Mecanica de Suelos 101206140958 Phpapp01

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I. INTRODUCCION

El presente estudios de mecánica de suelos fue realizado usando métodos empíricos y mediante

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estudios de laboratorio, con el propósito de poder saber con precisión las propiedades mecánicas y físicas del suelo, basados en seis ensayos. Los ensayos de mecánica de suelos tienen como propósito identificar (o clasificar) el material, determinándole ciertas propiedades físicas y estableciendo criterios de control sobre el material. Como es imposible ensayar la masa de suelos completa y como el suelo es un material variable, es necesario hacer varios ensayos sobre cantidades pequeñas de suelo que permitan extrapolar los resultados a la masa completa.

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Para que los ensayos sean válidos para la masa de suelos, deben ser ejecutados sobre muestras que se consideran representativas de la misma y que cumplen las normas de muestreo establecidas.

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II. DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

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2.1. Objetivos

. Determinar el contenido de agua en el suelo. 2.2. Normas aplicables . ASTM D 2216-71 (NTP 339.127) 2.3. Materiales . Muestras de suelo . Seis recipientes de metal . Estufa . Balanza

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Universidad Nacional Del Altiplano-Puno Escuela Profesional de Ingeniería Geológica 2.4 Procedimiento a) Se pesaron seis recipientes de metal, en una balanza electrónica, la cual nos proporcionara datos más precisos.

b) Se coloco una muestra representativa de suelo húmedo en los recipientes y se determinó el peso de los mismos más el del suelo húmedo. Como el peso fue determinado de manera inmediata, no fue necesario colocar la tapa.

c) Después de pesar la muestra húmeda más el recipiente, se colocaron las muestras en la estufa para secarlas a una temperatura de 100+-5°C durante un periodo de 24 horas como mínimo o hasta lograr peso constante.

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Universidad Nacional Del Altiplano-Puno Escuela Profesional de Ingeniería Geológica d) Cuando las muestras se secaron, hasta mostrar un peso constante, se determinó el peso de los recipientes más el del suelo seco; asegurándose de usar la misma balanza para todas las m ediciones de peso.

e) El promedio de los valores obtenidos para el contenido de humedad se toma como el valor correspondiente a la profundidad de la muestra. La diferencia entre el peso de suelo húmedo más el del recipiente y el peso del suelo seco más el del recipiente es el peso del agua Ww que estaba presente en la muestra. La difer- encia entre el peso de suelo seco más el del recipiente y el peso del recipiente solo, es el peso del suelo seco (Ws).

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III. DETERMINACION DE LA DENSIDAD IN SITU DEL SUELO

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Universidad Nacional Del Altiplano-Puno Escuela Profesional de Ingeniería Geológica 3.1. Objetivos . Determinar la densidad in situ del terreno de fundación . Determinar el contenido de humedad natural del suelo 3.2. Normas aplicables . ASTM D 1556 (NTP 339.143) 3.3. Materiales . Aparato cono de arena (válvula +embudo compuesto) . Placa base . Arena calibrada (pasa malla N°20 y retenida en la malla N °30) . Balanza con capacidad superior a 10 kg y 1000 grs. . Estufa . Molde patrón proctor . Herramientas y accesorios (martillos, cincel, tamices, brochas y regla metálica)

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Universidad Nacional Del Altiplano-Puno Escuela Profesional de Ingeniería Geológica 3.4. Procedimiento a) Determinación de la densidad aparente de la arena de reemplazo a.1. Se pesa (W1) el molde proctor con su base ajustada verificando el volumen (V). a.2. Se coloca el molde sobre una superficie plana, firme y horizontal mont- ando sobre éste y cerrada la válvula, la botella ensamblada con el cono y con suficiente arena como para llenar el proctor más el cono mayor. Abrir la válvula de pase de la arena y esperar hasta que el vaciado en el proctor de ésta finalice.

a.3. Una vez que la arena ha llenado el molde mas el cono mayor, retirar con cuidado el equipo para enrasar el molde proctor y luego pesarlo (W2). Recoger con cuidado la arena sobrante.

