Informe de Proctor estándar y modificado

LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS ENSAYO DE PROCTOR ESTÁNDAR Y PROCTOR MODIFICADO

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UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

FLORIDABLANCA - COLOMBIA 2018

Introducción En este informe se ve plasmado el procedimiento respectivo y los resultados de los ensayos Proctor estándar y Proctor modificado realizados previamente en el laboratorio. En este ensayo se requiere precisar la relación que existe entre la humedad de un suelo y la densidad del suelo seco, de una muestra previamente seleccionada, esto se traduce en determinar cuál es la humedad que se requiere, con una energía de compactación dada, para obtener la densidad seca máxima que se puede conseguir para un determinado suelo. Además, con estos ensayos se pretende determinar los parámetros óptimos de compactación, los cuales ayudan a determinar las características mecánicas del suelo. Para ello se realizan dos pruebas: Proctor estándar y Proctor modificado, estas se diferencian uno del otro, por el número de capaz de compactación, el peso del martillo y altura de caída. Este proceso de compactación hace que las partículas de suelo se unan y estén en contacto con el fin de disminuir el número de vacíos. Este ensayo es importante entenderlo y aplicarlo correctamente ya que al conocer la compactación del suelo podemos garantizar una buena resistencia y una mínima capacidad de deformación.

Objetivos 

Aprender a realizar los ensayos de forma adecuada, para poder identificar apropiadamente la densidad seca máxima y la humedad optima de un suelo.



Identificar y conocer la importancia de los ensayos de compactación realizados previamente en el laboratorio.

Marco teórico En la mecánica de suelos, la compactación es uno de los mecanismos más importantes para poder estudiar la calidad de un suelo, el objetivo de la compactación es el mejoramiento de las propiedades del suelo, de tal manera que presente un comportamiento mecánico adecuado. la compactación trae grandes beneficios, como lo es, el aumento de resistencia y capacidad para soportar cargas, la disminución de agua que escurren, la reducción de asentamientos debido a la disminución de la relación de vacíos, e impide el hundimiento del suelo. Los ensayos Proctor estándar y Proctor modificado, permiten determinar la densidad seca máxima en función de un porcentaje de humedad, el cual sería la humedad optima, con la cual se puede determinar dicha densidad. Para lograr determinar la densidad seca máxima, se necesita hallar la densidad del suelo húmedo, para esto se utiliza la fórmula:

=

    

Posteriormente, se dispone a hallar la humedad de la muestra de suelo, para así poder encontrar la densidad seca usando la fórmula:

 =

  % + %

Con los datos de la humedad y la densidad seca, se puede realizar la curva de compactación, y con esta se hallará la densidad seca máxima y la humedad óptima.

Materiales y equipos 





Molde: cilíndrico de metal con una capacidad de 943 ± 14 cm3, con un diámetro interior de 101.6 ± 0.4 mm y una altura de 116.4 ± 0.5 mm. Con base y collar. Martillo metálico: puede ser de operación manual, con una masa de 2.495 kg (24.5 NX 0.305 m de caída y 44.5 N X 0.46 m de caída) o mecánica. Balanza: con capacidad de 11.5 kg y una lectura de aproximadamente 1 g, para pesar los moldes. Y una balanza de 1 kg de capacidad para determinar la humedad.



Horno: capaz de mantener una temperatura de 110 ± 5° C



Regla metálica: de acero endurecido de borde recto de al menos 250 mm de largo.



Bandeja mezcladora grande.

Procedimiento 

Proctor estándar:



Para empezar, se pesa el molde sin el collarín y se determ ina su volumen.



Se escoge una muestra de 3kg de suelo que pase por el tamiz no. 4.



se prosigue a añadir agua y compactar la muestra en un molde 101,6 mm (4”). La compactación se hace en tres capaz con 25 golpes por cada capa, usando el martillo de compactación de 24,5 N.



Al terminar de compactar se retira el collarín y se enraza, se retira todo el material que se encuentre por fuera del molde y se pesa, así se obtiene el peso húmedo compactado.



Extraer de cuatro a cinco muestras del suelo húmedo compactado, pesarlas y secarlas en el horno por 24 horas. Pasado el tiempo se saca del horno, se pesa nuevamente las muestras y se calcula la humedad.



Se repite el proceso de compactación de a cuatro a cinco variando la humedad de la muestra de suelo. 

Proctor modificado:



Para empezar, se pesa el molde sin el collarín y se determina su volumen.



Se escoge una muestra de suelo de 3kg que pase por el tamiz no. 4.



se prosigue a añadir agua y compactar la muestra en un molde 101,6 mm (4”). La compactación se hace en cinco capaz con 25 golpes por cada capa, usando el martillo de compactación de 44,48 N.



Al terminar de compactar se retira el collarín y se enraza, se retira todo el material que se encuentre por fuera del molde y se pesa, así se obtiene el peso húmedo compactado.



