practica completa geotecnia

UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO GEOTECNIA TEÓRICA

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GEOTECNIA TEÓRICA.


2

CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN. PAG 3

2. SIMBOLOGÍA Y ABREVIATURAS. PAG 4

3. PRACTICAS. PAG 7

3.1 PRACTICA # 1: CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL. PAG 8

3.2 PRACTICA # 2: COMPRESIÓN TRIAXIAL RÁPIDA. PAG 33

3.3 PRACTICA # 3: COMPRESIÓN SIMPLE. PAG 44

4. ANEXOS. PAG 53

4.1 ANEXO A: DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DE

UN SUELO. PAG 54

4.2 ANEXO B: DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECIFICO RELATIVO DE

SÓLIDOS DE UN SUELO. PAG 56

4.3 ANEXO C: ANÁLISIS POR MALLA PARA LA DETERMINACIÓN DE LA

DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS DE UN SUELO;

GRANULOMETRÍA. PAG 58

4.4 ANEXO D: LIMITE LÍQUIDO, LIMITE PLÁSTICO Y LIMITE DE

CONTRACCIÓN. PAG 61

5. NOMBRES DE TABLAS Y GRAFICAS. PAG 66


3

1. INTRODUCCIÓN.

En el sentido general de la ingeniería, suelo se define como el agregado no cementado de granos minerales y materia orgánica descompuesta (partículas sólidas) junto con el líquido y gas que ocupan los espacios vacíos entre las partículas sólidas. El suelo se usa como material de construcción en diversos proyectos de ingeniería civil y sirve para soportar las cimentaciones estructurales. Por esto, los ingenieros civiles deben estudiar las propiedades del suelo, tales como origen, distribución granulométrica, capacidad para drenar agua, compresibilidad, resistencia cortante, capacidad de carga, y otras más.


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2. SIMBOLOGÍA Y ABREVIATURAS.

WANILLO Peso propio del anillo de consolidación para confinar una muestra de

Suelo.

Ø Diámetro

A Área

WVIDRIO Peso propio de un vidrio de reloj.

WV+A+M Peso del vidrio de reloj-anillo de consolidación-muestra de suelo.

WV+A+M+PP Peso del vidrio de reloj-anillo de consolidación-muestra de suelo-

Piedras porosas.

e Relación de vacios.

Hs Altura de sólidos.

Hv Altura inicial de vacios.


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H Altura inicial.

Ss Gravedad especifica.

σ' Esfuerzo efectivo.

σ'c Presión de pre consolidación.

Cc Índice de compresión

Cs Índice de expansión

Cv Coeficiente de consolidación.

Hdr Trayectoria de drenaje promedio más larga durante la consolidación.

𝛾 Peso especifico.

Wm Peso de la muestra de suelo.

Ws Peso seco de la muestra de suelo.

Ww Peso de la humedad de la muestra de suelo.


6

% w Porcentaje de humedad.

ε Deformación unitaria.

Ø Angulo de fricción interna.

C Cohesión.


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3. PRACTICAS.


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3.1 PRACTICA # 1

CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL

INTRODUCCIÓN

Un incremento del esfuerzo provocado por la construcción de cimentaciones u otras cargas comprime los estratos del suelo. La compresión es causada por a) deformación de las partículas del suelo, b) reacomodo de las partículas del suelo, y c) expulsión de agua o aire de los espacios vacíos. En general, el asentamiento del suelo causado por cargas se divide en tres amplias categorías: 1. Asentamiento inmediato, provocado por la deformación elástica del suelo seco y de suelos húmedos y saturados sin ningún cambio en el contenido de agua. Los cálculos de los asentamientos inmediatos se basan, generalmente, en ecuaciones derivadas de la teoría de la elasticidad. 2. Asentamiento por consolidación primaria, es el resultado de un cambio de volumen en suelos saturados cohesivos debido a la expulsión del agua que ocupa los espacios vacíos.

3. Asentamiento por consolidación secundaria, se observa en suelos saturados cohesivos y es resultado del ajuste plástico de la estructura del suelo. Éste sigue al asentamiento por consolidación primaria bajo un esfuerzo efectivo constante. Cuando un depósito de suelo se somete a un incremento de esfuerzos totales, por ejemplo, como resultado de la carga aplicada por la construcción de un edificio o un terraplén, se produce en el suelo un exceso de presión intersticial. Puesto que el agua no puede resistir esfuerzos cortantes, el exceso de presión intersticial se disipa mediante un flujo de agua hacia el exterior. La velocidad a la cual se produce este proceso depende principalmente de la permeabilidad de la masa de suelo. La disipación del exceso de presión intersticial debida al flujo de agua hacia el exterior se denomina consolidación, proceso que tiene dos consecuencias importantes:

a. Conduce a una reducción del volumen de poros y, por tanto, a una reducción del volumen total de la masa de suelo, lo cual se manifiesta en el asentamiento de la superficie del terreno y, por consiguiente, en un asentamiento de la estructura.


9

b. Durante la disipación del exceso de presión intersticial, el esfuerzo efectivo

en la masa de suelo aumenta y por tanto incrementa su resistencia al cortante. La consolidación y la resistencia al cortante son, por tanto, procesos que se relacionan mutuamente.

De lo anterior se deduce que cuando un suelo se consolida se produce una disminución de la relación de vacios acompañada por un incremento del esfuerzo efectivo. Con el fin de establecer la relación entre la presión aplicada a un suelo y su reducción de volumen, y entre esta deformación y el tiempo necesario, para que se verifique, se recurre en el laboratorio a la prueba de consolidación unidimensional, originalmente ideada por el Dr. Karl von Terzaghi, a quien se debe la teoría de la consolidación.

OBJETIVO El objetico la pueba de consolidacion unidimensional es determinar el decremento de volumen y la velocidad con que este decremento se produce, en un especimen de suelo, confiando lateralmente y sujeto a una carga axial. Durante la prueba se aplica una serie de incrementos crecientes de carga axial y, por efectos de estos, el agua tiende a salir del especimen a traves de piedras porosas colocadas en sus caras. El cambio de volumen se mide con un micrometro montado en un puente fijo y conectado a la placa de carga sobre la piedra porosa superior.

EQUIPO. Consolidometro Micrometro con lectura de 0.01 mm Equipos de carga Muetra de suelo inalterada Cronometro de bolsillo Equipo necesario para el moldeo de la muetra. Anillo de consolidacion Piedras porosas


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PRODEDIMIENTO

1. Obtener una muetra de suelo inalterada a una profundidad minima de 1.20m de 20x20x20 cms. ( ver imagen 1)

Imagen 1 Obtencion de la muestra de suelo inalterada.

2. Determinese el peso propio del anillo para confinar la muestra, su espesor, su diametro y su area.

𝑤𝑎𝑛𝑖𝑙𝑙𝑜 = 409.8 𝑔𝑟

Ø = 8 𝑐𝑚

𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 = 2 𝑐𝑚

𝐴 = 𝜋 Ø2

4=

𝜋(8 𝑐𝑚)2

4= 50.265 𝑐𝑚2

3. Moldee cuidadosamente la muetra de dentro del anillo de consolidacion. (

ver imagen 2)

Imagen 2 muestra siendo moldeada por el anillo de consolidacion.


