MECANICA DE SUELOS APLICADO A LA CIMENTACIÓN Y VÍAS DE TRANSPORTE

MECANICA DE SUELOS APLICADO A LA CIMENTACIÓN Y VÍAS DE TRANSPORTE

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“AÑO DE LA UNIVERSALIZACION DE LA SALUD”

 FILIAL

:

Tarapoto

 FACULTAD

:

Ingeniería y Arquitectura

 CARRERA PROFESIONAL

:

Ingeniería Civil

 ASIGNATURA

:

 CICLO

:

IX

 DOCENTE

:

Mag. Ing.Dennys Geovanni Calderón Paniagua

 ASUNTO

:

1ra Practica Calificada

 ALUMNO

:

Leysi Karol Murillo Arce

Mecánica de Aplicado a la Cimentación y Vías de Transporte

Tarapoto, 23 de mayo de 2020

Suelos

I.

INTRODUCCION La mecánica de suelos es la ciencia que investiga la naturaleza y comportamiento de la masa del suelo, formada por la unión de las partículas dispersas de variadas dimensiones y constituye una especialidad de la geomecánica que engloba la mecánica de las rocas y de los suelos formados por substancias minerales y orgánicas. Por ello la mecánica de suelos difiere de la mecánica de los sólidos y la de los fluidos y corresponde a una rama aparte de la ciencia de la ingeniería.  En virtud de la heterogénea variedad de los suelos, con aleatorias composiciones y diversas propiedades físico-naturales, el rol de la mecánica de suelos resulta de fundamental importancia en la ingeniaría de suelos, así como representa motivo de estudio para geólogos, hidrólogos, y todos los profesionales, técnicos y especialistas cuyo trabajo u oficio involucra el suelo.  En todos los casos, el problema se debe enfocar como la total interacción del suelo, las bases y la superestructura, teniendo en cuenta sin embargo que el terreno sobre el cual descansa cada construcción es esencialmente único desde el punto - de vista de las condiciones geológicas. Por ello cada fundación debe diseñarse de acuerdo con las características propias de comportamiento de la estructura que soporta, y de las propiedades resistentes del suelo sobre el cual descansa.

II.

INDICE I.

INTRODUCCION___________________________________________________________________2

II.

INDICE__________________________________________________________________________3

III.

DENSIDAD IN SITU_________________________________________________________________5 1. a. b. c. d. 2. a. b. c. d.

IV.

PRIMER ENSAYO (METODO DEL CONO DE ARENA)_____________________________________5 EQUIPOS:____________________________________________________________________5 PROCEDIMIENTO:_____________________________________________________________5 CÁLCULOS___________________________________________________________________7 RESULTADOS.________________________________________________________________8 SENGUNDO ESAYO (METODO DEL CONO DE ARENA)____________________________________9 CALIBRACIÓN DEL APARATO:____________________________________________________9 DETERMINACIÓN DEL PESO SECO Y HUMEDAD______________________________________9 DETERMINACIÓN DEL PESO SECO Y HUMEDAD:_____________________________________9 PLANTILLAS DE RESUMEN DE RESULTADOS:_______________________________________10 CONTENIDO DE HUMEDAD______________________________________________________10

1.

PRIMER ENSAYO_______________________________________________________________10 EQUIPOS:___________________________________________________________________11 2. SEGUNDO ENSAYO (MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN SUELO).________________________________________________________________________12 a. EQUIPOS:___________________________________________________________________12 b. MUESTRA__________________________________________________________________12 c. ESPECIMEN DE ENSAYO_______________________________________________________13 d. SELECCIÓN DEL ESPECIMEN DE ENSAYO__________________________________________14 e. PROCEDIMIENTO____________________________________________________________15 f. CALCULOS__________________________________________________________________15 g. RESULTADOS________________________________________________________________16 a.

V.

GRAVEDAD ESPECÍFICA____________________________________________________________16 1. a. b. c. 2.

VI.

PRIMER ENSAYO_______________________________________________________________17 Equipos____________________________________________________________________17 PROCEDIMIENTO:____________________________________________________________17 ANÁLISIS:___________________________________________________________________17 SEGUNDO ENSAYO_____________________________________________________________18 LIMITES DE ATTERBERG_________________________________________________________18

1. a.

PIMER ENSAYO DE LÍMITES LÍQUIDOS - PLÁSTICOS____________________________________19 LÍMITES LÍQUIDO_____________________________________________________________19 i. j. k. l.

b.

LÍMITE PLÁSTICO:____________________________________________________________20 i. j.

2. a. b. c. d.

EQUIPOS, MATERIALES Y HERRAMIENTES_______________________________________________19 PROCEDIMIENTO PARA EL LIMITE LIQUIDO______________________________________________19 PROCEDIMIENTO PARA LIMITE PLÁSTICOS_______________________________________________20 ANÁLISIS Y DISCUCIONES DE RESULTADOS_______________________________________________20 DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DEL SUELO DEL TERRENO:_______________________________21 PERMEABILIDAD DE UN SUELO ARCILLOSO______________________________________________21

SEGUNDO ENSAYO DE LÍMITE DE CONTRACCIÓN______________________________________22 APARATOS__________________________________________________________________22 MUESTRA:__________________________________________________________________22 PROCEDIMIENTO:____________________________________________________________22 CALCULOS__________________________________________________________________24 i.

CÁLCULO DEL CONTENIDO DE AGUA___________________________________________________24

j.

3. a. b. c. d. 4. a. b. c. d. 5. a. b. c. d. e. VII.

TERCER ENSAYO: LÍMITE LÍQUIDO__________________________________________________26 EQUIPOS:___________________________________________________________________26 MUESTRA:__________________________________________________________________26 PROCEDIMIENTO____________________________________________________________26 CALCULOS:_________________________________________________________________28 CUARTO ENSAYO: LÍMITE PLÁSTICO________________________________________________29 EQUIPOS:___________________________________________________________________29 MUESTRA:__________________________________________________________________29 PROCEDIMIENTO:____________________________________________________________29 CALCULOS:_________________________________________________________________30 QUINTO ENSAYO: LÍMITE DE CONTRACCIÓN_________________________________________31 EQUIPOS:___________________________________________________________________31 MUESTRA:__________________________________________________________________31 PROCEDIMIENTO:____________________________________________________________31 CALCULOS:_________________________________________________________________33 RESULTADOS:_______________________________________________________________34 PESO VOLUMÉTRICO.___________________________________________________________35

1. a. b. c. VIII.

PRIMER EJERCICIO______________________________________________________________35 MATERIALES Y EQUIPO:_______________________________________________________35 PROCEDIMIENTO:____________________________________________________________35 RESULTADOS________________________________________________________________36 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO.______________________________________37

1. a. b. 2. a. b. c. d. IX.

CÁLCULO DEL LÍMITE DE CONTRACCIÓN________________________________________________24

PRIMER ENSAYO_______________________________________________________________37 GRANULOMETRÍA____________________________________________________________37 PROCEDIMIENTO:____________________________________________________________38 SEGUNDO ENSAYO_____________________________________________________________40 EQUIPO____________________________________________________________________40 MUESTRA__________________________________________________________________40 CALCULOS__________________________________________________________________43 RESULTADO_________________________________________________________________44

PROBLEMAS GEOTÉCNICOS EN EXPANSIÓN___________________________________________44 1.

PRIMER CASO_________________________________________________________________45 a. SUELOS EXPANSIVOS EN TALARA:_______________________________________________45 2. SEGUNDO CASO________________________________________________________________45 a. HUMDIMIENTO______________________________________________________________45 X.

PROBLEMAS GEOTÉCNICOS POR SOCAVACIÓN_________________________________________46 1.

PRIMER CASO_________________________________________________________________46 SOCAVACION HIDRÁULICA_____________________________________________________46 1. SEGUNDO CASO________________________________________________________________47 a. SOCOVACIÓN POR EL RÍO REQUE AL PUENTE REQUE EN CHICLAYO_____________________47 a.

XI.

CONCLUSIONES__________________________________________________________________47

III.

DENSIDAD IN SITU Definición: La densidad en el suelo, como en cualquier otro cuerpo físico, la densidad se define como la masa por unidad de volumen. Ahora bien, dado su carácter poroso, conviene distinguir entre la densidad de sus componentes sólidos y la del conjunto del suelo, incluyendo los huecos, por ello nos referimos a 2 tipos de densidad. Densidad in situ nos permite conocer la densidad que posee un suelo en terreno o en su estado natural, se realiza para comprobar el grado de compactación en rellenos compactados artificialmente. Es muy útil en el caso de suelos sin cohesión (gravas y arenas), los cuales, por lo general no permiten obtener muestras inalteradas, y por medio de la densidad in situ se puede reproducir el suelo natural en la densidad natural a partir de una muestra alterada.

1. PRIMER ENSAYO (METODO DEL CONO DE ARENA) a.              

EQUIPOS: Balanzas: para pesar la muestra de suelo y el frasco con arena. Envase plástico con cono. Placa metálica. Comba. Cincel. Cucharón. Brocha 2 taras. Tamiz de ¾” 1 bolsa plástica. Arena calibrada. Sartenes: servirán para sacar la grava. Estufa: servirá secar la grava. Malla para pesar la grava sumergida.

b. PROCEDIMIENTO: Para realizar el presente ensayo se seguirá los siguientes pasos: Se selecciona material pasante la N°10 y retenido la N°20; aproximadamente 10 kg. Se lava para desaparecer los finos y se coloca al horno por 24 horas. Y luego dejar enfriar a temperatura ambiente. Calibrar en cono de arena, en este caso la densidad es de 1.44 gr/cm3. Luego se pesa el frasco con el cono que está lleno de arena. En este caso el peso del frasco + la arena= 8410gr. Luego se va a campo a realizar la prueba con todos los materiales necesarios para realizar este ensayo.

