Ensayos que se realizan en un estudio de suelo

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Ensayos que se realizan en un estudio de suelo

Mensaje por argenissoteldo el Mar Ago 05, 2014 6:26 am

En este foro de discusión hablaremos sobre los ensayos que se le realizan a un suelo, explicaremos de que se trata, como se hace, sus ventajas y desventajas, así como las nuevas tendencias en ese sentido de investigación, así que participemos con el respeto que todos nos merecemos, gracias por su atención.   Very Happy  Smile  cheers .
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Re: Ensayos que se realizan en un estudio de suelo

Mensaje por aurys el Lun Ago 11, 2014 4:03 pm

Ensayos aplicados en suelo

Ensayo o análisis de  granulometría:

Ventajas :
También es  llamado clasificación por textura, forma parte  de  una  serie de ensayos que se practica a  una  muestra de suelo para  su identificación y conocer  así unas  series de acciones como la susceptibilidad ante el agua entre otos. por su parte nos permite conocer de manera critica e importante el tamaño por distribución de las  partículas de la muestra, es decir, consiste en la  determinación de las  proporciones  relativas de los  diferentes  tamaños de los  granos de una  masa de  suelo.

en cuanto a sus desventajas: este  tipo de ensayo  no evalúa la  rugosidad y angulosidad (indica el grado de redondea miento) de los  granos , el cual en suelos  gruesos - granulares  son de  gran importancia  estos  aspectos.

Aplicación del método:

Ensayo granulo métrico: procedimiento mecánico.
Este procedimiento consiste cuantificar la cantidad de suelo que pasa a través de un tamiz
de una malla dada, pero que es retenido en el siguiente tamiz cuya malla tiene una abertura
ligeramente menor que el anterior, relacionando esta cantidad retenida con el total de la
muestra que pasa a través de los tamices.

Descripción:
Preparación de la muestra:
-Se desmenuza unos 200grs de material, se añade agua hasta cubrirlo y se lo deja una hora
para que el material quede perfectamente humedecido y los grumos disueltos.
-Luego de la hora, se coloca la muestra dentro de un tamiz Nº200 y con ayuda de un chorro
de agua se procede al lavado de la misma. En el proceso se debe frotar el fondo del tamiz con
el dorso de la mano simultáneamente con un chorro de agua dirigido hacia abajo se fuerza al
material más fino que pase el TNº200. Se continúa hasta que el agua de lavado salga limpia.
-El retenido se seca en estufa por 24hs.
- Se pesa el material.

1.1.2 Ejecución del ensayo:
- El material se coloca con cuidado en la parte superior de la torre de tamices y se tapa.
- Mecánica o manualmente se sacude la torre con movimientos bamboleantes, de golpeteo
sobre la mesa de trabajo que producen importante vibración del conjunto.
- Luego de unos 5 mimutos, se retira la tapa, se pesa y registra el material retenido por cada
malla, incluido en contenido en el fondo de la torre (PTNº200).
- Se confecciona la curva de granulometría.

- Descripción el equipo utilizado:
- Torre de tamices serie Tyller de 6 tamices (Nº de malla: 10, 40, 60,100 y 200), fondo y tapa.
- Balanza electrónica.
- Mortero.
- pesa filtro
 Se obtienen los resultados a través de realización de unas  tablas donde se visualiza la muestra retenida, acumulada y el peso en función del  numero de  tamiz.



aurys

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Re: Ensayos que se realizan en un estudio de suelo

Mensaje por mila736 el Jue Ago 21, 2014 1:34 pm

Estudios Técnicos que se le Realizan al Suelo para Construcciones Civiles
Como todos sabemos a la hora de construir cualquier tipo de obras civiles (Edificaciones, Puentes, Carreteras, Obras Portuarias), dentro de su proceso constructivo es indispensable la elaboración de un estudio de suelo por parte del ingeniero a cargo esto se hace para garantizar el éxito de la obra ya sea cualquiera de las antes mencionadas, en la actualidad existen varios estudios de suelos que nos permiten identificar el tipo de suelo donde se va a construir, el estudio completo de su granulometría así como también el nivel freático o napa freática del mismo, la capacidad portante de ese suelo, su PH que nos arroja que tan acido puede ser ese suelo por la presencia de hidrogeno en el y se estudiara también la estratigrafía de las capas q comprende un suelo.
Ahora bien aparte para realizar cualquier tipo de obras civiles es muy importante que este estudio de suelo este completo y comprenda todas las características especificas q tenga en si el suelo que se esté estudiando.
Si como bien sabemos el suelo se puede definir como la parte superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que proviene de la desintegración o alteración física y química de las rocas y de los residuos de las actividades de seres vivos que se asientan sobre ella, aparte es muy importante señalar que existen tipos de suelos, por su funcionalidad entre los cuales están:
• Suelos arenosos: No retienen el agua, tienen muy poca materia orgánica y no son aptos para la agricultura.
• Suelos calizos: Tienen abundancia de sales calcáreas, son de color blanco, secos y áridos, y no son buenos para la agricultura.
• Suelos humíferos (tierra negra): Tienen abundante materia orgánica en descomposición, de color oscuro, retienen bien el agua y son excelentes para el cultivo.
• Suelos arcillosos: Están formados por granos finos de color amarillento y retienen el agua formando charcos. Si se mezclan con humus pueden ser buenos para cultivar.
• Suelos pedregosos: Formados por rocas de todos los tamaños, no retienen el agua y no son buenos para el cultivo.
• Suelos mixtos: Tiene características intermedias entre los suelos arenosos y los suelos arcillosos.
También otro tipo de suelo que podemos encontrar es por sus características como físicas:
• Litosoles: Se considera un tipo de suelo que aparece en escarpas y afloramientos rocosos, su espesor es menor a 10 cm y sostiene una vegetación baja, se conoce también como leptosoles que viene del griego leptos que significa delgado.
• Cambisoles: Son suelos jóvenes con proceso inicial de acumulación de arcilla. Se divide en vértigos, gleycos, eutrícos y crómicos.
• Luvisoles: Presentan un horizonte de acumulación de arcilla con saturación superior al 50%.
• Acrisoles: Presentan un marcado horizonte de acumulación de arcilla y bajo saturación de bases al 50%.
• Gleysoles: Presentan agua en forma permanente o semipermanente con fluctuaciones de nivel freático en los primeros 50 cm.
• Fluvisoles: Son suelos jóvenes formados por depósitos fluviales, la mayoría son ricos en calcio.
• Rendzina: Presenta un horizonte de aproximadamente 50 cm de profundidad. Es un suelo rico en materia orgánica sobre roca caliza.
• Vertisoles: Son suelos arcillosos de color negro, presentan procesos de contracción y expansión, se localizan en superficies de poca pendiente y cercanos escurrimientos superficiales.
De otra forma los suelos se pueden clasificar en:
El suelo se puede clasificar según su textura: fina o gruesa, y por su estructura: floculada, agregada o dispersa, lo que define su porosidad que permite una mayor o menor circulación del agua, y por lo tanto la existencia de especies vegetales que necesitan concentraciones más o menos elevadas de agua o de gases.
El suelo también se puede clasificar por sus características químicas: por su poder de absorción de coloides y por su grado de acidez (pH), que permite la existencia de una vegetación más o menos necesitada de ciertos compuestos.
Los suelos no evolucionados son suelos brutos, muy próximos a la roca madre y apenas tienen aporte de materia orgánica. Son resultado de fenómenos erosivos o de la acumulación reciente de aportes aluviales. De este tipo son los suelos polares y los desiertos, tanto de roca como de arena, así como las playas.
Los suelos poco evolucionados dependen en gran medida de la naturaleza de la roca madre. Existen tres tipos básicos: ránker, rendzina y los suelos de estepa.
Es importante sabes todo lo relacionado con los suelos cuales son los tipos de suelo que existen sus características, como se clasifican en fin  el por qué es importante señalar todo esto, simplemente porque a la hora de proceder a realizar un estudio de suelo todo esto lo tiene que tener en cuenta quien lo valla a realizar así como también ciertas informaciones que debe conocer a fondo.
Ya que mediante este estudio podemos saber si el suelo eta adecuado para la construcción de cualquier obra civil, siguiendo con la investigación podemos mencionar los estudios técnicos que se le realizan al suelo como estudios geológicos que nos permiten determinar las corrientes acuáticas sobre ese suelo (napa freática), la estratigrafía q nos muestra los diferentes extractos del suelo, los estudios geotécnicos entre otros.
Entre los estudios más comunes que se le realizan al suelo tenemos:
El ensayo de proctor: que no es más que una prueba de compactación que se le realiza al suelo para verificar la compactación máxima de un suelo en relación con su grado de humedad este es uno de los ensayos más importantes que se le realizan a un suelo a la hora de ejecutar una obra civil en este caso carreteras.
Existen dos tipos de ensayo Proctor normalizados; el "Ensayo Proctor Normal", y el "Ensayo Proctor Modificado". La diferencia entre ambos estriba en la distinta energía utilizada, debido al mayor peso del pisón y mayor altura de caída en el Proctor modificado.
Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da nombre, Ralph R. Proctor (1933), y determinan la máxima densidad que es posible alcanzar para suelos o áridos, en unas determinadas condiciones de humedad, con la condición de que no tengan excesivo porcentaje de finos, pues la prueba Proctor está limitada a los suelos que pasen totalmente por la malla No 4, o que tengan un retenido máximo del 10 % en esta malla, pero que pase (dicho retenido) totalmente por la malla 3/8”. Cuando el material tenga retenido en la malla 3/8” deberá determinarse la humedad óptima y el peso volumétrico seco máximo con la prueba de Proctor estándar.
El ensayo consiste en compactar una porción de suelo en un cilindro con volumen conocido, haciéndose variar la humedad para obtener el punto de compactación máxima en el cual se obtiene la humedad óptima de compactación. El ensayo puede ser realizado en tres niveles de energía de compactación, conforme las especificaciones de la obra: normal, intermedia y modificada.
La energía de compactación viene dada por la ecuación:

Donde:
• Y - energía a aplicar en la muestra de suelo;
• n - número de capas a ser compactadas en el cilindro de moldeado;
• N - número de golpes aplicados por capa;
• P - peso del pisón;
• H - altura de caída del pisón; y
• V - volumen del cilindro.
El Grado de compactación de un terreno se expresa en porcentaje respecto al ensayo Proctor; es decir, una compactación del 85% de Proctor Normal quiere decir que se alcanza el 85% de la máxima densidad posible para ese terreno.
Las principales normativas que definen estos ensayos son las normas americanas ASTM D-698 (ASTM es la American Society for Testing Materials, Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales) para el ensayo Proctor estándar y la ASTM D-1557 para el ensayo Proctor modificado. En España existen las normas UNE 103-500-94 que define el ensayo de compactación Proctor normal y la UNE 103-501-94 que define el ensayo Proctor modificado


Cualquier proyectista se ha visto a la hora de ejecutar su proyecto con unas conclusiones provenientes del Estudio Geotécnico que incluyen la mejora de una capa de espesor variable del terreno mediante la sustitución de este con terreno granular o zahorra compactada al, por ejemplo, 95% Proctor o Proctor Modificado.