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4. Retirese la porcion de la muestra que sobresalga por la cara superior del

anillo, hasta lograr una superficie continua a nivel; para esto puede usarse una segueta de alambre, en muestras suaves, o un cuchillo para muestras mas duras. ( ver imagen 3)

Imagen 3 muestra de suelo nivelada.

5. Pesar un vidrio de reloj

𝑊𝑣𝑖𝑑𝑟𝑖𝑜 = 100.6 𝑔𝑟

6. Coloquese sobre el vidrio de reloj el anillo con la muestra, y usando una balanza, pesese el conjunto de muestra, anillo y vidrio. ( ver imagen 4)

𝑤𝑉+𝐴+𝑀 = 693.200 𝑔𝑟

imagen 4 muestra de suelo siendo pesada.


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7. Pesar dos piedras porosas, luego pesarlas saturadas.

Piedra porosa seca

1 141.4 gr

2 140.9 gr

8. Retisere con cuidado el vidrio de reloj, y centrese cuidadosamente las

piedras pososas ligeramente humedas sobre cada cara de la muestra. Presionar suavemente contra la muestra, a fin de lograr que se adhieran. Asegure de que las piedras porosas entren en el anillo de forma que el ensayo pueda avanzar satisfactoriamente.

9. Coloquese con cuidado el anillo en la cazuela del consolidometro, cuidando que el anillo ya no sufra ningun movimiento, una vez colocado. ( ver imagen 5)

Imagen 5 muestra colocada en la cazuela de consolidación.

Piedra porosa saturadas

1 158.9 gr

2 158.5 gr


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10. Coloque la cazuela en el consolido metro, nivele el aparato y ajuste el

micrómetro. Llenar con agua la cazuela a la mitad de la piedra. Dejar la

muestra preparada 24 horas por si existiese una expansión. ( ver imagen 6)

Imagen 6 muestra preparada para realizar la prueba de consolidación

11. Pasado las 24 horas verificar que el micrómetro siga en cero.

12. Se empieza a cargar la muestra con diferentes tipos de carga: 135, 256,

502, 1005, 1770, 3280, 6850 y 13400 grs.

13. Para cada incremento de carga se debe hacer lecturas del micrómetro a

diferentes tiempos: 15, 30 y 45 segundos; 1, 2, 4, 8, 15 y 30 minutos; 1, 2,

4, 8 y 24 horas.

14. Después de pasar las 24 horas de la última carga, empieza la descarga a

cada 30 min hasta quitarse la última placa.

15. Se pesan el vidrio de reloj, el anillo, la muestra y las piedras porosas y

después se ponen al horno por 24 horas

𝑊𝑉+𝐴+𝑀+𝑃𝑃 = 1016.3 𝑔𝑟


14

16. Después de las 24 horas se saca del horno y nuevamente se vuelve a

pesar. ( ver imagen 7)

𝑊𝑉+𝐴+𝑀+𝑃𝑃 = 942.2 𝑔𝑟

Imagen 7 muestra seca después de la prueba de consolidación.

17. Con los datos obtenidos se hacen todos los cálculos para determinar la

carga de consolidación los índices de compresión y expansión y el

coeficiente de consolidación.


15

MEMORIA DE CÁLCULOS

Tabla # 1 Lecturas del micrómetro para cada carga.

PLACA

135 gr/cm2 256 gr/cm2 502 gr/cm2 1005 gr/cm2 1770

gr/cm2 3280

gr/cm2 6850

gr/cm2 13 400 gr/cm2 TIEMPO

15 seg 1.5 7.6 21 51 88.2 138.8 211.2 279.5

30 seg 1.5 7.9 21.7 52.4 90.3 142.1 215.2 282.8

45 seg 1.5 7.9 22.1 53.3 91.4 143.5 217.1 285.5

1 min 1.5 7.9 22.4 53.9 92.3 144.2 218.3 286.1

2 min 1.5 8.9 23.3 55.1 94 146.5 221.1 289.8

4 min - 8.9 23.9 56.2 95.2 148.3 224 293.8

8 min - 8.9 24.3 57.1 96.8 149.9 226.4 297.7

15 min - 9.0 24.9 57.9 97.7 151 227.9 300.4

30 min - 9.1 25.2 58.7 98.3 152.1 229.4 302.6

1 hora - 9.2 25.8 59.1 99 153.2 230.5 303.9

2 hora - 9.8 26.4 59.8 99.9 153.8 231.7 304.8

4 hora - 10.4 26.9 60.3 100.7 154.8 232.9 305.2

8 hora - 10.5 27.3 61.1 101.1 155.4 233.3 305.8

24 hora - 10.6 27.9 61.5 101.2 156.8 239.2 306.3

Tabla # 2 Lectura del micrómetro para las descargas a cada 30 minutos.

PLACA INICIO 30 MIN

135 gr/cm2 306.6 300.0

256 gr/cm2 300.0 290.1

502 gr/cm2 290.1 280.9

1005gr/cm2 280.9 270.8

1770gr/cm2 270.8 261.1

3280 gr/cm2 261.1 251.2

6850gr/cm2 251.2 243.1

13400gr/cm2 243.1 0.0

Obtención de las lecturas finales para el tiempo de 24 horas

Altura inicial= 20 mm


16

Tabla # 3 cálculos de la altura final de la muestra de suelo.

carga lectura del micrómetro altura final

kg/cm2 mm mm

0.000 0.000 20-0.0=20

0.135 1.5x0.01=0.015 20-0.015=19.985

0.256 10.6x0.01=0.106 20-0.106=19.894

0.502 27.9x0.01=0.279 20-0.279=19.721

1.005 61.5x0.01=0.615 20-0.615=19.385

1.770 101.2x0.01=1.012 20-1.012=18.988

3.280 156.8x0.01=1.568 20-1.568=18.432

6.850 239.2x0.01=2.392 20-2.392=17.608

13.400 306.6x0.01=3.066 20-3.066=16.934

6.850 300x0.01=3.000 20-3.000=17.000

3.280 290.1x0.01=2.901 20-2.901=17.099

1.770 280.9x0.01=2.809 20-2.809=17.191

1.005 270.8x0.01=2.708 20-2.708=17.292

0.502 261.1x0.01=2.611 20-2.611=17.389

0.256 251.2x0.01=2.512 20-2.512=17.488

0.135 243.1x0.01=2.431 20-2.431=17.569

0.000 236.1x0.01=2.361 20-2.361=17.639

Calculo de las relaciones de vacios “e”

1. Se calcula la altura de sólidos Hs

𝐻𝑆 = 𝑊𝑆

𝐴 𝑥 𝑆𝑠 𝑥 𝛾=

114.4 𝑔𝑟

50.265𝑐𝑚2𝑥 2.57 𝑥 1 𝑔𝑟𝑐𝑚3

= 0.886 𝑐𝑚 = 8.856 𝑚𝑚

2. Se calcula la altura inicial de vacios Hv

𝐻𝑉 = 𝐻 − 𝐻𝑠 = 20 𝑚𝑚 − 8.856 𝑚𝑚 = 11.144 𝑚𝑚

datos

H0 2.00 cm

área 50.27 cm2

Ws 114.4 gr

Ss* 2.57


17

3. Se calcula la relación de vacío “e”

𝑒 =𝐻𝑉

𝐻𝑆=

11.144 𝑚𝑚

8.856 𝑚𝑚= 1.258

4. Se hace el mismo procedimiento para las de más alturas finales y así

obtener todas las relaciones de vacío.

