Densidades Maximas y Minimas

 

UNIVERSIDAD PERUANA UNION

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E.P. INGENIERÍA DE CIVIL

INFORME

ENSAYO DE DENSIDAD MAXIMAS Y MINIMAS LAB. MECANICA DE SUELOS ALUMNA

QUISPE COILA IDELSA DANALIS DOCENTE

ING. YAMPARA TICONA RINA Juliaca, 27 de junio del 2018 2 018

 

Tabla de contenido 1. INTRODUCCION.......................................... ................................................................ ............................................ ................................. ........... 3 2. OBJETIVOS ..................... ............................................ ............................................. ............................................ ........................................ .................. 4 2.1. OBETIVOS GENERALES ........................................... .................................................................. .................................... ............. 4 2.2. OBJETIVO ESPECIFICO ...................... ............................................. .............................................. .................................... ............. 4 3. NORMATIVA............................................ ................................................................... ............................................. .................................... .............. 4 4. MARCO TEORICO ..................... ........................................... ............................................ ............................................ ............................. ....... 5 4.1. DENSIDAD MAXIMA Y MINIMA .......................................... ................................................................ ...................... 5 4.2. COMPACIDAD RELATIVA........................................... .................................................................. ................................. .......... 5 4.3. DENSIDAD EN SUELOS SUELOS...................... ............................................. .............................................. .................................... ............. 5 4.4. COMPACTACION ..................... ............................................ ............................................. ............................................ ......................... ... 6 5. MATERIALES ..................... ........................................... ............................................. ............................................. .................................... .............. 6 6. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS ......................................... ............................................................... ................................. ........... 6 7. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO ...................... ............................................ ........................................ .................. 6 7.1.

DETERMINACION DE LA DENSIDAD NATURAL .................................... .................................... 6

7.2. DETERMINACION DE LA DENSIDAD MINIMA ..................... ....................................... .................. 7 7.3. DETERMINACION DE LA DENSIDAD MAXIMA .................... ...................................... .................. 7 8. MEMORIA DE CALCULO.................... .......................................... ............................................. ........................................ ................. 8 9. CONCLUSIONES.......................................... ................................................................ ............................................ ................................. ........... 8 10. RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES ...................... ............................................ ............................................. ........................................ ................. 8 11. ANEXOS ............................................. ................................................................... ............................................ ........................................ .................. 8 12. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ...................... ............................................ ........................................ .................. 9

 

1.  INTRODUCCION

El ensayo realizado en el laboratorio de mecánica de suelos tiene como finalidad dar a conocer las densidades del suelo ya sean máximas y mínimas de un suelo seco. Se establece un procedimiento para determinar las densidades secas máximas y mínimas de suelos que pase en su totalidad por el tamiz 4.75 mm (N° 4). Karl Terzaghi expreso el grado de compactación de estos suelos en términos de la densidad (DR%), la cual se encuentra en función de las densidades mínimas y máximas relativa obtenidas en laboratorio. Como se sabe la resistencia de suelos granulares básicame básicamente nte se debe a la l a fricción, que este tiene, ya que la cohesión en estos casos es nula. Esta fricción estará en función del tamaño de partículas, grado de compacidad, angulosidad de partículas, etc. Debido a lo indicado se han planteado métodos indirectos, para la determinación de los  parámetros de resistencia resistencia al corte ddee suelos granulares granulares y que de dependen penden de otras variables, una de ellas es la determinación de la densidad relativa de los suelos; el cual nos indica que la fricción de un suelo depende de la densidad relativa del mismo. Y esta a su vez depende de la densidad natural; densidad máxima y densidad mínima del suelo, es por eso que en este ensayo realizado en el laboratorio de mecánica de suelos tiene como finalidad dar a conocer las densidades d ensidades del suelo ya sean máximas y mínimas.

 

2.

OBJETIVOS 2.1.OBETIVOS GENERALES

  Determinar la densidad natural, densidad máxima y la densidad mínima de



un suelo granular.   Determinar la densidad relativa del suelo y en base a ello calcular el ángulo de fricción en las correlaciones dadas dadas..



 



2.2.OBJETIVO ESPECIFICO

  Analizar e interpretar los resultados r esultados obtenidos.



