Informe Mecanica De Suelos Ii 1063v
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2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
INTRODUCCION El presente trabajo representa la aplicación práctica y desarrollo experimental de los conocimientos adquiridos en clase, y a través de consultas de distintas bibliografías, así como del personal encargado del laboratorio de mecánica de suelos. Las investigaciones del terreno y del laboratorio se obtienen con la exploración y reconocimiento del terreno, los estudios y obtención de la muestra fueron realizados por todos los integrantes del grupo cuyas fotos de la obtención de la muestra se observarán en el anexo de este informe. Todos los ensayos realizados están clasificados en capítulos en donde se realizara un pequeña descripción del ensayo y la forma que ejecutarlas.
ESPECIFICACIONES INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
CURSO:
MECANICA DE SUELOS II
TERCER AÑO “B”
DOCENTE DEL CURSO:
ING. HERNANDEZ, JOSÉ
TECNICO A CARGO DEL ING. GODOY PEREYRA, ARTURO FABIAN LABORATORIO:
ING. CANCHARI
PRACTICAS DE
- CONTENIDO DE HUMEDAD.
LABORATORIO:
- GRANULOMETRIA. - DENSIDAD NATURAL. - INDICE DE PLASTICIDAD. - ENSAYO DE CORTE DIRECTO.
- ENSAYO DE CONSOLIDACION. PROCEDENCIA DE LOS PARTE POSTERIOR DEL LABORATORIO AGREGADOS
DE
MECANICA DE SUELOS DE LA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
UBICACIÓN:
CIUDAD UNIVERSITARIA - ICA
OBTENCION DE
LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS DE LA
RESULTADOS:
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL.
CAPITULO 1 ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD. OBJETIVOS. INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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Este ensayo tiene por finalidad, determinar el contenido de humedad de una muestra de suelo. El contenido de humedad de una masa de suelo está formado por la suma de sus aguas libres, capilares e higroscópicas. La importancia del contenido de agua que presenta un suelo representa junto con la cantidad de aire, una de las características más importantes para explicar el comportamiento de este (especialmente en aquellos de textura más fina), como por ejemplo cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica. BASE TEÓRICA. El método tradicional de determinación de la humedad del suelo en laboratorio, es por medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relación expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partículas solidas, es decir:
W% =
Peso húmedo − Peso sec o ×100 % peso sec o
MATERIALES Y EQUIPOS. • Taras. • Balanza electrónica.
• Horno eléctrico. • Cuchara.
PROCEDIMIENTO: 1. Pesar las taras y anotar el peso con su respectiva identificación.
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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2. Extraer una muestra representativa de suelo húmedo, para esto se debe eliminar los grumos ocasionados por la humedad, moliéndolos con un rodillo metálico. 3. Determinar el peso de la tara más el suelo húmedo. 4. Colocar la tara con suelo húmedo en el horno eléctrico a una temperatura aproximada de 100°C durante 24 horas. 5. Determinar el peso de la tara más el suelo seco. 6. Determinar el contenido de humedad mediante la siguiente formula. 7. RESULTADOS 1 2 3 4 5 6 7 8
Taras N° Tara + suelo húmedo Tara + suelo seco Peso de Tara Suelo húmedo Suelo seco Peso agua (5) – (6) Contenido de humedad
W% =
7 × 100 % 6
Tara 1 94.50 89.40 45.10 49.40 44.30 5.10 11.51%
Tara 2 88.40 83.80 42.00 46.40 41.80 4.60 11.00%
Tara 3 96.60 90.80 38.40 58.20 52.40 5.80 11.07%
Peso húmedo − Peso sec o ×100 % peso sec o
Promediando los contenidos de humedad se obtiene: W % = 11.19%
CAPITULO 2 ENSAYO DE GRANULOMETRIA ANALISIS GRANULOMETRICO INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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La granulometría se usa para la medida del suelo, es decir determinar el tamaño de las partículas que constituyen el suelo para fijar en porcentaje su peso con respecto al peso total de la muestra de cada contenido de grano de distintos diámetros. MATERIALES. • Tamices normalizados. • Balanza electrónica. • Rodillo metálico (para triturar los grumos del suelo) • Recipientes metálicos. • Máquina para tamizar.
PROCEDIMIENTO: 1. Extraer una muestra de 5Kg. 2. Disgregar la muestra de 5Kg y realizar el proceso de secado en horno por algunos de minutos o secarlos al sol. 3. Triturar los grumos con un rodillo de metal y extraer una muestra del
suelo molido de 950 gr. 4. Tamizar en los tamices N° 4, N° 10, N° 20, N° 40, N° 60, N° 100, N° 200 y fondo. 5. Pesar los pesos retenidos en los tamices, y analizarlos y llenar los resultados en el cuadro.
CUADRO DE RESULTADOS. INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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ANALISIS GRANULOMETRICO MALLA ABER. PESO
%
%
RET. %
Mm 70.620 50.800 38.100 25.400 19.000 12.700 9.500 4.760 2.000 840 .420 .250 .149 .074
RETENIDO RETENIDO ACUM. PASA 3 ----------------2 ----------------1 1/2” ----------------1” ----------------¾” ----------------½” ----------------3/8” ----------------N° 4 0 0% 0% 100% 10 0 0% 0% 100% 20 1.6 0.17% 0.17% 99.83% 40 231.60 24.40% 24.57% 75.43% 60 136.00 14.34% 38.91% 61.09% 100 108.00 11.37% 50.28% 49.72% 200 188.70 19.80% 70.08% 29.92% FONDO 284.10 29.92% 100% 0.00% PESO ORIGINAL 950gr Como observamos que el porcentaje retenido en la malla N° 200 sobrepasa los 12% por lo tanto tenemos que realizar los ensayos de índice de plasticidad. De la curva de granulometría obtendremos CONSTITUCIÓN DE LA MUESTRA: •
Grava
:
0.00%
•
Arena gruesa
:
0.00%
•
Arena mediana
:
24.57%
•
Arena fina
:
45.51%
•
Limos
:
29.92%
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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D10 ≈ 0.055 D30 ≈
( 0.105 − 0.074 ) * 2 ≈ 0.074 + .021 ≈ 0.095
3 0.149 − 0.105 D60 ≈ ≈ 0.105 + 0.0098 ≈ 0.114 5 D 0.114 Cu ≈ 60 ≈ ≈ 2.07 D10 0.055 Cc ≈
( D30 ) 2 D60 × D10
≈
( 0.095 ) 2 0.114 × 0.055
≈ 1.439
CONSIDERACIONES PARA LAS ARENAS. Si Cu > 6 ^ 1 ≤ Cc ≤ 3;
se dice que es una arena bien graduada y se representa por: W
Si Cu < 6 ^ 1 ≤ Cc ≤ 3;
se dice que la arena es pobremente graduada y se representa: P
CAPITULO 3 DENSIDAD DE NATURAL OBJETIVOS.
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El poder conocer la densidad que posee un suelo en terreno o en su estado natural, ha sido un gran reto para los investigadores de mecánica de suelos y científicos del área en general. Se realiza esta determinación 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. BASE TEORICA. En mecánica de suelos, es la densidad que posee un suelo en terreno o en su estado natural. La cual expresa la masa por unidad de volumen. La densidad es una magnitud intensiva.