Selección y Preparación del punto de extracción: una vez seleccionado el punto de extracción, se procede a limpiar el sitio escogido. Se instalada la placa y se procede a ajustar con clavos a sujetándola. Esta placa no debe moverse durante la excavación. Se procede a excavar con el cincel y comba un hoyo de profundidad de acuerdo al espesor de la capa. En nuestro caso se determinó una profundidad de 14.3 cm. El material extraído del hueco es depositado en un recipiente donde no pierda humedad, para ello utilizaremos bolsa plástica y con un cucharón sacaremos el suelo excavado y lo colocamos en la bolsa. Se pesa el suelo de la bolsa en la balanza y se obtiene el peso del suelo húmedo. Para ello primero se taraa la bolsa. Para este caso:  

Peso de bolsa = 10 gr Peso de bolsa + suelo húmedo = 5085 gr

Por lo tanto: Peso de suelo húmedo = 5085 gr – 1 gr Peso de suelo húmedo = 50755 gr  Luego se ajusta la válvula del cono, se vuelca el equipo y se instala sobre la placa.  Luego se abre la llave y se deja caer la arena hasta que el hueco y el cono se llenen.  Se cierra la válvula y se pesa el frasco después del ensayo con la cantidad de arena que quedo en el recipiente. Para este caso: o o

Peso de la arena que queda + frasco = 2585 gr Luego el peso de arena en el embudo es = 1567 gr

Por lo tanto, el peso de arena en el embudo es = 1567 gr Peso arena en hueco = 5825 gr – 1567 gr Peso arena hueco = 4258 gr

Podemos calcular el volumen del hueco: Densidad de la arena = 1.44 gr/cm3

Volumen de hueco = 2956.9 cm3 

 

Luego pasamos la muestra de suelo por el tamiz de ¾”. Despues de tamizar la muestra, secaremos utilizaremos taras lo colocaremos al horno que la muestra este totalmente seca. (es un suelo fino). Calculamos el peso neto del suelo Peso neto del suelo = 5075 gr Calculamos el volumen del suelo Volumen del hoyo = 2956.9 cm3

 Calculamos la densidad del suelo húmedo

DENSIDAD HUMEDA = 1.716 GR/CM3  Luego para hallar el contenido de humedad:  Seleccionamos una porción de muestra húmeda que es 124.38 gr y se colocó en el horno por 24 horas; dejo enfriar a temperatura ambiente y se pesó dando un peso de muestra seca de 114.09 gr.

c. CÁLCULOS Para el cálculo de datos obtenidos en laboratorio tendremos la siguientes formulas se aplicarán para llenar el cuadro que se verá a continuación y así llenar y hallar densidad seca. PESO DE LA ARENA EMPLEADA (gr) = PESO DE LA ARENA + FRASCO (gr) – PESO DE LA ARENA REMANENTE + FRASCO (gr). PESO DE LA ARENA EN EL HOYO (gr) = PESO DE LA ARENA EMPLEADA (gr) – PESO DE LA ARENA EN EL CONO Y PLACA (gr). VOLUMEN DEL HOYO (cm3) = PESO DE LA ARENA EN EL HOYO (gr) / DENSIDAD DE LA ARENA (gr/cm3).

DENSIDAD HUMEDAD IN SITU (gr/cm3) = DENSIDAD HÚMEDA IN SITU (gr/cm3) / VOLUMEN DEL HOYO (cm3) DENSIDAD SECA IN SITU (gr/cm3) =DENSIDAD HÚMEDA INSITU (gr/cm3) / (1+ PORCEN. DE HUM. DE MUESTRA TOTAL (%) /100) PESO DEL AGUA (gr) = PESO DE LA MUETSRA HÚMEDA + TARRO (gr) – PESO DE TARA (gr) PESO DE LA MUESTRA SECA (gr) = PESO DE LA MUETSRA SECA + TARRO (gr) – PESO DE LA MUESTRA SECA (gr) PORCENTAJE DE HUM. DE LA FRACCIÓN FINA (%) = PESO DEL AGUA (gr) / PESO DE LA MUESTRA (gr) * 100 PORCEN. DE HUM. DE LA FRACCIÓN TOTAL (%) = (% DE ABSORCIÓN DEL MATERIAL ECTRADIM. * % DEL MATERIAL EXTRADIMENSIONADO (%) + % DE HUMEDAD DE LA FRACCIÓN FINA (%) * % DEL MATERIAL DE LA FRACCIÓN FINA (%) / )100 d. RESULTADOS. Habiéndose realizado la densidad de campo en laboratorio obtuvieron datos que mediante se han logrado hallar los siguientes resultados.

2. SENGUNDO ESAYO (METODO DEL CONO DE ARENA) a. CALIBRACIÓN DEL APARATO: Peso aparato (gr) + Peso arena (secada al aire) (gr) =

6640+6421+6353 =6471,330 gr 3 Peso aparato (gr) + Peso arena después de llenar el embudo (gr) =

5491+5247 +5021 =5253 gr 3 Peso aparato (gr) + Peso agua (gr) = 4932 gr Peso agua (gr) = 4932 – 774,3 = 4157,7 gr Volumen del frasco (cm3) = (4157,7) * 0,99913 = 4154,083 cm3 Peso aparato (gr) + Peso arena después de llenar el embudo (secado al aire) (gr) 5253 gr Peso arena en el embudo (secado al aire) (gr) = 6471,330 – 5253 = 1218,330 gr. Densidad de la arena (secado al aire) (gr/cm3) =

5697 =1,371 gr /cm3 4154,083 b. DETERMINACIÓN DEL PESO SECO Y HUMEDAD  Peso capsula (gr) + Peso suelo húmedo (gr) = 137,8 gr  Peso capsula (gr) + Peso suelo seco (gr) = 133,1 gr  Peso agua (gr) = 137,8 – 133,1 = 4,7 gr  Peso capsula (gr) 45,5 gr  Peso suelo seco (gr) = 133,1 – 45,5 = 87,6 gr  Contenido de Humedad (%) =

4,7 ∗100=5,365 % 87,6

 Peso suelos húmedo (retirado del hoyo) (gr) = 3844 – 122 = 3722 gr  Peso tara (gr) = 122 gr  Peso suelos húmedo (retirado del hoyo) (gr) = 3844 – 122 = 3722 gr  Peso suelo seco (retenido del hoyo) (gr) =

3722 ∗100=3532,472 gr 100+5,365 c. DETERMINACIÓN DEL PESO SECO Y HUMEDAD:  Peso arena calibrada (gr) + Peso aparato (gr) = 6471,330 gr  Peso arena que queda después del ensayo (gr) = 1215 – 774,3 = 440,7 gr  Peso arena para llenar el hoyo (gr) + Peso arena en el embudo (gr) = 6471,33 – 440,7 = 6030,63 gr  Peso arena en el embudo (secado al aire) (gr) = 1218,33 gr  Peso arena para llenar el hoyo (gr) = 6030,63 – 1218,33 = 4812,3 gr 

Volumen del hoyo (cm3) =

4812,3 =3508,967 cm 3 1,371



Densidad del suelo (gr/cm3) =

3532,472 =1,007 gr /cm3 3508,967

d. PLANTILLAS DE RESUMEN DE RESULTADOS:

IV.

CONTENIDO DE HUMEDAD Definición: 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. PRIMER ENSAYO TAMIZ N°10” N°9” N°3/8” N°3/4” 1 ½” 3”

CANTIDAD MÍNIMA (0.1%) 20 gr 100 gr 500 gr 2500 gr 10000 gr 50000 gr

CANTIDAD MÍNIMA (1%) 20 gr 20 gr 50 gr 250 gr 1000 gr 5000 gr

a. EQUIPOS:  Dejas en el horno que sea capaz de mantener una temperatura de 110 ± 5°C con un tiempo mínimo de 24 horas para que el agua sea evaporado en su totalidad de la muestra.  Balanza de precisión 0.001 gr.  Recipiente, materiales en aluminio.  Para el contenido de la materia orgánica las condiciones serán las siguientes:  Mufla (horno) 1000°C  Antes de que este el material en estado seco debe tener una masa entre 20 – 40 gr  Material seco, debe estar 6 horas con una temperatura de 445°C± 10°C  Pasado esas 6 horas se saca el material luego se le pesa por tendencias de pesos se verá cuanta cantidad de materia orgánica se obtendrá.  Crisoles (Porcelana).  Balanza de precisión 0.001 gr.  Para la Gravedad Específica las condiciones serán las siguientes:  Balanza de precisión 0.001 gr.  Picnómetro (500ml – 250ml).  Horno 110±5°c  Material en su total pasa de tamiz N°40  Material con masa comprendida entre 30 gr – 60 gr para 250ml  Material con masa comprendida entre 60 gr – 90 gr para 500ml  Mediremos volumen de fluido desplazado que se le hace en el picnómetro:  En el picnómetro colocaremos agua hasta los 250 ml. Wp + agua  En otro picnómetro colocamos el material con masa comprendida entre 30 gr – 60 gr. Wp + suelos + agua El otro método: 

 

Se le coloca en un vaso el suelo (material arcilloso), ese vaso se le lleva a una batidora para desintegrar la estructura del suelo. Luego se le coloca en el picnómetro. Luego después de haber sacado todas las determinaciones de peso se le saca el material en una lata y se le coloca al horno con una temperatura de 110±5°c y se obtendrá el peso final.