No todos los terrenos naturales con los que nos encontramos al proceder a realizar una cimentación son adecuados. Un terreno granular suelto por ejemplo puede suponer asientos elásticos inadmisibles. Lo mismo puede ocurrirle a un terreno cohesivo por motivos de consolidación. Tendremos entonces que proceder a realizar una mejora del suelo.

La compactación no es desde luego el único método de mejora de los terrenos, aunque sí uno de los más económicos y populares. Otros métodos son por ejemplo la inyección, la congelación, la vibroflotación, la precompresión, los drenes, la estabilización con materiales como la cal o las cenizas o la construcción de columnas de roca. No se debe confundir la compactación con la consolidación, en la compactación se somete al suelo a un golpeo o empaquetamiento que hace que expulse el aire de sus poros; en la consolidación, fenómeno típico de los suelos cohesivos saturados, se produce una expulsión gradual del agua de los poros.

Al compactar variamos la estructura del suelo y también algunas de sus propiedades mecánicas. Alguno de los parámetros del suelo que variarán según sea su compactación son la permeabilidad, el peso específico y la resistencia al corte. Con la compactación buscamos unas propiedades adecuadas del suelo de nuestra cimentación así como una uniformidad de éste que siempre disminuirá la posibilidad de que se produzcan asientos diferenciales.

La compactación consiste en un proceso repetitivo cuyo objetivo es conseguir un peso específico para una relación de agua dada tal que se garanticen las propiedades optimas buscadas. En primer lugar se vierte sobre el suelo natural existente, generalmente en sucesivas capas, un suelo de mejora con la granulometría adecuada. Posteriormente se modifica su humedad mediante desecación o mediante adición de agua y se le transmite energía de compactación mediante apisonado por golpes o presión. Para ello se utilizan diversas maquinarias, generalmente rodillos –lisos, neumáticos, pata de cabra, vibratorios, etc-, en función del tipo de terreno y muchas veces de la accesibilidad de éste.

Con los ensayos se pretende determinar los parámetros óptimos de la compactación que asegurarán las propiedades del terreno buscadas. Esto se traduce en determinar cuál es la humedad que se requiere para conseguir con una energía de compactación la densidad seca máxima que puede tener dicho terreno. A esta humedad se la define como humedad óptima, y es con la que se consigue la máxima densidad seca, para la energía de compactación dada. Igualmente se define como densidad seca máxima aquella que se obtiene para la humedad óptima.

Se comprueba que al ir aumentando la humedad y compactando, la densidad seca va aumentando hasta llegar a un punto de máximo para el par densidad seca máxima-humedad óptima, a partir de este punto un aumento de humedad no supone mayor densidad seca sino al contrario una disminución de ésta.


Los ensayos se realizan en laboratorio mediante el compactado de probetas a las que se añade agua. Los ensayos más importantes son el Proctor o «Proctor Normal, (PN)» o estándar y el Proctor Modificado, (PM) ».


En ambos ensayos se toman porciones de la muestra del suelo mezclándose con distintas cantidades de agua, se compactan en un molde y se apisonan mediante una maza tomando las anotaciones correspondientes de la humedad y densidad seca. Estos pares humedad-densidad seca (la humedad en %) se llevan a una gráfica de abscisas y ordenadas (humedad en abscisas y densidad seca en ordenadas) dibujándose con ello una curva suave y obteniéndose el punto donde se produce el máximo (densidad seca máxima-humedad óptima).



Molde Proctor

La diferencia fundamental entre el ensayo Proctor Normal y el Modificado estriba en la energía de compactación utilizada. Para los ensayos españoles (normas UNE) se utiliza una energía de unos 0,583J/cm3 para el Proctor normal y unos 2,632J/cm3 para el Proctor modificado. Las distintas normativas que definen estos ensayos son las normas americanas ASTM D-698 (ASTM es la American Society for Testing Materials, Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales) para el ensayo Proctor estándar y la ASTM D-1557 para el ensayo Proctor modificado. En España existen las normas UNE 103-500-94 que define el ensayo de compactación Proctor Normal y la UNE 103-501-94 que define el ensayo Proctor Modificado

Por tanto, cuando se nos pide un suelo compactado al 90% Proctor o Proctor modificado significa que la compactación en obra debe obtener una densidad seca de al menos el 90% de la densidad seca máxima obtenida con los correspondientes ensayos. Para garantizar que esto ocurra se suele controlar la densidad de las tongadas mediante ensayos in situ durante el proceso de compactación.

Otro ensayo importante que se le realiza a los suelos el el del CBR, el ensayo de C.B.R. mide la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, la ASTM denomina a este ensayo, simplemente como “Relación de soporte” y esta normado con el número ASTM D 1883-73.
Se aplica para evaluación de la calidad relativa de suelos de subrasante, algunos materiales de sub – bases y bases granulares, que contengan solamente una pequeña cantidad de material que pasa por el tamiz de 50 mm, y que es retenido en el tamiz de 20 mm. Se recomienda que la fracción no exceda del 20%.
Este ensayo puede realizarse tanto en laboratorio como en terreno, aunque este último no es muy practicado.
Otro ensayo que se le realizan al suelo y que quisiera mencionar es el de, Ensayos geotécnicos "in situ" que forman parte de las técnicas de reconocimiento geotécnico, constituyendo una alternativa o complemento a los ensayos de laboratorio sobre muestras extraídas, más que todo los ensayos geotécnicos de laboratorio son pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un reconocimiento geotécnico. Estos ensayos se ejecutan sobre las muestras previamente obtenidas en el terreno y, dependiendo del tipo de ensayo, se exigen distintas calidades de muestra.
Finalizando con el informe como estudiante de ingeniería civil me aboque más a lo que fueron los tres ensayos antes mencionados ya que los mismos tienen relación por que todos se realizan para la construcción de una vía o carretera, el por qué me intereso mas esto la razón es porque me interesa mucho la vialidad y todo lo que engloba la misma, así como conocer los ensayos que se realizan a la hora de construir una vía desde la conformación de la rasante hasta lo que sería el pavimento, cabe destacar que existen otro tipos de estudios que se realizan para la construcción de obras civiles como edificaciones y obras marítimas, y para mi es importante señalar que todos tienen un mismo fin estudiar el comportamiento del suelo y que el mismo este adecuado para la construcción de cualquiera de este tipo de obras civiles.








Estudios Técnicos que se le Realizan al Suelo para Construcciones Civiles
Como todos sabemos a la hora de construir cualquier tipo de obras civiles (Edificaciones, Puentes, Carreteras, Obras Portuarias), dentro de su proceso constructivo es indispensable la elaboración de un estudio de suelo por parte del ingeniero a cargo esto se hace para garantizar el éxito de la obra ya sea cualquiera de las antes mencionadas, en la actualidad existen varios estudios de suelos que nos permiten identificar el tipo de suelo donde se va a construir, el estudio completo de su granulometría así como también el nivel freático o napa freática del mismo, la capacidad portante de ese suelo, su PH que nos arroja que tan acido puede ser ese suelo por la presencia de hidrogeno en el y se estudiara también la estratigrafía de las capas q comprende un suelo.
Ahora bien aparte para realizar cualquier tipo de obras civiles es muy importante que este estudio de suelo este completo y comprenda todas las características especificas q tenga en si el suelo que se esté estudiando.
Si como bien sabemos el suelo se puede definir como la parte superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que proviene de la desintegración o alteración física y química de las rocas y de los residuos de las actividades de seres vivos que se asientan sobre ella, aparte es muy importante señalar que existen tipos de suelos, por su funcionalidad entre los cuales están:
• Suelos arenosos: No retienen el agua, tienen muy poca materia orgánica y no son aptos para la agricultura.
• Suelos calizos: Tienen abundancia de sales calcáreas, son de color blanco, secos y áridos, y no son buenos para la agricultura.
• Suelos humíferos (tierra negra): Tienen abundante materia orgánica en descomposición, de color oscuro, retienen bien el agua y son excelentes para el cultivo.
• Suelos arcillosos: Están formados por granos finos de color amarillento y retienen el agua formando charcos. Si se mezclan con humus pueden ser buenos para cultivar.
• Suelos pedregosos: Formados por rocas de todos los tamaños, no retienen el agua y no son buenos para el cultivo.
• Suelos mixtos: Tiene características intermedias entre los suelos arenosos y los suelos arcillosos.
También otro tipo de suelo que podemos encontrar es por sus características como físicas:
• Litosoles: Se considera un tipo de suelo que aparece en escarpas y afloramientos rocosos, su espesor es menor a 10 cm y sostiene una vegetación baja, se conoce también como leptosoles que viene del griego leptos que significa delgado.
• Cambisoles: Son suelos jóvenes con proceso inicial de acumulación de arcilla. Se divide en vértigos, gleycos, eutrícos y crómicos.
• Luvisoles: Presentan un horizonte de acumulación de arcilla con saturación superior al 50%.
• Acrisoles: Presentan un marcado horizonte de acumulación de arcilla y bajo saturación de bases al 50%.
• Gleysoles: Presentan agua en forma permanente o semipermanente con fluctuaciones de nivel freático en los primeros 50 cm.
• Fluvisoles: Son suelos jóvenes formados por depósitos fluviales, la mayoría son ricos en calcio.
• Rendzina: Presenta un horizonte de aproximadamente 50 cm de profundidad. Es un suelo rico en materia orgánica sobre roca caliza.
• Vertisoles: Son suelos arcillosos de color negro, presentan procesos de contracción y expansión, se localizan en superficies de poca pendiente y cercanos escurrimientos superficiales.
De otra forma los suelos se pueden clasificar en:
El suelo se puede clasificar según su textura: fina o gruesa, y por su estructura: floculada, agregada o dispersa, lo que define su porosidad que permite una mayor o menor circulación del agua, y por lo tanto la existencia de especies vegetales que necesitan concentraciones más o menos elevadas de agua o de gases.
El suelo también se puede clasificar por sus características químicas: por su poder de absorción de coloides y por su grado de acidez (pH), que permite la existencia de una vegetación más o menos necesitada de ciertos compuestos.
Los suelos no evolucionados son suelos brutos, muy próximos a la roca madre y apenas tienen aporte de materia orgánica. Son resultado de fenómenos erosivos o de la acumulación reciente de aportes aluviales. De este tipo son los suelos polares y los desiertos, tanto de roca como de arena, así como las playas.
Los suelos poco evolucionados dependen en gran medida de la naturaleza de la roca madre. Existen tres tipos básicos: ránker, rendzina y los suelos de estepa.
Es importante sabes todo lo relacionado con los suelos cuales son los tipos de suelo que existen sus características, como se clasifican en fin  el por qué es importante señalar todo esto, simplemente porque a la hora de proceder a realizar un estudio de suelo todo esto lo tiene que tener en cuenta quien lo valla a realizar así como también ciertas informaciones que debe conocer a fondo.
Ya que mediante este estudio podemos saber si el suelo eta adecuado para la construcción de cualquier obra civil, siguiendo con la investigación podemos mencionar los estudios técnicos que se le realizan al suelo como estudios geológicos que nos permiten determinar las corrientes acuáticas sobre ese suelo (napa freática), la estratigrafía q nos muestra los diferentes extractos del suelo, los estudios geotécnicos entre otros.
Entre los estudios más comunes que se le realizan al suelo tenemos:
El ensayo de proctor: que no es más que una prueba de compactación que se le realiza al suelo para verificar la compactación máxima de un suelo en relación con su grado de humedad este es uno de los ensayos más importantes que se le realizan a un suelo a la hora de ejecutar una obra civil en este caso carreteras.
Existen dos tipos de ensayo Proctor normalizados; el "Ensayo Proctor Normal", y el "Ensayo Proctor Modificado". La diferencia entre ambos estriba en la distinta energía utilizada, debido al mayor peso del pisón y mayor altura de caída en el Proctor modificado.
Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da nombre, Ralph R. Proctor (1933), y determinan la máxima densidad que es posible alcanzar para suelos o áridos, en unas determinadas condiciones de humedad, con la condición de que no tengan excesivo porcentaje de finos, pues la prueba Proctor está limitada a los suelos que pasen totalmente por la malla No 4, o que tengan un retenido máximo del 10 % en esta malla, pero que pase (dicho retenido) totalmente por la malla 3/8”. Cuando el material tenga retenido en la malla 3/8” deberá determinarse la humedad óptima y el peso volumétrico seco máximo con la prueba de Proctor estándar.
El ensayo consiste en compactar una porción de suelo en un cilindro con volumen conocido, haciéndose variar la humedad para obtener el punto de compactación máxima en el cual se obtiene la humedad óptima de compactación. El ensayo puede ser realizado en tres niveles de energía de compactación, conforme las especificaciones de la obra: normal, intermedia y modificada.
La energía de compactación viene dada por la ecuación:

