CENTRO DE ESTUDIOS GEOTÉCNICO-FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE PAVIMENTOS

ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA JULIO GARAVITO

CENTRO DE ESTUDIOS GEOTÉCNICO-FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

LABORATORIO DE PAVIMENTOS

INFORME No 3

DENSIDAD DEL TERRENO MÉTODO CONO Y ARENA (PROCEDIMIENTO VISUAL Y MANUAL)
INV-E-161

DESCRIPCIÓN

El ensayo de densidad in situ por el método del CONO Y ARENA se hace con el objetivo de obtener la densidad de terreno y así compararlos con las especificaciones técnicas en cuanto la humedad, la densidad y el grado de compactación del suelo evaluado, y así poder determinar la calidad del suelo donde se vayan o se están ejecutando proyectos de ingeniería.

OBJETIVO GENERAL

• Determinar la densidad y el peso específico de un suelo en campo utilizando el método del cono y arena para verificar si se cumplen con las especificaciones exigidas para una vía, un terraplén o capas inferiores utilizadas en pavimentos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Determinar si los datos tomados son suficientes para determinar si cumple o no con las especificaciones requeridas.
• Calcular el grado de compactación.

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS

• Aparato de cono de arena el cual consiste en un frasco de aproximadamente un galón de 3.875lts y de un dispositivo ajustable que consiste en una válvula cilíndrica con un orificio de 12.7mm de diámetro y que tiene un pequeño embudo que continua hasta la tapa de frasco de tamaño norma en un extremo y con un embudo mayor en el otro.
• Arena guamo debe cumplir las siguientes características, estar limpia, lavada, seca, ser uniformen no cementada y debe pasar por el tamiz N.º 10 y retenida por el tamiz N.º 20.
• Muestra del suelo aleatoria, el cual es extraída en la práctica del laboratorio.
• Placa metálica con orificio central de 30cm de diámetro.
• Balanza con calibración al gramo (gr).
• Cincel para perforación en el suelo a estudiar.
• Tamices Nº3/8 para pasar la muestra.
• Cucharas para recoger la muestra.
• Brocha para limpieza de granos en el equipo y hoyo.
• Martillo conjuntamente con el cincel para perforar el suelo a estudiar.
• Horno termostáticamente controlado, capaz de mantener una temperatura de 110 ± 5° C, para el secado de las muestras.
• Recipientes: para determinar la humedad de las muestras, elaborados en metal u otro material adecuado, con cierres que ajusten herméticamente para evitar la pérdida de humedad durante el pesaje.
• Bolsas para depositar allí la muestra extraída de la excavación.

PROCEDIMIENTO

• Se determina el peso inicial del frasco con la arena calibrada.
• Se determina la densidad de la arena y el Cono para proceder con los cálculos del ensayo.
• Se selecciona el lugar para efectuar el ensayo, cabe recordar que este se elige de forma aleatoria.
• Se calibra el equipo de densidad de campo.
• Se procede a elegir aleatoriamente la muestra del suelo, ésta debe encontrarse nivelado o se nivela, colocando la placa como base, ya que esta no se deberá retirar hasta que se termine la extracción de la muestra.
• Sosteniendo la base se excava el suelo con el martillo y cincel, hasta que este alcance una profundidad de 15cm, la excavación del suelo debe ser lo más uniforme.
• Se debe extraer todo el material del agujero y se coloca en una bolsa plástica para ser pesado.
• Una vez extraído todo el material se coloca el cono y se abre la válvula hasta que el hueco se llene de la arena, se limpia o enraza y se vuelve a tomar toda la arena que queda en el hueco, luego con esta densidad de la arena y con el peso obtendremos el volumen del hueco.
• Finalmente se debe determinar en el laboratorio, la densidad seca máxima y el contenido de humedad de la muestras recuperada del agujero, para proceder a determinar el grado de compactación.

DATOS OBTENIDOS

Tabla 1

calibracion

[pic 1]

Tabla con los valores de cada grupo

Tabla 2

Tabla de datos

[pic 2]

Tabla con los valores de datos de cada grupo

Tabla 3

Correcion sobre tamoños y humedad

[pic 3]

Tabla con los valores de corrección de sobre tamaño de cada grupo

FORMULAS USADAS

• Contenido de humedad = *100%[pic 4]
• Volumen del orificio = [pic 5]

K = 1700

•  = ;  [pic 6][pic 7][pic 8]

•  h =  , peso unitario húmedo (densidad)[pic 9][pic 10]
•  d =  , peso unitario seco (densidad)[pic 11][pic 12]
• , calculo de relación de compactación. [pic 13]
• [pic 14]

=  ; Gm = -----[pic 15][pic 16]

= , porcentaje de la fracción fina por masa. [pic 17][pic 18]

= , porcentaje de la fracción gruesa por masa. [pic 19][pic 20]

• Vm  , promedio o valor medio de la muestra. [pic 21]
• S =  desviacion estandar de la muestra. [pic 22]

CÁLCULOS

Tabla 4

Densidad suelta de la arena

Masa volúmenes y pesos respectivos

Tabla 5

Volumen orificio

K es la constante del cono correspondiente a:

...