomina límite de contracción. Lo anterior significa físicamente, que no se causará ningún volumen adicional por cambios subsecuentes en la humedad. Por encima del límite de contracción todos los cambios de humedad producen cambios de volumen en el suelo, éste cambio de volumen se puede expresar en términos de relación de vacíos y el contenido de humedad. La relación de contracción da una indicación de cuánto cambio de volumen puede presentarse por cambios de la humedad de los suelos. La relación de contracción se define como la relación del cambio de volumen del espécimen o muestra de suelo como un porcentaje de su volumen seco al cambio correspondiente en humedad por encima del límite de contracción expresado como un porcentaje del suelo seco obtenido luego de ser secado al horno. Atterberg (1911), originalmente trabajó con pequeñas barras de arcilla que dejó secar lentamente. Observó el punto en el cual el color cambiaba y al mismo tiempo anotó que la longitud era esencialmente mínima en ese punto.

Procedimiento

- Recubrir el interior del molde con una capa delgada de lubricante (por ejemplo, vaselina o aceite de silicón para prevenir la adherencia de suelo al molde). - Colocar una porción de suelo húmedo de aproximadamente un tercio de la capacidad del molde en el centro de este y extenderlo hasta los bordes, golpeando el molde contra una superficie firme recubierta con papel secante o similar. - Agregar una porción similar a la primera y golpear el molde hasta que el suelo este completamente compactado y todo el aire atrapado suba a la superficie. - Agregar material y compactar hasta que el molde este completamente lleno y con exceso de suelo sobre el borde. - Enrasar con la regla y limpiar posibles restos de suelo adherido al exterior del molde. - Inmediatamente de enrasado, pesar el molde con el suelo compactado. Restar la masa del molde determinando la masa del suelo húmedo (mh). Registrar aproximando a 0.01 g. - Dejar secar lentamente al aire hasta que la pastilla de suelo moldeado se despegue de las paredes del molde o hasta que cambie de color oscuro a claro. Nota: Se recomienda efectuar el ensaye, hasta el inicio del secado, en cámara húmeda. Si no se cuenta con este dispositivo se deben tomar todas las precauciones necesarias para reducir la evaporación. - Secar en horno a 110±5 °C hasta masa constante. Nota: El secado en horno a 110±5 °C no entrega resultados fiables en suelos que contienen yeso u otros minerales que pierden fácilmente el agua de hidratación o en suelos que contienen cantidades significativas de materia orgánica. En estos casos es recomendable el secado en horno a aproximadamente 60 C. - Pesar el molde con el suelo seco. Restar la masa del molde determinando la masa del suelo seco (ms). Registrar aproximando a 0.01 g. - Determinar el volumen de la pastilla de suelo seco. - Llenar la taza con mercurio hasta que desborde, enrasar presionando con la placa de vidrio y limpiar los restos de mercurio adheridos al exterior de la taza; - Colocar la taza llena de mercurio sobre el plato de evaporación, colocar el trozo de suelo sobre la superficie del mercurio y sumergirlo cuidadosamente mediante las puntas de la placa de vidrio hasta que esta tope

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firmemente contra el borde de la taza. (Es esencial que no quede aire atrapado bajo el trozo de suelo ni bajo la placa de vidrio); y - Medir el volumen de mercurio desplazado por el trozo de suelo por pesada y dividiendo por la densidad del mercurio (Hg = 13,55 g/cm³), registrarlo como volumen del trozo de suelo seco ( Vs), aproximando a 0,01cm³ (0,01ml).

Expresión de resultados

-Calcular la humedad del suelo en el momento en que fue moldeado de acuerdo con la fórmula siguiente, aproximando al 0.1 % w=((mh−ms) /ms)∗100 , en que: w = humedad del suelo en el momento que fue moldeado, % mh = masa del suelo húmedo, g ; y ms= masa del suelo seco, g. - Calcular el límite de contracción, del suelo de acuerdo con la fórmula siguiente, aproximando al 1 %.

wS=w−(((Vh−Vs)∗w)/ms)∗100En que: wS = límite de contracción, %; w = humedad del suelo en el momento que fue moldeado, %; Vh = volumen de la pastilla de suelo húmedo, cm3 (ml); Vs = volumen de la pastilla de suelo seco, cm3 (ml); w = densidad del agua, gr/cm3 (gr/ml); yms = masa del suelo seco, g.