A rango sin conocer la masa que se le esté colocando determino nuevamente el peso en el picnómetro con agua luego con picnómetro + material. La diferencia entre estos dos métodos es que unos materiales con altos contenidos de materia orgánica y materiales con altos contenido de arcilla son susceptibles al cambio del peso en el procedimiento de secado; con muy susceptibles al cambio de estructura por eso determinamos las medidas de volumen antes de secar después de secado se determina la masa.

2. SEGUNDO ENSAYO (MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN SUELO). 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 considerada como el peso del agua. a. EQUIPOS:  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 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. b. MUESTRA Las muestras serán preservadas y transportadas de acuerdo a la Norma ASTM D-4220, Grupos de suelos B, C ó D. Las muestras que se almacenen antes de ser ensayadas se mantendrán en contenedores herméticos no corrosibles 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 ó 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 corrosibles (tales como tubos de acero de pared delgada, latas de pintura, etc.) o bolsas plásticas. c. 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:

Nota. - * 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. •

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.

d. 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, fortacho, 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. e. PROCEDIMIENTO  Determinar y registrar la masa de un contenedor limpio y seco (y su tapa si es usada).  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. f.

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

W=

W 1−W 2 WW ∗100= ∗100 W 2−W 1 WS

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  REPORTE El reporte deberá incluir lo siguiente: 



   

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.

g. RESULTADOS

V.

GRAVEDAD ESPECÍFICA Definición: 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.

1. PRIMER ENSAYO Determinar la densidad, la gravedad específica y la masa del aire en un cuarto cuyas dimensiones son 4m x 5m x + 6m a 100kPa y 25°C. a. Equipos

 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.  Homo 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). b. PROCEDIMIENTO: Se sabe que las dimensiones de un cuarto y la presión y temperatura del aire ambiente.

A las condiciones especificadas, el aire se puede tratar como un gas ideal. La constante del aire es R= 0,287 kPa.m3/kg.K. e. ANÁLISIS: La densidad del aire se determina con base en la relación del gas ideal

Por último, el volumen y la masa del aire que se encuentra en el cuarto son:

Por lo tanto: Notándose que la temperatura se debe expresar en K antes de usarla en la relación del gas ideal.

2. SEGUNDO ENSAYO Propiedades de un aceite a partir de su peso Si 3,5 m3 de aceite pesan 32,95 kN, calcular su peso específico, densidad, volumen específico y densidad relativa (gravedad específica). Se sabe que: Peso y volumen de una muestra de aceite.

Se puede considerar el aceleración gravitacional estándar de g= 9,807 m/s2. El peso específico del aceite es:

valor

de

la

VI.

LIMITES DE ATTERBERG LÍMITES DE LIQUIDO – PLÁSTICO - CONTRACCIÓN Definición de límite líquido: es el contenido de agua, expresado en porcentaje respecto al peso del suelo seco, que delimita la transición entre el estado líquido y plástico de un suelo. La cantidad usada es de aproximadamente 100 gr de suelo que pasa la malla N° 40 de la muestra original, previamente secada al aire. Definición de límite plástico: se define como la humedad más baja con la que pueden formarse con un suelo cilindros de 3 mm de diámetro, rodando dicho suelo entre los dedos de la mano y una superficie lisa, hasta que los cilindros presenten grietas. Definición de límite de contracción: se define como el contenido mínimo de agua, por debajo del cual una reducción de la cantidad de agua, no causará una disminución de volumen de la muestra de suelo, pero al cual un aumento en el contenido de agua causará un aumento en el volumen de la masa de suelo.

1. PIMER ENSAYO DE LÍMITES LÍQUIDOS - PLÁSTICOS a. LÍMITES LÍQUIDO Método de ensayo estándar para la densidad y peso unitario del suelo in-situ, mediante el método del cono de arena. i. 



j. 







EQUIPOS, MATERIALES Y HERRAMIENTES MATERIALES: o Los materiales utilizados fueron: o La muestra obtenida en la práctica N°2 – granulometría HERRAMINETAS:  Copa de Casagrande.  Ranurador.  Espátula.  Probeta.  Recipiente.  Balanza de laboratorio. PROCEDIMIENTO PARA EL LIMITE LIQUIDO Preparar la muestra seca, disgregándola con el mortero y pasarlo por la malla N°40 para obtener una muestra representativa de unos 250gr. Aproximadamente Colocar el suelo pasando malla N°40 en una vasija de evaporación y añadir una pequeña cantidad de agua, dejar que la muestra se humedezca. Mezclar con ayuda de la espátula hasta que el color sea uniforme y conseguir una mezcla homogénea. La consistencia de la pasta debe ser pegajosa. Se coloca una pequeña cantidad de masa húmeda en la parte central de la copa y se nivela la superficie.

   

 

Luego se pasa el acanalador (ranurador) por el centro de la copa para cortar en dos la pasta del suelo. La ranura debe apreciarse claramente y que separe completamente la masa del suelo en dos partes. La mayor profundidad del suelo en la copa debe ser igual a la altura de la cabeza del calador ASTM. Si se utiliza la herramienta Casagrande se debe mantener firmemente perpendicular a la superficie de la copa, de forma que la profundidad de la ranura sea homogénea. Poner en movimiento la cazuela con ayuda de la manivela y suministrar los 25 golpes para cerrar la ranura. Cuando se cierra la ranura en 1/2”, registrar la cantidad de golpes y tomar una muestra de la parte central para la determinación del contenido de humedad.

k. PROCEDIMIENTO PARA LIMITE PLÁSTICOS  Se trabaja con el material preparado para el límite líquido se toma aproximadamente 20gr.  Luego se amasa el suelo y se deja que pierda humedad hasta una consistencia a la cuál pueda enrollarse sin que se pegue a las manos esparciéndolo y mezclándolo continuamente sobre la placa de vidrio.  El rollito debe ser adelgazado en cada movimiento hasta que su diámetro sea de 3.2mm (1/8 pulg.)  La prueba continúa hasta que el rollito empieza a rajarse y tiene a desmoronarse.  Una vez que se ha producido el límite plástico se debe colocar el rollito en un recipiente de peso conocido y se pesa para determinar el contenido de humedad.  Seguidamente se vuelve a repetir la operación tomando otra porción de suelo.  El límite plástico es el promedio de ambas determinaciones. l.

ANÁLISIS Y DISCUCIONES DE RESULTADOS RESULTADO DEL EXPERIMIENTO         

Muestra húmeda: 250gr. Balde (w): 191.35 gr. Colocar a la estufa: 10 minutos. Peso de la muestra + balde: 393.870 gr Muestra seca: 202.52 gr. La muestra seca. Se coloca en el mortero y cuando ya sea una muestra uniforme se pasa por la malla N°40. Muestra seca obtenida que paso por el tamizN°40: 150 gr. De la muestra obtenida en la malla, solo utilizar 75gr y agregar agua 33.8 ml. Se coloca en la copa Casagrande y realizar los golpes respectivos.

INTENTOS MUESTRA 1° 75 gr

AGUA 33.5 ml

GOLPES 30



75 gr

33.5 ml + 3 ml

25

b. LÍMITE PLÁSTICO: o Tomar la muestra: 20 gr o Amasar y extender sobre la superficie plana o Al romperse su medida fue de: 20 cm. i.   

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DEL SUELO DEL TERRENO: Radio: 8.15 (diámetro: 16.3) Altura: 14.4 (6 pulgadas *2.4) Fórmula del volumen es:

ARENA CALIBRADA: o o

Muestra húmeda obtenida (excavación): 5.04 kg Volumen (excavación): 3001.794486 cm3

o o o

Arena calibrada: 4.511 kg Arena calibrada (excavación): 4.440 kg Queda en arcilla calibrada: 0.071 kg i.

PERMEABILIDAD DE UN SUELO ARCILLOSO  IN SITU Muestra húmeda obtenida (excavación): 5.04 kg Volumen (excavación): 3004.79448 cm3 Agua (agregada – excavación): 3335.00 ml TIEMPOS DESCENSOS (cm) 1° 2° 3° 4° 5°

4 cm 6.5 cm 8.5 cm 9.5 cm 10 cm

TIEMPO (SEGUNDOS ) 330 510 870 1170 1620

RESULTADOS (m/s) 0.01212 m/s 0.013 m/s 0.009 m/s 0.008 m/s 1.6 m/s

MUESTRA CALICATA Se tomará la muestra obtenida de la calicata (1.20 mt / 200 mt)

Al agregar agua se obtiene. TIEMPOS DESCENSOS TIEMPO RESULTADO (cm) (segundos) (m/s) 1° 0.5 cm 73 0.0068  MUESTRA DE 2.00 MT

Agregar agua se obtiene: TIEMPOS 1° 2°

TIMEPO (segundos) 33” 1´25”

2. SEGUNDO ENSAYO DE LÍMITE DE CONTRACCIÓN Determinación de los factores de contracción de los suelos a. APARATOS  Cápsula de evaporación, de porcelana, de 115 mm (4 1/2") y de 150 mm (6") de diámetro, aproximadamente.  Espátula, de 76 mm (3") de longitud y con 20 mm (3/4 ") de ancho.  Recipiente para contracción o cápsula, de porcelana o de metal monel (aleación de niquel y cobre) con una base plana y de 45 mm (1 3/4 ") de diámetro y 12.7 mm (1/2") de altura.  Regla, de metal de 100 mm (4") o más de longitud.  Recipiente de vidrio, con 50 mm (2 ") de diámetro  y 2 5 mm (1") de altura, con bordes lisos y nivelados.  Placa de vidrio, con tres patas metálicas salientes para sumergir la muestra de suelo en mercurio.  Probeta, con capacidad de 25 ml y graduada cada 0.2 ml.  Balanza, con sensibilidad de 0.1 g.  Mercurio, suficiente para llenar el recipiente de vidrio, hasta que rebose.  Horno o Estufa, termostáticamente controlado y que pueda conservar temperaturas constantes y uniformes hasta 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F), para secar la muestra.