Tabla # 4 Tabla de cálculo de las relaciones de vacios

carga altura final Hv e

kg/cm2 mm mm

0.000 20 11.144 1.258

0.135 19.985 11.129 1.257

0.256 19.894 11.038 1.246

0.502 19.721 10.865 1.227

1.005 19.385 10.529 1.189

1.770 18.988 10.132 1.144

3.280 18.432 9.576 1.081

6.850 17.608 8.752 0.988

13.400 16.934 8.078 0.912

6.850 17.000 8.144 0.920

3.280 17.099 8.243 0.931

1.770 17.191 8.335 0.941

1.005 17.292 8.436 0.953

0.502 17.389 8.533 0.964

0.256 17.488 8.632 0.975

0.135 17.569 8.713 0.984

0.000 17.639 8.783 0.992

* El cálculo de la gravedad específica Ss se encuentra en el Anexo B


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Con la tabla # 4 se procede hacer la grafica e-log σ' (grafica # 1)

Con la grafica realizada se procede a calcular la presión de pre consolidación σ'c

mediante el método de Casagrande

Procedimiento:

1) Por observación visual, se establece un punto a en donde la grafica e-log

σ' tenga un radio de curvatura mínimo. (grafica # 2)

2) Dibuje una línea horizontal ab. (grafica # 3)

3) Dibuje la línea ac tangente en a (grafica # 4)

4) Dibuje la línea ad, que es la bisectriz del ángulo bac (grafica # 4)

5) Proyecte la porción recta gh de la grafica e-log σ' hacia atrás para

intersecar ad en f; la abscisa del punto f es la presión de preconsolidacion

σ'c. (grafica # 5)


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GRAFICA e-log σ'

GRAFICA # 1 RELACION DE VACIOS-LOG ESFUERZO

0.850

0.900

0.950

1.000

1.050

1.100

1.150

1.200

1.250

1.300

0.100 1.000 10.000 100.000

REL

AC

ION

DE

VA

CIO

PRESION σ' (Kg/cm2)


20

Paso 1) Por observación visual, se establece un punto a en donde la grafica e-log

σ' tenga un radio de curvatura mínimo.

Grafica # 2 RADIO DE CURVATURA MINIMA.

0.850

0.900

0.950

1.000

1.050

1.100

1.150

1.200

1.250

1.300

0.100 1.000 10.000 100.000

REL

AC

ION

DE

VA

CIO


a


21

Paso 2) Dibuje una línea horizontal ab.

Grafica # 3 PASO 2 DEL METODO DE CASA GRANDE.

0.850

0.900

0.950

1.000

1.050

1.100

1.150

1.200

1.250

1.300

0.100 1.000 10.000 100.000

REL

AC

ION

DE

VA

CIO


a b


22

Paso 3 y 4) Dibuje la línea ac tangente en a y Dibuje la línea ad, que es la

bisectriz del ángulo bac.

Grafica # 4 TANGENTE Y ANGULO BISECTRIZ

0.850

0.900

0.950

1.000

1.050

1.100

1.150

1.200

1.250

1.300

0.100 1.000 10.000 100.000

REL

AC

ION

DE

VA

CIO


a b

c

d


23

Paso 5) Proyecte la porción recta gh de la grafica e-log σ' hacia atrás para

intersecar ad en f; la abscisa del punto f es la presión de preconsolidacion σ'c.

Grafica # 5 CARGA DE PRECONSOLIDACION.

0.850

0.900

0.950

1.000

1.050

1.100

1.150

1.200

1.250

1.300

0.100 1.000 10.000 100.000

REL

AC

ION

DE

VA

CIO


a b

c

d

h

g

f

σ'c = 1.6 kg/cm2


24

Calculo de los índices de compresión y expansión

Grafica # 6 INDICE DE COMPRESION Y EXPANSION.

INDICE DE COMPRESION INDICE DE EXPANSIÓN

PUNTO σ' e A 3.280 1.081

B 6.850 0.988

𝐶𝐶 = 𝛥𝑒

log 𝜎 ′𝐵 − log 𝜎 ′𝐴 𝐶𝑆 =

𝛥𝑒

log 𝜎 ′𝐶 − log 𝜎 ′𝐷

𝐶𝐶 =1.081 − 0.988

log 6.850 − log 3.280 𝐶𝑆 =

0.931 − 0.920

log 6.850 − log 3.280

𝐶𝐶 = 0.291 𝐶𝑆 = 0.034

0.850

0.900

0.950

1.000

1.050

1.100

1.150

1.200

1.250

1.300

0.100 1.000 10.000 100.000

REL

AC

ION

DE

VA

CIO


A

DC

B

PUNTO σ' e D 3.280 0.931

C 6.850 0.920


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CALCULO DEL COEFICIENTE DE CONSOLIDACIÓN Cv

Método del logaritmo del tiempo

Paso 1

Extienda las porciones de linea recta de las consolidaciones primaria y secundaria

hasta que se intersequen en A. La ordenada de A es representada por d100 es

decir, la deformacion al final del 100% de consolidacion primaria.

Paso 2

La porcion curva inicial de la grafica de deformacion versus log t es

aproximadamente a una parabola sobre la escala natural. Seleccione tiempos t1 y

t2 sobre la porcion curva tal que t2= 4t1. Haga la diferencia de la dedormacion del

especimen durante el tiempo ( t2 – t1) igual a 𝑥.

Paso 3

Dibuje una línea horizontal D E tal que la distancia vertical BD es igual a 𝑥. la

deformación correspondiente a la línea D E es d0 (es decir, la deformación para

0% de consolidación).

Paso 4

La ordenada del punto F sobre la curva de consolidacion representa la

deformacion a 50 % de consolidacion primaria y su abscisa representa el tiempo

correspondiente ( t50).

Paso 5

Para un grado de consolidacion promedio del 50%, Tv= 0.197

𝐶𝑉 =0.197𝐻𝑑𝑟

2

𝑡50

Donde Hdr = trayectoria de drenaje promedio mas larga durante la consolidacion.


26

Para la placa 3280 gr/cm2

TABLA # 5 deformación para la placa 3280 gr.