3.  NORMATIVA

  ASTM D 1556 (DENSIDAD NATURAL DE SUELOS  –  CONO  CONO DE



ARENA)

Este método de ensayo se utiliza colocad para determinar la la densidad y contenido de agua de los suelos compactados, colocados os durante construcción de muros de contención de tierra, relleno de carretera y de relleno estructural.   ASTM D 4254 (DENSIDAD MINIMA DE SUELOS)



La densidad peso unitario de un suelo no cohesivo se puede determinar por diversos métodos en el lugar (campo), o por la medición de las dimensiones físicas y las masas de muestras de suelo de laboratorio, la densidad en su  peso unitario de de un suelo coh cohesivo esivo no nece necesariamente sariamente por si sola sola puede revelar si el suelo esta floja o densa.

  ASTM D 2424 (DENSIDAD MAXIMA DE SUELOS)



Con el propósito de determinar la l a densidad máxima de un suelo cohesivo el método se aplica a suelos que estén secos o saturados, con este fin se estableció dicha norma.

 

  4.  MARCO TEORICO 4.1.DENSIDAD MAXIMA Y MINIMA

Tiene la finalidad de determinar las densidades secas máximas y mínimas de suelos no cohesivos, no sementados, de tamaño máximo nominal hasta 80mm que contenga hasta un 12% en masa de partículas menores que 0.08mm y un IP igual o menor que 5. El método se aplica, ya que, en esta clase de suelos secos o saturados, la compactaciónn por impacto no produce una curva bien definida de relación humedadcompactació densidad. Karl Terzaghi expresó el grado de compactación de estos suelos en términos de la densidad relativa, también denominado índice de densidad (ID), la cual se encuentra en función de las densidades máximas y mínimas obtenidas en laboratorio. 4.2.COMPACIDAD RELATIVA

La compacidad relativa es usada en suelos granulares  (  = (  

)(  − )( 

 − 

) 



La definición de la compacidad relativa (o densidad relativa), implica comparar la densidad del suelo respecto a su estado más denso y más suelto posible, eso se logra comparandoo las relaciones de vacío. Si esa misma definición la llevamos a un suelo comparand de grano fino y lo hacemos respecto de lo limites plástico y líquido, recordando que en un suelo saturado la relación de vacíos es igual a la humedad por el peso especifico de las partículas solida (gamma S) y dividido por el peso unitario del agua llamado(gamma w) se llega a:  = ( (  −  )⁄( (  − ) ) 

El índice de líquidos es exactamente lo mismo, pero lo que estas observando es que cerca del LL esta la muestra; (cuando la humedad es igual al limite liquido es igual al 100%). Se puede utilizar cualquiera de las 2 expresiones, ya que, nos da la misma información. El grado de compactación puede medirse de acuerdo a la compacidad relativa, en los suelos formados por partículas gruesas como las gravas y las arenas, es muy importante conocer su estado de compacidad que se define por la “densidad relativa” o “ compacidad relativa”. Se puede calcular la densidad relativa mediante

la formula de Terzaghi, determinada en los laboratorios de mecánica de suelos.

4.3.DENSIDAD EN SUELOS

 

La densidad en suelos está relacionada con otras características de los suelos como,  por ejemplo; los suelos suelos arenos arenosos os de baja poro porosidad sidad tienen una mayor densidad (1.2 –   3 1.8 gr/cm ) que los suelos arcillosos (1.0 –  1.6  1.6 gr/cm3) los cuales tienen un mayor volumen de espacios de poros. La materia orgánica tiende a reducir la l a densidad suelo –  masa  masa debido a su propia  baja densidad densidad y a la esta estabilización bilización de la estruc estructura tura del suelo

4.4.COMPACTACION

La compactación es el termino que se utiliza para describir el proceso de densificación de un material mediante medios mecánicos, el incremento de densidad se obtiene al disminuir el contenido de aire en los vacios, en tanto se mantienen el contenido de humedad aproximadamente constante. El grado de compactación de un suelo o de un relleno se mide cuantitativamente mediante la densidad seca. La densidad seca se obtiene mediante un proceso de compactaciónn que depende de la energía utilizada durante la misma, también compactació depende del contenido de humedad. 5.  MATERIALES

En este ensayo se utilizará un suelo granular en estado alterado, que pasa en su totalidad por el tamiz 4.75mm (N°4) y que no contenga más de un 10% del material que pase por el tamiz 0.075mm (N°200) en una cantidad de 10Kg. 6.  EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

       

Molde metálico de acuerdo con la necesidad del ensayo. Cucharon y/o embudo de plástico, Regla metálica. Martillo de compactación con una base circular de 9.8 cm de diámetro, 4.5 kg. Y una altura de caída de 46 cm.   Molde patrón de compactación de 4’’.    Balanza con una precisión de 0.1 gr.   Herramientas varias (bandejas, vernier, etc).