a.4. Calcular la densidad de la arena

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Universidad Nacional Del Altiplano-Puno Escuela Profesional de Ingeniería Geológica b) Calibración del cono y espacio de la placa base con arena b.1. Llenar la botella de arena poco más de la tanta como sea necesaria para llenar el cono mayor del equipo y pesar (W1).

b.2. Colocar la placa del equipo sobre una superficie seca, limpia y nivelada. b.3. Con la válvula cerrada, voltear y colocar sobre la placa la botella ensamblada con el cono mas la arena.

b.4. Aperturar la válvula de cono y esperar hasta que la arena llene completamente el cono mayor. Luego cerrar la válvula, retirar el equipo con cuidado y luego pesar (W2).Calcular el peso de arena para llenar el cono mayor (P’).

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Universidad Nacional Del Altiplano-Puno Escuela Profesional de Ingeniería Geológica c) Determinación del volumen de suelo extraído c.1. Primero llenar la botella con arena suficiente como para llenar el hoyo que se hará en campo (hoyo de 9-10 cm de profundidad), colocar el cono y cerrar la válvula. Pesar el equipo (botella mas cono) y la arena contenida (P1).Ir al campo. c.2. Para el ensayo en campo, escoger un área que no haya sido manipulada o compactada por ningún medio, es decir terreno natural. c.3. Sobre la superficie escogida, colocar la placa del equipo de manera que quede al ras del suelo y con el nivel, nivelar la placa y con clavos asegurarla en esa posición.

c.4. Cavar a través de la placa un hoyo de 9 a 10cm aprox. de profundidad del mismo diámetro que el de la placa base y colocar el suelo húmedo extraído en bolsas plásticas para luego ser pesado (Wsh). c.5. Voltear el equipo y colocarlo empalmando la boca del embudo mayor con la de la placa sobre el hoyo cavado. Abrir la válvula y esperar hasta que la arena llene el hoyo y el embudo mayor. Cerrar la válvula y retirar el equipo.

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL c.6. En el laboratorio, pesar el equipo (botella+cono+arena restante) después del ensayo (P2). c.7. Pesar el suelo húmedo extraído del hoyo (Wsh) y determinar su contenido de humedad (ASTM D 2216-71). C8. Determinar la densidad in situ del suelo húmedo:

C9. Determinar la densidad del suelo seco in situ.

Pr C

: 23 de mayo del 2010

: C-01 : M-1 :

: 0.5-1.6 m.

: ASTM D 1556 (NTP 339.143)

DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE LA ARENA CALIB RACION DEL CONO Y ESPACIO DE LA PLACA BASE CON ARENA 1 2 3 PROMEDIO

1 2 3 PROMEDIO

W molde 7894.90 6434.00 11982.50 9228.00 -

5270 - 3556 - -

p V molde 2994.06 2123.07 -

- - 1714.00 gr

na Da Suelta 1.37 - 1 . 3 4 g r /c m3

ON DEL CONTEN

N° DE ENSAYO 1 2 3 PROMEDIO

Wrecip+Wsh

1 2 3 ROMEDIO

W equipo+War

67 64 75

W recip + Wss

W equipo+Warena reman.

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61 59 8

W recip 23 23

Universidad Nacional Del Altiplano-Puno Escuela Profesional de Ingeniería Geológica Volumen de suelo (hoyo)

2404.10 cm3

Wss 38 36 45 4120.00 gr

Wagua 657

Humedad (%) 15.79 13.89 15.56 15.08 % DENSIDAD SECA IN SITU = 1.49 gr/cm3

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4.4. Determinación de los Límites de atterberg