Donde:
• Y - energía a aplicar en la muestra de suelo;
• n - número de capas a ser compactadas en el cilindro de moldeado;
• N - número de golpes aplicados por capa;
• P - peso del pisón;
• H - altura de caída del pisón; y
• V - volumen del cilindro.
El Grado de compactación de un terreno se expresa en porcentaje respecto al ensayo Proctor; es decir, una compactación del 85% de Proctor Normal quiere decir que se alcanza el 85% de la máxima densidad posible para ese terreno.
Las principales normativas que definen estos ensayos son las normas americanas ASTM D-698 (ASTM es la American Society for Testing Materials, Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales) para el ensayo Proctor estándar y la ASTM D-1557 para el ensayo Proctor modificado. En España existen las normas UNE 103-500-94 que define el ensayo de compactación Proctor normal y la UNE 103-501-94 que define el ensayo Proctor modificado


Cualquier proyectista se ha visto a la hora de ejecutar su proyecto con unas conclusiones provenientes del Estudio Geotécnico que incluyen la mejora de una capa de espesor variable del terreno mediante la sustitución de este con terreno granular o zahorra compactada al, por ejemplo, 95% Proctor o Proctor Modificado.


No todos los terrenos naturales con los que nos encontramos al proceder a realizar una cimentación son adecuados. Un terreno granular suelto por ejemplo puede suponer asientos elásticos inadmisibles. Lo mismo puede ocurrirle a un terreno cohesivo por motivos de consolidación. Tendremos entonces que proceder a realizar una mejora del suelo.

La compactación no es desde luego el único método de mejora de los terrenos, aunque sí uno de los más económicos y populares. Otros métodos son por ejemplo la inyección, la congelación, la vibroflotación, la precompresión, los drenes, la estabilización con materiales como la cal o las cenizas o la construcción de columnas de roca. No se debe confundir la compactación con la consolidación, en la compactación se somete al suelo a un golpeo o empaquetamiento que hace que expulse el aire de sus poros; en la consolidación, fenómeno típico de los suelos cohesivos saturados, se produce una expulsión gradual del agua de los poros.

Al compactar variamos la estructura del suelo y también algunas de sus propiedades mecánicas. Alguno de los parámetros del suelo que variarán según sea su compactación son la permeabilidad, el peso específico y la resistencia al corte. Con la compactación buscamos unas propiedades adecuadas del suelo de nuestra cimentación así como una uniformidad de éste que siempre disminuirá la posibilidad de que se produzcan asientos diferenciales.

La compactación consiste en un proceso repetitivo cuyo objetivo es conseguir un peso específico para una relación de agua dada tal que se garanticen las propiedades optimas buscadas. En primer lugar se vierte sobre el suelo natural existente, generalmente en sucesivas capas, un suelo de mejora con la granulometría adecuada. Posteriormente se modifica su humedad mediante desecación o mediante adición de agua y se le transmite energía de compactación mediante apisonado por golpes o presión. Para ello se utilizan diversas maquinarias, generalmente rodillos –lisos, neumáticos, pata de cabra, vibratorios, etc-, en función del tipo de terreno y muchas veces de la accesibilidad de éste.

Con los ensayos se pretende determinar los parámetros óptimos de la compactación que asegurarán las propiedades del terreno buscadas. Esto se traduce en determinar cuál es la humedad que se requiere para conseguir con una energía de compactación la densidad seca máxima que puede tener dicho terreno. A esta humedad se la define como humedad óptima, y es con la que se consigue la máxima densidad seca, para la energía de compactación dada. Igualmente se define como densidad seca máxima aquella que se obtiene para la humedad óptima.

Se comprueba que al ir aumentando la humedad y compactando, la densidad seca va aumentando hasta llegar a un punto de máximo para el par densidad seca máxima-humedad óptima, a partir de este punto un aumento de humedad no supone mayor densidad seca sino al contrario una disminución de ésta.


Los ensayos se realizan en laboratorio mediante el compactado de probetas a las que se añade agua. Los ensayos más importantes son el Proctor o «Proctor Normal, (PN)» o estándar y el Proctor Modificado, (PM) ».


En ambos ensayos se toman porciones de la muestra del suelo mezclándose con distintas cantidades de agua, se compactan en un molde y se apisonan mediante una maza tomando las anotaciones correspondientes de la humedad y densidad seca. Estos pares humedad-densidad seca (la humedad en %) se llevan a una gráfica de abscisas y ordenadas (humedad en abscisas y densidad seca en ordenadas) dibujándose con ello una curva suave y obteniéndose el punto donde se produce el máximo (densidad seca máxima-humedad óptima).



Molde Proctor

La diferencia fundamental entre el ensayo Proctor Normal y el Modificado estriba en la energía de compactación utilizada. Para los ensayos españoles (normas UNE) se utiliza una energía de unos 0,583J/cm3 para el Proctor normal y unos 2,632J/cm3 para el Proctor modificado. Las distintas normativas que definen estos ensayos son las normas americanas ASTM D-698 (ASTM es la American Society for Testing Materials, Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales) para el ensayo Proctor estándar y la ASTM D-1557 para el ensayo Proctor modificado. En España existen las normas UNE 103-500-94 que define el ensayo de compactación Proctor Normal y la UNE 103-501-94 que define el ensayo Proctor Modificado

Por tanto, cuando se nos pide un suelo compactado al 90% Proctor o Proctor modificado significa que la compactación en obra debe obtener una densidad seca de al menos el 90% de la densidad seca máxima obtenida con los correspondientes ensayos. Para garantizar que esto ocurra se suele controlar la densidad de las tongadas mediante ensayos in situ durante el proceso de compactación.

Otro ensayo importante que se le realiza a los suelos el el del CBR, el ensayo de C.B.R. mide la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, la ASTM denomina a este ensayo, simplemente como “Relación de soporte” y esta normado con el número ASTM D 1883-73.
Se aplica para evaluación de la calidad relativa de suelos de subrasante, algunos materiales de sub – bases y bases granulares, que contengan solamente una pequeña cantidad de material que pasa por el tamiz de 50 mm, y que es retenido en el tamiz de 20 mm. Se recomienda que la fracción no exceda del 20%.
Este ensayo puede realizarse tanto en laboratorio como en terreno, aunque este último no es muy practicado.
Otro ensayo que se le realizan al suelo y que quisiera mencionar es el de, Ensayos geotécnicos "in situ" que forman parte de las técnicas de reconocimiento geotécnico, constituyendo una alternativa o complemento a los ensayos de laboratorio sobre muestras extraídas, más que todo los ensayos geotécnicos de laboratorio son pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un reconocimiento geotécnico. Estos ensayos se ejecutan sobre las muestras previamente obtenidas en el terreno y, dependiendo del tipo de ensayo, se exigen distintas calidades de muestra.
Finalizando con el informe como estudiante de ingeniería civil me aboque más a lo que fueron los tres ensayos antes mencionados ya que los mismos tienen relación por que todos se realizan para la construcción de una vía o carretera, el por qué me intereso mas esto la razón es porque me interesa mucho la vialidad y todo lo que engloba la misma, así como conocer los ensayos que se realizan a la hora de construir una vía desde la conformación de la rasante hasta lo que sería el pavimento, cabe destacar que existen otro tipos de estudios que se realizan para la construcción de obras civiles como edificaciones y obras marítimas, y para mi es importante señalar que todos tienen un mismo fin estudiar el comportamiento del suelo y que el mismo este adecuado para la construcción de cualquiera de este tipo de obras civiles.