Donde: ρ:
es la densidad absoluta,
m:
es la masa
V:
es el volumen.
Aunque la unidad en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es kg/m3, también es costumbre expresar la densidad en g/cm3 METODO DEL MUESTREO. Existen diferentes procedimientos, entre ellos el densímetro de Washington y el método del cono de arena (Nch 1516), los cuales consisten en realizar un orificio en el suelo, determinar el peso seco del material y el volumen que dicho material ocupaba. Entre otros métodos tradicionales se encuentran: el Método del Balón de goma, el de los Bloques, el de Sumergir en Parafina y otros más INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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en donde todos coinciden en la forma de obtener del suelo natural su peso seco, pero difieren en la determinación de su volumen. Para este caso se determinara la densidad natural por el método de “sumergir en parafina” MATERIALES •
Espátulas.
•
Bandejas metálicas.
•
Estufa.
•
Parafina.
•
Balanza electrónica.
•
Balanza electrónica para pesos específicos.
PROCEDIMIENTO 1. Medir la densidad de la parafina.
2. Derretir la parafina en una bandeja en la estufa. 3. Entallar la muestra de suelo de tal forma que se evite la mayor cantidad de poros. 4. Pesar la muestra de suelo entallada en la balanza electrónica. 5. Sumergir la muestra en el recipiente donde se derritió la parafina paulatinamente evitando quemarse los dedos con la parafina. 6. Una vez que la muestra este recubierta con la parafina pesarlos en la
balanza electrónica para pesos específicos. 7. Una vez obtenido la densidad de la muestra parafinada se le restara la densidad de la parafina anteriormente determinada.
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En la siguiente imagen se observa cómo se van entallando las muestras de suelo para luego ser parafinada
En esta imagen se observa la muestra ya entallada lista para ser sumergida, en la estufa se encuentra derritiendo la parafina
En
esta
observa muestra con
imagen
se
como
la
se la
envuelve parafina
derretida. INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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En esta imagen se observa cuando la muestra es pesada en la balanza electrónica para pesos específicos, este método ese basa en el principio de Arquímedes
RESULTADOS. MUESTRA
01
02
Peso de la muestra gr.
728.70
519.30
Peso de la muestra + parafina gr.
763.20
554.70
Peso de la muestra parafinada sumergida.
222.50
150.71
Peso de la parafina.
34.50
35.40
Peso especifico de la parafina.
0.95
0.95
Volumen de la parafina.
36.31
37.26
Volumen total.
540.70
403.99
Densidad natural.
1.43
1.42
Calculo del volumen de la parafina y la densidad natural. INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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γ parafina =
W parafina V parafina
V paraf
.
= γ paraf
V paraf
.
= 0.95 ×34 .50
Vmuestra = 540 .70 − 32 .78
V paraf
.
= 32 .78 cm 3
Vmuestra = 507 .92
.
×W paraf
.
Vmuestra
=Vtotal −V parafina
Vtotal =Waire −Wsumergido
δ natural =
Wmuestra Vmuestra
Vtotal = 763 .20 − 222 .50
δnatural =
728 .70 507 .92
Vtotal = 540 .70 cm 3
δ natural = 1.43 gr
cm3
CAPITULO 4 ENSAYO DE INDICE DE PLASTICIDAD. OBJETIVOS. El principal objetivo de este ensayo es determinar la plasticidad de los suelos, mediante la determinación del límite líquido y el límite plástico. BASE TEÓRICA. Se define a la plasticidad, como la propiedad de un material por la cual es capaz de soportar deformaciones rápidas, sin rebote elástico, sin variación volumétrica apreciable y sin demorarse ni agrietarse. ÍNDICE PLÁSTICO (Ip). IP ≈ L ⋅ L − L ⋅ P
L.L.= Límite Líquido.- Frontera convencional entre los estados semilíquidos y plásticos; es el contenido de humedad, en porcentaje de peso de suelo seco.
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L.P.= Límite Plástico.- Frontera convencional entre los estados plásticos y semisólidos; en el contenido de humedad más bajo, para el cual el suelo empieza a fracturarse, cuando es amasado en rollitos de 3mm de diámetro.
a) ENSAYO DE LÍMITE LÍQUIDO. MATERIALES: •
Casa grande.
•
Mortero y pilón. (para preparar el barro del ensayo)
•
Taras.
•
Balanza digital.
•
Horno eléctrico.
PROCEDIMIENTOS: 1. Tamizar la muestra del suelo en el tamiz N° 40, y utilizar el suelo que pasa esta malla. 2. Preparar una mezcla de la tierra con agua (barro), en el mortero con el pilón. 3. Colocar el barro sobre el Casagrande con una pequeña espátula y enrazarlo uniformemente en forme horizontal y realizar un corte por la parte central. 4. Dar varios golpes mediante la manivela de la Casagrande hasta que la línea de corte desaparezca. 5. Luego que desaparece la línea de corte pesar el barro en la balanza
digital y colocar en el horno por 24 horas. 6. Retirar la muestra del horno y pesarlos (realizar estos ensayos en un mínimo de 3 veces) INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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En
esta
imagen
se
observa cómo
se
prepara
la
muestra para realizar los ensayos de
límite
líquido
y
límite plástico.
En esta imagen se muestra como la muestra se coloca en el dispositivo de Casagrande, preparándola para el ensayo.
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RESULTADOS. LIMITE LIQUIDO Tara N°
Tara 1
Tara 2
Tara 3
Peso tara + suelo húmedo
79.80
57.40
68.70
Peso tara + suelo seco
67.00
46.10
53.90
Peso tara
44.80
24.70
26.50
Peso suelo húmedo
35.00
32.70
42.20
Peso suelo seco
22.20
21.40
27.40
Peso agua
12.8
11.30
14.80
57.66%
52.80%
54.01%
35
25
18
Contenido de humedad Número de golpes Promedio contenido de humedad
56.00%
CONTENIDO DE HUMEDAD
10
15
20
25
30
40
50
60
70
80
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b) LIMITE PLÁSTICO. MATERIALES: • Balanza digital. • Horno eléctrico. • Plataforma de vidrio. • Taras. PROCEDIMIENTOS: 1. Con la muestra ensayada en el ensayo del límite líquido realizamos este ensayo. Realizamos una bola de barro con las manos y realizar una varilla de barro frotándola sobre la superficie de vidrio hasta que esta se rompa. 2. Pesar la varilla de barro que se rompió en el ensayo. 3. Colocar la muestra en el horno por 24 horas. 4. Retirar la muestra del horno y pesarlo (repetir este ensayo con un mínimo de 3 veces) RESULTADOS: LIMITE PLASTICO Tara N° Tara 1 Peso tara + suelo húmedo 53.80 Peso tara + suelo seco 47.80 Peso tara 26.70 Peso suelo húmedo 27.10 Peso suelo seco 21.10 Peso agua 6.00 Contenido de humedad 28.44% Promedio de contenido de humedad
Tara 2 42.70 38.90 25.20 17.50 13.70 3.80 27.74%
Tara 3 52.50 46.60 26.40 26.10 20.50 5.60 27.32% 27.83%
En esta imagen se observa el procedimiento del ensayo INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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de limite plástico, la cual se frotara la muestra hasta que llegue a un punto de ruptura
INDICE DE PLASTICIDAD = LIMITE LIQUIDO – LIMITE PLASTICO INDICE DE PLASTICIDAD = 56.00-27.83 INDICE DE PLASTICIDAD = 28.17
CAPITULO 5 ENSAYO DE CORTE DIRECTO DE LOS SUELOS.