Guantes de asbesto y caucho.

b. MUESTRA: Tomar una muestra que pese 30 g aprox., de una porción de material completamente mezclado, que pase el tamiz de 0.425 mm (No. 40). c. PROCEDIMIENTO:  Sobre la superficie del mercurio. Esta será forzada La muestra se colocará y mezclará completamente con agua destilada en la vasija de evaporación de 115 mm de diámetro (4 1/2"), en forma suficiente para llenar completamente los vacíos del suelo y para hacerla lo suficientemente pastosa, de manera que sea fácilmente trabajable en la cápsula, evitando la formación de burbujas de aire. Para suelos friables, la cantidad de agua requerida para llegar a la consistencia deseada es igual o ligeramente mayor que el límite líquido; y para suelos plásticos, la cantidad de agua puede exceder en un 10% el límite líquido.  El interior de la cápsula para contracción se revestirá con una capa delgada de vaselina, o cualquier grasa pesada, para evitar la adhesión del suelo al recipiente.  Una cantidad de suelo húmedo igual o cercano a la tercera parte del volumen del recipiente de contracción será colocado en el centro de éste y se forzará a que fluya hacia los bordes siendo golpeado suavemente sobre una superficie firme, acolchonada por varias hojas de papel secante o un material similar. Una cantidad de suelo aproximadamente igual a la primera porción, será agregada y el recipiente será golpeado hasta que el suelo esté completamente compactado y todo el aire incluido haya sido expulsado. Se agregará más suelo y se continuarán los golpes del recipiente hasta que éste se llene completamente y rebose por los lados. El exceso de suelo se quitará con la regla metálica y el suelo adherido a la superficie externa del recipiente se limpiará.  Cuando se haya llenado el recipiente, se enrasa, se limpia y se pesa inmediatamente, se anota como peso del recipiente y del suelo húmedo (W1). Se dejará secar la masa de suelo en el aire, a temperatura ambiente, hasta que el color de la misma cambie de oscuro a claro. Luego ésta será secada en el horno a temperatura de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F), hasta alcanzar peso constante; se pesará anotándose como peso del recipiente y del suelo seco (W2).  Muestras que contengan materia orgánica o cuya constitución pueda alterarse a la temperatura especificada, se secarán a 60 °C (140 °F).  La capacidad del recipiente de contracción, en cm3 , la cual es también el volumen de la masa de suelo

húmedo, se determinará llenando el recipiente con mercurio hasta rebosar eliminando el exceso, haciendo presión con la placa de vidrio sobre la parte superior del recipiente o cápsula, y midiendo el volumen de mercurio retenido en este, con la probeta graduada. Se anotará como volumen de la masa de suelo húmedo (V). El volumen de la masa de suelo seco será determinado de la siguiente manera: 







El recipiente de vidrio se llenará de mercurio hasta rebosar y el exceso de mercurio deberá removerse presionando firmemente la placa de vidrio con tres salientes sobre la parte superior del recipiente. Cualquier porción de mercurio que se derrame, la cual puede quedar adherida a la parte externa del recipiente se limpiará cuidadosamente. El recipiente lleno de mercurio se colocará en la vasija de evaporación de 150 mm (6") y la probeta de suelo se colocará cuidadosamente para sumergirla en el mercurio por medio de la placa de vidrio con las tres salientes, presionándola firmemente sobre el recipiente. Es esencial que no quede aire atrapado bajo la probeta de suelo. El volumen de mercurio que ha sido desplazado se medirá en la probeta graduada y se anotará como el volumen de suelo seco (Vo). Después de ser limpiado, se pesará el recipiente de contracción y se anotará su peso (W3)

d. CALCULOS i. CÁLCULO DEL CONTENIDO DE AGUA El contenido de agua del suelo en el momento en que éste fue colocado en el recipiente, expresado como un porcentaje del peso seco del suelo, se calculará de la siguiente forma: w = 100 (W1 – W2) / (W2 – W3) Siendo: w = Contenido de agua del suelo W1 = Peso de la masa de suelo húmedo y el recipiente (g). W2 = Peso de la masa de suelo seco y el recipiente (g). W 3 = Peso del recipiente (g).

También puede ser calculado el contenido de agua así: w = 100 (W – Wo) / Wo Siendo: W = Peso húmedo de la muestra de suelo (W = W1 – W3) W0 = Peso de la muestra seca (W0 = W2- W3)

Se calculará el contenido de agua con una aproximación de 0.1 (en el porcentaje). j. CÁLCULO DEL LÍMITE DE CONTRACCIÓN  El límite de contracción de un suelo se define como el contenido mínimo de agua, por debajo del cual una reducción de la cantidad de agua, no causará una disminución de volumen de la muestra de suelo, pero al cual un aumento en el contenido de agua causará un aumento en el volumen de la masa de suelo.  El límite de contracción (LC) será calculado de los datos obtenidos en la determinación de la contracción volumétrica, así:

Donde: LC = Límite de contracción (%) w = Contenido de agua (%) V = Volumen de la muestra de suelo húmedo (cm3) Vo = Volumen de la muestra de suelo secada al horno (cm3) Wo = Peso de la muestra seca (W0 = W2 - W3) (g) Yw = Peso unitario del agua (g/cm3) El límite de contracción se calculará con una aproximación de 0.01 en el porcentaje. OBSERVACIONES   

     

Errores posibles. Los siguientes podrían causar una determinación imprecisa del límite de contracción: Muestra no representativa El límite de contracción debe determinarse utilizando una porción de la misma muestra que se utilizó para determinar el contenido de humedad equivalente del terreno. Muestras preparadas incorrectamente Las muestras deberán ser muy bien mezcladas con el agua y se debe permitir un período suficiente de curado antes de realizar el ensayo. Determinación errónea del contenido de humedad. Que la cápsula de contracción no esté lubricada en su parte interior. Si el suelo se adhiere a la cápsula, la muestra puede agrietarse durante el secado. Burbujas de aire contenidas en la muestra de suelo. Muestra de suelo secada demasiado rápido. Para prevenir que la muestra de suelo se agriete, debe ser secada muy lentamente, primero en un cuarto húmedo y luego a la temperatura de laboratorio, hasta que



ocurra un cambio definido en el color; solamente en este momento se debe colocar en el horno. Burbujas de aire atrapadas bajo la muestra de suelo en el recipiente de vidrio cuando se sumerja en mercurio.

ERRORES DE CÁLCULO 

   



Precaución. El mercurio es una sustancia peligrosa que puede causar efectos nocivos en la salud si se inhala por mucho tiempo su vapor, o si se pone en contacto con la piel. Siempre que se use mercurio deberán adoptarse las siguientes precauciones: Mantenerlo en un recipiente de cristal sellado e irrompible. Trabajar siempre en un área bien ventilada. Evitar el contacto directo con el mercurio y usar guantes. Evitar el esparcimiento incontrolado de partículas, efectuando la parte del ensayo que requiera uso de mercurio en un recipiente grande que pueda recoger lo que se derrame durante el ensayo. Las partículas no controladas deben limpiarse tan completamente como sea posible.