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5. ENSAYOS PARA DETERMINAR LA PERMEABILIDAD DE LOS SUELOS

3.1. COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

Es la velocidad de flujo producida por un gradiente hidráulico unitario, en el cual intervienen los siguientes factores:

- Densidad de suelo- Distribución de tamaño de partículas- Forma y orientación de partículas- Grado de saturación y presencia de aire- Viscosidad del suelo que varía con la temperatura.

ENSAYOS: METODOS DIRECTOS

Ensayos de laboratorio: Están el Ensayo con Permeámetro de carga constante y de carga variable. Ademas de los ensayos de campo (insitu).

METODOS INDIRECTOS

Tienen como finalidad principal la determinación de algún otro parámetro o propiedad del suelo y se los utiliza cuando es imposible aplicar algún método directo o como verificación. Hallan el valor del coeficiente de permeabilidad a partir de la curva granulométrica, del ensayo de consolidación, de la prueba horizontal de capilaridad y otros.

3.2. ENSAYO DE CARGA CONSTANTE

Para suelos de alta permeabilidad, como son las arenas y gravas.

Equipo necesario

El aparato para el siguiente ensayo consta de:

- Celda del permeámetro (equipo)- Depósito de agua desairada y destilada o des-ionizada.- Tanque de inmersión con desborde- Termómetro- Cronómetro

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Esquema:

PROCEDIMIENTO

Se deben seguir los siguientes pasos, considerando un permeámetro tipo:a) Ensamblado del aparato con los elementos arriba mencionados. b) Preparación de la celda: Se debe verificar que la celda esté limpia y seca y determinar su peso, diámetro y altura. Además verificar la estanqueidad de la misma. c) Preparación de la muestra: En todos los casos la muestra debe calzar perfectamente en la célula sin dejar cavidades en su perímetro. Si se desea obtener la permeabilidad vertical la muestra deberá prepararse considerando éste eje. , Si se busca la permeabilidad horizontal o paralela al sentido de los estratos se tomará el eje horizontal como guía. Se debe pesar la muestra y determinar la humedad. Si se tratan de muestras recompactadas, el suelo a la humedad requerida es compactada en el molde para llegar a la densidad buscada. En éste caso también se deberá pesar y determinar humedad. Se colocará una piedra porosa en la base de la muestra y otra en contacto con su cara superior. d) Saturación de la muestra: Haciendo vacío saturar la muestra el tiempo que sea necesario Aplicar una succión baja hasta verificar la saturación y la ausencia total de burbujas de aire en la muestra. e) Permitir el paso de agua, abriendo la llave correspondiente, verificando que no quede aire entrampado en las conexiones con cada uno de los tubos. f) Realización del ensayo propiamente dicho: Permitir el paso del agua a través de la muestra. Cuando el caudal sea uniforme, iniciar la recolección de agua en el depósito graduado. Cronometrar el tiempo de ensayo. g) Informe de resultados: El k medido es multiplicado por un factor de corrección que tiene en cuenta la temperatura. De ensayo y permite expresar el coeficiente k a la temperatura normal de 20 º C. Debería indicarse además peso de la muestra, humedad, relación de vacíos, gravedad

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específica de los sólidos y una descripción completa de la muestra incluyendo fisuras, estratificaciones, método de obtención y preparación de la muestra y su orientación.

CALCULOS

K= V∗LH∗A∗t

K: Coeficiente de permeabilidadV: Volumen de agua recolectado a la salidaL: Longitud de la muestra.H: Diferencia de nivelA: Área transversal de la muestraT: Tiempo de ensayo

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3. Importancia de ejecutar correctamente los trabajos de los terraplenes del suelo, considerando un óptimo contenido de humedad y la

máxima densidad seca.

3.1. CONTROL DE CALIDAD DEL MATERIAL EMPLEADO EN LA CONFORMACION DE TERRAPLENES

Fig. 5: Requisitos del material de terraplén. Mercedes Rodriguez, 2011

Recopilación de datos nos da la figura mostrada, en el cual vemos que para un buen control de calidad del terraplén, debemos tener un casi optimo contenido de humedad, al mismo tiempo que un alto grado de compactación. Va de la mano con el material asi como también la máxima densidad seca del material.

Esto porque aquí alcanzamos una gran energía de compactación dada por los Ensayos Proctor Estandar y/o Modificado, muy importante para la realización de la obra.