OBJETIVOS. El ensayo de corte directo nos permite encontrar los parámetros de resistencia de un suelo (cohesión y ánulo de fricción) BASE TEÓRICA. La resistencia al esfuerzo cortante, en general es un factor importante para determinar, la capacidad máxima de carga de suelos, la estabilidad de terraplenes y la presión contra muros de retención. Varía con el tipo de suelo, profundidad y perturbaciones estructurales, también debido a la saturación capilar, contenido de humedad y filtración. METODO DEL MUESTREO. Existen dos categorías principales de muestras de suelos: INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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a) Muestras inalteradas.- Es la muestra preservada en lo posible, donde su
estructura y contenido de humedad se encuentra casi inalterable. Son necesarias para pruebas de resistencia al corte, consolidación y permeabilidad.
En este caso las muestras tienes que ser entalladas
como
se
muestra
en
la
siguiente figura. La muestra inalterada se entalla por los bordes del tallador.
b) Muestras alteradas.- Estas deben recolectarse a medida que se procede
a la perforación, intentando en lo posible preservar el contenido de humedad in situ, en general las muestras alteradas se utilizan para la identificación del suelo y para pruebas de clasificación y calidad a medida que se recolectan. En la siguiente imagen se observa como la muestra tiene que ser alterada, humedecer
ya
que
para
se poder
tuvo llegar
que al
contenido de humedad natural y le muestra en moldeada en el molde de corte
MATERIALES Y EQUIPOS A UTILIZAR • Equipo para ensayo de corte directo.
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• Molde de corte.
• Cuchara. • Espátula. • Nivel de mano. • Balanza digital INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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PROCEDIMIENTO: Para este ensayo se trabajara con una muestra remoldeadas ya que la muestra era muy seca y era complicado entallarlo. 1. Pesar la cantidad de muestra de acuerdo al peso específico y contenido de humedad, y dividir el peso en tres partes. 2. Armar el molde de corte, colocando la parte superior cuidando que los agujeros del mismo diámetro estén alienados y atornillar para poder colocar la muestra.
3.
Una vez armada el molde de corte colocar la muestra y pasar a compactar la muestra en tres capas para que esta se compacte uniformemente.
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4. Después de compactar la muestra pasamos a colocar la tapa del molde
y luego pasar a colocar el molde en el equipo para ensayo de corte directo.
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5. Una vez colocada la muestra en el equipo para ensayo de corte directo se debe de tener algunas consideraciones como; que el equipo aplica la carga a través de un brazo de palanca que amplifica las cargas por diez. 6. Colocar el brazo en posición horizontal con ayuda del nivel de burbuja, para que el brazo no se incline al colocar las pesas, ajustar la manivela al tope, cuidando siempre de mantener la horizontalidad del brazo. 7. Una vez segura, colocar las pesas que generan la presión normal del
ensayo, las pesas son de; 2kg, 4kg y 6 kg.
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8. Controlar cuanto indica las agujas y tomar apunte según la frecuencia que giran las agujas (de 10 en 10)
Aquí se muestra como se realiza el ensayo de corte directo
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En esta imagen se muestra cuando la muestra es retirada de la máquina para ensayo de corte directo.
Aquí se observa como falla la muestra tras ser ensayada.
RESULTADOS Desplazamiento
20 Kg.
40 Kg.
60 Kg.
V
H
V
H
V
H
0
126
0
188
0
212
0
10
138
36
212
47
246
60
20
138
48
219
64
142
83
30
130
55
219
75
247
93
40
120
62
211
81
251
100
50
105
65
202
86
256
105
60
90
67
195
89
261
109
70
75
68
189
91
265
113
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80
62
70
182
93
270
117
90
48
71
175
95
273
120
100
35
71
171
96
277
124
110
20
71
165
97
280
126
120
158
98
283
129
130
152
99
287
132
140
147
99
290
134
150
140
100
295
137
160
135
100
298
139
170
131
100
301
141
180
305
143
190
308
145
200
309
146
210
309
147
220
309
148
230
309
149
240
309
149
250
309
149
El esfuerzo de corte para cada punto se calcula con la siguiente relación: E=
k × ld A
Donde: E: esfuerzo de corte. K: constante de anillo de carga. 0.315 para el equipo de corte. ld: lectura de la columna dial de la carga. INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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A: área del molde (36cm2)
ENSAYO DE CORTE DIRECTO NORMA ASTM - 3080
PROYECTO UBICACIÓN FECHA Sondaje Muestra Profundidad Estado
: Practicas de Mecánica de Suelos II : : junio del 2009
: C-61 Clasif. (SUCS) : : E-2 Velocidad (mm/min) : 0.5 : 2.00 Coef. Anillo CR (div/kg.) : 0.306 : Remoldeado DATOS DEL ESPECIMEN 1
Longitud (cm) 6.00 Peso del espec. (gr.) Altura (cm) 2.00 Dens. Nat. (kg/cm3) Área (cm2) 36.00 hum. final (%) Volum. (cm3) 72.00 Esf. Normal (kg/cm2) Hum. inicial (%) **** Carg. Normal (kg) Deform. Tangencial div.
mm
desplaz. vertical (divisiones)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0.000 0.250 0.500 0.750 1.000 1.250 1.500 1.750 2.000 2.250 2.500
126 138 138 130 120 105 90 75 62 48 35
96.30 1.34 **** 1.00 20.00 desplazam. horizontal (divisiones) 0 36 48 55 62 65 67 68 70 71 71
(kg)
Esfuerzo de corte (kg/cm2)
0.00 11.02 14.69 16.83 18.97 19.89 20.50 20.81 21.42 21.73 21.73
0.00 0.31 0.41 0.47 0.53 0.55 0.57 0.58 0.60 0.60 0.60
Fuerza de corte
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110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250
2.750 3.000 3.250 3.500 3.750 4.000 4.250 4.500 4.750 5.000 5.250 5.500 5.750 6.000 6.250
ENSAYO DE CORTE DIRECTO NORMA ASTM - 3080
SOLICITA PROYECTO
: Practicas de Mecánica de Suelos II
UBICACIÓN
:
FECHA
: junio del 2009
Sondaje
: C-61
Muestra
: E-2
Profundidad
: 2.00 : Remoldeado
Estado
Clasif. (SUCS)
:
Velocidad (mm/min)
: 0.5
Coef. Anillo CR (div/kg.) : 0.306
DATOS DEL ESPECIMEN 2 Longitud (cm)
6.000
Peso del espec. (gr.)
Altura
(cm)
2.000
Dens. Nat.