Estudios Técnicos que se le Realizan al Suelo para Construcciones Civiles
Como todos sabemos a la hora de construir cualquier tipo de obras civiles (Edificaciones, Puentes, Carreteras, Obras Portuarias), dentro de su proceso constructivo es indispensable la elaboración de un estudio de suelo por parte del ingeniero a cargo esto se hace para garantizar el éxito de la obra ya sea cualquiera de las antes mencionadas, en la actualidad existen varios estudios de suelos que nos permiten identificar el tipo de suelo donde se va a construir, el estudio completo de su granulometría así como también el nivel freático o napa freática del mismo, la capacidad portante de ese suelo, su PH que nos arroja que tan acido puede ser ese suelo por la presencia de hidrogeno en el y se estudiara también la estratigrafía de las capas q comprende un suelo.
Ahora bien aparte para realizar cualquier tipo de obras civiles es muy importante que este estudio de suelo este completo y comprenda todas las características especificas q tenga en si el suelo que se esté estudiando.
Si como bien sabemos el suelo se puede definir como la parte superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que proviene de la desintegración o alteración física y química de las rocas y de los residuos de las actividades de seres vivos que se asientan sobre ella, aparte es muy importante señalar que existen tipos de suelos, por su funcionalidad entre los cuales están:
• Suelos arenosos: No retienen el agua, tienen muy poca materia orgánica y no son aptos para la agricultura.
• Suelos calizos: Tienen abundancia de sales calcáreas, son de color blanco, secos y áridos, y no son buenos para la agricultura.
• Suelos humíferos (tierra negra): Tienen abundante materia orgánica en descomposición, de color oscuro, retienen bien el agua y son excelentes para el cultivo.
• Suelos arcillosos: Están formados por granos finos de color amarillento y retienen el agua formando charcos. Si se mezclan con humus pueden ser buenos para cultivar.
• Suelos pedregosos: Formados por rocas de todos los tamaños, no retienen el agua y no son buenos para el cultivo.
• Suelos mixtos: Tiene características intermedias entre los suelos arenosos y los suelos arcillosos.
También otro tipo de suelo que podemos encontrar es por sus características como físicas:
• Litosoles: Se considera un tipo de suelo que aparece en escarpas y afloramientos rocosos, su espesor es menor a 10 cm y sostiene una vegetación baja, se conoce también como leptosoles que viene del griego leptos que significa delgado.
• Cambisoles: Son suelos jóvenes con proceso inicial de acumulación de arcilla. Se divide en vértigos, gleycos, eutrícos y crómicos.
• Luvisoles: Presentan un horizonte de acumulación de arcilla con saturación superior al 50%.
• Acrisoles: Presentan un marcado horizonte de acumulación de arcilla y bajo saturación de bases al 50%.
• Gleysoles: Presentan agua en forma permanente o semipermanente con fluctuaciones de nivel freático en los primeros 50 cm.
• Fluvisoles: Son suelos jóvenes formados por depósitos fluviales, la mayoría son ricos en calcio.
• Rendzina: Presenta un horizonte de aproximadamente 50 cm de profundidad. Es un suelo rico en materia orgánica sobre roca caliza.
• Vertisoles: Son suelos arcillosos de color negro, presentan procesos de contracción y expansión, se localizan en superficies de poca pendiente y cercanos escurrimientos superficiales.
De otra forma los suelos se pueden clasificar en:
El suelo se puede clasificar según su textura: fina o gruesa, y por su estructura: floculada, agregada o dispersa, lo que define su porosidad que permite una mayor o menor circulación del agua, y por lo tanto la existencia de especies vegetales que necesitan concentraciones más o menos elevadas de agua o de gases.
El suelo también se puede clasificar por sus características químicas: por su poder de absorción de coloides y por su grado de acidez (pH), que permite la existencia de una vegetación más o menos necesitada de ciertos compuestos.
Los suelos no evolucionados son suelos brutos, muy próximos a la roca madre y apenas tienen aporte de materia orgánica. Son resultado de fenómenos erosivos o de la acumulación reciente de aportes aluviales. De este tipo son los suelos polares y los desiertos, tanto de roca como de arena, así como las playas.
Los suelos poco evolucionados dependen en gran medida de la naturaleza de la roca madre. Existen tres tipos básicos: ránker, rendzina y los suelos de estepa.
Es importante sabes todo lo relacionado con los suelos cuales son los tipos de suelo que existen sus características, como se clasifican en fin  el por qué es importante señalar todo esto, simplemente porque a la hora de proceder a realizar un estudio de suelo todo esto lo tiene que tener en cuenta quien lo valla a realizar así como también ciertas informaciones que debe conocer a fondo.
Ya que mediante este estudio podemos saber si el suelo eta adecuado para la construcción de cualquier obra civil, siguiendo con la investigación podemos mencionar los estudios técnicos que se le realizan al suelo como estudios geológicos que nos permiten determinar las corrientes acuáticas sobre ese suelo (napa freática), la estratigrafía q nos muestra los diferentes extractos del suelo, los estudios geotécnicos entre otros.
Entre los estudios más comunes que se le realizan al suelo tenemos:
El ensayo de proctor: que no es más que una prueba de compactación que se le realiza al suelo para verificar la compactación máxima de un suelo en relación con su grado de humedad este es uno de los ensayos más importantes que se le realizan a un suelo a la hora de ejecutar una obra civil en este caso carreteras.
Existen dos tipos de ensayo Proctor normalizados; el "Ensayo Proctor Normal", y el "Ensayo Proctor Modificado". La diferencia entre ambos estriba en la distinta energía utilizada, debido al mayor peso del pisón y mayor altura de caída en el Proctor modificado.
Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da nombre, Ralph R. Proctor (1933), y determinan la máxima densidad que es posible alcanzar para suelos o áridos, en unas determinadas condiciones de humedad, con la condición de que no tengan excesivo porcentaje de finos, pues la prueba Proctor está limitada a los suelos que pasen totalmente por la malla No 4, o que tengan un retenido máximo del 10 % en esta malla, pero que pase (dicho retenido) totalmente por la malla 3/8”. Cuando el material tenga retenido en la malla 3/8” deberá determinarse la humedad óptima y el peso volumétrico seco máximo con la prueba de Proctor estándar.
El ensayo consiste en compactar una porción de suelo en un cilindro con volumen conocido, haciéndose variar la humedad para obtener el punto de compactación máxima en el cual se obtiene la humedad óptima de compactación. El ensayo puede ser realizado en tres niveles de energía de compactación, conforme las especificaciones de la obra: normal, intermedia y modificada.
La energía de compactación viene dada por la ecuación:

Donde:
• Y - energía a aplicar en la muestra de suelo;
• n - número de capas a ser compactadas en el cilindro de moldeado;
• N - número de golpes aplicados por capa;
• P - peso del pisón;
• H - altura de caída del pisón; y
• V - volumen del cilindro.
El Grado de compactación de un terreno se expresa en porcentaje respecto al ensayo Proctor; es decir, una compactación del 85% de Proctor Normal quiere decir que se alcanza el 85% de la máxima densidad posible para ese terreno.
Las principales normativas que definen estos ensayos son las normas americanas ASTM D-698 (ASTM es la American Society for Testing Materials, Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales) para el ensayo Proctor estándar y la ASTM D-1557 para el ensayo Proctor modificado. En España existen las normas UNE 103-500-94 que define el ensayo de compactación Proctor normal y la UNE 103-501-94 que define el ensayo Proctor modificado


Cualquier proyectista se ha visto a la hora de ejecutar su proyecto con unas conclusiones provenientes del Estudio Geotécnico que incluyen la mejora de una capa de espesor variable del terreno mediante la sustitución de este con terreno granular o zahorra compactada al, por ejemplo, 95% Proctor o Proctor Modificado.


No todos los terrenos naturales con los que nos encontramos al proceder a realizar una cimentación son adecuados. Un terreno granular suelto por ejemplo puede suponer asientos elásticos inadmisibles. Lo mismo puede ocurrirle a un terreno cohesivo por motivos de consolidación. Tendremos entonces que proceder a realizar una mejora del suelo.

La compactación no es desde luego el único método de mejora de los terrenos, aunque sí uno de los más económicos y populares. Otros métodos son por ejemplo la inyección, la congelación, la vibroflotación, la precompresión, los drenes, la estabilización con materiales como la cal o las cenizas o la construcción de columnas de roca. No se debe confundir la compactación con la consolidación, en la compactación se somete al suelo a un golpeo o empaquetamiento que hace que expulse el aire de sus poros; en la consolidación, fenómeno típico de los suelos cohesivos saturados, se produce una expulsión gradual del agua de los poros.

Al compactar variamos la estructura del suelo y también algunas de sus propiedades mecánicas. Alguno de los parámetros del suelo que variarán según sea su compactación son la permeabilidad, el peso específico y la resistencia al corte. Con la compactación buscamos unas propiedades adecuadas del suelo de nuestra cimentación así como una uniformidad de éste que siempre disminuirá la posibilidad de que se produzcan asientos diferenciales.

La compactación consiste en un proceso repetitivo cuyo objetivo es conseguir un peso específico para una relación de agua dada tal que se garanticen las propiedades optimas buscadas. En primer lugar se vierte sobre el suelo natural existente, generalmente en sucesivas capas, un suelo de mejora con la granulometría adecuada. Posteriormente se modifica su humedad mediante desecación o mediante adición de agua y se le transmite energía de compactación mediante apisonado por golpes o presión. Para ello se utilizan diversas maquinarias, generalmente rodillos –lisos, neumáticos, pata de cabra, vibratorios, etc-, en función del tipo de terreno y muchas veces de la accesibilidad de éste.

Con los ensayos se pretende determinar los parámetros óptimos de la compactación que asegurarán las propiedades del terreno buscadas. Esto se traduce en determinar cuál es la humedad que se requiere para conseguir con una energía de compactación la densidad seca máxima que puede tener dicho terreno. A esta humedad se la define como humedad óptima, y es con la que se consigue la máxima densidad seca, para la energía de compactación dada. Igualmente se define como densidad seca máxima aquella que se obtiene para la humedad óptima.

Se comprueba que al ir aumentando la humedad y compactando, la densidad seca va aumentando hasta llegar a un punto de máximo para el par densidad seca máxima-humedad óptima, a partir de este punto un aumento de humedad no supone mayor densidad seca sino al contrario una disminución de ésta.


Los ensayos se realizan en laboratorio mediante el compactado de probetas a las que se añade agua. Los ensayos más importantes son el Proctor o «Proctor Normal, (PN)» o estándar y el Proctor Modificado, (PM) ».


En ambos ensayos se toman porciones de la muestra del suelo mezclándose con distintas cantidades de agua, se compactan en un molde y se apisonan mediante una maza tomando las anotaciones correspondientes de la humedad y densidad seca. Estos pares humedad-densidad seca (la humedad en %) se llevan a una gráfica de abscisas y ordenadas (humedad en abscisas y densidad seca en ordenadas) dibujándose con ello una curva suave y obteniéndose el punto donde se produce el máximo (densidad seca máxima-humedad óptima).