PLACA 3280 gr

TIEMPOS LEC MICRO DEFORMACION

min mm mm

0.0 1.022 10.122

0.3 1.388 9.756

0.5 1.421 9.723

0.8 1.435 9.709

1.0 1.442 9.702

2.0 1.465 9.679

4.0 1.483 9.661

8.0 1.499 9.645

15.0 1.51 9.634

30.0 1.521 9.623

60.0 1.532 9.612

120.0 1.538 9.606

240.0 1.548 9.596

480.0 1.554 9.590

1440.0 1.568 9.576

t1 t2= 4 t1 d1 d2 x= d1 - d2 d 0= d1 + x d 100 d50 =(d0 +d100)/2

0.5 2 9.723 9.679 0.044 9.767 9.604 9.686

Hf df Hdr CV

mm2/min

8.783 9.576 4.446 3.229


27

Grafica # 7 método del logaritmo del tiempo para la 3280 gr

9.550

9.600

9.650

9.700

9.750

9.800

9.850

9.900

0.1 1.0 10.0 100.0 1000.0 10000.0

DEF

OR

MA

CIO

N m

m

TIEMPO min

COEFICIENTE DE CONSOLIDACIONPLACA 3280 gr

Ad100=9.604

t1=0

.5

t2=

2

X

X

d 0 = 9.767

d50=9.686

t50

=1.2


28



PLACA 6850 gr


min mm mm

0.0 1.568 9.576

0.3 2.112 9.032

0.5 2.152 8.992

0.8 2.171 8.973

1.0 2.183 8.961

2.0 2.211 8.933

4.0 2.24 8.904

8.0 2.264 8.880

15.0 2.279 8.865

30.0 2.294 8.850

60.0 2.305 8.839

120.0 2.327 8.817

240.0 2.349 8.795

480.0 2.363 8.781

1440.0 2.392 8.752


0.5 2 8.992 8.933 0.059 9.051 8.843 8.947

Hf df Hdr CV

mm2/min

8.783 8.752 4.489 3.038


29

Grafica # 8 método del logaritmo del tiempo para la 6850 gr

8.710

8.760

8.810

8.860

8.910

8.960

9.010

9.060

0.1 1.0 10.0 100.0 1000.0 10000.0

DEF

OR

MA

CIO

N m

m

TIEMPO min


A

X

X

d100=8.843

d 0 = 9.051

t1=0

.5

t2=

2

t50

=1.3

d50=8.947


30



PLACA 13400 gr


min mm mm

0.0 2.392 8.749

0.3 2.795 8.346

0.5 2.828 8.313

0.8 2.845 8.296

1.0 2.861 8.280

2.0 2.898 8.243

4.0 2.938 8.203

8.0 2.977 8.164

15.0 3.004 8.137

30.0 3.026 8.115

60.0 3.039 8.102

120.0 3.048 8.093

240.0 3.052 8.089

480.0 3.058 8.083

1440.0 3.063 8.078


0.5 2 8.313 8.243 0.07 8.383 8.117 8.250

Hf df Hdr CV

mm2/min

8.783 8.078 4.478 2.183


31

Grafica # 9 método del logaritmo del tiempo para la placa 13400 gr

8.050

8.100

8.150

8.200

8.250

8.300

8.350

8.400

0.1 1.0 10.0 100.0 1000.0 10000.0

DEF

OR

MA

CIO

N m

m

TIEMPO min


A

d 0 = 8.383

d100=8..117

X

Xd50=8.250

t1=

0.5

t2=

2

t50

=1

.8


32

CONCLUSIONES.

En esta práctica de consolidación unidimensional se aprendió el procedimiento

para poder llevar a cabo esta prueba para cualquier tipo de suelo. Además se

llevo a practica toda la teoría de consolidación realizando así cada uno de los

cálculos expuestos en clase a una muestra de suelo real.


33

3.2 PRACTICA # 2

COMPRESIÓN TRIAXIAL RÁPIDA.

INTRODUCCIÓN

La resistencia al corte de un suelo determina factores tales como la estabilidad de

un talud, la capacidad de carga admisible para una cimentación y el empuje de un

suelo contra un muro de contención. El conocimiento de la resistencia al corte es

requisito indispensable para cualquier análisis relacionado con la estabilidad de

una masa de suelo.

La resistencia cortante de una masa de suelo es la resistencia interna por área

unitaria que la masa de suelo ofrece para resistir la falla y el deslizamiento a lo

largo de cualquier plano dentro de el. Los ingenieros deben entender la naturaleza

de la resistencia cortante para analizar los problemas de la estabilidad del suelo,

tales como la capacidad de carga, estabilidad de taludes y la presión lateral sobre

estructuras de retención de tierras.

OBJETIVO

Las pruebas de compresión triaxial se realizan con el propósito de determinar las

características de esfuerzo-deformación y resistencia de los suelo sujetos a

esfuerzos cortantes, producidos cuando varían los esfuerzos principales que

actúan sobre un espécimen cilíndrico del suelo de que se trate.

EQUIPO Y MATERIALES. Muetras de suelo inalterada Maquina de compresion Camara triaxil Equipo para tallar la muetra


34

PROCEDIMIENTO

1. De una muetra de suelo inalterada se procede a formar tres cilindros de

aprocimadamente 5 cm de diametro y 10 cm de largo.(ver imagen # 8)

Imagen # 8 formación de los cilindros.

2. Los cilindros formados se envuelven en un plástico transparente, de

manera la muestra no pierda humedad. (ver imagen # 9)

Imagen # 9 cilindros envueltos en plástico

transparente.


35

3. Con el equipo necesario s procede a darle las medidas aproximadas

correctas a los cilindros. Ø= 3.5 cm y h= 8.6 cm. (ver imagen # 10)

Imagen # 10 detalla miento de los cilindros a las medidas correctas.


36

4. Se procede se medir los diámetros de cada cilindro en la parte superior

media e inferior. Calculando a su vez el área para cada diámetro y con el

peso del cilindro se procede a calcular su peso volumétrico 𝛾.

Tabla # 8 cálculos de área volumen y peso especifico.

DATOS Y CÁLCULOS DEL CILINDRO # 1

ALTURA (cm) NO.

DIAMETRO (cm)

AREAS (cm^2)

VOLUMEN PROMEDIO

(cm^3) PESO (grs)

𝜸 m

(kg/cm^3)

8.600

3.400 9.079

76.573 137.100 1.790 3.300 8.553

3.400 9.079

PROMEDIO 3.367 8.904


ALTURA (cm) NO.

DIAMETRO (cm)

AREAS (cm^2)

VOLUMEN PROMEDIO

(cm^3) PESO (grs)

𝜸 m

(kg/cm^3)

8.600

3.400 9.079

79.635 137.100 1.722 3.400 9.079

3.500 9.621



ALTURA (cm) NO.

DIAMETRO (cm)

AREAS (cm^2)

VOLUMEN PROMEDIO

(cm^3) PESO (grs)

𝜸 m

(kg/cm^3)

8.600

3.500 9.621

79.635 137.100 1.722 3.400 9.079

3.400 9.079



37

5. Ya pesados y medidos los cilindros se procede a realizar la prueba de

compresión triaxial rápida para esfuerzos de confinamiento de 0.5, 1 y 2 𝑘𝑔

𝑐𝑚2

6. Se procede a tomar las correspondientes lecturas.

Tabla # 9 lecturas carga-deformación.