(kg/cm3)
1.34
(cm2)
36.000
hum. final
(%)
****
Volum. (cm3) Hum. inicial (%)
72.000
Esf. Normal (kg/cm2)
1.50
Carg. Normal (kg)
40.00
Área
****
Deform. Tangencial div.
mm
0
0.000
10
0.250
96.30
desplaz. vertical
desplazam. horizontal
Fuerza de corte
Esfuerzo de corte
(divisiones)
(divisiones)
(kg)
(kg/cm2)
188
0
0.00
0.00
212
47
14.38
0.40
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
27
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
20
0.500
30
0.750
40
1.000
50
1.250
60
1.500
70
1.750
80
2.000
90
2.250
100
2.500
110
2.750
120
3.000
130
3.250
140
3.500
150
3.750
160
4.000
170
4.250
180
4.500
190
4.750
200
5.000
210
5.250
220
5.500
230
5.750
240
6.000
219
64
19.58
0.54
219
75
22.95
0.64
211
81
24.79
0.69
202
86
26.32
0.73
195
89
27.23
0.76
189
91
27.85
0.77
182
93
28.46
0.79
175
95
29.07
0.81
171
96
29.38
0.82
165
97
29.68
0.82
158
98
29.99
0.83
152
99
30.29
0.84
147
99
30.29
0.84
140
100
30.60
0.85
135
100
30.60
0.85
131
100
30.60
0.85
ENSAYO DE CORTE DIRECTO NORMA ASTM - 3080
SOLICITA PROYECTO
: Practicas de Mecánica de Suelos II
UBICACIÓN
:
FECHA
: junio del 2009
Sondaje
: C-61
Clasif. (SUCS)
:
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
28
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
Muestra
: E-2
Profundidad
: 2.00
Estado
Velocidad (mm/min)
: 0.5
Coef. Anillo CR (div/kg.) : 0.306
: Remoldeado
DATOS DEL ESPECIMEN 3 Longitud (cm)
6.000 Peso del espec. (gr.)
Altura
(cm)
2.000 Dens. Nat.
(kg/cm3)
1.34
(cm2)
36.000 hum. final
(%)
****
Área
Volum. (cm3) Hum. inicial (%)
72.000 Esf. Normal (kg/cm2) ****
Deform. Tangencial div.
mm
0
0.000
10
0.250
20
0.500
30
0.750
40
1.000
50
1.250
60
1.500
70
1.750
80
2.000
90
2.250
100
2.500
110
2.750
120
3.000
130
3.250
140
3.500
150
3.750
160
4.000
170
4.250
Carg. Normal (kg)
96.30
2.00 60.00
desplaz. vertical
desplazam. horizontal
Fuerza de corte
Esfuerzo de corte
(divisiones)
(divisiones)
(kg)
(kg/cm2)
212
0
0
0.00
246
60
18.36
0.51
245
83
25.398
0.71
247
93
28.458
0.79
251
100
30.6
0.85
256
105
32.13
0.89
261
109
33.354
0.93
265
113
34.578
0.96
270
117
35.802
0.99
273
120
36.72
1.02
277
124
37.944
1.05
280
126
38.556
1.07
283
129
39.474
1.10
287
132
40.392
1.12
290
134
41.004
1.14
295
137
41.922
1.16
298
139
42.534
1.18
301
141
43.146
1.20
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
29
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
180
4.500
190
4.750
200
5.000
210
5.250
220
5.500
230
5.750
240
6.000
305
143
43.758
1.22
308
145
44.37
1.23
309
146
44.676
1.24
309
147
44.982
1.25
309
148
45.288
1.26
309
149
45.594
1.27
309
149
45.594
1.27
ENSAYO DE CORTE DIRECTO NORMA ASTM - 3080
PROYECTO UBICACIÓN FECHA Sondaje Muestra Profundidad Estado
: Practicas de Mecánica de Suelos II : : junio del 2009 : C-61 Clasif. (SUCS) : E-2 Velocidad corte : 2.00 Coef. Anillo CR : Remoldeado
: : 0.50 mm/min : 0.306 div/kg.
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
30
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
Esf. Normal kg/cm2
Esf.Cortante kg/cm2
1.00
0.60
1.50
85.00
2.00
1.27
RESULTADOS
C= ﾝ=
27.95 34
CAPITULO 6 ENSAYO DE CONSOLIDACION OBJETIVOS. Este método provee los procedimientos para determinar la magnitud y la velocidad de consolidación de un suelo confinado lateralmente y con drenaje axial, cuando está sujeto a cargas aplicadas incrementalmente bajo esfuerzo controlado. Los resultados de este ensayo son usados para estimar la magnitud y velocidad de los asentamientos totales y diferenciales de una estructura o terraplén, información que es de suma importancia en el diseño de estructuras. BASE TEORICA. Al someter una masa de suelo saturado a un incremento de carga, ésta es soportada inicialmente por el agua contenida en los poros, ya que ella es incompresible en comparación con la estructura del suelo. La presión que resulta en el agua a causa del incremento de la carga es llamada exceso de presión hidrostática. A medida que el agua drena de los poros del suelo, el incremento de carga es transmitido a la estructura del suelo. La transferencia INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
31
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
de carga es acompañada por un cambio en el volumen del suelo igual al volumen de agua drenada. Este proceso es conocido como consolidación. EQUIPO NECESARIO. 1. Molde de consolidómetro, de sección igual 100cm2, el cual está
compuesto por: •
Base de bronce con canales para permitir el drenaje de agua.
•
Anillo de bronce que contiene la muestra de arcilla saturada.
•
Anillo de bronce, de sujeción, que vincula la base con el que contiene la muestra mediante tornillos.
•
Tornillos fijadores y juntas de goma para sellar las uniones.
•
Tubos laterales que se comunican a través de los canales de la base con la piedra porosa interior.
2. Juego de dos piedras porosas. 3. Papel de filtro para ser utilizada entre las muestra del suelo y la piedra porosa. 4. Cabezal de carga. 5. Mecanismo de transmisión de carga a palancas. 6. Extensiómetro con precisión 0.001. 7. Balanza electrónica. 8. Horno de secado. 9. Elementos menores (espátula cortante, probetas, pasafiltros, etc.) PROCEDIEMIENTO. 1. Se coloca en el interior de la base del molde del consolidómetro la piedra porosa inferior y sobre ésta un papel de filtro. INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
32
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
2. Luego se introduce el anillo que contiene la muestra de suelo a ensayar. Colocándose sobre la muestra papel de filtro y piedra porosa superior. 3. Posteriormente se fija con los tornillos correspondientes el anillo de
sujeción de la piedra porosa superior, el que permite mantener agua sobre la muestra, para evitar perdida de humedad por evaporación, para prevenir que las piedras porosas tomen humedad de la muestra, deben estar libres de aire entrampado antes de montar la unidad. Es importante centrar correctamente las piedras porosas para prevenir el atascamiento contra el anillo durante la prueba. 4. Después del armado, el consolidómetro se asienta sobre la plataforma del mecanismo de trasmisión de carga
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
33
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
INTRODUCCION El presente trabajo representa la aplicación práctica y desarrollo experimental de los conocimientos adquiridos en clase, y a través de consultas de distintas bibliografías, así como del personal encargado del laboratorio de mecánica de suelos. Las investigaciones del terreno y del laboratorio se obtienen con la exploración y reconocimiento del terreno, los estudios y obtención de la muestra fueron realizados por todos los integrantes del grupo cuyas fotos de la obtención de la muestra se observarán en el anexo de este informe. Todos los ensayos realizados están clasificados en capítulos en donde se realizara un pequeña descripción del ensayo y la forma que ejecutarlas.