Molde Proctor

La diferencia fundamental entre el ensayo Proctor Normal y el Modificado estriba en la energía de compactación utilizada. Para los ensayos españoles (normas UNE) se utiliza una energía de unos 0,583J/cm3 para el Proctor normal y unos 2,632J/cm3 para el Proctor modificado. Las distintas normativas que definen estos ensayos son las normas americanas ASTM D-698 (ASTM es la American Society for Testing Materials, Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales) para el ensayo Proctor estándar y la ASTM D-1557 para el ensayo Proctor modificado. En España existen las normas UNE 103-500-94 que define el ensayo de compactación Proctor Normal y la UNE 103-501-94 que define el ensayo Proctor Modificado

Por tanto, cuando se nos pide un suelo compactado al 90% Proctor o Proctor modificado significa que la compactación en obra debe obtener una densidad seca de al menos el 90% de la densidad seca máxima obtenida con los correspondientes ensayos. Para garantizar que esto ocurra se suele controlar la densidad de las tongadas mediante ensayos in situ durante el proceso de compactación.

Otro ensayo importante que se le realiza a los suelos el el del CBR, el ensayo de C.B.R. mide la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, la ASTM denomina a este ensayo, simplemente como “Relación de soporte” y esta normado con el número ASTM D 1883-73.
Se aplica para evaluación de la calidad relativa de suelos de subrasante, algunos materiales de sub – bases y bases granulares, que contengan solamente una pequeña cantidad de material que pasa por el tamiz de 50 mm, y que es retenido en el tamiz de 20 mm. Se recomienda que la fracción no exceda del 20%.
Este ensayo puede realizarse tanto en laboratorio como en terreno, aunque este último no es muy practicado.
Otro ensayo que se le realizan al suelo y que quisiera mencionar es el de, Ensayos geotécnicos "in situ" que forman parte de las técnicas de reconocimiento geotécnico, constituyendo una alternativa o complemento a los ensayos de laboratorio sobre muestras extraídas, más que todo los ensayos geotécnicos de laboratorio son pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un reconocimiento geotécnico. Estos ensayos se ejecutan sobre las muestras previamente obtenidas en el terreno y, dependiendo del tipo de ensayo, se exigen distintas calidades de muestra.
Finalizando con el informe como estudiante de ingeniería civil me aboque más a lo que fueron los tres ensayos antes mencionados ya que los mismos tienen relación por que todos se realizan para la construcción de una vía o carretera, el por qué me intereso mas esto la razón es porque me interesa mucho la vialidad y todo lo que engloba la misma, así como conocer los ensayos que se realizan a la hora de construir una vía desde la conformación de la rasante hasta lo que sería el pavimento, cabe destacar que existen otro tipos de estudios que se realizan para la construcción de obras civiles como edificaciones y obras marítimas, y para mi es importante señalar que todos tienen un mismo fin estudiar el comportamiento del suelo y que el mismo este adecuado para la construcción de cualquiera de este tipo de obras civiles.

mila736

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Re: Ensayos que se realizan en un estudio de suelo

Mensaje por mary08 el Miér Ago 27, 2014 5:14 pm

ENSAYO  C.B.R.( Relación de Soporte de California)

Generalidades:

     Este ensayo fue inventado por la División de Carreteras de California en 1.929 y nos permite determinar  la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, la ASTM denomina a este ensayo, simplemente como “Relación de soporte” y esta normado con el número ASTM D 1883-73.
     Se aplica para evaluación de la calidad relativa de suelos de subrasante, algunos materiales de sub – bases y bases granulares, que contengan solamente una pequeña cantidad de material que pasa por el tamiz de 50 mm, y que es retenido en el tamiz de 20 mm. Se recomienda que la fracción no exceda del 20%.
           
     Este ensayo puede realizarse tanto en laboratorio como en terreno, aunque este último no es muy practicado.

     El número CBR se obtiene como la relación de la carga unitaria  en Kilos/cm2 (libras por pulgadas cuadrada, (psi)) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración del pistón (con un área de 19.4 centímetros cuadrados) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrón requerida para obtener la misma profundidad de penetración en una muestra estándar de material triturada, en ecuación, esto se expresa:

               CBR=( Carga  unitaria  de  ensayo )/( Carga unitaria patrón)*100

     El número CBR usualmente  se basa en la relación de carga para una penetración de 2.54 mm (0,1”), sin embargo, si el valor del CBR para una penetración de 5.08 mm (0,2”) es mayor, dicho valor debe aceptarse como valor final de CBR.
         
     El ensayo de CBR se utiliza para establecer una relación entre el comportamiento de los suelos principalmente utilizados como bases y subrasantes bajo el pavimento de carreteras y aeropistas,

 Equipo a utilizar:
- Prensa de Ensaye
- Molde
- Disco espaciador
- Pisón
- Cargas
- Aparato para medir expansión
-Molde CBR, con collarín y la base perforada.
- Pistón o martillo (10 lb. Y altura de caída de 15-
18 pulg.).
- Plato y vástago.
- Trípode y extensómetro.
- Pistón cilíndrico.
- Marco de carga CBR.
- Tanque para inmersión.
- Balanza.
-Cronómetro.
- Horno.

Procedimiento:
Técnica del ensayo

Preparación de la muestra.

* Se pulverizan aproximadamente 100 libras de muestra con el rodillo; se pasa el material por el tamiz ¾” y se desechan las partículas retenidas en el tamiz; el material desechado es reeplazado por un peso igual de material, pero con partículas que sean retenidas en el tamíz ¼” y que pasen por el tamiz ¾”.
* Se determina la humedad óptima del material siguiendo el mismo procedimiento de la Compactación Proctor Modificado con las siguientes excepciones:
-Se usa el material que pase por el tamiz ¾” en lugar del ¼”.
-Se usa el molde C.B.R. con sus aditamentos.
* El material sobrante de la determinación de la humedad óptima (25 libras aproximadamente), se mezcla con una cantidad suficiente de agua para producir en contenido de humedad necesario para obtener el máximo peso unitario seco. Se debe prevenir la evaporación.
* Se pesan 3 moldes de C.B.R. con las respectivas placas de soporte del molde, estas deben tener 28 perforaciones de 1/8” de diámetro.
* Se compactan 3 muestras en los moldes preparados, usando para el primero 56 golpes, para el segundo 25 golpes y para el tercero 10 golpes. Se deben tomar muestras de humedad para cada molde con anticipación. Cada capa debe ser de 1” de espesor después de compactada y la última capa debe estar ½” más arriba de la unión del molde con su collarín. La humedad de las muestras así compactadas no debe ser ni mayor ni menor que 0.5% de la humedad óptima; de otra forma se debe repetir el ensayo.
* Se retira el collarín del molde y se lo pesa junto con la muestra compactada, el disco espaciador y la placa de soporte.
* Se coloca un filtro de papel sobre la placa de soporte y luego se voltea el molde con la muestra compactada (el espacio dejado por el disco queda lógicamente en la parte superior) y se coloca sobre la placa de soporte. La muestra está lista para ser sumergida.
Método de sumergir la muestra y medir los cambios volumétricos.
Con el fin de duplicar en el laboratorio las condiciones de saturación que se presentan en el terreno, la muestra preparada como se indica anteriormente, se sumerge en un recipiente. Se coloca sobre las muestra sobrepeso de 5 libras (esto representa aproximadamente 3” de material). Por lo tanto si se desea calcular el número de sobrepesos necesarios, se estima el espesor en pulgadas del material que la muestra va a soportar y se divide por 3.
* Se coloca un filtro de papel sobre la superficie de la muestra compactada, luego la placa perforada con su vástago y sobre esta los pesos y sobre-pesos requeridos.
* Se coloca un extensómetro junto con un trípode que sirva para sostenerlo.
* Se sumerge la muestra en el recipiente y se deja allí durante cuatro días hasta que esté completamente saturada y no tenga más cambios volumétricos; se debe tomar la lectura de los extensómetros todos los días.
* Al cabo de 4 días se saca el molde del agua, se seca y se deja escurrir por espacio de 15 minutos.
* Se quitan los sobrepesos y se pesa la muestra saturada con el fin de apreciar la cantidad de agua absorbida por el espécimen. La muestra se encuentra lista para la penetración del pistón.
Procedimiento (Penetración del Pistón)
* Se colocan de nuevo los sobrepesos sobre la muestra saturada.
* Se coloca la muestra sobre la plataforma de prensa del C.B.R. La muestra debe estar alineada con el pistón; se levanta la plataforma por medio del gato hidráulico hasta que el pistón esté en contacto con la muestra y se le esté aplicando una carga de 10 libras. Después se vuelve a colocar en cero el indicador de carga. Se coloca también el extensómetro en cero.
* Se aplica la carga por medio del gato hidráulico de la prensa del C.B.R. a una velocidad de 0.05” por minuto. Se toma la lectura de las cargas, aplicadas a 0.025, 0.050, 0.075, 0.1, 0.3, 0.4 y 0.5” de penetración del pistón.
* Se saca la muestra de la prensa del C.B.R. y se toma la muestra de humedad alrededor del orificio dejado por el pistón.
* Para sacar la muestra del molde se usa el extractor de muestras con la placa de 6” de diámetro.

Calculos:

- Se calculan los Esfuerzos Aplicados dividiendo la carga para el área del pistón. La carga se obtiene multiplicando cada lectura del dial de cargas por la constante del aparato.
- Se dibujan las curvas Esfuerzo vs. Penetración para cada molde, colocando en las abscisas cada una de los valores de penetración y en las ordenadas los respectivos esfuerzos.
- Calcular las tensiones de penetración en Mega Pascales (MPA) o en (Kg/cm2).
- La curva puede tomar, ocasionalmente, la forma cóncava hacia arriba debido a irregularidades de superficie u otras causas. En dichos casos el punto cero debe corregirse trazando una recta tangente a la mayor pendiente de la curva y trasladando el origen al punto en que la tangente corta la abcisa..
- Obtener De la curva los valores de las tensiones necesarias para lograr una penetración de 0.1” y 0.2”.
- Las curvas de tensión – penetración se dibujan en un mismo grafico para los distintos números de golpes.

- Se determina el valor del C.B.R. para cada molde tomando en cuenta que: La relación C.B.R. generalmente se determina para 1” y 2” de penetración, osea para un esfuerzo de 1000 y 1500 libras por pulgada cuadrada en el patrón, respectivamente. De estos dos valores se usa el que sea mayor.
- Se grafican los valores respectivos de Densidad Seca (antes de saturar) y C.B.R. de cada molde.
Se determina el C.B.R. de la muestra de acuerdo a la Densidad Seca Máxima obtenida en el ensayo de Compactación

Para los suelos del tipo A – 1; A – 2 – 4 y A – 2 – 6, la razón de soporte se calcula solo para 5 mm de penetracion (0.2 pulgadas).