  

  

7.  PROCEDIMIENTO RECOMENDADO 7.1.DETERMINACION DE LA DENSIDAD NATURAL

 

  La densidad natural puede ser determinado con el método de cono de arena,



la cual anteriormente ya se desarrolló en la asignatura   En caso de suelos que son muy mu y suelos se puede usar el método del volumen conocido sobre el suelo, a fin de conocer el peso que queda retenido en el molde y a la vez poder calcular la densidad natural   En caso se opte por el segundo método esta prueba debe realizarse mínimamente 5 veces y determinar su promedio





7.2.DETERMINACION DE LA DENSIDAD MINIMA

  Consiste en determinar la mínima densidad del suelo dejándolo caer



libremente desde cierta altura   Primeramente, se debe seleccionar el aparato de llenado y el molde de acuerdo al tamaño máximo nominal de partículas según la siguiente tabla que presentamos a continuación.



TAMAÑO

HERRAMIENTA PARA EL

CAPACIDAD DEL 3

MAXIMO 3”  1 ½ “  ¾ “  3/8 “   N°4

Pala oLLENADO cuchara grande Cucharon Cucharon Embudo de 1”  Embudo de 1” 

MOLDE 14200(cm ) 14200 2800 2800 2000

  Pesar y calcular el volumen del molde que será usado para realizar la prueba



y registrar los cálculos.   Colocar el molde sobre una superficie firme, plana y horizontal; seguidamente seguidamen te llenar el embudo con el material protegido la parte inferior del embudo a fin de que el material no salga.



caer el material dentro que del molde, altura caída desea 2.5constante. cm.   Dejar Aproximadamente, Aproximadamente , procurar el flujoadeuna salida deldematerial



  El material, además se debe distribuir de manera uniforme dejando caer en



forma de espiral mientras se realiza la prueba.   Al llenar el molde enrasar con la ayuda de la regla metálica sin mover el molde y procurando no compactar el material, seguidamente pesar el molde mas la muestra y registrar este peso.   Repetir este procedimiento por 3 veces y calcular la densidad mínima del suelo para cada prueba y finalmente calcular su promedio.





7.3.DETERMINACION DE LA DENSIDAD MAXIMA

  En este caso se requiere del uso de una mesa vibratoria el cual es de poca



accesibilidad para muchos laboratorios; por lo que se realizó una adaptación

 

de este método con el martillo de Mashall, este procedimiento esta normado  por la normal técnica técnica española NTL 205/91 y es ap aplicable licable a arenas arenas no cimentadas y que pasen en su totalidad la l a malla N°4   Preparar el material en una cantidad aproximada de 6 kg. Y secarlas en el horno a temperatura constante. Este material deberá ser representativo r epresentativo del total de la masa del suelo.   Dividir por cuarteo y obtener obt ener dos porciones iguales de muestra.





  A continuación, pesar el molde y determinar su volumen.   Seguidamen Seguidamente te proceder a la compactación del material en 5 capas y a una

 

razón de 50 golpes por capa, antes de compactar la capa siguiente y subsiguiente se debe escarificar la superficie compactada a una profundidad de 1 cm.   Terminada la compactación retirar el collarín y proceder a enlazar el material excedente y determinar su peso.   Finalmente repetir este procedimiento 3 veces y calcular la l a densidad máxima  para cada prueba y su promed promedio. io.





8.  MEMORIA DE CALCULO

 No se realizó 9.  CONCLUSIONES

  Determinamos la densidad natural   Determinamos densida densidadd máxima y la densidad minima   Determinamos la densidad relativa y el angulo de friccion

  

10. RECOMENDACIONES

  Para realizar este ensayo es recomendable tener la vestimenta adecuada (guarda



 



 



   

 

 polvos, zapatos zapatos de segurida seguridad, d, y de se serr necesario protec protector tor visual y guantes guantes de lona) para mayor seguridad. Usar los equipos y herramientas adecuadamente siempre con la supervisión del encargado de laboratorio para evitar inconvenientes. Para los cálculos apuntar correctamente los datos obtenidos, ya que un error  podría provocar provocar un resultado no favorable para eell ensayo. Trabajar en grupo. Finalmente dejar el laboratorio limpio y ordenado.

11. ANEXOS

 

12. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

  http://www.scrib.com/mecanica-suelos-densidades.html  http://www.wikipedia.com/densidades-maximas     http://www.wikipedia.com/densidades-maximas http://www.wikipedia.com/densidades-minimas     http://www.wikipedia.com/densidades-minimas



 