Expansión Libre y Controlada

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

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Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas

Carrera de Ingeniería Civil

Mecánica de Suelos 2

Práctica No: 4

Tema: Expansión Libre y Controlada

Nombre:  Jiménez Muñoz Pamela Katiusca

                                  Semestre: Quinto                                  Paralelo: 2

Fecha de realización: 28/01/2022

Fecha de entrega: 11/02/2022

2021 – 2022

1. TEMA

Expansión Libre y Controlada.

1. INTRODUCCIÓN

Los suelos expansivos son aquellos que presentan contracciones en la masa de un material, en pocas palabras tienden a producir cambios en su volumen dependiendo de la variación que genera el contenido de humedad del suelo, estos suelos son de tipo arcilloso inestable, especialmente cuando se encuentran con presencia de humedad, debido a los cambios de volumen que ocasionan daños elocuentes en obras civiles que se encuentren cerca de este tipo de suelos causando grietas en paredes y afectando directamente a las cimentaciones de edificios. (Salinas & Villao, 2019)

Existen dos efectos principales en los suelos expansivos. Según (Salinas & Villao, 2019) el primer efecto es la retracción el cual se da cuando la humedad absorbida se seca, el otro efecto es el de expansión este se da por el agua que absorben este tipo de suelos.

La presencia de suelos expansivos se puede visualizar con facilidad ya que se pueden encontrar con grietas o rajaduras, como se puede observar en la (ilustración 1. Suelos con arcillas expansivas.), esto se debe al fenómeno de palpitación que sufre de estos suelos cuando varia la humedad tomando en cuenta su alta plasticidad. (Firtin F, 2012)

Ilustración 1. Suelos con arcillas expansivas.[pic 2]

Fuente: (Salinas & Villao, 2019)

Se demostró las características plásticas de estos suelos los cuales son utilizados como indicadores primarios. Según (Firtin F, 2012) las principales características expansivas de las arcillas. La relación que se produce entre las particularidades plásticas y el hinchamiento de los suelos se establecen de la siguiente manera:

Ilustración 2. Clasificación de suelos expansivos.

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Fuente: (Firtin F, 2012)

Metodología del Ensayo de Expansión

Se coloca una muestra en condiciones de humedad y peso específico previamente establecidos, se procede a aplicar una sobrecarga, se vierte agua en la cazuela, se mide la deformación unitaria en el transcurso del tiempo por ultimo se determina la deformación o relación de vacíos en función del tiempo lo cual se puede expresar mediante la Curva de Expansión. (Sosa F, 2014)

Ante la presencia de un suelo expansivo se realizan muchas acciones sobre el suelo una de ellas es inundar el suelo en el sitio de manera que se produzca una expansión antes de una obra civil, reducir la densidad del suelo mediante un correcto control de compactación, modificar las propiedades expansivas del suelo, producir un aislamiento de dicho suelo para que no sufra cambios en su contenido de humedad, actuar sobre la estructura a través de la sección de un diseño de cimentación apropiado. (Firtin F, 2012)

1. OBJETIVOS

1. Objetivo General

• Determinar el hinchamiento libre y controlado que presenta una muestra de suelo saturada.

1. Objetivos Específicos

• Determinar en el tiempo como el suelo va variando su volumen dejando que la muestra se expanda libremente.
• Estabilizar un incremento de carga evitando que el suelo se expanda libremente.
• Conocer el esfuerzo necesario que controle la expansión del suelo.
• Conocer el porcentaje de expansión.

1. EQUIPO, HERRAMIENTAS Y MATERIALES

Tabla 1.

Equipo, herramientas y materiales.

Fuente: (Jiménez P, 2022)

1. PROCEDIMIENTO

• Previamente preparar la muestra para este ensayo de expansión.
• Se procede a pesar el anillo más la muestra con la ayuda de la balanza.

Ensayo de Expansión Controlada o Presión Hinchamiento.

1. Tomar en cuenta que la deformación por esta metodología debería llegar a 0,01 mm
2. Se procede a encerar el equipo que se va a utilizar.
3. A continuación, se satura la muestra y se va a colocando pesos.
4. Mientras se va a expandiendo se va colocando pesos de tal manera que la deformación se encuentre dentro de un rango correspondiente.
5. Después de trascurrido el tiempo se pesa el material y todas las cargas colocadas ósea la carga necesaria para estabilizar el material.
6. La muestra del anillo se saca para determinar el contenido de humedad final.
7. Después de obtener los datos que corresponden a este ensayo se realizan los cálculos necesarios de este ensayo.

Ensayo de Expansión Libre

1. Se procede a colocar la carga en el equipo.
2. Se coloca la carga y se registra el valor.
3. En un determinado tiempo de 10 minutos se empieza a humedecer para que se genere la expansión.
4. Una vez estabilizada la deformación se procede a leer la lectura final y desde ese momento.
5. Se procede a determinar los tiempos para las deformaciones.
6. Los tiempos son similares a los del ensayo de consolidación.
7. Entonces la muestra se comienza a saturar y la deformación varia por efecto de la carga que se colocó la cual empieza a disminuir a medida que se va saturando el material.
8. Después de un tiempo determinado las lecturas de expansión se van incrementando.
9. El ensayo se debe ejecutar en un transcurso de 24 horas.
10. La muestra tiene que sacarse del anillo y determinar el contenido de humedad.
11. Una vez obtenidos los datos se procede a realizar los cálculos respectivos.

1. CODIFICACIÓN DE DATOS Y RESULTADOS

1. Expansión Controlada

Tabla 2.

Condiciones Iniciales (Parte 1).

Fuente: (Jiménez P, 2022)

Tabla 3.

Condiciones Iniciales (Parte 2).

Fuente: (Jiménez P, 2022)

Tabla 4.

Contenido de humedad inicial.

Fuente: (Jiménez P, 2022)

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