Para suelos del tipo A – 4; A – 5; A – 6 Y A – 7, cuando la razón correspondiente a 5 mm es mayor que a 2,5 mm, confirmar el resultado, en caso de persistencia, la razón de soporte correspondera a 5 mm de penetración.
Para suelos del tipo A – 3; A – 2 – 5 Y A – 2 – 7, el procedimiento a aplicar  queda al criterio del ingeniero.

Ventajas del Ensayo C.B.R.:

* Puede determina el valor de soporte del suelo en las condiciones más desfavorables (saturación).
* Trabaja con muestras alteradas, lo cual proporciona información sobre la capacidad de soporte que tendrá el suelo y el hinchamiento promedio que pueda tener el mismo.
* Es económico, muy accesible y practico de realizar

Desventajas del C.B.R.:

* El valor CBR no tiene ningún significado mecánico. Su "transformación" a un parámetro mecánico se realiza a través de correlaciones.
* La fase de escurrimiento por 15 minutos, a la que se somete a los especímenes luego de que son sacados del tanque de inmersión y antes de penetrarlos, según se establece en el procedimiento ASTM D 1883-07 cuando se escoje el periodo de 4 días de inmersión como condición de hidratación, es enteramente contraproducente, y hace que el suelo pueda ganar una resistencia adicional debido al incremento incontrolado de la succión (tensión capilar) en el suelo producto del escurrido. Sencillamente se corre el riesgo de que, debido al fenómeno explicado, el suelo presente una resistencia mayor que a la que este tendría de estar realmente saturado.
* Cuando se elabora la curva de diseño, es decir, la gráfica de grado de compactación versus CBR, para la variante del ensayo a humedad óptima, también conocida como CBR de 3 puntos, bien sea a 4 días de inmersión o a humedad de compactación, realmente esta no es una curva de diseño pues no se puede asegurar que los especímenes estén al mismo grado de saturación.

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Re: Ensayos que se realizan en un estudio de suelo

Mensaje por edwin perez el Jue Ago 28, 2014 6:42 pm

ENSAYO TRIAXIAL

Es la prueba mas comun para determinar las propiedades esfuerzo-deformacion, consiste en una muestra cilindrica a la cual se le aplican fuerzas a compresion en todas sus caras, se le incrementa el esfuerzo axial hasta que la muestra se rompe; como no existen fuerzas tangenciales el esfuerzo axial y la compresion son los esfuerzos principal mayor y principal menor respectivamente. Algunas de las ventajas del ensayo triaxial es que la muestra no es forzada a inducir la falla sobre una superficie determinada; las tensiones aplicadas en pruebas de compresion en laboratorio, son una aproximacion de aquellas que ocurren EN SITU; las condiciones de drenaje pueden ser controladas. Aunque tambien existen limitaciones, por ejemplo en algunos casos de arcilla el tamaño de la muestra puede tener importantes efectos sobre la resistencia medida. Para efectuar el ensayo triaxial se debe tener un tablero de comando y una camara triaxial constituida de cilindros de lucita de 35 cm de diametro y de 7 mm de espesor de su pared; las bases de la camara estan formadas por 2 placas circulares que estan unidas al cilindro por medio de sellos de goma y piezas de ajuste, esta camara resiste presiones internas de hasta 7 kg/cm2. En las pruebas de compresion triaxial se requiere que la muestra este enfundada en menbranas flexibles, resistentes e impermeables, generalmente de latex; para aplicar la presion de camara en torno a la muestra, el agua seria el fluido ideal ya que esta no ataca la membrana de latex.

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Ensayos de suelo

Mensaje por Gabriela Alvarez el Sáb Sep 06, 2014 1:16 pm

Ensayo de suelo
Difracción de rayos X:
Es una técnica que permite identificar los minerales que están presentes en los suelos y en las rocas, este ensayo se realiza sobre muestras de rocas y del suelo residual. Para realizarlo es necesario pulverizar las muestras hasta que pasen por el tamiz No. 200, es decir, 0,074 mm. Para analizarlo se toma la fracción total de la muestra que pasa por el tamiz 200. Para identificarlos minerales existentes en las rocas se una el programa X powder ver 2004.04.47 PRO. Este programa usa difractogramas para cuantificar los diferentes minerales y esta es la forma más precisa para dicha cuantificación. La difracción de rayos X puede proporcionar información de la estructura tridimensional en estado sólido de muestras cristalinas de compuestos orgánicos, inorgánicos y organo-metalico. En otras palabras, la difracción de rayos x es un fenómeno físico a través del cual se manifiesta la interacción fundamental de los rayos x con los cristales, la información obtenida de la difracción de cristales muestra la estructura del mismo, así como también el grado de cristalinidad, la cantidad de contenido de amorfo, el tamaño etc.
Otro ensayo muy útil para los suelos es el de Columna Resonante, el cual permite determinar los módulos de elasticidad (E), rigidez (G), y la velocidad de onda de corte (Vs) en muestras de suelo en condiciones alteradas o inalteradas por medio de vibraciones. Para realizar el ensayo la muestra es sometida a una excitación o cargas torsionales por medio de un sistema electromagnético, donde la frecuencia y la amplitud deben ser controladas. Primero se controla la magnitud de la carga por medio del voltaje, luego, después de fijar ese voltaje, la frecuencia se incrementa gradualmente hasta obtener una respuesta máxima, esta es cuando el sistema muestra – cabezal entra en resonancia en su primer modo de vibración.

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Re: Ensayos que se realizan en un estudio de suelo

Mensaje por sol regalado el Lun Sep 08, 2014 7:25 am

ENSAYOS DE PERMEABILIDAD

PERMEABILIDAD

Es la capacidad de un cuerpo (en términos particulares, un suelo) para permitir en su seno el paso de un fluido (en términos particulares, el agua) sin que dicho tránsito altere la estructura interna del cuerpo. Dicha propiedad se determina objetivamente mediante la imposición de un gradiente hidráulico en una sección del cuerpo, y a lo largo de una trayectoria determinada.

Se dice que un material es permeable cuando contiene vacíos continuos, estos vacíos existen en todos los suelos, incluyendo las arcillas más compactas, y en todos los materiales de construcción no metálicos, incluido el granito sano y la pasta de cemento, por lo tanto dichos materiales son permeables. La circulación de agua a través de la masa de éstos obedece aproximadamente a leyes idénticas, de modo que la diferencia entre una arena limpia y un granito es, en este concepto, solo una diferencia de magnitud.

La permeabilidad de los suelos, es decir la facultad con la que el agua pasa a través de los poros, tiene un efecto decisivo sobre el costo y las dificultades a encontrar en muchas operaciones constructivas, como los son, por ejemplo, las excavaciones a cielo abierto en arena bajo agua o la velocidad de consolidación de un estrato de arcilla bajo el peso de un terraplén, entre otros.

La permeabilidad se cuantifica en base al coeficiente de permeabilidad, definido como la velocidad de traslación del agua en el seno del terreno y para un gradiente unitario. El coeficiente de permeabilidad puede ser expresado según la siguiente función:

k = Q / I A

Donde;
k: coeficiente de permeabilidad o conductividad hidráulica [m/s]
Q: caudal [m3/s]
I: gradiente [m/m]
A: sección [m2)]
Son diversos los factores que determinan la permeabilidad del suelo, entre los cuales, los más significativos son los siguientes:

Granulometría (tamaño de grano y distribución granulométrica).

Composición química del material (naturaleza mineralógica).

Como regla general podemos considerar que a menor tamaño de grano, menor permeabilidad, y para una granulometría semejante (arenas, por ejemplo) a mejor gradación, mayor permeabilidad.

La estimación de la permeabilidad en suelos tiene diversos intereses, algunos directos en el proyecto de una edificación, como puede ser la valoración de la influencia de las aguas subterráneas sobre construcciones soterradas (plantas sótano, por ejemplo) a efectos de diseño de sistemas o procedimientos de impermeabilización o drenaje.

La estimación de la permeabilidad de los suelos (y en su caso, del macizo rocoso) puede realizarse mediante tres clases de procedimientos:

Valoración de la permeabilidad mediante relaciones empíricas establecidas entre la misma y alguna característica del suelo, generalmente su granulometría.
Medida directa de la permeabilidad sobre una muestra adecuada (inalterada) en laboratorio.
Estimación directa de la permeabilidad “in situ”, realizada durante la ejecución de sondeos o pozos, consistentes en la medida de las pérdidas en una columna de agua con la que se ha inundado la perforación.

De entre los ensayos “in situ”, los métodos que se citan generalmente corresponden a los ensayos Lugeon (habitualmente realizado en macizos rocosos fracturados), Lefranc (llevado a cabo generalmente en suelos relativamente permeables) y Slug Test (también en suelos permeables.)
Para el caso de suelos poco permeables, los ensayos “in situ” son poco adecuados, requiriéndose la toma de muestras y la realización de ensayos en laboratorio sobre las mismas. Según el objeto de la investigación puede escogerse entre ensayar muestras adecuadamente inalteradas (si es posible su obtención), o representativas, las cuales se recompactan en el laboratorio para obtener probetas que reproduzcan las condiciones del terreno.
Una vez confeccionada la probeta a ensayar, el material se satura y se induce a través del mismo un flujo, cuyo caudal es medido en condiciones preestablecidas.

Los métodos habituales de laboratorio son los siguientes:
Sobre muestras inalteradas o recompactadas: ensayo en célula triaxial, con presión en cola, bajo carga constante o variable (se trata del ensayo más adecuado para suelos de muy baja permeabilidad.)
Sobre muestras recompactadas:
Ensayo en permeámetro de célula estanca bajo carga constante (generalmente en suelos de permeabilidad alta).

Ensayo en permeámetro de célula estanca bajo carga variable (apto para suelos de permeabilidad media a baja).


PERMEÁMETRO DE CARGA CONSTANTE:

En estos aparatos la cantidad de agua que fluye a través de una muestra de suelo, de dimensiones conocidas, en un tiempo determinado, puede ser medida. Los niveles de agua a la entrada y salida del permeámetro se pueden mantener constantes por medio de compuertas. La pérdida de carga h, depende únicamente de la diferencia entre los niveles de agua. El diámetro D y el largo L de la muestra pueden ser medidos. El agua a la salida es recogida en una probeta graduada y la cantidad de descarga Q es medida. Cabe destacar que este permeámetro es aplicable a suelos relativamente permeables, por ejemplo limos, arenas y gravas. A continuación se muestran dos modelos de permeámetros cálculo del coeficiente de permeabilidad k.