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Universidad Nacional Del Altiplano-Puno Escuela Profesional de Ingeniería Geológica 4.4.1. Objetivos . Determinar el limite liquido del suelo . Determinar el limite plástico del suelo . Determinar el índice plástico del suelo 4.4.2. Normas aplicables . ASTM D 4318 (NTP 339.129) 4.4.3. Materiales . Aparato de límite líquido (copa Casagrande). . Acanalador (Casagrande). . Plato evaporador de porcelana. . Placa de vidrio para hacer el ensayo de límite plástico . Varilla de soldadura de 3 mm. Para visualizar por comparación el diámetro del cilindro para límite plástico. . Balanza de sensibilidad de 0.01g. . Estufa (100+-5°C), con circulación de aire. . Accesorios (espátula, gotero, franela, envases) 4.4.4. Procedimiento a) Límite liquido a.1. Se tamiza 5000 gr de suelo (seco al aire), por la malla N°40 al cual se le realizo el cuarteo para tomar una muestra representativa de 500 gr. Luego se dejo saturar durante 24 horas con la finalidad de que el agua ocupe todos los espacios vacios del suelo. Una vez saturado el suelo se procede

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DE

MECANICA

DE

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL a.2. Se calibra la copa de Casagrande verificando que la altura de la máquina del límite líquido sea exactamente de 1 cm. Para esta operación se utilizó la cabeza del acanalador del ranurador patrón en forma de lámina de 1 cm de altura. a.3. Se coloca unos gr. de suelo saturado en el recipiente de porcelana, añadimos una pequeña cantidad de agua, y mezclamos cuidadosamente el suelo hasta obtener una muestra pastosa y de color uniforme puesto que estas características son indicadores de que la muestra está en un estado adecuado para el ensayo.

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a.4. Colocar con la espátula una de laGeológica pasta en la copa Escuela Profesional de muestra Ingeniería Casagrande de manera que tengamos una superficie de 10mm de espesor. a.5. Después se realiza la ranura y se giro la manivela registrando el número de golpes necesarios para cerrar el canal en una longitud aproximada de 10mm.

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL a.6.Se toma una muestra para medir el contenido de humedad del suelo colapsado en la ranura asegurándose que corresponda a la zona donde se cerró la ranura y la pasta restante se regreso al plato de evaporación para la siguiente repetición. a.7.Se repitie la secuencia para tres pruebas adicionales con número de golpes comprendido entre 25 y 30, entre 20 y 25 y entre 15 y 20 respectivamente. b) Límite Plástico b.1.De la pasta preparada para el ensayo anterior se tomo porciones pequeñas formando esferas (aprox. 6) que se colocaron sobre la placa de vidrio para iniciar la prueba del límite plástico una vez concluido el ensayo del límite líquido. b.2. Se tomaran dos esferas y se rolaron sobre la placa de vidrio aplicándole presión suficiente para moldearlo en forma de una varilla cilíndrica, cuando el diámetro del cilindro de suelo llego a 3 mm y aun no se produjo rotura en pequeños pedazos se moldea nuevamente de la misma manera hasta que se produzca la rotura. Si el cilindro se desmorona a un diámetro superior a 3 mm., esta condición es satisfactoria para definir el límite plástico.

b.3.A la muestra que ha sufrido rotura se le determina el contenido de humedad (según ASTM D 221671). El valor obtenido se promediara con el obtenido en otras repeticiones.

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4.5. Granulometría del suelo

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL 4.5.1. Objetivos . Determinar la distribución del tamaño de partículas del suelo . Trazar la curva granulométrica . Clasificar el suelo por el método SUCS y AASHTO 4.5.2. Normas aplicables . ASTM D 422 (NTP 339.128) 4.5.3. Materiales . Un juego de tamices normalizados. . Dos balanzas: con capacidades superiores a 20 kg. y 2000 gr. Y precisiones de 1gr. y 0,1gr. Respectivamente. . Estufa de secado con circulación de aire (temperatura 110 º ± 5 º C.) . Un vibrador mecánico. . Herramientas y accesorios (Bandeja metálica, recipientes y escobilla). 4.5.4. Procedimiento a) Se toma una muestra representativa de 500 gr (peso antes de lavado) obtenida del cuarteo realizado previamente, el cual fue sometido a un remojo durante 24 horas para que las partículas finas se suelten. b) Luego se dispone a lavar la muestra usando como filtro en el tamiz N°200 para eliminar las partículas de suelos finos que contiene la muestra, hasta que el agua salga limpia.