3. TERCER ENSAYO: LÍMITE LÍQUIDO a. EQUIPOS:  Recipiente para Almacenaje. Una vasija de porcelana de 115 mm (4 ½”) de diámetro aproximadamente.  Espátula. De hoja flexible de unos 75 a 100 mm (3" – 4”) de longitud y 20 mm (¾") de ancho aproximadamente.  Aparato del límite líquido (o de Casagrande).  • Acanalador.  Calibrador. Ya sea incorporado al ranurador o separado, de acuerdo con la dimensión crítica "d" mostrada en la Figura 1, y puede ser, si fuere separada, una barra de metal de 10.00 ± 0.2 mm (0.394” ± 0.008") de espesor y de 50 mm (2") de largo, aproximadamente.  Recipientes o Pesa Filtros. De material resistente a la corrosión, y cuya masa no cambie con repetidos calentamientos y enfriamientos. Deben tener tapas que cierren bien, sin costuras, para evitar las pérdidas de humedad de las muestras antes de la pesada inicial y para evitar la absorción de humedad de la atmósfera tras el secado y antes de la pesada final.  Balanza. Una balanza con sensibilidad de 0.1 gr.  Estufa. Termostáticamente controlado y que pueda conservar temperaturas de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F) para secar la muestra.

b. MUESTRA: Tómese una muestra que pese 150 - 200 g de una porción de material completamente mezclado que pase el tamiz de 0.425 mm (N° 40). c. PROCEDIMIENTO 1.º.Colóquese la muestra de suelo en la vasija de porcelana y mézclese completamente con 15 a 20 ml de agua destilada, agitándola, amasándola y tajándola con una espátula en forma alternada y repetida. Realizar más adiciones de agua en incrementos de 1 a 3 ml. Mézclese completamente cada incremento de agua con el suelo como se ha descrito previamente, antes de cualquier nueva adición. 2.º.Algunos suelos son lentos para absorber agua, por lo cual es posible que se adicionen los incrementos de agua tan rápidamente que se obtenga un límite líquido falso. Esto puede evitarse mezclando más y durante un mayor tiempo, (1 hora aproximadamente). 3.º.Cuando haya sido mezclada suficiente agua completamente con el suelo y la consistencia producida requiera de 30 a 35 golpes de la cazuela de bronce para que se ocasione el cierre, colóquese una porción de la mezcla en la cazuela sobre el sitio en que ésta reposa en la base, y comprímasela hacia abajo, extiéndase el suelo hasta obtener la posición mostrada en la Figura 3 (con tan pocas pasadas de la espátula como sea posible), teniendo cuidado de evitar la inclusión de burbujas de aire dentro de la masa. Nivélese el suelo con la espátula y al mismo tiempo emparéjeselo hasta conseguir una profundidad de 1 cm en el punto de espesor máximo. Regrésese el exceso de suelo a la Vasija de porcelana. 4.º.Divídase el suelo en la taza de bronce por pasadas firmes del acanalador a lo largo del diámetro y a través de la línea central de la masa del suelo de modo que se forme una ranura limpia y de dimensiones apropiadas. Para evitar rasgaduras en los lados de la ranura o escurrimientos de la pasta del suelo a la cazuela de bronce, se permite hacer hasta 6 pasadas de adelante hacia atrás o de atrás hacia adelante, contando cada recorrido como una pasada; con cada pasada el acanalador debe penetrar un poco más profundo hasta que la última pasada de atrás hacia adelante limpie el fondo de la cazuela. Hágase una ranura con el menor número de pasadas posible. 5.º.Elévese y golpéese la taza de bronce girando la manija F, a una velocidad de 1,9 a 2,1 golpes por segundo, hasta que las dos mitades de la pasta de suelo se pongan en contacto en el fondo de la ranura, a lo largo de una distancia de cerca de 13 mm (0.5"). Anótese el número de golpes requeridos para cerrar la ranura.

6.º.En lugar de fluir sobre la superficie de la taza algunos suelos tienden a deslizarse. Cuando esto ocurra, deberá a agregarse más agua a la muestra y mezclarse de nuevo, se hará la ranura con el acanalador y se repetirá el Punto anterior; si el suelo sigue deslizándose sobre la taza de bronce a un número de golpes inferior a 25, no es aplicable este ensayo y deberá indicarse que el límite líquido no se puede determinar. 7.º.Sáquese una tajada de suelo aproximadamente del ancho de la espátula, tomándola de uno y otro lado y en ángulo recto con la ranura e incluyendo la porción de ésta en la cual se hizo contacto, y colóquese en un recipiente adecuado. 8.º.Transfiérase el suelo sobrante en la taza de bronce a la cápsula de porcelana. Lávese y séquese la taza de bronce y el ranurador y ármese de nuevo el aparato del límite líquido para repetir el ensayo. 9.º.Repítase la operación anterior por lo menos en dos ensayos adicionales, con el suelo restante en la vasija de porcelana, al que se le ha agregado agua suficiente para ponerlo en un estado de mayor fluidez. El objeto de este procedimiento es obtener muestras de tal consistencia que al menos una de las determinaciones del número de golpes requeridos para cerrar la ranura del suelo se halle en cada uno de los siguientes intervalos: 25-35; 20-30; 15-25. De esta manera, el alcance de las 3 determinaciones debe ser de 10 golpes. d. CALCULOS: Calcúlese el contenido de humedad del suelo, expresándolo como porcentaje del peso del suelo secado en el horno como sigue:

Calcúlese el porcentaje de humedad, con aproximación a un entero. Preparación de la curva de fluidez. Trácese una, "curva de fluidez" que represente la relación entre el contenido de humedad y el correspondiente número de golpes de la taza de bronce, en un gráfico de papel semilogarítmico. Con el contenido de humedad como ordenada sobre la escala aritmética, y el número de golpes como Abscisa sobre la escala logarítmica. la curva de flujo es una línea recta promedia, que pasa tan cerca como sea posible a través de los tres o más puntos dibujados. Límite líquido. Tómese el contenido de humedad correspondiente a la intersección de la curva de flujo con la ordenada de 25 golpes como límite líquido del suelo y aproxímese este valor a un número entero.

4. CUARTO ENSAYO: LÍMITE PLÁSTICO a. EQUIPOS:  Espátula, de hoja flexible, de unos 75 a 100 mm (3" – 4”) de longitud por 20 mm (3/4") de ancho.  Recipiente para Almacenaje, de 115 mm (4 ½”) de diámetro.  Balanza, con aproximación a 0.1 g.  Horno o Estufa, termostáticamente controlado regulable a 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F).  Tamiz, de 426 µm (N° 40).  Agua destilada.  Vidrios de reloj, o recipientes adecuados para determinación de humedades.  Superficie de rodadura. Comúnmente se utiliza un vidrio grueso esmerilado. b. MUESTRA: Si se quiere determinar sólo el L.P., se toman aproximadamente 20 g de la muestra que pase por el tamiz de 426 mm (N° 40), preparado para el ensayo de límite líquido. Se amasa con agua destilada hasta que pueda formarse con facilidad una esfera con la masa de suelo. Se toma una porción de 1,5 gr a 2,0 gr de dicha esfera como muestra para el ensayo. El secado previo del material en horno o estufa, o al aire, puede cambiar (en general, disminuir), el límite plástico de un suelo con material orgánico, pero este cambio puede ser poco importante. Si se requieren el límite líquido y el límite plástico, se toma una muestra de unos 15 g de la porción de suelo humedecida y

amasada, preparada de acuerdo a la guía (determinación del límite líquido de los suelos). La muestra debe tomarse en una etapa del proceso de amasado en que se pueda formar fácilmente con ella una esfera, sin que se pegue demasiado a los dedos al aplastarla. Si el ensayo se ejecuta después de realizar el del límite líquido y en dicho intervalo la muestra se ha secado, se añade más agua. c. PROCEDIMIENTO: 1.º.Se moldea la mitad de la muestra en forma de elipsoide y, a continuación, se rueda con los dedos de la mano sobre una superficie lisa, con la presión estrictamente necesaria para formar cilindros. 2.º.Si antes de llegar el cilindro a un diámetro de unos 3.2 mm (1/8") no se ha desmoronado, se vuelve a hacer un elipsoide y a repetir el proceso, cuantas veces sea necesario, hasta que se desmorone aproximadamente con dicho diámetro. 3.º.El desmoronamiento puede manifestarse de modo distinto, en los diversos tipos de suelo:  En suelos muy plásticos, el cilindro queda dividido en trozos de unos 6 mm de longitud, mientras que en suelos plásticos los trozos son más pequeños.  La porción así obtenida se coloca en vidrios de reloj o pesa-filtros tarados, se continúa el proceso hasta reunir unos 6 g de suelo y se determina la humedad de acuerdo a la guía de Determinación del contenido de humedad.  Se repite, con la otra mitad de la masa, el proceso indicado. d. CALCULOS:

1.º.Cálculo del límite plástico: Calcular el promedio de dos contenidos de humedad. Repetir el ensayo si la diferencia entre los dos contenidos de humedad es mayor que el rango aceptable para los dos resultados listados en la tabla 1 para la precisión de un operador.

El

límite plástico es el promedio de las humedades de ambas determinaciones. Se expresa como

porcentaje de humedad, con aproximación a un entero y se calcula así:

2.º.Cálculo de índice de plasticidad: L.P.=L.L. – L.P. Donde: L.L. = Límite Líquido P.L. = Límite Plástico L.L. y L.P., son números enteros:  Cuando el límite líquido o el límite plástico no puedan determinarse, el índice de plasticidad se informará con la abreviatura NP (no plástico).  Así mismo, cuando el límite plástico resulte igual o mayor que el límite líquido, el índice de plasticidad se informará como NP (no plástico).

5.

QUINTO ENSAYO: LÍMITE DE CONTRACCIÓN a. EQUIPOS:  Cápsula de evaporación, de porcelana, de 115 mm (4 1/2") y de 150 mm (6") de diámetro, aproximadamente.  Espátula, de 76 mm (3") de longitud y con 20 mm (3/4 ") de ancho.  Recipiente para contracción o cápsula, de porcelana o de metal monel (aleación de niquel y cobre) con una base plana y de 45 mm (1 3/4 ") de diámetro y 12.7 mm (1/2") de altura.  Regla, de metal de 100 mm (4") o más de longitud.