CILINDRO # 2

CILINDRO # 3

CILINDRO # 1

σ = 0.5 kg/cm2

σ = 1.0 kg/cm2

σ = 2.0 kg/cm2

DEFORMACION CARGA

DEFORMACION CARGA

DEFORMACION CARGA

0 0.00

0 0.00

0 0.00

10 1.70

10 2.20

10 2.90

20 3.50

20 3.90

20 4.40

30 5.10

30 5.20

30 6.30

40 6.60

40 5.80

40 7.80

50 7.60

50 7.10

50 9.40

60 8.60

60 7.60

60 10.50

70 9.70

70 8.90

70 12.00

80 10.50

80 9.50

80 12.90

90 11.50

90 10.00

90 13.50

100 12.30

100 10.70

100 14.10

110 12.80

110 11.40

110 14.60

120 13.60

120 12.20

120 15.00

130 14.00

130 12.60

130 15.40

140 14.10

140 13.40

140 15.90

150 14.10

150 13.90

150 16.40

160 14.10

160 14.20

160 16.70

170 14.60

170 16.90

180 14.90

180 17.10

190 15.30

190 17.20

200 15.50

200 17.70

210 15.70

210 17.90

220 15.70

220 18.00

230 15.70

230 18.20

240 18.40

250 18.40

260 18.40


38

7. Se procede a realizar la memoria de cálculos.

Tabla # 10 cálculo de las humedades.

No CILINDRO Wm Ws Ww %w

1 141.94 118.66 23.28 19.619

2 161.51 135.80 25.71 18.932

3 159.20 134.00 25.20 18.806


CILINDRO # 2

Tabla # 11 cálculos de los esfuerzos cilindro 2

CÁLCULOS DEL CILINDRO # 2

Lectura del micrometro

Carga en kg. Lectura de

extensometro Deformacion

unitaria 1-def.

unitaria Área

corregida Esfuerzo

(-) (Kg) (mm) (%) (%) (cm2) (Kg/cm2)

10 1.70 0.25 0.295 0.997 9.287 0.183

20 3.50 0.51 0.591 0.994 9.315 0.376

30 5.10 0.76 0.886 0.991 9.343 0.546

40 6.60 1.02 1.181 0.988 9.371 0.704

50 7.60 1.27 1.477 0.985 9.399 0.809

60 8.60 1.52 1.772 0.982 9.427 0.912

70 9.70 1.78 2.067 0.979 9.455 1.026

80 10.50 2.03 2.363 0.976 9.484 1.107

90 11.50 2.29 2.658 0.973 9.513 1.209

100 12.30 2.54 2.953 0.970 9.542 1.289

110 12.80 2.79 3.249 0.968 9.571 1.337

120 13.60 3.05 3.544 0.965 9.600 1.417

130 14.00 3.30 3.840 0.962 9.630 1.454

140 14.10 3.56 4.135 0.959 9.659 1.460

150 14.10 3.81 4.430 0.956 9.689 1.455

160 14.10 4.06 4.726 0.953 9.719 1.451


39

CILINDRO # 3






unitaria 1-def.

unitaria Área

corregida Esfuerzo

(-) (Kg) (mm) (%) (%) (cm2) (Kg/cm2)

10 2.20 0.254 0.295 0.997 9.287 0.237

20 3.90 0.508 0.591 0.994 9.315 0.419

30 5.20 0.762 0.886 0.991 9.343 0.557

40 5.80 1.016 1.181 0.988 9.371 0.619

50 7.10 1.270 1.477 0.985 9.399 0.755

60 7.60 1.524 1.772 0.982 9.427 0.806

70 8.90 1.778 2.067 0.979 9.455 0.941

80 9.50 2.032 2.363 0.976 9.484 1.002

90 10.00 2.286 2.658 0.973 9.513 1.051

100 10.70 2.540 2.953 0.970 9.542 1.121

110 11.40 2.794 3.249 0.968 9.571 1.191

120 12.20 3.048 3.544 0.965 9.600 1.271

130 12.60 3.302 3.840 0.962 9.630 1.308

140 13.40 3.556 4.135 0.959 9.659 1.387

150 13.90 3.810 4.430 0.956 9.689 1.435

160 14.20 4.064 4.726 0.953 9.719 1.461

170 14.60 4.318 5.021 0.950 9.749 1.498

180 14.90 4.572 5.316 0.947 9.780 1.524

190 15.30 4.826 5.612 0.944 9.810 1.560

200 15.50 5.080 5.907 0.941 9.841 1.575

210 15.70 5.334 6.202 0.938 9.872 1.590

220 15.70 5.588 6.498 0.935 9.903 1.585

230 15.70 5.842 6.793 0.932 9.935 1.580


40

CILINDRO # 1






unitaria 1-def.

unitaria Área

corregida Esfuerzo

(-) (Kg) (mm) (%) (%) (cm2) (Kg/cm2)

10 2.90 0.254 0.295 0.997 8.930 0.325

20 4.40 0.508 0.591 0.994 8.957 0.491

30 6.30 0.762 0.886 0.991 8.983 0.701

40 7.80 1.016 1.181 0.988 9.010 0.866

50 9.40 1.270 1.477 0.985 9.037 1.040

60 10.50 1.524 1.772 0.982 9.064 1.158

70 12.00 1.778 2.067 0.979 9.092 1.320

80 12.90 2.032 2.363 0.976 9.119 1.415

90 13.50 2.286 2.658 0.973 9.147 1.476

100 14.10 2.540 2.953 0.970 9.175 1.537

110 14.60 2.794 3.249 0.968 9.203 1.586

120 15.00 3.048 3.544 0.965 9.231 1.625

130 15.40 3.302 3.840 0.962 9.259 1.663

140 15.90 3.556 4.135 0.959 9.288 1.712

150 16.40 3.810 4.430 0.956 9.317 1.760

160 16.70 4.064 4.726 0.953 9.345 1.787

170 16.90 4.318 5.021 0.950 9.375 1.803

180 17.10 4.572 5.316 0.947 9.404 1.818

190 17.20 4.826 5.612 0.944 9.433 1.823

200 17.70 5.080 5.907 0.941 9.463 1.870

210 17.90 5.334 6.202 0.938 9.493 1.886

220 18.00 5.588 6.498 0.935 9.523 1.890

230 18.20 5.842 6.793 0.932 9.553 1.905

240 18.40 6.096 7.088 0.929 9.583 1.920

250 18.40 6.350 7.384 0.926 9.614 1.914

260 18.40 6.604 7.679 0.923 9.644 1.908


41

Resumen de datos.

Unidades de esfuerzo kg/cm2

PRUEBA 1

𝜎 = 1.460

𝜎3 = 0.5

𝜎1 = 1.460 + 0.5 = 1.960

𝜎1 = 𝜎3 tan(45 +Ø

2)

2

+ 2𝐶 tan(45 +Ø

2)

1.460 = 0.5 tan(45 +Ø

2)

2

+ 2𝐶 tan(45 +Ø

2) 𝐸𝐶𝑈𝐴𝐶𝐼𝑂𝑁 # 1

PRUEBA 2

𝜎 = 1.590

𝜎3 = 1.0

𝜎1 = 1.590 + 1.0 = 2.590

𝜎1 = 𝜎3 tan(45 +Ø

2)

2

+ 2𝐶 tan(45 +Ø

2)

2.590 = 1 tan(45 +Ø

2)

2

+ 2𝐶 tan(45 +Ø


PRUEBA 2

𝜎 = 1.920

𝜎3 = 2.0

𝜎1 = 1.920 + 2.0 = 3.920

𝜎1 = 𝜎3 tan(45 +Ø

2)

2

+ 2𝐶 tan(45 +Ø

2)

3.920 = 2 tan(45 +Ø

2)

2

+ 2𝐶 tan(45 +Ø



42

De las tres ecuaciones obtenidas se procede a calcular los parámetros de la

resistencia cortante del suelo.