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL c) El material retenido se deposita en un recipiente y se seca en la estufa durante 24 horas. Una vez seca la muestra se deja enfriar y se pesa (peso después de lavado).

d) Luego se deposita el material en un juego de tamices y 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. Se sumaron estos pesos (peso final después del ensayo) y se comparo con el peso inicial, calculando el porcentaje de error que fue muy inferior al máximo admisible.

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e) Se realizaron los cálculos respectivos Escuela Profesional de Ingeniería

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4.6. Ensayo de compactación “proctor modificado”

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL 4.6.1. Objetivos . Determinar el óptimo contenido de humedad con el que el suelo logra su máxima densidad seca. . Determinar el grado de compactación del suelo 4.6.2. Normas aplicables . ASTM D 1557 (NTP 339.141) 4.6.3. Materiales . Molde proctor de compactación con base y collar . Pistón o martillo con altura libre de caída de 18” y 4.54 kg de peso . Extractor de muestras . Envases (para la determinación del contenido de humedad) . Estufa de secado con circulación de aire (temperatura 110 º ± 5º C.) . Tamices 3/4”, 3/8” y N°4 . Herramientas y accesorios (Bandeja metálica, espátula, balanza, cuchara, un mezclador). 4.5.4. Procedimiento a) La muestra seca al aire fue pulverizada y se determina que el porcentaje retenido en la malla N°4 fue de 0% por lo que se escogió el método “A” para

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Descripción Método A Método B Método C Diámetro del molde 4” (101.6mm) 4” (101.6mm) 6” (152.4mm) Volumen del molde 0.0333 p3 (944cm3) 0.0333 p3 (944cm3 ) (2124 cm3)

Peso del Pizón 10 lb(4.54 kg) 10 lb(4.54 kg) 10 lb(4.54kg) Altura de caída del pizón 12plg (304.8mm) 12plg (304.8mm) 12plg (304.8mm) Número de golpes/capa 25 25 56 Número de capas 5 5 5 Energía de compactación 56,000 pie lb/p3 56,000 pie lb/p3 56,000 pie lb/p3 Compactación 2700KN-m/m3 2700KN-m/m3 2700KN-m/m3

Porción que pasa la Porción que pasa la malla ¾” se usa, si más Porción que pasa la

malla 3/8”, se usa si el

de 20%, por peso de malla N°4 se usa sí

suelo

retenido en la material es retenido en Suelo por usarse por peso

20% o menos malla N°

4 es más del la malla de 3/8” y de material es retenido

20% y

20% o menos menos de 30%, por en la malla N° 4

por peso es retenido en

peso es retenido en la la malla de 3/8”. malla de ¾”

b) Se prepara un espécimen de 5000 gr con 10% de humedad en peso seco y ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

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se removió la muestra hasta obtener de un color uniforme,Geológica para luego dividir Escuela Profesional Ingeniería la muestra en cinco partes proporcionalmente iguales que conformaran cada capa respectiva de la compactación.

c) Se procedie a determinar el peso y el volumen del proctor para luego ensamblarlo con su base y el collar.

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL d) De la muestra dividida se toma una de las partes para colocarla en el molde proctor y así formar la primera capa para la compactación con 56 golpes a razón de 25 golpes/min. Este proceso se repitió para cada una de las cuatro partes restantes escarpando y retirando el suelo restante antes de cada capa.

e) Después de compactar la ultima capa se remueve el collarín teniendo cuidado de no desgarrar el suelo del molde proctor, y luego se enraso el molde usando un cuchillo y una regla de metal recta adecuados de manera que se formo una superficie plana.

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f) Se retira el molde de su base y se peso cuidadosamente

g) Usando el extractor de muestra se retira la probeta del molde proctor para tomar muestras del suelo compactado para la determinación de la humedad según norma ASTM D 2216-71 (NTP 339.127)

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