Para el cálculo de k se determina primero el caudal circulante una vez que el sistema se encuentra en régimen (la cantidad de agua que ingresa es igual a la que sale), midiendo el tiempo t en el cual se llena un recipiente de volumen V conocido.

Q= V/t [m3/seg.] (1)


Una vez obtenido el caudal y en función de las características del permeámetro, aplicando la Ley de Darcy se obtiene:


Q = k . i. A = V / t (2) i = h/L (3) A= Π.D2/4 (4)



Reemplazando (3) y (4) en (2) y reordenando, obtenemos el valor del
Coeficiente de permeabilidad k.



k= V = V.L (5)
t. i. A t. h. A

En los ensayos de permeabilidad, las fuentes más importantes de error son la formación de una pequeña capa de material fino en la superficie de la muestra, que actúa luego como filtro, y la existencia o formación de burbujas de aire dentro de la muestra de suelo. Ambos errores reducen la permeabilidad. El error originado por la formación de un filtro puede ser eliminado midiendo la pérdida de carga entre dos puntos situados en el interior de la muestra, en la forma indicada en el permeámetro b.


PERMEÁMETRO DE CARGA VARIABLE:

Este tipo de dispositivo, brinda mayor exactitud para suelos menos permeables, como arcilla y limo. En este caso la cantidad de agua escurrida es medida en forma indirecta por medio de la observación de la relación entre la caída del nivel de agua en un tubo recto colocado sobre la muestra y el tiempo transcurrido. El longitud L, el área A de la muestra y el área “a” del tubo recto son conocidos. En adición, las observaciones deben ser hechas en no menos de 2 niveles diferentes de agua en el tubo recto.

La relación de flujo puede ser expresada como el área del tubo recto multiplicada por la velocidad de caída. La velocidad de caída es -∂h/∂t, el signo negativo significa que la carga h disminuye al aumentar el tiempo. Haciendo la ecuación para este caso de acuerdo con la relación de flujo dada por la Ley de Darcy se tiene:

∂Q = a . ∂v =−a. ∂h = k. i. A = k. h . A (6)
∂t L

El principio de carga variable puede alterarse en muchas formas para obtener resultados en un amplio campo de tipos de suelos. Tipos diferentes de tubos rectos pueden usarse con mayores o menores áreas de acuerdo con la penetrabilidad de los materiales.

Las probetas utilizadas para ambos casos deben provenir de muestras inalteradas.

En la medida de lo posible utilizar muestras pequeñas, dado que brinda la posibilidad de realizar un mayor número de pruebas en menos tiempo.

Las dimensiones de los permeámetros tienen límites muy amplios.

Ambas experiencias determinan la permeabilidad de suelos bajo condiciones específicas. Es tarea del Ingeniero determinar las condiciones de prueba de manera que sean representativas del problema que se está considerando.

El proceso se ve afectado por la presencia de aire o gases en los poros, en el permeámetro o en el agua. Deben tomarse las precauciones necesarias para evitar que esto suceda.

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ENSAYO DE CORTE DIRECTO O ENSAYO DE CIZALLADURA DIRECTA

Mensaje por mirneidy heredia el Miér Sep 10, 2014 1:53 pm

ENSAYO DE CORTE DIRECTO
Este método describe y regula el método de ensayo para la determinación de la resistencia al corte de una muestra de suelo, sometida previamente a un proceso de consolidación, cuando se le aplica un esfuerzo de cizalladura o corte directo mientras se permite un drenaje completo de ella. El ensayo se lleva a cabo deformando una muestra a velocidad controlada, cerca a un plano de cizalladura determinado por la configuración del aparato de cizalladura. Generalmente se ensayan tres o más especímenes, cada uno bajo una carga normal diferente para determinar su efecto sobre la resistencia al corte y al desplazamiento y las propiedades de resistencia a partir de las envolventes de resistencia de Mohr.
Este ensayo consiste en colocar el espécimen del ensayo en una caja de cizalladura directa, aplicar un esfuerzo normal determinado, humedecer o drenar el espécimen de ensayo, o ambas cosas, consolidar el espécimen bajo el esfuerzo normal, soltar los marcos que contienen la muestra y desplazar un marco horizontalmente respecto al otro a una velocidad constante de deformación y medir la fuerza de cizalladura y los desplazamientos horizontales a medida que la muestra es cizallada.
Desventajas:
A partir de este ensayo no pueden determinarse las relaciones esfuerzo-deformación o cualquier otro valor asociado, como el módulo de cizalladura.
Los resultados del ensayo pueden ser afectados por la presencia de partículas de suelo o fragmentos de roca, o ambos
Significado y uso
El ensayo de cizalladura directa es adecuado para la determinación relativamente rápida de las propiedades de resistencia de materiales drenados y consolidados. Debido a que las trayectorias de drenaje a través de la muestra son cortas, se permite que el exceso de presión en los poros sea disipado más rápidamente que con otros ensayos drenados. El ensayo puede ser hecho en todo tipo de suelos inalterados, remoldeados o compactados. Hay sin embargo una limitación en el tamaño máximo de las partículas presentes en las muestras
Los resultados del ensayo son aplicables para estimar la resistencia al corte en una situación de campo donde ha tenido lugar una completa consolidación bajo los esfuerzos normales actuales. La ruptura ocurre lentamente bajo condiciones drenadas, de tal manera que los excesos de presión en los poros quedan disipados. Los resultados de varios ensayos pueden ser utilizados para expresar la relación entre los esfuerzos de consolidación y la resistencia a la cizalladura en condiciones drenadas.
Durante el ensayo de cizalladura hay rotación de los esfuerzos principales, lo que puede o no corresponder a las condiciones de campo.
EQUIPO
Aparato de cizalladura: instrumento diseñado y construido para contener de manera segura la muestra entre dos bloques porosos de tal modo que no se aplique un torque a la muestra. El aparato de cizalladura debe estar en condiciones de aplicar un esfuerzo normal a las caras del espécimen, medir el cambio de espesor del espécimen, permitir el drenaje del agua a través de los bloques porosos en las fronteras superior e inferior de la muestra y de sumergir la muestra en agua.
El aparato debe ser capaz de aplicar una fuerza de cizalladura al espécimen a lo largo de un plano de cizalladura predeterminado (cizalladura simple) paralelo a las caras de la muestra. Los marcos que contienen el espécimen deben ser lo suficientemente rígidos para prevenir su distorsión durante el ensayo. Las diferentes partes del aparato de cizalladura, deben ser construidas de un material que no esté sujeto a la corrosión por humedad o por sustancias que se encuentren en el suelo, por ejemplo acero inoxidable, bronce, aluminio, etc. No se permite la combinación de metales que puedan dar lugar a un efecto galvánico.
Caja de cizalladura: una caja de cizalladura, circular o cuadrada, hecha de acero inoxidable, bronce o aluminio, con dispositivos para el drenaje a través de su parte superior e inferior. Esta caja debe estar dividida verticalmente por un plano horizontal en dos mitades de espesor igual que se ajustan con tornillos de alineación. La caja de cizalladura está provista con tornillos de separación, que controlan el espacio entre sus mitades superior e inferior.

mirneidy heredia

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Re: Ensayos que se realizan en un estudio de suelo

Mensaje por edwin perez el Mar Sep 16, 2014 10:59 am

ENSAYO DE ROBERT RONDON

ensayo de permeabilidad

La fase sólido del suelo esta compuesta de partículas minerales y orgánicas de diferentes formas y tamaños y provienen de la desintegración o meteorización de las rocas y de la descomposición de los residuos vegetales. La forma a nivel espacial en que se encuentran las partículas minerales y orgánicas determina en gran parte las propiedades físicas del suelo, tales como la estructura, la porosidad, la densidad aparente y la permeabilidad. La fase sólida puede estar dispersada en partículas individuales pero principalmente, y en la mayoría de las situaciones, en forma de agregados cuando las partículas están unidas con otras, constituyendo la matriz o esqueleto del suelo. Aunque la distribución de las partículas en formas individuales (llamada granulometría o textura) no es una situación muy general en el suelo, ella se utiliza como un indicador descriptivo de la matriz o esqueleto del suelo. La textura es una de las propiedades más permanentes del suelo, no obstante puede sufrir cambios. Es elemento que mejor caracteriza al suelo desde el punto de vista físico. La permeabilidad, la consistencia, la capacidad de intercambio de iones, de retención hídrica, distribución de poros, infiltración y estructura, son algunas de las características del suelo que en gran medida depende de ella. Específicamente en el ensayo de permeabilidad, como se ha estudiado, en los suelos se hallan presentes tres fases: el sólido representado por las partículas o grano, el agua y el aire que ocupa los vacíos. Estos vacíos, en general, no son oquedades estancas, sino por el contrario están comunicados entre si, formando conductos que atraviesan en todas las direcciones la masa del suelo. Si las condiciones son adecuadas, por estos conductos circulara agua. La cantidad de agua que circula a través de un suelo depende de los granos o partículas del suelo, la porosidad o de la relación de vacíos, la carga hidráulica, es decir, la energía mecánica disponible para forzar al líquido a circular, la viscosidad del fluido y el grado de saturación. El coeficiente de permeabilidad es un parámetro que permite cuantificar la facilidad de movimiento del agua a través del medio poroso. Del tamaño y forma de los granos dependerá de la sección del conducto disponible para la circulación del fluido, de tal manera que cuanto mayor sea la partícula tanto mayor será la permeabilidad y también se evalúa la uniformidad y orientación de los granos. El caso de los suelos finos, en particular los arcillosos es más complejo aun porque además, presentan en la superficie de los minerales arcillosos agua absorbida que modifica el escurrimiento libre del fluido. La viscosidad del fluido también modifica sensiblemente el coeficiente de permeabilidad según una relación inversa. Normalmente, se determina para una viscosidad a 20ºc, pero el coeficiente puede disminuir al 50% si la temperatura del agua desciende a 0ºc, o aumentar un 150% a 40ºc. A medida que la temperatura aumenta, la viscosidad del agua disminuye y por lo tanto el coeficiente de permeabilidad aumentara. Podemos definir dos maneras de realizar este ensayo: con carga variable y con carga constante. En el primero se determina el tiempo que necesita el agua para recorrer una longitud establecida en la probeta, el coeficiente de permeabilidad “k” surge de la relación entre esta longitud y el tiempo empleado, la provisión de agua se realiza por medio de una columna de líquido cuyo nivel disminuye conforme transcurre el tiempo. Este ensayo es recomendado para suelos de baja permeabilidad (limosos y limo- arcillosos). El segundo tipo con carga constantes es usado en suelos granulares y en este caso el nivel del agua de la columna se mantiene constante. Si se estudia un suelo fino, recurrimos al ensayo de permeabilidad en su modalidad de carga variable y con probeta inalterada (tallada). La muestra de suelo tallada se coloca en la cámara de ensayo, garantizando un cierre lateral estanco entre esta y la probeta, luego se conecta el extremo inferior de la cámara a una parte superior. Ambos cabezales de la cámara poseen piedras porosas para garantizar el flujo laminar y la distribución uniforme del agua circulante en la sección de la probeta. A diferentes intervalos de tiempo se registra el descenso que experimenta la columna, rellenando la misma cuando sea necesario. Para suelos finos, el ensayo puede durar varios días. Posteriormente, se calcula el coeficiente de permeabilidad empleando una expresión derivada de la ley de Darcy. Se describe el ensayo primeramente haciendo una preparación de la muestra iniciando tallando una probeta cilíndrica de 6 cm de altura por 6.3 cm de diámetro de suelo seco inalterado. Es un trabajo delicado pues esta probeta deberá luego, ajustar lo mas exacto posible en el interior de la cámara de ensayo. Se unta la probeta con grasa de litio excepto las caras superior e inferior. Se arma la cámara colocando la muestra, las piedras porosas y la tapa, ajustando el conjunto. Se conectan las mangueras de entrada de agua (proveniente de la columna) y la de salida, vinculada a un depósito. El ensayo se ejecuta si se permite el ingreso de agua hasta saturar la muestra. A partir de este punto se registra el descenso de la columna de agua y el tiempo transcurrido. Al efectuar el ensayo, la columna de carga de agua sufrió un brusco descenso debido a un sello lateral defectuoso, que obligo a rehacerlo empleando esta vez mas grasa y cuidando no untar las caras superior e inferior. Se reanudo el ensayo tomando tres lecturas diarias, aproximadamente. El equipo que se utiliza para la realización del ensayo son, papel absorbente, grasa de litio, agua destilada, bureta graduada, reloj, sierra y cuchilla, permeametro, material de limpieza.