ESPECIFICACIONES INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
1
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
CURSO:
MECANICA DE SUELOS II
TERCER AÑO “B”
DOCENTE DEL CURSO:
ING. HERNANDEZ, JOSÉ
TECNICO A CARGO DEL ING. GODOY PEREYRA, ARTURO FABIAN LABORATORIO:
ING. CANCHARI
PRACTICAS DE
- CONTENIDO DE HUMEDAD.
LABORATORIO:
- GRANULOMETRIA. - DENSIDAD NATURAL. - INDICE DE PLASTICIDAD. - ENSAYO DE CORTE DIRECTO.
- ENSAYO DE CONSOLIDACION. PROCEDENCIA DE LOS PARTE POSTERIOR DEL LABORATORIO AGREGADOS
DE
MECANICA DE SUELOS DE LA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
UBICACIÓN:
CIUDAD UNIVERSITARIA - ICA
OBTENCION DE
LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS DE LA
RESULTADOS:
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL.
CAPITULO 1 ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD. OBJETIVOS. INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
2
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
Este ensayo tiene por finalidad, determinar el contenido de humedad de una muestra de suelo. El contenido de humedad de una masa de suelo está formado por la suma de sus aguas libres, capilares e higroscópicas. La importancia del contenido de agua que presenta un suelo representa junto con la cantidad de aire, una de las características más importantes para explicar el comportamiento de este (especialmente en aquellos de textura más fina), como por ejemplo cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica. BASE TEÓRICA. El método tradicional de determinación de la humedad del suelo en laboratorio, es por medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relación expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partículas solidas, es decir:
W% =
Peso húmedo − Peso sec o ×100 % peso sec o
MATERIALES Y EQUIPOS. • Taras. • Balanza electrónica.
• Horno eléctrico. • Cuchara.
PROCEDIMIENTO: 1. Pesar las taras y anotar el peso con su respectiva identificación.
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
3
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
2. Extraer una muestra representativa de suelo húmedo, para esto se debe eliminar los grumos ocasionados por la humedad, moliéndolos con un rodillo metálico. 3. Determinar el peso de la tara más el suelo húmedo. 4. Colocar la tara con suelo húmedo en el horno eléctrico a una temperatura aproximada de 100°C durante 24 horas. 5. Determinar el peso de la tara más el suelo seco. 6. Determinar el contenido de humedad mediante la siguiente formula. 7. RESULTADOS 1 2 3 4 5 6 7 8
Taras N° Tara + suelo húmedo Tara + suelo seco Peso de Tara Suelo húmedo Suelo seco Peso agua (5) – (6) Contenido de humedad
W% =
7 × 100 % 6
Tara 1 94.50 89.40 45.10 49.40 44.30 5.10 11.51%
Tara 2 88.40 83.80 42.00 46.40 41.80 4.60 11.00%
Tara 3 96.60 90.80 38.40 58.20 52.40 5.80 11.07%
Peso húmedo − Peso sec o ×100 % peso sec o
Promediando los contenidos de humedad se obtiene: W % = 11.19%
CAPITULO 2 ENSAYO DE GRANULOMETRIA ANALISIS GRANULOMETRICO INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
4
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
La granulometría se usa para la medida del suelo, es decir determinar el tamaño de las partículas que constituyen el suelo para fijar en porcentaje su peso con respecto al peso total de la muestra de cada contenido de grano de distintos diámetros. MATERIALES. • Tamices normalizados. • Balanza electrónica. • Rodillo metálico (para triturar los grumos del suelo) • Recipientes metálicos. • Máquina para tamizar.
PROCEDIMIENTO: 1. Extraer una muestra de 5Kg. 2. Disgregar la muestra de 5Kg y realizar el proceso de secado en horno por algunos de minutos o secarlos al sol. 3. Triturar los grumos con un rodillo de metal y extraer una muestra del
suelo molido de 950 gr. 4. Tamizar en los tamices N° 4, N° 10, N° 20, N° 40, N° 60, N° 100, N° 200 y fondo. 5. Pesar los pesos retenidos en los tamices, y analizarlos y llenar los resultados en el cuadro.
CUADRO DE RESULTADOS. INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
5
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
ANALISIS GRANULOMETRICO MALLA ABER. PESO
%
%
RET. %
Mm 70.620 50.800 38.100 25.400 19.000 12.700 9.500 4.760 2.000 840 .420 .250 .149 .074
RETENIDO RETENIDO ACUM. PASA 3 ----------------2 ----------------1 1/2” ----------------1” ----------------¾” ----------------½” ----------------3/8” ----------------N° 4 0 0% 0% 100% 10 0 0% 0% 100% 20 1.6 0.17% 0.17% 99.83% 40 231.60 24.40% 24.57% 75.43% 60 136.00 14.34% 38.91% 61.09% 100 108.00 11.37% 50.28% 49.72% 200 188.70 19.80% 70.08% 29.92% FONDO 284.10 29.92% 100% 0.00% PESO ORIGINAL 950gr Como observamos que el porcentaje retenido en la malla N° 200 sobrepasa los 12% por lo tanto tenemos que realizar los ensayos de índice de plasticidad. De la curva de granulometría obtendremos CONSTITUCIÓN DE LA MUESTRA: •
Grava
:
0.00%
•
Arena gruesa
:
0.00%
•
Arena mediana
:
24.57%
•
Arena fina
:
45.51%
•
Limos
:
29.92%
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
6
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
D10 ≈ 0.055 D30 ≈
( 0.105 − 0.074 ) * 2 ≈ 0.074 + .021 ≈ 0.095
3 0.149 − 0.105 D60 ≈ ≈ 0.105 + 0.0098 ≈ 0.114 5 D 0.114 Cu ≈ 60 ≈ ≈ 2.07 D10 0.055 Cc ≈
( D30 ) 2 D60 × D10
≈
( 0.095 ) 2 0.114 × 0.055
≈ 1.439
CONSIDERACIONES PARA LAS ARENAS. Si Cu > 6 ^ 1 ≤ Cc ≤ 3;
se dice que es una arena bien graduada y se representa por: W
Si Cu < 6 ^ 1 ≤ Cc ≤ 3;
se dice que la arena es pobremente graduada y se representa: P
CAPITULO 3 DENSIDAD DE NATURAL OBJETIVOS.
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
7
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
El poder conocer la densidad que posee un suelo en terreno o en su estado natural, ha sido un gran reto para los investigadores de mecánica de suelos y científicos del área en general. Se realiza esta determinación 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. BASE TEORICA. En mecánica de suelos, es la densidad que posee un suelo en terreno o en su estado natural. La cual expresa la masa por unidad de volumen. La densidad es una magnitud intensiva.