Extraer de cuatro a cinco muestras del suelo húmedo compactado, pesarlas y secarlas en el horno por 24 horas. Pasado el tiempo se saca del horno, se pesa nuevamente las muestras y se calcula la humedad.



Se repite el proceso de compactación de a cuatro a cinco variando la humedad de la muestra de suelo.

Cálculos y resultados 

PROCTOR ESTÁNDAR: Peso molde: 4230 g Diámetro: 10,1 cm Altura: 11,6 cm

Volumen: 929,37  Peso molde + suelo Capsula Peso capsula Peso capsula + suelo Peso suelo húmedo

5680

5970

6270

6150

11

23

27

20

21,1

27,2

27,4

21,2

80,2

97,2

92,2

125

1450

1740

2040

1920

Densidad del suelo húmedo:

=

    

Capsula 11 23 27 20

Densidad suelo húmedo 1,56 1,87 2,20 2,07

Humedad:

Capsula 11 23 27 20

Peso capsula + suelo húmedo

Peso capsula + suelo seco

Peso del agua

Peso capsula

Peso suelo seco

Contenido de agua

80,2

76,83

3,37

21,1

55,73

6,05

97,2

91,95

5,25

27,2

64,75

8,11

92,3

85,14

7,16

27,4

57,74

12,40

125

109,56

15,44

21,2

88,36

17,47

Densidad del suelo seco:

Capsula  =

  % + %

Curva de compactación:

11 23 27 20

Densidad suelo seco 1,47 1,73 1,95 1,76



PROCTOR MODIFICADO: Peso molde: 4096 g Diámetro: 10,15 cm Altura: 11,7 cm

Volumen: 946,69  Peso molde + suelo Capsula Peso capsula Peso capsula + suelo Peso suelo húmedo

5976

6169

6214

6076

107

111

301

26

27,3

21

40,3

27,1

94,4

87,1

136,2

83,9

1880

2073

2118

1980

Densidad del suelo húmedo:

=

Capsula

Densidad suelo húmedo

107

1,99

111

2,19

301

2,24

26

2,09

    

Humedad:

Capsula 107 111 301 26

Peso capsula + suelo húmedo

Peso capsula + suelo seco

Peso del agua

Peso capsula

Peso suelo seco

Contenido de agua

94,4

91,84

2,56

27,3

64,54

3,97

87,1

82,75

4,35

21

61,75

7,04

136,2

127,58

8,62

40,3

87,28

9,88

83,9

76,88

7,02

27,1

49,78

14,10

Densidad del suelo seco:

 =

  % + %

Curva de compactación:

Análisis de resultados (tercera persona) Los suelos gruesos y los suelos finos se pueden diferenciar

Capsula

Densidad suelo seco

valores bajos de densidades secas máximas y altos

11

1,91

contenidos óptimo de humedad. En el caso de la muestra

23

2,05

seleccionada para este ensayo, se puede decir que es una muestra de suelo fino, ya que el resultado de la densidade

27

2,04

20

1,83

en este ensayo, ya que, un suelo grueso alcanzará densidades secas altas para contenidos óptimos de humedad bajos, en cambio los suelos finos presentan

seca máxima, tanto en Proctor estándar como en Proctor modificado, fue menor a la humedad optima necesaria para alcanzar dicha densidad.

Conclusiones 

Al determinar la densidad seca máxima que es posible alcanzar para determinados suelos, en condiciones de humedad y energía esto nos da una buena disminución de vacíos, mejora el comportamiento esfuerzo- deformación del suelo y reduce la comprensibilidad



Conociendo el contenido de humedad óptimo podremos mejorar las propiedades de resistencia al cortante, densidad, entre otras, del suelo.



Al conocer la humedad óptima de un suelo en relación a su peso seco máximo para saber si tenemos que agregar o reducir la cantidad de agua en el suelo.

Recomendaciones -

Calcular adecuadamente la cantidad de agua requerida para el ensayo y así poder hacer la practica en un tiempo optimo, no necesitar muestras de más para obtener los resultados deseados.

-

Para una óptima realización de la práctica, se sugiere durante la compactación, repartir uniformemente en la superficie, los golpes del martillo para un mej or resultado.

-

Se recomienda que empleen nuevas máquinas para el desarrollo de la práctica, ya que puede causar lesiones en los estudiantes y para obtener resultados con mayor precisión o menos porcentajes de error.

Referencias bibliográficas 1.

ASTM D-698. Características de compactación de suelo en el laboratorio usando esfuerzo normal.

2.

ASTM D-1557. Cracteristicas de compactación de suelo en el laboratorio usando esfuerzo modificado.

3.

Manual de laboratorio de suelos en ingeniería civil- J. Bowels

4.

Mecánica de suelos- Crespo Villalaz.