     



Recipiente de vidrio, con 50 mm (2 ") de diámetro y 2 5 mm (1") de altura, con bordes lisos y nivelados. Placa de vidrio, con tres patas metálicas salientes para sumergir la muestra de suelo en mercurio. Probeta, con capacidad de 25 ml y graduada cada 0.2 ml. Balanza, con sensibilidad de 0.1 g. Mercurio, suficiente para llenar el recipiente de vidrio, hasta que rebose. Horno o Estufa, termostáticamente controlado y que pueda conservar temperaturas constantes y uniformes hasta 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F), para secar la muestra. Guantes de asbesto y caucho.

b. MUESTRA: Tomar una muestra que pese 30 g aprox., de una porción de material completamente mezclado, que pase el tamiz de 0.425 mm (No. 40). c. PROCEDIMIENTO: 1.º.La muestra se colocará y mezclará completamente con agua destilada en la vasija de evaporación de 115 mm de diámetro (4 1/2"), en forma suficiente para llenar completamente los vacíos del suelo y para hacerla lo suficientemente pastosa, de manera que sea fácilmente trabajable en la cápsula, evitando la formación de burbujas de aire. Para suelos friables, la cantidad de agua requerida para llegar a la consistencia deseada es igual o ligeramente mayor que el límite líquido; y para suelos plásticos, la cantidad de agua puede exceder en un 10% el límite líquido.

2.º.El interior de la cápsula para contracción se revestirá con una capa delgada de vaselina, o cualquier grasa pesada, para evitar la adhesión del suelo al recipiente.

3.º.Una cantidad de suelo húmedo igual o cercano a la tercera parte del volumen del recipiente de contracción será colocado en el centro de éste y se forzará a que fluya hacia los bordes siendo golpeado suavemente sobre una superficie firme, acolchonada por varias hojas de papel secante o un material similar. Una cantidad de suelo aproximadamente igual a la primera porción, será agregada y el recipiente será golpeado hasta que el suelo esté completamente compactado y todo el aire incluido haya sido expulsado. Se agregará más suelo y se continuarán los golpes del recipiente hasta que éste se llene completamente y rebose por los lados. El exceso de suelo se quitará con la regla metálica y el suelo adherido a la superficie externa del recipiente se limpiará.

4.º.Cuando se haya llenado el recipiente, se enrasa, se limpia y se pesa inmediatamente, se anota como peso del recipiente y del suelo húmedo (W1). Se dejará secar la masa de suelo en el aire, a temperatura ambiente, hasta que el color de la misma cambie de oscuro a claro. Luego ésta será secada en el horno a temperatura de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F), hasta alcanzar peso constante; se pesará anotándose como peso del recipiente y del suelo seco (W2).

5.º.Muestras que contengan materia orgánica o cuya constitución pueda alterarse a la temperatura especificada, se secarán a 60 °C (140 °F).

6.º.La capacidad del recipiente de contracción, en cm3, la cual es también el volumen de la masa de suelo húmedo, se determinará llenando el recipiente con mercurio hasta rebosar eliminando el exceso, haciendo presión con la placa de vidrio sobre la parte superior del recipiente o cápsula, y midiendo el volumen de mercurio retenido en este, con la probeta graduada. Se anotará como volumen de la masa de suelo húmedo (V). El volumen de la masa de suelo seco será determinado de la siguiente manera:

7.º.El recipiente de vidrio se llenará de mercurio hasta rebosar y el exceso de mercurio deberá removerse presionando firmemente la placa de vidrio con tres salientes sobre la parte superior del recipiente.

8.º.Cualquier porción de mercurio que se derrame, la cual puede quedar adherida a la parte externa del recipiente se limpiará cuidadosamente. El recipiente lleno de mercurio se colocará en la vasija de evaporación de 150 mm (6") y la probeta de suelo se colocará sobre la superficie del mercurio. Esta será forzada cuidadosamente para sumergirla en el mercurio por medio de la placa de vidrio con las tres salientes, presionándola firmemente sobre el recipiente.

9.º.Es esencial que no quede aire atrapado bajo la probeta de suelo. El volumen de mercurio que ha sido desplazado se medirá en la probeta graduada y se anotará como el volumen de suelo seco (VO). • Después de ser limpiado, se pesará el recipiente de contracción y se anotará su peso (W3) d. CALCULOS:

1.º.Cálculo de contenido de agua:

w=

(W 1−W 2 ) ∗100 ( W 2−W 3 )

Siendo: w = Contenido de agua del suelo W1 = Peso de la masa de suelo húmedo y el recipiente (g). W2 = Peso de la masa de suelo seco y el recipiente (g). W3 = Peso del recipiente (g). También puede ser calculado el contenido de agua así

w=

(W −W 0 ) ∗100 ( W 0)

Siendo: W = Peso húmedo de la muestra de suelo (W = W1 – W3) W0 = Peso de la muestra seca (W0 = W2- W3) Se calculará el contenido de agua con una aproximación de 0.1 (en el porcentaje).

2.º.Cálculo del límite de contracción: LC=W −100

( V −V 0 )∗Y w W0

Donde: LC = Límite de contracción (%) w = Contenido de agua (%) V = Volumen de la muestra de suelo húmedo (cm3) Vo = Volumen de la muestra de suelo secada al horno (cm3) Wo = Peso de la muestra seca (W0 = W2 - W3) (g) Yw = Peso unitario del agua (g/cm3) El límite de contracción se calculará con una aproximación de 0.01 en el porcentaje.

e. RESULTADOS:

VII.

PESO VOLUMÉTRICO. Definición: El peso volumétrico es la relación del peso de la masa de suelos entre su volumen de masa. Se consideran las tres fases del suelo.

1. PRIMER EJERCICIO FORMULAS A DETERMINAR LOS CALCULOS PESO DEL AGREGADO (PA): PA = PT – PM PESO UNITARIO DEL AGREGADO (PU): PU = PA / VM Dónde:  PM = Peso de molde  VM = Volumen de molde  PT = peso de (molde + agregado) a. MATERIALES Y EQUIPO: o o o o o

Agregado fino. Agregado grueso. Balanza electrónica. Pala. Recipientes cilíndricos.

Varilla de acero.

o

b. PROCEDIMIENTO: DETERMINAR EL VOLUMEN DEL RECIPIENTE 

Se procede a pesar el recipiente cilíndrico vacío, en donde se colocará la muestra.



Luego se le agrega agua hasta llenar el recipiente.



Colocamos la placa de vidrio en la parte superior



Finalmente se pesa el recipiente con el agua

DETERMINACIÓN DEL PESO UNITARIO SUELTO (PUS) 

Se procede a determinar el peso del recipiente vacío y se registra dicho valor.



Luego se llena el recipiente hasta el desborde por medio de una pala, descargando el agregado desde una altura que no exceda los 5 cm.



Posteriormente con la varilla de acero se procede a quitar con mucho cuidado el exceso de agregado para que quede a nivel del recipiente, a este proceso se le llama Enrasado.



Finalmente se procede a pesar el recipiente cilíndrico con el agregado.

FORMULA

P .U . S=

( PESO DEL AGREGADO ( SUELTO ) Kg+ RECIP . Kg )−PESO DEL RECIP . Kg VOLUMEN DEL MOLDE Mts 3 DETERMINACIÓN DEL COMPACTADO (PUC) 

PESO

UNITARIO

Se procede a determinar el peso del recipiente vacío y se registra dicho valor.



Se llena el recipiente hasta un tercio de su capacidad y se nivela la superficie con los dedos, se efectúa la compactación de la capa de agregado mediante 25 golpes de la varilla distribuidos uniformemente en toda la superficie del material



Se continúa llenando hasta dos tercios de su capacidad y se compacta esta segunda capa con 25 golpes de varilla, sin penetrar en la capa previa compactada



Finalmente, se vuelve a llenar el recipiente hasta que desborde y se compacta con 25 golpes de la varilla, sin penetrar en la capa previa compactada



Se nivela la capa superficial de agregado en forma manual utilizando la varilla, de manera de enrasarla con el borde superior del recipiente



Se determina la masa del recipiente más su contenido y se registra este valor.

FORMULA

P .U . C=

( PESO DEL AGREGADO ( COMPACTADO ) Kg+ MOLDEKg )−PESO DEL MOLDE Kg VOLUMEN DEL MOLDE Mts 3 c. RESULTADOS Los resultados que se obtuvieron son: AGREGADO FINO: - P.U.S. = 1836.20 (Kg/m3) - P.U.C. = 1862.60 (Kg/m3) AGREGADO GRUESO: - P.U.S. = 1554.43 (Kg/m3) - P.U.C. = 1614.55 (Kg/m3) Se puede mencionar que el peso unitario es una propiedad física de gran importancia en la dosificación de los agregados. Los pesos unitarios sueltos y compactos nos permitirán a desarrollar un mejor diseño de mezcla. Concluimos que los pesos compactados son mayores a los pesos sueltos, porque ingresa mucho más material y es compactado helicoidalmente para uniformizar el material.

VIII.