Donde: ρ:
es la densidad absoluta,
m:
es la masa
V:
es el volumen.
Aunque la unidad en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es kg/m3, también es costumbre expresar la densidad en g/cm3 METODO DEL MUESTREO. Existen diferentes procedimientos, entre ellos el densímetro de Washington y el método del cono de arena (Nch 1516), los cuales consisten en realizar un orificio en el suelo, determinar el peso seco del material y el volumen que dicho material ocupaba. Entre otros métodos tradicionales se encuentran: el Método del Balón de goma, el de los Bloques, el de Sumergir en Parafina y otros más INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
en donde todos coinciden en la forma de obtener del suelo natural su peso seco, pero difieren en la determinación de su volumen. Para este caso se determinara la densidad natural por el método de “sumergir en parafina” MATERIALES •
Espátulas.
•
Bandejas metálicas.
•
Estufa.
•
Parafina.
•
Balanza electrónica.
•
Balanza electrónica para pesos específicos.
PROCEDIMIENTO 1. Medir la densidad de la parafina.
2. Derretir la parafina en una bandeja en la estufa. 3. Entallar la muestra de suelo de tal forma que se evite la mayor cantidad de poros. 4. Pesar la muestra de suelo entallada en la balanza electrónica. 5. Sumergir la muestra en el recipiente donde se derritió la parafina paulatinamente evitando quemarse los dedos con la parafina. 6. Una vez que la muestra este recubierta con la parafina pesarlos en la
balanza electrónica para pesos específicos. 7. Una vez obtenido la densidad de la muestra parafinada se le restara la densidad de la parafina anteriormente determinada.
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
9
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
En la siguiente imagen se observa cómo se van entallando las muestras de suelo para luego ser parafinada
En esta imagen se observa la muestra ya entallada lista para ser sumergida, en la estufa se encuentra derritiendo la parafina
En
esta
observa muestra con
imagen
se
como
la
se la
envuelve parafina
derretida. INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
10
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
En esta imagen se observa cuando la muestra es pesada en la balanza electrónica para pesos específicos, este método ese basa en el principio de Arquímedes
RESULTADOS. MUESTRA
01
02
Peso de la muestra gr.
728.70
519.30
Peso de la muestra + parafina gr.
763.20
554.70
Peso de la muestra parafinada sumergida.
222.50
150.71
Peso de la parafina.
34.50
35.40
Peso especifico de la parafina.
0.95
0.95
Volumen de la parafina.
36.31
37.26
Volumen total.
540.70
403.99
Densidad natural.
1.43
1.42
Calculo del volumen de la parafina y la densidad natural. INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
11
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
γ parafina =
W parafina V parafina
V paraf
.
= γ paraf
V paraf
.
= 0.95 ×34 .50
Vmuestra = 540 .70 − 32 .78
V paraf
.
= 32 .78 cm 3
Vmuestra = 507 .92
.
×W paraf
.
Vmuestra
=Vtotal −V parafina
Vtotal =Waire −Wsumergido
δ natural =
Wmuestra Vmuestra
Vtotal = 763 .20 − 222 .50
δnatural =
728 .70 507 .92
Vtotal = 540 .70 cm 3
δ natural = 1.43 gr
cm3
CAPITULO 4 ENSAYO DE INDICE DE PLASTICIDAD. OBJETIVOS. El principal objetivo de este ensayo es determinar la plasticidad de los suelos, mediante la determinación del límite líquido y el límite plástico. BASE TEÓRICA. Se define a la plasticidad, como la propiedad de un material por la cual es capaz de soportar deformaciones rápidas, sin rebote elástico, sin variación volumétrica apreciable y sin demorarse ni agrietarse. ÍNDICE PLÁSTICO (Ip). IP ≈ L ⋅ L − L ⋅ P
L.L.= Límite Líquido.- Frontera convencional entre los estados semilíquidos y plásticos; es el contenido de humedad, en porcentaje de peso de suelo seco.
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
12
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
L.P.= Límite Plástico.- Frontera convencional entre los estados plásticos y semisólidos; en el contenido de humedad más bajo, para el cual el suelo empieza a fracturarse, cuando es amasado en rollitos de 3mm de diámetro.
a) ENSAYO DE LÍMITE LÍQUIDO. MATERIALES: •
Casa grande.
•
Mortero y pilón. (para preparar el barro del ensayo)
•
Taras.
•
Balanza digital.
•
Horno eléctrico.
PROCEDIMIENTOS: 1. Tamizar la muestra del suelo en el tamiz N° 40, y utilizar el suelo que pasa esta malla. 2. Preparar una mezcla de la tierra con agua (barro), en el mortero con el pilón. 3. Colocar el barro sobre el Casagrande con una pequeña espátula y enrazarlo uniformemente en forme horizontal y realizar un corte por la parte central. 4. Dar varios golpes mediante la manivela de la Casagrande hasta que la línea de corte desaparezca. 5. Luego que desaparece la línea de corte pesar el barro en la balanza
digital y colocar en el horno por 24 horas. 6. Retirar la muestra del horno y pesarlos (realizar estos ensayos en un mínimo de 3 veces) INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
13
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
En
esta
imagen
se
observa cómo
se
prepara
la
muestra para realizar los ensayos de
límite
líquido
y
límite plástico.
En esta imagen se muestra como la muestra se coloca en el dispositivo de Casagrande, preparándola para el ensayo.
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
14
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
RESULTADOS. LIMITE LIQUIDO Tara N°
Tara 1
Tara 2
Tara 3
Peso tara + suelo húmedo
79.80
57.40
68.70
Peso tara + suelo seco
67.00
46.10
53.90
Peso tara
44.80
24.70
26.50
Peso suelo húmedo
35.00
32.70
42.20
Peso suelo seco
22.20
21.40
27.40
Peso agua
12.8
11.30
14.80
57.66%
52.80%
54.01%
35
25
18
Contenido de humedad Número de golpes Promedio contenido de humedad
56.00%
CONTENIDO DE HUMEDAD
10
15
20
25
30
40
50
60
70
80
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
b) LIMITE PLÁSTICO. MATERIALES: • Balanza digital. • Horno eléctrico. • Plataforma de vidrio. • Taras. PROCEDIMIENTOS: 1. Con la muestra ensayada en el ensayo del límite líquido realizamos este ensayo. Realizamos una bola de barro con las manos y realizar una varilla de barro frotándola sobre la superficie de vidrio hasta que esta se rompa. 2. Pesar la varilla de barro que se rompió en el ensayo. 3. Colocar la muestra en el horno por 24 horas. 4. Retirar la muestra del horno y pesarlo (repetir este ensayo con un mínimo de 3 veces) RESULTADOS: LIMITE PLASTICO Tara N° Tara 1 Peso tara + suelo húmedo 53.80 Peso tara + suelo seco 47.80 Peso tara 26.70 Peso suelo húmedo 27.10 Peso suelo seco 21.10 Peso agua 6.00 Contenido de humedad 28.44% Promedio de contenido de humedad
Tara 2 42.70 38.90 25.20 17.50 13.70 3.80 27.74%
Tara 3 52.50 46.60 26.40 26.10 20.50 5.60 27.32% 27.83%
En esta imagen se observa el procedimiento del ensayo INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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de limite plástico, la cual se frotara la muestra hasta que llegue a un punto de ruptura
INDICE DE PLASTICIDAD = LIMITE LIQUIDO – LIMITE PLASTICO INDICE DE PLASTICIDAD = 56.00-27.83 INDICE DE PLASTICIDAD = 28.17
CAPITULO 5 ENSAYO DE CORTE DIRECTO DE LOS SUELOS.