Solución de las ecuaciones.

C=0.547

Ø = 8.130°

PRUEBA σ1 σ3 σ PROM σ

1 1.960 0.500 1.230 1.460

2 2.590 1.000 1.795 1.590

3 3.920 2.000 2.960 1.920

Grafica # 10 circulo de Mhor.

0.0000

1.0000

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000

ESFU

ERZO

CO

RTA

NTE

τ (

kg/c

m2

)

ESFUERZO NORMAL σ (kg/cm2)

C=0.547

Ø=8.130°


43

CONCLUSIONES.

En esta práctica de compresión triaxial rápida se aprendió el procedimiento para

poder llevar a cabo esta prueba para cualquier tipo de suelo. Además se llevo a

practica toda la teoría de mhor- coulomb realizando así cada uno de los cálculos

expuestos en clase a una muestra de suelo real.


44

3.3 PRACTICA # 3

COMPRESIÓN SIMPLE.

INTRODUCCIÓN

La prueba de compresión simple es la más usada en los laboratorios de mecánica

de suelos para los trabajos de rutina. Esta prueba tiene la ventaja de ser de fácil

realización y de exigir equipo relativamente sencillo, en comparación con las

pruebas triaxiales. Sin embargo, una correcta interpretación de sus resultados es

más difícil que en el caso de las pruebas triaxiales, se desea ir al fondo de los

mecanismos de la falla que tiene lugar; por el contrario, los resultados de la

prueba son de fácil aplicación a los trabajos de rutina, por lo menos en apariencia,

pero es recomendable que las conclusiones que se deriven de esta prueba vayan

siempre sancionadas por un especialista.

OBJETIVO

Determinar los esfuerzos a carga axial de una muestra de suelo y calculas sus

deformación, así como realizar la grafica esfuerzo deformación.

EQUIPO Y MATERIALES. Muetras de suelo inalterada Maquina de compresion Camara triaxil Equipo para tallar la muetra


45

PROCEDIMIENTO 1. De una muetra de suelo inalterada se procede a formar tres cilindros de

aprocimadamente 5 cm de diametro y 10 cm de largo. (ver imagen # 11)

Imagen # 11 detalla miento de los cilindros a las medidas correctas.

2. Los cilindros formados se envuelven en un plástico transparente, de

manera la muestra no pierda humedad. (ver imagen # 12)

Imagen # 12 cilindros cubiertos con papel

transparente.


46

3. Con el equipo necesario s procede a darle las medidas aproximadas

correctas a los cilindros. Ø= 3.5 cm y h= 9 cm. (ver imagen # 13)

Imagen # 13 detalla miento de los cilindros a las medidas requeridas para la

prueba.


47

4. Se procede se medir los diámetros de cada cilindro en la parte superior

media e inferior. Calculando a su vez el área para cada diámetro y con el

peso del cilindro se procede a calcular su peso volumétrico 𝛾.

Tabla # 14 cálculos del área, volumen y peso especifico.


ALTURA (cm)

NO. DIAMETRO

(cm)

AREAS (cm^2)

VOLUMEN PROMEDIO

(cm^3) PESO (grs)

𝜸 m

(kg/cm^3)

9.000

3.400 9.079

83.339 161.180 1.934 3.500 9.621

3.400 9.079



ALTURA (cm)

NO. DIAMETRO

(cm)

AREAS (cm^2)

VOLUMEN PROMEDIO

(cm^3) PESO (grs)

𝜸 m

(kg/cm^3)

9.000

3.500 9.621

89.936 175.640 1.953 3.600 10.179

3.600 10.179



ALTURA (cm)

NO. DIAMETRO

(cm)

AREAS (cm^2)

VOLUMEN PROMEDIO

(cm^3) PESO (grs)

𝜸 m

(kg/cm^3)

9.000

3.600 10.179

88.263 175.460 1.988 3.500 9.621

3.500 9.621



48

5. Ya pesados y medidos los cilindros se procede a realizar la prueba de

compresión triaxial rápida para esfuerzos de confinamiento de 0.5, 1 y 2 𝑘𝑔

𝑐𝑚2

6. Se procede a tomar las correspondientes lecturas.

Tabla # 15 lecturas carga- deformación.

CILINDRO # 5

CILINDRO # 4

CILINDRO # 6

DEFORMACION CARGA

DEFORMACION CARGA

DEFORMACION CARGA

0 0

0 0

0 0

10 1

10 8

10 8

20 3.5

20 10

20 10.1

30 6.5

30 11

30 12

40 9.5

40 12

40 13

50 12

50 13

50 14

60 12

60 13.1

60 15.1

70 12

70 13.1

70 15.4

80 13.1

80 16

90 16.6

100 17

110 17

120 17

7. Se procede a realizar la memoria de cálculos.

Tabla # 16 cálculo de las humedades

No CILINDRO

Wm Ws Ww %w

4 161.18 135.11 26.07 19.295

5 175.64 151.87 23.77 15.652

6 175.46 145.54 29.92 20.558


49


CILINDRO # 5

Tabla # 17 cálculo de los esfuerzos cilindro 5





unitaria 1-def.

unitaria Área

corregida Esfuerzo

(-) (Kg) (mm) (%) (%) (cm2) (Kg/cm2)

10 1 0.245 0.272 0.997 10.020 0.100

20 3.5 0.490 0.544 0.995 10.048 0.348

30 6.5 0.735 0.817 0.992 10.075 0.645

40 9.5 0.980 1.089 0.989 10.103 0.940

50 12 1.225 1.361 0.986 10.131 1.185

60 12 1.470 1.633 0.984 10.159 1.181

70 12 1.715 1.906 0.981 10.187 1.178

Grafica # 11 esfuerzo deformación C 5

0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500

ESFU

ERZO

σ(k

g/cm

2)

DEFORMACION UNITARIA

GRAFICA ESFUERZO-DEFORMACION


50

CILINDRO # 4






unitaria 1-def.

unitaria Área

corregida Esfuerzo

(-) (Kg) (mm) (%) (%) (cm2) (Kg/cm2)

10 8 0.245 0.272 0.997 9.285 0.862

20 10 0.490 0.544 0.995 9.311 1.074

30 11 0.735 0.817 0.992 9.336 1.178

40 12 0.980 1.089 0.989 9.362 1.282

50 13 1.225 1.361 0.986 9.388 1.385

60 13.1 1.470 1.633 0.984 9.414 1.392

70 13.1 1.715 1.906 0.981 9.440 1.388

80 13.1 1.960 2.178 0.978 9.466 1.384


0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.600

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500

ESFU

ERZO

σ (

kg/c

m2

)




51

CILINDRO # 6






unitaria 1-def.

unitaria Área

corregida Esfuerzo

(-) (Kg) (mm) (%) (%) (cm2) (Kg/cm2)

10 8 0.245 0.272 0.997 9.834 0.814

20 10.1 0.490 0.544 0.995 9.311 1.085

30 12 0.735 0.817 0.992 9.336 1.285

40 13 0.980 1.089 0.989 9.362 1.389

50 14 1.225 1.361 0.986 9.388 1.491

60 15.1 1.470 1.633 0.984 9.414 1.604

70 15.4 1.715 1.906 0.981 9.440 1.631

80 16 1.960 2.178 0.978 9.466 1.690

90 16.6 2.205 2.450 0.976 9.492 1.749

100 17 2.450 2.722 0.973 9.519 1.786

110 17 2.695 2.994 0.970 9.546 1.781

120 17 2.940 3.267 0.967 9.573 1.776


0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

2.000

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500

ESFU

ERZO

σ (

kg/c

m2

)




52

CONCLUSIONES.