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO. Definición: Es la parte de la Mecánica de Suelos que estudia lo referente a las formas y distribución de tamaños de las gravas o partículas que

constituyen un suelo. El análisis granulométrico de un suelo consiste en separar y clasificar por tamaños los granos que lo componen. 1. PRIMER ENSAYO Se tiene la granulometría del agregado fino y grueso: a. GRANULOMETRÍA AGRAGDO GRUESO MALLA % RETENIDO 1” 4.0 ¾” 7.0 ½” 42.0 3/8” 15.0 ¼” 25.0 N° 4 7.0 FONDO 0.0

AGRAGDO FINO MALLA % RETENIDO N° 4 5.0 N° 8 8.0 N° 16 18.0 N° 30 24.0 N° 50 32.0 N° 100 10.0 FONDO 3.0

 Determinaremos: 1. Cuál es el módulo de fuerza del agregado fino y grueso. 2. El T.M.N. del agregado grueso 3. Huso granulométrico  Se tiene 2.600 kg de agregado grueso en estado natural 1.895 kg finos húmedos. DESCRIPCIÓN

AGREGADO FINO

Peso específico de masa seca (T/m39 Contenido de humedad (%) Porcentaje de absorción (%)

2.58

AGREGADO GRUESO 2.72

3.5

1.5

0.8

0.8

 DETERMINAR: A. Volumen absoluto de los agregados. B. Determinar rf y rg.  Módulo de fineza de la combinación de los agregados. d. PROCEDIMIENTO: GRANULOMETRÍA DE AGREGADO FINO

Se debe ordenar los pesos retenidos de acuerdo a las mallas estándar. La cual se llena la siguiente tabla: MALLA ASTM #4 #8 #16 #30 #50 #100 FONDO TOTAL

PESO RETENIDO 5% x 1895 =94.75 8% x 1895 = 151.60 341.10 454.80 606.40 189.50 56.85 1895

% RETENIDO 5

% ACUMULADO 5

%PASA 100-5=95

8

5+8=13

100-13=87

18 24 32 10 3 100

13+18=31 31+24=55 87 97 100

100-31=69 45 13 3 0

Módulo de fineza= Suma de % Acumulados (malla 4 al 100) = 5+13+31+55+87+97=288/100=2.88 GRANULOMETRÍA DE AGREGADO GRUESO: Se debe ordenar los pesos retenidos de acuerdo a las mallas estándar. La cual se llena la siguiente tabla: MALLA ASTM

PESO RETENIDO

3”

0% x 2600= 0 0% x 2600= 0 0% x 2600= 0 4% x 2600= 104 182.00 1092.00 390.00 650.00 182.00 0.00 2600

2” 1 ½” 1” ¾” ½” 3/8” ¼” #4 FONDO TOTAL

% RETENID O 0

% ACUMULADO

%PASA

0

100-0=100

0

0+0=0

100

0

0+0=0

100

4

0+4=4

100-4=96

7 42 15 25 7 0 100

4+7=11 11+42=53 68 93 100 100

100-11=89 100-53=47 32 7 0 0

Módulo de fineza = Suma de % Acumulado (malla 3”, 1 ½”, ¾”, 3/8”, #4 y las mallas del agregado fino) = 0+0+0+11+68+100+100+100+100+100+100=679/100=6.79 Tamaño máximo= un tamiz superior al TMN= 1 ½”. Huso granulométrico (de las tablas) = Huso 57.

PROPIEDADES DE LOS AGREGADOS Tenemos: Agregado Fino:  Peso húmedo= 1895 kg  Peso seco= Ph/(1+h)= 1895/1.035=1831 kg  Peso saturado superficialmente seco= Ps x (1+a)= 1831 x (1.008)= 1846kg  Humedad superficial= h – a = 3.5% - 0.8% =2.7%  Agua libre= Ps x Hs= 1831 x 2.7% = 49 kg  Agua de absorción= Ps x a= 1831 x 0.8% = 15 kg  Volumen absoluto del agregado fino= Peso húmedo / (Peso específico se x (1 + h)) Vol. AF= 1895 kg / 2580 kg/m3 x (1.035))= 0.710 m3 = Rf Rf x Mf = Vol AF x Modulo de fineza del AF= 0.710 m3 x 2.88= 2.04 m3 Agregado grueso:  Peso húmedo= 2600 kg  Peso seco= Ph/(1+h)= 2600/1.015=2562kg  Peso saturado superficialmente seco= Ps x (1+a)= 2562 x (1.008)= 2582 kg  Humedad superficial= h – a= 1.5% - 0.8%= 0.7%  Agua libre= Ps x Hs= 2562 x 0.7%= 18 kg  Agua de absorción= Ps x a = 2562 x 0.8%= 20 kg  Agua total= Ps x h= 2562 x 1.5%= 38 kg

 Volumen absoluto del agregado grueso= Peso húmedo / (peso específico seco x (1+h)) Vol AF= 2600 kg / (2720 kg/m3 x (1.015))= 0.942 m3= Rg Rg x Mg= Vol AG x Móduñp de fineza del AG= 0.942 m3 x 6.79= 6.40 m3  Módulo de fineza de la combinación de los agregados Mc= (Rf x Mf + Rg x Mg)/(Rf + Rg)= (2.04 m3 + 6.40 m3)/(0.710 m3 + 0.942 m3) Mc= 8.44 m3 / 1.642 m3= 5.311

2. SEGUNDO ENSAYO Análisis granulométrico de suelos por tamizado a. EQUIPO  Dos balanzas.  Una con sensibilidad de 0.01 g para pesar material que pase el tamiz de 2 mm (No.10). Otra con sensibilidad 0.1 % del peso de la muestra, para pesar los materiales retenidos en el tamiz de 2 mm (No.10).  Tamices de malla cuadrada: 75 mm (3"), 50 mm (2"), 37.5 mm(1-l/2"), 25 mm (1"), 19.0 mm (3/4"), 9.5 mm (3/8"), 4.75 mm (No.4), 2.00 mm (No.10) 850 µm (No.20), 425 µm (No.40), 250 µm (No.60), 106 µm (No.140) y 75 µm (No.200). Se puede usar, como alternativa, una serie de tamices que, al dibujar la gradación, dé una separación uniforme entre los puntos del gráfico; esta serie estará integrada por los siguientes: 75 mm (3"), 37.5 mm (1-l/2"), 19.0 mm (3/4"), 9.5 mm (3/8"), 4.75 mm (No.4), 2.36 mm (No.8), 1.10 mm (No.16), 600 µm (No.30), 300 µm (No.50), 150 µm (No.100), 75 mm (No.200).  Horno, capaz de mantener temperaturas uniformes y constantes hasta de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F).  Envases, adecuados para el manejo y secado de las muestras.  Cepillo y brocha, para limpiar las mallas de los tamices. b. MUESTRA  Según sean las características de los materiales finos de la muestra, el análisis con tamices se hace, bien con la muestra entera, o bien con parte de ella después de separar los finos por lavado. Si la necesidad del lavado no se puede determinar por examen visual, se seca en el horno una pequeña porción húmeda del material y luego se examina su resistencia en seco rompiéndola entre los dedos. Si se puede romper fácilmente y el material fino se pulveriza bajo la presión de aquellos, entonces el análisis con tamices, se puede efectuar sin previo lavado.







Prepárese una muestra para el ensayo como se describe en la preparación de muestras para análisis granulométrico Norma INV E-106, la cual estará constituida por dos fracciones: Una retenida sobre el tamiz de 2 mm (No.10) y otra que pasa dicho tamiz. Ambas fracciones se ensayarán por separado. El peso del suelo secado al aire y seleccionado para el ensayo, como se indica en la Norma INV E-106, será suficiente para las cantidades requeridas para el análisis mecánico, como sigue: Para la porción de muestra retenida en el tamiz de 2 mm (No.10) el peso dependerá del tamaño máximo de las partículas de acuerdo con la Tabla No.1.

TABLA No.1 Diámetro Nominal de las partículas más grandes mm (pulg)

Peso mínimo aproximado de la porción Gramos, g

9.5 (3/8”) 19.0 (¾”) 25.0 (1”) 37.5 (1 ½”) 50.0 (2”) 75.0 (3”)

500 1000 2000 3000 4000 5000

El tamaño de la porción que pasa tamiz de 2 mm (No.10) será aproximadamente de 115 g, para suelos arenosos, y de 65 g para suelos arcillosos y limosos. 

En la Norma INV E-106, se dan indicaciones para la pesada del suelo secado al aire y seleccionado para el ensayo, así como para la separación del suelo sobre el Tamiz de 2 mm (No.10) por medio del tamizado en seco, y para el lavado y pesado de las fracciones lavadas y secadas retenidas en dicho tamiz. De estos dos pesos, los porcentajes, retenido y que pasa el Tamiz de 2 mm (No.10), pueden calcularse de acuerdo con el numeral 6.1.  Se puede tener una comprobación de los pesos, así como de la completa pulverización de los terrones, pesando la porción de muestra que pasa el Tamiz de 2 mm (No.10) y agregándole este valor al peso de la porción de muestra lavada y secada en el horno, retenida en el Tamiz de 2 mm (No.10). ANALISIS POR MEDIO DE TAMIZADO DE LA FRACCION RETENIDA EN EL TAMIZ DE 2.00 mm (No.10) Sepárese la porción de muestra retenida en el tamiz de 2 mm (No.10) en una serie de fracciones usando los tamices de: 75 mm (3"), 50 mm (2"), 37.5 mm (1-l2"), 25.0 mm (1"), 19.0 mm (3/4"), 9.5 mm (3/8"), 4.75 mm (No.4) y 2.00 mm (No.10), o los que sean necesarios dependiendo del tipo de muestra, o dependiendo de las especificaciones para el material que se ensaya.