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

PARA EL CÁLCULO DE CONTENIDO DE HUMEDAD

• Los recipientes y sus tapas deben ser herméticos a fin de evitar pérdida de humedad de las muestras antes de la pesada inicial y para prevenir la absorción de humedad de la atmósfera después del secado y antes de la pesada final. Se usa un recipiente para cada determinación. • El cambio de humedad en suelos sin cohesión puede requerir que se muestree la sección completa. el material está estratificado (o se encuentra más de un tipo de material), se seleccionará un espécimen promedio, o especímenes individuales, o ambos. Los especímenes deben ser identificados apropiadamente en formatos, en cuanto a su ubicación, o lo que ellos representen. • Para prevenir la mezcla de especímenes y la obtención de resultados incorrectos, todos los contenedores, y tapas si se usan, deberían ser enumerados y deberían registrarse los números de los contenedores en los formatos de laboratorio. Los números de las tapas deberían ser consistentes con los de los contenedores para evitar confusiones. • Para acelerar el secado en horno de grandes especímenes de ensayo, ellos deberían ser colocados en contenedores que tengan una gran área superficial (tales como ollas) y el material debería ser fragmentado en agregados más pequeños. • En la mayoría de los casos, el secado de un espécimen 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 método de secado, deberá continuarse con el secado hasta que el cambio de peso después de dos períodos sucesivos (mayores de 1 hora) de secado sea insignificante (menos del 0.1 %). Los especímenes de arena pueden ser secados a peso constante en un período de 4 horas, cuando se use un horno de tiro forzado.

PARA EL ENSAYO DE PESO ESPECIFICO CON PICNOMETRO

• Algunos suelos hierven violentamente al someterlos a una presión de aire reducida. En esos casos, es necesario aplicar una reducción gradual de la presión o utilizar un frasco de mayor tamaño. • Llénese el picnómetro con agua destilada y sin burbujas de aire, hasta un nivel ligeramente menor por debajo de la marca y aplíquese vacío nuevamente hasta que a la suspensión se le haya extraído la mayor parte del aire; remuévase con cuidado el tapón del picnómetro y obsérvese cuánto baja el nivel del agua en el cuello. Si la superficie de agua baja menos de 3 mm no es necesario seguir aplicando vacío. En el caso en que la superficie del agua baje más de 3 mm, se deberá seguir aplicando vacío hasta lograr esta condición. • La remoción incompleta del aire atrapado en la suspensión del suelo es la causa más importante de error en la determinación de pesos específicos y tenderá a bajar el peso específico calculado. Se deberá extraer completamente el aire de la suspensión aplicando vacío o calentando. La ausencia de aire atrapado debe ser verificada como se describió durante el ensayo. Es conveniente destacar que el aire disuelto en el agua no afectará los resultados; por lo tanto, no es necesario aplicar vacío al picnómetro cuando se calibra o se llena hasta la marca de calibración con agua destilada o desmineralizada sin burbujas de aire.

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• 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 suspensión sea opaca, producir una luz fuerte detrás del cuello del picnómetro y su contenido, durante la realización de las pesadas.

CONCLUSIONES

En conclusión, los ensayos de laboratorio para determinar propiedades de los suelos, para el diseño de pavimentos es muy importante, sabemos dónde vamos a construir, donde se proyectara la obra. No es lejano al tema, así que todo cálculo se debe estar realizando conscientemente.

Para la construcción de una carretera y esta tenga un tiempo determinado, se deben explotar canteras, para ello primero explorarlas, viendo en que zonas se puede sacar con un estudio de suelos realizados previamente para el perfil estratigráfico. Si en caso no hay estos estudios, sería poco profesional ir y de frente sacar el material. Muy importante a la vez las canteras, porque nos proporciona material para la construcción de nuestra carretera. Si la cantera está cerca nos conviene más aún.

Un buen control de calidad en la construcción de terraplenes, nos lleva nuevamente a estudiar diversas propiedades del suelo in situ, como es el caso de su densidad. Si nosotros obtenemos en un terraplén la máxima densidad seca junto a una humedad optima, tendremos un buen diseño y no hay problemas a futuro, todo basado a un buen control de calidad realizado por el Ingeniero Civil encargado.

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BIBLIOGRAFIA

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%20FA.pdf

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