En esta práctica de compresión simple se aprendió el procedimiento para poder

llevar a cabo esta prueba para cualquier tipo de suelo. Además se llevo a práctica

toda la teoría de compresión simple realizando así cada uno de los cálculos

expuestos en clase a una muestra de suelo real.


53

4. Anexos


54

4.1 ANEXO A

“DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN SUELO.”

OBJETIVO:

El objetivo de la práctica es determinar el grado de humedad de la muestra de

suelo.

INTRODUCCIÓN:

La importancia del contenido de agua que presenta un suelo representa junto con

la cantidad de aire, una de las características más importantes para explicar el

comportamiento de este.

Materiales:

Balanza

Capsula de aluminio

Segueta

Horno de secado

Residuos del prisma de arcilla.

PROCEDIMIENTO:

1. Se pesa la capsula metálica.

𝑊𝐶 = 55.8 𝑔𝑟

2. Con los residuos que quedaron para preparar los cilindros para la prueba

de compresión simple y triaxial, se colocan en la capsula para después

pesarlo.

𝑊𝐶+𝑚 = 167.7 𝑔𝑟

3. Se calcula el peso de la muestra.

𝑊𝑚 = 𝑊𝑐 + 𝑊𝑚 − 𝑊𝑐 = 167.7 − 55.8 = 111.90𝑔𝑟


55

4. Se seca la muestra en el horno a 100°c durante 24 horas y al sacarla del

horno se pesa de nuevo la muestra. (ver imagen # 14)

Imagen # 14 peso seco de la muestra

𝑊𝐶 + 𝑊𝑆 = 149.5 𝑔𝑟

𝑊𝑚𝑠 = 𝑊𝑐 + 𝑊𝑠 − 𝑊𝑐 = 149.5𝑔𝑟 − 55.8 𝑔𝑟 = 93.70𝑔𝑟

5. Se calcula el peso húmedo de la muestra de suelo (Ww)

Wm = Ww+Wms donde Ww = Wm - Wms

𝑊𝑤 = 111.90𝑔𝑟 − 93.70 𝑔𝑟 = 18.20 𝑔𝑟.

6. Con los datos obtenidos se calcula el contenido de humedad (w %)

𝑤 % =𝑊𝑤

𝑊𝑠 𝑥 100 =

18.20 𝑔𝑟

93.70 𝑔𝑟 𝑥 100 = 19.424 %


56

4.2 ANEXO B

“DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECIFICO RELATIVO DE LOS SÓLIDOS DE

UN SUELO.”

OBJETIVO:

Determinar el peso específico relativo de la muestra de un suelo.

INTRODUCCIÓN:

El peso específico relativo de sólidos se puede definir como la relación que existe

entre el peso específico del suelo seco y el peso especifico del agua a cierta

temperatura.

Generalmente la variación de la densidad de los sólidos es de 2.60 a 2.80.

El peso especifico relativo, se define como el peso especifico del suelo con

respecto al peso especifico del agua a 4°c, destilada y sujeta a presión

atmosférica.

Materiales:

Matraz calibrado con marca de aforo de 500 ml.

Muestra de tierra.

Agua.

Recipiente.

Embudo.

Balanza.

Mortero con mano.

PROCEDIMIENTO:

1. Tomamos una muestra seca y la pesamos.

𝑊𝑆 = 93.70 𝑔𝑟


57

2. Se toma un matraz con marca de aforo, se llena de agua hasta la marca de

aforo y se pesa (𝑊𝑓𝑤 ).

𝑊𝑓𝑤 = 668.5 𝑔𝑟

3. Se retira un poco de agua del matraz y con ayuda del embudo se agrega el

suelo seco. Después se llena el matraz hasta la marca de aforo, se deja

reposar 24 horas.

4. Luego transcurrido las 24 horas, lo pesamos, dicho peso, será el peso de la

muestra con agua. (ver imagen # 15)

𝑊𝑓𝑤𝑠 = 725.80 𝑔𝑟

Imagen # 15 peso de la muestra con agua.

5. Con los datos obtenidos se calcula el peso específico relativo del sólido.

𝑆𝑠 =𝑊𝑠

𝑊𝑓𝑤 + 𝑊𝑠 − 𝑊𝑓𝑤𝑠 =

93.70 𝑔𝑟

668.5 𝑔𝑟 + 93.70 𝑔𝑟 − 725.80 𝑔𝑟

𝑆𝑠 = 2.57


58

4.3 ANEXO C

“ANÁLISIS POR MALLAS PARA LA DETERMINACIÓN DE LA DISTRIBUCIÓN

DE TAMAÑO DE LAS PARTÍCULAS DE UN SUELO, GRANULOMETRÍA.”

OBJETIVO:

Determinar la relación entres os tamaños de las partículas solidas que lo

constituyen y el porciento del peso total que representa cada porción de un mismo

tamaño.

INTRODUCCIÓN:

Se denomina granulometría, a la medición y graduación que se lleva a acabo de

los granos de una formación sedimentaria, de los materiales sedimentarios, así

como de los suelos, con fines de análisis, tanto de su origen como de sus

propiedades mecánicas, y el cálculo de la abundancia de los correspondientes a

cada uno de los tamaños previstos por una escala granulométrica.

Materiales:

Balanza.

Juego de mallas.

Charola.

Cucharon de lámina.

Material de suelo.

Recipiente.

PROCEDIMIENTO:

1. Pesar 200 kg de material de suelo, se deposita en un recipiente con agua

para dejarlo reposar por 24 horas.


59

2. Después de las 24 horas se lava el material con la malla # 200, hasta que

quede limpia y se le retira el agua. (ver imagen # 16)

Imagen # 16 muestra siendo lavada.

3. Se pone a secar la muestra en el horno por 24 horas, después de las 24

horas transcurridas se deposita en las mallas ordenadas en forma

descendentes de acuerdo a la abertura # 4, 10, 20, 40, 60, 100, 200.

4. Mover las mallas durante 3 min y luego pesar lo retenido en cada malla.

(ver imagen # 17)

Imagen # 17 muestra siendo pasada por las diferentes tipos de malla.


60

5. Hacer los cálculos.

MEMORIA DE CALCULOS

Tabla # 20 cálculos de porcentaje que pasa.

PESO DE LA MUESTRA = 200 gr

MALLA ABERTURA EN

mm

RETENIDO RETENIDO ACUMULADO

% QUE PASA gr %

#4 4.76 0.00 0.00 0 100

#10 2 4.90 2.45 2.45 97.55

#20 0.84 23.70 11.85 14.30 85.7

#40 0.42 87.70 43.85 58.15 41.85

#60 0.25 40.10 20.05 78.20 21.8

#100 0.15 15.80 7.90 86.10 13.9

#200 0.075 24.40 12.20 98.30 1.7

PASA # 200 3.40

Grafica # 14 curva granulométrica

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.010.1110

% Q

UE

PA

SA

ABERTURA EN mm

CURVA GRANULOMETRICA


61

4.4 ANEXO D

“LIMITE LIQUIDO, LIMITE PLASTICO Y LIMITE DE CONTRACCION”

OBJETIVO:

Determinar el límite de plasticidad de una muestra de suelo.