En la operación de tamizado manual se mueve el tamiz o tamices de un lado a otro y recorriendo circunferencias de forma que la muestra se mantenga en movimiento sobre la malla. Debe comprobarse al desmontar los tamices que la operación está terminada; esto se sabe cuándo no pasa más del 1 % de la parte retenida al tamizar durante un minuto, operando cada tamiz individualmente. Si quedan partículas apresadas en la malla, deben separarse con un pincel o cepillo y reunirlas con lo retenido en el tamiz. Cuando se utilice una tamizadora mecánica, se pondrá a funcionar por diez minutos aproximadamente; el resultado se puede verificar usando el método manual. Se determina el peso de cada fracción en una balanza con una sensibilidad de 0.1 % La suma de los pesos de todas las fracciones y el peso inicial de la muestra no debe diferir en más de 1 % ANALISIS GRANULOMETRICO DE LA FRACCION FINA El análisis granulométrico de la fracción que pasa el tamiz de 2 mm (No.10) se hará por tamizado y/o sedimentación según las características de la muestra y según la información requerida. Los materiales arenosos que contengan muy poco limo y arcilla, cuyos terrones en estado seco se desintegren con facilidad, se podrán tamizar en seco. Los materiales limo arcillosos, cuyos terrones en estado seco no rompan con facilidad, se procesarán por la vía húmeda. Si se requiere la curva granulométrica completa incluyendo la fracción de tamaño menor que el tamiz de 75 µm (No.200), la gradación de ésta se determinará por sedimentación, utilizando el hidrómetro para obtener los datos necesarios. Ver Norma de Ensayo INV E-124. Se puede utilizar procedimientos simplificados para la determinación del contenido de partículas menores de un cierto tamaño, según se requiera. La fracción de tamaño mayor que el tamiz de 75 µm (No.200) se analizará por tamizado en seco, lavando la muestra previamente sobre el tamiz de 75 µm (No.200) Procedimiento para el análisis granulométrico por lavado sobre el tamiz de 75 µm (No.200). Se separan mediante cuarteo, 115 g para suelos arenosos y 65 g para suelos arcillosos y limosos, pesándolos con exactitud de 0.01 g. Humedad higroscópica. - Se pesa una porción de 10 a 15 g de los cuarteos anteriores y se seca en el horno a una temperatura de 110 ± 5 °C (230 + 9 °F). Se pesan de nuevo y se anotan los pesos. Se coloca la muestra en un recipiente apropiado, cubriéndola con agua y se deja en remojo hasta que todos los terrones se ablanden.

Se lava a continuación la muestra sobre el tamiz de 75 µm (No.200) con abundante agua, evitando frotarla contra el tamiz y teniendo mucho cuidado de que no se pierda ninguna partícula de las retenidas en él. Se recoge lo retenido en un recipiente, se seca en el horno a una temperatura de 110 ± 5 °C (230 ± 9 °F) y se pesa. Se tamiza en seco siguiendo el procedimiento indicado en las secciones 4.2 y 4.3 c. CALCULOS Valores de análisis de tamizado para la porción retenida en el Tamiz de 2 mm (No.10). Se calcula el porcentaje que pasa el tamiz de 2 mm (No.10) dividiendo el peso que pasa dicho tamiz por el del suelo originalmente tomado y se multiplica el resultado por 100. Para obtener el peso de la porción retenida en el mismo tamiz, réstese del peso original, el peso del pasante por el Tamiz de 2 mm (No.10). Para comprobar el peso total de suelo que pasa el tamiz de 4.75 mm (No.4), se agrega al peso del material que pasa el tamiz de 2 mm (No.10), el peso de la fracción que pasa el tamiz de 4.75 mm (No.4) y que queda retenida en el de 2 mm (No.10). Para comprobar el material que pasa por el tamiz de 9.5 mm (3/8"), se agrega al peso total del suelo que pasa por el tamiz de 4.75 mm (No.4) el peso de la fracción que pasa el tamiz de 9.5 mm (3/8") y que queda retenida en el de 4.75 mm (No.4). Para los demás tamices continúese el cálculo de la misma manera. Para determinar el porcentaje total que pasa por cada tamiz, se divide el peso total que pasa (sección 6.1.2) por el peso total de la muestra y se multiplica el resultado por 100. Valores del análisis por tamizado para la porción que pasa el tamiz de 2 mm (No.10). Se calcula el porcentaje de material que pasa por el tamiz de 75 µm (No.200) de la siguiente forma: Peso total - Peso Ret. en el tamiz de 75 µm % Pasa 75 µm =

x100 Peso Total

Se calcula el porcentaje retenido sobre cada tamiz en la siguiente forma:

Se más fino.

calcula el porcentaje Restando en forma

acumulativa de 100% los porcentajes retenidos sobre cada tamiz. % Pasa = 100 - % Ret. acumulado Porcentaje de humedad higroscópica.- La humedad higroscópica se considera como la pérdida de peso de una muestra secada al aire cuando se seca posteriormente al horno, expresada como un porcentaje del peso de la muestra secada al horno. Se determina de la manera siguiente.

Donde: W = Peso de suelo secado al aire W1 = Peso de suelo secado en el horno d. RESULTADO

IX. PROBLEMAS GEOTÉCNICOS EN EXPANSIÓN Definición: es la aparición de eventos que cause deformaciones y daños a un terreno y a las obras civiles circunvecinas que pueden se asentamientos del terreno, expansiones del terreno, agrietamientos del terreno y las estructuras, erosión del terreno.

1. PRIMER CASO a. SUELOS EXPANSIVOS EN TALARA: Los movimientos de las arcillas que producen el fenómeno de expansión en la zona de Talara, podrían definirse como ir reversibles. dado que la variación del clima no es cíclica dando lugar a la destrucción progresiva de la estructura, hasta llegar al colapso.

La expansión tiene lugar sobre todo en las estructuras livianas o superficiales, llámense: viviendas, canales, pavimentos, etc.; en las cuales es mínimo el estudio de suelos que se realiza debido al costo que involucraría y siendo la solución de una cimentación adecuada más costosa. En la ciudad de Tal ara las arcillas expansivas han ocasionado daños a edificaciones cuando han sido humedecidas, ya sea por las lluvias, riegos o roturas de tuberías. Existe un problema adicional que nuestras arcillas expansivas presentan y es el ser a la vez terrenos colapsables; lo que significa que con pequeños aumentos de humedad se altera el equilibrio provocando su aumento de volumen, siendo su estructura floculada haciendo todo ello que colapsen con humedades mayores.

2.

SEGUNDO CASO a. HUMDIMIENTO Las intensas lluvias que

se

registran

en

la

ciudad

de Tarapoto provocaron el hundimiento de un tramo de la avenida Vía de Evitamiento en la región San Martín. En el lugar se aprecia un gran agujero que impide el paso de los vehículos. Según se conoció, debajo de esta vía existe un sistema de alcantarillado que habría colapsado ante el aumento considerable del caudal de la quebrada Amorarca. En la zona también se reportó la caída de paredes de algunas viviendas y el cerco perimétrico del hospital del Ministerio de Salud de Tarapoto.

X.

PROBLEMAS GEOTÉCNICOS POR SOCAVACIÓN 1. PRIMER CASO a. SOCAVACION HIDRÁULICA Base de puente peatonal Solidaridad colapsa y causa perjuicio de S/. 5 millones. En los últimos días el Perú sufrió grandes daños a causa de inundaciones. Un video que se hizo viral de dichos daños es el del colapso de un puente de Lima. El video muestra el momento en que la socavación deja el estribo al aire y el puente colapsa. Las redes sociales se llenaron de comentarios sobre dicho colapso, principalmente buscando responsables. En este post no entraremos en dicho tema, sino que preferimos recordar la importancia del diseño de protección hidráulica en los puentes. Generalmente las obras de protección en puentes son tomadas a la ligera o como obras secundarias comparadas con el diseño estructural. Sin embargo, la gran mayoría de colapsos de puentes se deben no a temas estructurales, sino a temas hídricos. Son pocos los casos donde la protección contra socavación tiene la misma importancia que

el tema estructural

1. SEGUNDO CASO a. SOCOVACIÓN POR EL RÍO REQUE AL PUENTE REQUE EN CHICLAYO Según el informe realizado por el Colegio de Ingenieros del Perú sobre el Fenómeno “El niño” 97-98, la mayoría de los puentes colapsaron por problemas de socavación del lecho del rio, lo que ha ocasionado que las fundaciones se inclinen o colapsen totalmente, este tipo de errores es ocasionado por falta de estudios de Hidráulica y por presiones de hacer obras de bajo costo. El 1ro. de marzo de 1998 en Chiclayo, el puente Reque colapsó a las 10:00 am, el pilar se paralizo con un caudal de 300 m3 /s, valor menor que aquel registrado el 14 de marzo el cual fue de 1996 m3 /s.

Hasta el año 2012, el Perú cuenta con aproximadamente dos mil doscientas veintisiete estructuras de puentes en las carreteras de la red vial nacional (23 072 km )6.

XI.

CONCLUSIONES En general la mecánica de suelos es la parte de la ciencia física que trata de la acción de todas las fuerzas sobre los cuerpos. Específicamente esta ciencia trata sobre la aplicación de las leyes de la mecánica y la hidráulica. Sobre los problemas de ingeniería de formación geológica y natural de los suelos.  Así mismo el flujo de presas, acuíferos, muros, etc. Con la finalidad de la mecánica de suelos de manipular y clasificar de problemática social, ya que estas clasificaciones conllevan a facilitar la comprensión y estructuración de los suelos para ser cimentos con los respectivos estudios.