Ensayos De Suelos

INTRODUCCION

Los materiales que constituyen los pavimentos, incluyendo las terracerías y el terreno de fundación, se ven sometidos a cargas dinámicas de diversas magnitudes que le son transmitidas por el tránsito vehicular. Con el fin de tomar en cuenta la naturaleza cíclica de las cargas que actúan en los materiales que conforman una estructura de pavimento, así como el comportamiento no lineal y resiliente de los materiales, se realizan varios trabajos experimentales del análisis del suelo de fundación, que a continuación se procede a describir.

ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO (subrasante)

El grado compactación de un suelo o de un relleno se mide cuantitativamente mediante la densidad seca. La densidad seca que se obtiene mediante un proceso de compactación depende de la energía utilizada durante la compactación, denominada energía de compactación, también depende del contenido de humedad durante la misma.

El ensayo de densidad seca permite obtener la densidad de terreno y de esta manera determinar si la compactación de dicho terreno es la adecuada para la función que se le está designando de acuerdo a las especificaciones.

CONCEPTOS GENERALES

Terreno de Fundación: Es aquella parte de la corteza terrestre sobre la cual se apoya una obra vial y que va a ser afectada por la misma. Su función es soportar dicha obra.

Explanaciones: Son el conjunto de cortes y terraplenes de una obra vial ejecutados hasta la superficie subrasante de acuerdo al proyecto. Su función es proporcionar apoyo al pavimento.

Subrasante: Es la capa del suelo que constituye la parte superior de las explanaciones sobre la cual se construye el pavimento, siendo su función básica proporcionar a éste un apoyo adecuado.

Pavimento: Es una capa o conjunto de capas de materiales seleccionados, comprendidas entre la subrasante y la superficie de rodamiento o rasante. El pavimento tiene como funciones proporcionar una superficie de rodamiento uniforme, resistente a la acción del tránsito y del clima, así como transmitir en forma adecuada a la subrasante en los esfuerzos generados por las cargas del tránsito.

Compactación: Es el proceso artificial por la cual las partículas de suelo son obligadas a estar más en contacto las unas con las otras, mediante una reducción del índice de vacíos, empleando medios mecánicos lo cual se traduce en un mejoramiento de sus propiedades ingenieriles.

En la siguiente tabla se muestran valores de compactación para los elementos de un pavimento:

Fuente: NTP 339.141:1999

MÉTODOS PARA DETERMINAR LA DENSIDAD DE CAMPO

La densidad de campo puede determinarse mediante tres métodos:

Método del Cono de Arena: Este método es el utilizado para el desarrollo del ensayo del presente informe, cuya explicación se detallará más adelante.

Método del Globo Flexible o de Hule: El procedimiento es similar al del método del Cono de arena; se hace un hueco de prueba y se determinan el peso húmedo del suelo retirado del hueco y su contenido de agua. Sin embargo, el volumen del hueco se determina introduciendo a éste un globo de hule con agua de un recipiente calibrado, del cual el volumen se lee directamente.

El peso específico seco del suelo compactado se determina usando la ecuación:

γ_d= W/V

Donde:

W: peso seco del suelo excavado del hueco (Kg)

V: Volumen del Hueco (m3)

Método Nuclear: Los medidores nucleares de densidad son ahora usados con frecuencia para determinar el peso específico seco compactado de suelo. Los densímetros nucleares operan en huecos taladrados o desde la superficie del terreno.

El aparato mide el peso de suelo húmedo por volumen unitario y también el peso del agua presente en un volumen unitario de suelo. El peso específico seco de suelo compactado se determina restando el peso del agua del peso específico húmedo del suelo.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

La práctica se llevó a cabo cerca de la Facultad de enfermería, para la cual se ha empleado el Método del Cono de Arena para determinar el grado de compactación de ese suelo.

MÉTODO DEL CONO DE ARENA:

Este método se lleva a cabo bajo lo establecido en la Norma Peruana MTC-E17-2000, basada en la norma ASTM D 1556, las cuales se adjuntan al final del presente documento.

Cabe mencionar que el ensayo original con este método se realiza con Arena de Otawa, sin embargo para la presente práctica no se contó con esta arena, por lo que se utilizó Arena de la Victoria con granulometría similar a la de Otawa, la cual debe ser una granulometría uniforme (entre los tamices 10, 20 o 30)

Elementos necesarios:

Recpiente de plástico o metal, en este caso se utilizó un recipiente de plástico.

Base metálica de círculo hueco (diámetro 6”)

Cono metálico: consiste en un frasco de aproximadamente un galón (3.785 lts.) y de un dispositivo ajustable que consta de una válvula cilíndrica con un orificio de 12.7mm (1/2”) de diámetro y que tiene un pequeño embudo que continua hasta una tapa de frasco de tamaño normal en un extremo y con un embudo mayor en el otro.

La válvula deberá tener topes para evitar su rotación cuando este en posición completamente abierta o completamente cerrada.

Arena calibrada: La arena que se utilice deberá ser limpia, seca, uniforme, no cementada, durable y que fluya libremente. Además deberá tener un coeficiente de uniformidad (D60/D10) menor que 2 y no contener partículas que queden retenidas en el tamiz de 2mm (N°10). Debe ser uniforme y preferiblemente de forma redondeada para favorecer que fluya libremente y desprovista de partículas o arena fina, para prevenir segregación en almacenamiento o uso, y cambios de peso unitario aparente como consecuencia de variaciones en la humedad atmosférica.

Espátula y cuchara

Balanza mecánica o digital, en este caso se usó una balanza mecácina con precisión al gramo.

Comba y cincel

Brocha

Guantes

Regla metálica

Recipiente para contenido de humedad (Cápsulas)

Bolsas plásticas (para evitar que las muestras de suelo pierdan humedad)

Tamiz 3/4 ”

Procedimiento

Se debe preparar la superficie del punto a controlar, nivelándola o emparejándola y quitando el material vegetal presente.

Calibrar el equipo de densidad de campo.

Se realiza un hoyo en el suelo, del cual se quiere determinar su grado de

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