OBJETIVOS. El ensayo de corte directo nos permite encontrar los parámetros de resistencia de un suelo (cohesión y ánulo de fricción) BASE TEÓRICA. La resistencia al esfuerzo cortante, en general es un factor importante para determinar, la capacidad máxima de carga de suelos, la estabilidad de terraplenes y la presión contra muros de retención. Varía con el tipo de suelo, profundidad y perturbaciones estructurales, también debido a la saturación capilar, contenido de humedad y filtración. METODO DEL MUESTREO. Existen dos categorías principales de muestras de suelos: INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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a) Muestras inalteradas.- Es la muestra preservada en lo posible, donde su
estructura y contenido de humedad se encuentra casi inalterable. Son necesarias para pruebas de resistencia al corte, consolidación y permeabilidad.
En este caso las muestras tienes que ser entalladas
como
se
muestra
en
la
siguiente figura. La muestra inalterada se entalla por los bordes del tallador.
b) Muestras alteradas.- Estas deben recolectarse a medida que se procede
a la perforación, intentando en lo posible preservar el contenido de humedad in situ, en general las muestras alteradas se utilizan para la identificación del suelo y para pruebas de clasificación y calidad a medida que se recolectan. En la siguiente imagen se observa como la muestra tiene que ser alterada, humedecer
ya
que
para
se poder
tuvo llegar
que al
contenido de humedad natural y le muestra en moldeada en el molde de corte
MATERIALES Y EQUIPOS A UTILIZAR • Equipo para ensayo de corte directo.
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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• Molde de corte.
• Cuchara. • Espátula. • Nivel de mano. • Balanza digital INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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PROCEDIMIENTO: Para este ensayo se trabajara con una muestra remoldeadas ya que la muestra era muy seca y era complicado entallarlo. 1. Pesar la cantidad de muestra de acuerdo al peso específico y contenido de humedad, y dividir el peso en tres partes. 2. Armar el molde de corte, colocando la parte superior cuidando que los agujeros del mismo diámetro estén alienados y atornillar para poder colocar la muestra.
3.
Una vez armada el molde de corte colocar la muestra y pasar a compactar la muestra en tres capas para que esta se compacte uniformemente.
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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4. Después de compactar la muestra pasamos a colocar la tapa del molde
y luego pasar a colocar el molde en el equipo para ensayo de corte directo.
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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5. Una vez colocada la muestra en el equipo para ensayo de corte directo se debe de tener algunas consideraciones como; que el equipo aplica la carga a través de un brazo de palanca que amplifica las cargas por diez. 6. Colocar el brazo en posición horizontal con ayuda del nivel de burbuja, para que el brazo no se incline al colocar las pesas, ajustar la manivela al tope, cuidando siempre de mantener la horizontalidad del brazo. 7. Una vez segura, colocar las pesas que generan la presión normal del
ensayo, las pesas son de; 2kg, 4kg y 6 kg.
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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8. Controlar cuanto indica las agujas y tomar apunte según la frecuencia que giran las agujas (de 10 en 10)
Aquí se muestra como se realiza el ensayo de corte directo
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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En esta imagen se muestra cuando la muestra es retirada de la máquina para ensayo de corte directo.
Aquí se observa como falla la muestra tras ser ensayada.
RESULTADOS Desplazamiento
20 Kg.
40 Kg.
60 Kg.
V
H
V
H
V
H
0
126
0
188
0
212
0
10
138
36
212
47
246
60
20
138
48
219
64
142
83
30
130
55
219
75
247
93
40
120
62
211
81
251
100
50
105
65
202
86
256
105
60
90
67
195
89
261
109
70
75
68
189
91
265
113
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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80
62
70
182
93
270
117
90
48
71
175
95
273
120
100
35
71
171
96
277
124
110
20
71
165
97
280
126
120
158
98
283
129
130
152
99
287
132
140
147
99
290
134
150
140
100
295
137
160
135
100
298
139
170
131
100
301
141
180
305
143
190
308
145
200
309
146
210
309
147
220
309
148
230
309
149
240
309
149
250
309
149
El esfuerzo de corte para cada punto se calcula con la siguiente relación: E=
k × ld A
Donde: E: esfuerzo de corte. K: constante de anillo de carga. 0.315 para el equipo de corte. ld: lectura de la columna dial de la carga. INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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A: área del molde (36cm2)
ENSAYO DE CORTE DIRECTO NORMA ASTM - 3080
PROYECTO UBICACIÓN FECHA Sondaje Muestra Profundidad Estado
: Practicas de Mecánica de Suelos II : : junio del 2009
: C-61 Clasif. (SUCS) : : E-2 Velocidad (mm/min) : 0.5 : 2.00 Coef. Anillo CR (div/kg.) : 0.306 : Remoldeado DATOS DEL ESPECIMEN 1
Longitud (cm) 6.00 Peso del espec. (gr.) Altura (cm) 2.00 Dens. Nat. (kg/cm3) Área (cm2) 36.00 hum. final (%) Volum. (cm3) 72.00 Esf. Normal (kg/cm2) Hum. inicial (%) **** Carg. Normal (kg) Deform. Tangencial div.
mm
desplaz. vertical (divisiones)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0.000 0.250 0.500 0.750 1.000 1.250 1.500 1.750 2.000 2.250 2.500
126 138 138 130 120 105 90 75 62 48 35
96.30 1.34 **** 1.00 20.00 desplazam. horizontal (divisiones) 0 36 48 55 62 65 67 68 70 71 71
(kg)
Esfuerzo de corte (kg/cm2)
0.00 11.02 14.69 16.83 18.97 19.89 20.50 20.81 21.42 21.73 21.73
0.00 0.31 0.41 0.47 0.53 0.55 0.57 0.58 0.60 0.60 0.60
Fuerza de corte
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250
2.750 3.000 3.250 3.500 3.750 4.000 4.250 4.500 4.750 5.000 5.250 5.500 5.750 6.000 6.250
ENSAYO DE CORTE DIRECTO NORMA ASTM - 3080
SOLICITA PROYECTO
: Practicas de Mecánica de Suelos II
UBICACIÓN
:
FECHA
: junio del 2009
Sondaje
: C-61
Muestra
: E-2
Profundidad
: 2.00 : Remoldeado
Estado
Clasif. (SUCS)
:
Velocidad (mm/min)
: 0.5
Coef. Anillo CR (div/kg.) : 0.306
DATOS DEL ESPECIMEN 2 Longitud (cm)
6.000
Peso del espec. (gr.)