INTRODUCCIÓN:

Los límites son empleados para clasificar los suelos finos y estimar la calidad

de sus propiedades mecánicas y así proveer su posible comportamiento. Con

la carta de la plasticidad se clasifican los suelos finos en función del límite

líquido y el índice plástico.

Materiales:

Muestra de suelo.

Copa de Casagrande.

Ranurador plano.

Ranurador triangular.

Espátula.

Capsula de porcelana.

6 vidrios de reloj.

Horno de secado.

Balanza franela.

Recipiente.


62

PROCEDIMIENTO:

1. de una muestra de suelo inalterada se pone a secar, se disgrega y se pasa

por la malla # 40. (ver imagen # 18)

Imagen 18 muestra siendo disgregada.

2. Colocar el material disgregado en un recipiente, un poco arriba de la tercera

parte.

3. Se humedece el material, hasta llegar a una mezcla homogénea.

4. Se deja reposar durante 24 horas en el recipiente.

5. Se coloca el material en una capsula, se le agrega agua y con una espátula

se mezcla hasta tener una mezcla suave.

6. Se pesan todos los vidrios de reloj.

7. En la copa de Casagrande se coloca una cantidad de muestra, y con la

espátula se expande hacia la izquierda y luego hacia la derecha.

8. Con la punta del ranurador se coloca en forma perpendicular a la muestra

de suelo y se hace una abertura.


63

9. Hecha la abertura se acciona la manivela del dispositivo a razón de 2

golpes/seg. Contando que a 35 golpes cierre.

10. Se coloca una parte del material de un vidrio de reloj y se pesa.

11. Los pasos se repiten, hasta que cierren a un punto arriba de 25 golpes y a

dos puntos abajo de 25 goles.

12. Se dejan en el horno 24 horas, se sacan del horno y se pesan.

CÁLCULOS.

Limite líquido

Tabla # calculo de % W

No VIDRIO W VIDRIO GOLPES WV+Wm Wv+Ws Wm Ws Ww w%

# 27 22.28 33 35.71 31.68 13.43 9.4 4.03 42.872

#32 22.38 28 35.37 31.45 12.99 9.07 3.92 43.219

#37 22.38 21 31.77 28.82 9.39 6.44 2.95 45.807

#4 22.32 17 30.21 27.7 7.89 5.38 2.51 46.654

Ajuste de curva.

n Xi Yi Xi Yi X^2 GOLPES w%

1 33 42.872 1414.787 1089 33 42.522

2 28 43.219 1210.143 784 28 43.805

3 21 45.807 961.957 441 21 45.600

4 17 46.654 793.123 289 17 46.627

Σ 99.000 178.553 4380.010 2603.000

nΣXi Yi ΣXiΣYi nΣX^2 (ΣXi)(ΣXi)

a1 -0.2565546

17520.039 17676.79 10412 9801

a0 50.9880937

Ecuación del ajuste de curva.

W% = a0-a1golpes

W%=50.988-0.257golpes


64

Grafica # 15 curva W%- golpes.

Con la ecuación del ajuste de curva se procede a calcular el límite líquido

LL=44.574

Grafica # 16 limite líquido.

42.000

42.500

43.000

43.500

44.000

44.500

45.000

45.500

46.000

46.500

47.000

0 5 10 15 20 25 30 35

w %

GOLPES

42.000

42.500

43.000

43.500

44.000

44.500

45.000

45.500

46.000

46.500

47.000

0 5 10 15 20 25 30 35

w %

GOLPES

LL=44.574


65

Limite plástico.

Tabla # 22 cálculo del LP

LIMITE PLASTICO

No VIDRIO W VIDRIO WV+Wm Wv+Ws Wm Ws Ww w%

#64 16.02 21.9 20.87 5.88 4.85 1.03 21.237

LP= 21.237

Limite de contracción.

Tabla # 23 cálculo del CL

Wb + Wm Wb+ Ws L

INICIAL B

INICIAL h

INICIAL L FINAL B FINAL h FINAL VOL

INICIAL VOL FINAL

151.72 129.5 10 2 2 8.75 1.7 1.7 40 25.2875

wi % Δw % CL

17.158 11.3610039 5.797

CL = 5.797

Grafica # 17 resumen de estados.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ESTADOS

LL= 44.574

LP= 21.237

CL= 5.707

PLATICO.

SEMI SOLIDO

SOLIDO

LIQUIDOS O SEMI LIQUIDOS.


66

5. NOMBRES DE TABLAS Y GRAFICAS.

TABLA # 1 LECTURAS DEL MICRÓMETRO PARA CADA CARGA.

TABLA # 2 LECTURAS DEL MICRÓMETRO PARA LAS DESCARGAS A CADA 30

MINUTOS.

TABLA # 3 CÁLCULOS DE LA ALTURA FINAL DE LA MUESTRA DE SUELO.

TABLA # 4 TABLA DE CÁLCULOS DE LAS RELACIONES DE VACÍO.

TABLA # 5 DEFORMACIÓN PARA LA PLACA 3280 GR.



TABLA # 8 CÁLCULOS DE ÁREA, VOLUMEN Y PESO ESPECIFICO.

TABLA # 9 LECTURAS DE CARGA DEFORMACIÓN.

TABLA # 10 CÁLCULO DE LAS HUMEDADES.

TABLA # 11 CÁLCULOS DE LOS ESFUERZOS C 2.



TABLA # 14 CÁLCULOS DE ÁREA, VOLUMEN Y PESO ESPECIFICO.

TABLA # 15 LECTURAS DE CARGA DEFORMACIÓN.

TABLA # 16 CÁLCULO DE LAS HUMEDADES.




TABLA # 20 CÁLCULOS DE % QUE PASA

TABLA # 19 CALCULO DE % W

TABLA # 19 CALCULO DE LP

TABLA # 19 CALCULO DE CL


67

GRAFICA #1 RELACIÓN DE VACIOS- LOG ESFUERZO

GRAFICA #2 RADIO DE CURVATURA MÍNIMA

GRAFICA #3 PASÓ 2 DEL MÉTODO DE CASA GRANDE

GRAFICA #4 TANGENTE Y ÁNGULO BISECTRIZ

GRAFICA #5 CARGA DE PRE CONSOLIDACIÓN

GRAFICA #6 ÍNDICE DE COMPRESIÓN Y EXPANSIÓN.

GRAFICA #7 MÉTODO DEL LOGARITMO DEL TIEMPO PARA LA PLACA 3280 GR



GRAFICA #10 CIRCULO DE MHOR.

GRAFICA #11 ESFUERZO-DEFORMACIÓN C. 5



GRAFICA #14 CURVA GRANULOMÉTRICA

GRAFICA #15 CURVA %W-GOLPES

GRAFICA #16 LIMITE LÍQUIDO

GRAFICA #17ESTADOS

practica completa geotecnia

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