Altura
(cm)
2.000
Dens. Nat.
(kg/cm3)
1.34
(cm2)
36.000
hum. final
(%)
****
Volum. (cm3) Hum. inicial (%)
72.000
Esf. Normal (kg/cm2)
1.50
Carg. Normal (kg)
40.00
Área
****
Deform. Tangencial div.
mm
0
0.000
10
0.250
96.30
desplaz. vertical
desplazam. horizontal
Fuerza de corte
Esfuerzo de corte
(divisiones)
(divisiones)
(kg)
(kg/cm2)
188
0
0.00
0.00
212
47
14.38
0.40
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
20
0.500
30
0.750
40
1.000
50
1.250
60
1.500
70
1.750
80
2.000
90
2.250
100
2.500
110
2.750
120
3.000
130
3.250
140
3.500
150
3.750
160
4.000
170
4.250
180
4.500
190
4.750
200
5.000
210
5.250
220
5.500
230
5.750
240
6.000
219
64
19.58
0.54
219
75
22.95
0.64
211
81
24.79
0.69
202
86
26.32
0.73
195
89
27.23
0.76
189
91
27.85
0.77
182
93
28.46
0.79
175
95
29.07
0.81
171
96
29.38
0.82
165
97
29.68
0.82
158
98
29.99
0.83
152
99
30.29
0.84
147
99
30.29
0.84
140
100
30.60
0.85
135
100
30.60
0.85
131
100
30.60
0.85
ENSAYO DE CORTE DIRECTO NORMA ASTM - 3080
SOLICITA PROYECTO
: Practicas de Mecánica de Suelos II
UBICACIÓN
:
FECHA
: junio del 2009
Sondaje
: C-61
Clasif. (SUCS)
:
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
Muestra
: E-2
Profundidad
: 2.00
Estado
Velocidad (mm/min)
: 0.5
Coef. Anillo CR (div/kg.) : 0.306
: Remoldeado
DATOS DEL ESPECIMEN 3 Longitud (cm)
6.000 Peso del espec. (gr.)
Altura
(cm)
2.000 Dens. Nat.
(kg/cm3)
1.34
(cm2)
36.000 hum. final
(%)
****
Área
Volum. (cm3) Hum. inicial (%)
72.000 Esf. Normal (kg/cm2) ****
Deform. Tangencial div.
mm
0
0.000
10
0.250
20
0.500
30
0.750
40
1.000
50
1.250
60
1.500
70
1.750
80
2.000
90
2.250
100
2.500
110
2.750
120
3.000
130
3.250
140
3.500
150
3.750
160
4.000
170
4.250
Carg. Normal (kg)
96.30
2.00 60.00
desplaz. vertical
desplazam. horizontal
Fuerza de corte
Esfuerzo de corte
(divisiones)
(divisiones)
(kg)
(kg/cm2)
212
0
0
0.00
246
60
18.36
0.51
245
83
25.398
0.71
247
93
28.458
0.79
251
100
30.6
0.85
256
105
32.13
0.89
261
109
33.354
0.93
265
113
34.578
0.96
270
117
35.802
0.99
273
120
36.72
1.02
277
124
37.944
1.05
280
126
38.556
1.07
283
129
39.474
1.10
287
132
40.392
1.12
290
134
41.004
1.14
295
137
41.922
1.16
298
139
42.534
1.18
301
141
43.146
1.20
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
29
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
180
4.500
190
4.750
200
5.000
210
5.250
220
5.500
230
5.750
240
6.000
305
143
43.758
1.22
308
145
44.37
1.23
309
146
44.676
1.24
309
147
44.982
1.25
309
148
45.288
1.26
309
149
45.594
1.27
309
149
45.594
1.27
ENSAYO DE CORTE DIRECTO NORMA ASTM - 3080
PROYECTO UBICACIÓN FECHA Sondaje Muestra Profundidad Estado
: Practicas de Mecánica de Suelos II : : junio del 2009 : C-61 Clasif. (SUCS) : E-2 Velocidad corte : 2.00 Coef. Anillo CR : Remoldeado
: : 0.50 mm/min : 0.306 div/kg.
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
Esf. Normal kg/cm2
Esf.Cortante kg/cm2
1.00
0.60
1.50
85.00
2.00
1.27
RESULTADOS
C= ﾝ=
27.95 34
CAPITULO 6 ENSAYO DE CONSOLIDACION OBJETIVOS. Este método provee los procedimientos para determinar la magnitud y la velocidad de consolidación de un suelo confinado lateralmente y con drenaje axial, cuando está sujeto a cargas aplicadas incrementalmente bajo esfuerzo controlado. Los resultados de este ensayo son usados para estimar la magnitud y velocidad de los asentamientos totales y diferenciales de una estructura o terraplén, información que es de suma importancia en el diseño de estructuras. BASE TEORICA. Al someter una masa de suelo saturado a un incremento de carga, ésta es soportada inicialmente por el agua contenida en los poros, ya que ella es incompresible en comparación con la estructura del suelo. La presión que resulta en el agua a causa del incremento de la carga es llamada exceso de presión hidrostática. A medida que el agua drena de los poros del suelo, el incremento de carga es transmitido a la estructura del suelo. La transferencia INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
de carga es acompañada por un cambio en el volumen del suelo igual al volumen de agua drenada. Este proceso es conocido como consolidación. EQUIPO NECESARIO. 1. Molde de consolidómetro, de sección igual 100cm2, el cual está
compuesto por: •
Base de bronce con canales para permitir el drenaje de agua.
•
Anillo de bronce que contiene la muestra de arcilla saturada.
•
Anillo de bronce, de sujeción, que vincula la base con el que contiene la muestra mediante tornillos.
•
Tornillos fijadores y juntas de goma para sellar las uniones.
•
Tubos laterales que se comunican a través de los canales de la base con la piedra porosa interior.
2. Juego de dos piedras porosas. 3. Papel de filtro para ser utilizada entre las muestra del suelo y la piedra porosa. 4. Cabezal de carga. 5. Mecanismo de transmisión de carga a palancas. 6. Extensiómetro con precisión 0.001. 7. Balanza electrónica. 8. Horno de secado. 9. Elementos menores (espátula cortante, probetas, pasafiltros, etc.) PROCEDIEMIENTO. 1. Se coloca en el interior de la base del molde del consolidómetro la piedra porosa inferior y sobre ésta un papel de filtro. INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
32
2009
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL - UNICA
2. Luego se introduce el anillo que contiene la muestra de suelo a ensayar. Colocándose sobre la muestra papel de filtro y piedra porosa superior. 3. Posteriormente se fija con los tornillos correspondientes el anillo de
sujeción de la piedra porosa superior, el que permite mantener agua sobre la muestra, para evitar perdida de humedad por evaporación, para prevenir que las piedras porosas tomen humedad de la muestra, deben estar libres de aire entrampado antes de montar la unidad. Es importante centrar correctamente las piedras porosas para prevenir el atascamiento contra el anillo durante la prueba. 4. Después del armado, el consolidómetro se asienta sobre la plataforma del mecanismo de trasmisión de carga
INFORME DE LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS
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