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Análisis granulométrico mecánico, y cuarteo Humberto Salas

Mensaje por HUMBERTO SALAS el Vie Sep 19, 2014 2:24 pm

El suelo está constituido por infinidad de partículas y la variedad en el tamaño de estas es ilimitada. Cuando se comenzaron las investigaciones sobre las propiedades de los suelos se creyó que sus propiedades mecánicas dependían directamente de esta distribución en tamaños. Sin embargo, hoy sabemos que es muy difícil deducir con certeza las propiedades mecánicas de los suelos a partir de su distribución granulométrica.
El análisis Granulométrico Es la determinación de los tamaños de las partículas de una cantidad de muestra de suelo, y aunque no es de utilidad por sí solo, se emplea junto con otras propiedades del suelo para clasificarlo, a la vez que nos auxilia para la realización de otros ensayos. En los suelos granulares nos da una idea de su permeabilidad y en general de su comportamiento ingenieril, no así en suelos cohesivos donde este comportamiento depende más de la historia geológica del suelo.
El análisis granulométrico puede expresarse de dos formas:
Analítica: Mediante tablas que muestran el tamaño de la partícula contra el porcentaje de suelo menor de ese tamaño (porcentaje respecto al peso total).
Gráfica: Mediante una curva dibujada en papel log-normal a partir de puntos cuya abscisa en escala logarítmica es el tamaño del grano y cuya ordenada en escala natural es el porcentaje del suelo menor que ese tamaño (Porcentaje respecto al peso total). A esta gráfica se le denomina CURVA GRANULOMETRICA.
Al realizar el análisis granulométrico distinguimos en las partículas cuatro rangos de tamaños:
1. Grava: Constituida por partículas cuyo tamaño es mayor que 4.76 mm.
2. Arena: Constituida por partículas menores que 4.76 mm y mayores que 0.074 mm.
3. Limo: Constituido por partículas menores que 0.074 mm y mayores que 0.002 mm.
4. Arcilla: Constituida por partículas menores que 0.002 mm.
Análisis Granulométrico Mecánico por Tamizado.
Es el análisis granulométrico que emplea tamices para la separación en tamaños de las partículas del suelo. Debido a las limitaciones del método su uso se ha restringido a partículas mayores que 0.074 mm. Al material menor que ese se le aplica el método del hidrómetro.


Tamiz:
Es el instrumento empleado en la separación del suelo por tamaños, está formado por un marco metálico y alambres que se cruzan ortogonalmente formando aberturas cuadradas. Los tamices del ASTM son designados por medio de pulgadas y números. Por ejemplo un tamiz 2" es aquel cuya abertura mide dos pulgadas por lado; un tamiz No. 4 es aquel que tiene cuatro alambres y cuatro aberturas por pulgada lineal.
Desventajas del Análisis Mecánico
No provee información de la forma del grano ni de la estructura de las partículas.
Se miden partículas irregulares con mallas de forma regular.
Las partículas de menor tamaño tienden a adherirse a las de mayor tamaño.
El número de tamices es limitado mientras las partículas tienen números de tamaños ilimitados.
Tiene algún significado cuando se realiza a muestras representativas de suelo.
Procedimiento
A partir del material traído del campo se obtiene una muestra representativa de la masa del suelo y se seca en el horno. Se reducen los terrones de la muestra a tamaños de partículas elementales.
El material así reducido se emplea para realizar la granulometría gruesa vertiendo el suelo a través de los tamices: 3", 2½", 2", 1½", 1", ¾", 3/8", No. 4 dispuestos sucesivamente de mayor a menor, colocando al final receptáculo denominado fondo. Luego se pasa a tamizar el material colocándolo en los agitadores mecánicos, cinco minutos en el de movimiento vertical y cinco minutos en el de movimiento horizontal.
Si no se cuenta con agitadores mecánicos se tamiza manualmente durante diez minutos. Se recupera el material retenido en cada tamiz asegurándonos manualmente de que las partículas hayan sido retenidas en el tamiz correspondiente. Se procede a pesar el material retenido en cada tamiz, pudiendo hacerse en forma individual o en forma acumulada.
El suelo que se encuentra en el fondo se pesa siempre individualmente. Una vez pesado, el material que se encuentra en el fondo se cuartea para obtener una muestra que pese entre 150 y 300 gramos con la cual se hace la granulometría fina. La muestra obtenida del cuarteo se pesa y se lava sobre el tamiz No. 200 para eliminar el material menor que ese tamaño.
Se coloca la muestra en el horno y se seca durante 24 horas a 110 oC, después de lo cual se vierte sobre los tamices: No. 10, No. 30, No. 40, No. 100, No. 200 y fondo dispuestos sucesivamente de mayor a menor abertura y se procede igual que para la granulometría gruesa.
El Cuarteo
El cuarteo tiene por objeto obtener de una muestra de porciones representativas de tamaño adecuado para efectuar las pruebas de laboratorio que se requieren.
El equipo necesario para efectuar el cuarteo es el siguiente: Báscula de 120 Kg. de capacidad con aproximación de 10 gramos, palas de forma rectangular, hule o lona ahulado de 150 cm, como mínimo por lado, regla de dimensiones adecuadas al volumen para cuartear, cazuelas metálicas de forma rectangular de dimensiones apropiadas, cucharón, partidor de muestras con aberturas en los ductos separadores e 1.5 veces aproximadamente el tamaño máximo de las partículas de la muestra equipada con recipientes para depositar el material separado, y un cucharón plano
Para efectuar el cuarteo se deberá seguir los siguientes pasos:
- Formando un cono con la muestra para seleccionarlos por cuadrante, para esto se resuelve primero todo el material hasta que presente un aspecto homogéneo; traspaleando de un lugar a otras 4 veces sobre una superficie simplemente horizontal, lisa y limpia.
- Se procederá después a formar el cono, depositando el material en el vértice del mismo, permitiendo que dicho material por si solo busque su acomodo y procurando a la vez que la distribución se haga uniformemente.
- El cono formado se transformara en cono truncado, colocando la pala del vértice hacia abajo y haciéndola girar alrededor del eje del cono, con el fin de ir desalojando el material hacía la superficie hasta dejarlo con una altura de 15 a 20 cm. enseguida dicho cono truncado se dividirá y separara en cuadrantes por medio de una regla de dimensiones adecuadas.
- Se mezclara el material de dos cuadrantes opuestos y con este, en caso de ser necesario, se repite el procedimiento anterior sucesivamente, hasta obtener de la muestra del tamaño requerido. Se deberá tener cuidado de no perder material fino en cada operación del cuarteo.


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ensayo del suelo mediante el metodo C.B.R

Mensaje por cesar sanchez el Dom Sep 21, 2014 11:26 pm

Ensayo C.B.R
El ensayo mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, permitiendo obtener un (%) de la relación de soporte. El (%) CBR, está definido como la fuerza requerida para que un pistón normalizado penetre a una profundidad determinada, expresada en porcentaje de fuerza necesaria para que el pistón penetre a esa misma profundidad y con igual velocidad, en una probeta normalizada constituida por una muestra patrón de material chancado.
La expresión que define al CBR, es la siguiente: CBR=(carga unitaria del ensayo / carga unitaria patrón) * 100 ( % )
De la ecuación se puede ver que el número CBR, es un porcentaje de la carga unitaria patrón. En la práctica el símbolo de (%) se quita y la relación se presenta simplemente por el número entero.
Usualmente el número CBR, se basa en la relación de carga para una penetración de 2,5 mm. (0,1"), sin embargo, si el valor de CBR a una penetración de 5 mm. (0,2") es mayor, el ensayo debe repetirse. Si en un segundo ensayo se produce nuevamente un valor de CBR mayor de 5 mm. de penetración, dicho valor será aceptado como valor del ensayo. Los ensayos de CBR se hacen sobre muestras compactadas con un contenido de humedad óptimo, obtenido del ensayo de compactación Proctor.
Antes de determinar la resistencia a la penetración, generalmente las probetas se saturan durante 96 horas para simular las condiciones de trabajo más desfavorables y para determinar su posible expansión.

Técnica del ensayo

1.Se pulverizan aproximadamente 100 libras demuestra con el rodillo; se pasa el material por el tamiz ¾” y se desechan las partículas retenidas en el tamiz; el material desechado es reeplazado por un peso igual de material, pero con partículas que sean retenidas en el tamíz ¼” y que pasen por el tamiz ¾”.

2. Se determina la humedad óptima del material siguiendo el mismo procedimiento de la Compactación Proctor Modificado con las siguientes    excepciones:
*Se usa el material que pase por el tamiz ¾” en lugar del ¼”.
*Se usa el molde C.B.R. con sus aditamentos.
3.El material sobrante de la determinación de la humedad óptima (25 libras aproximadamente), se mezcla con una cantidad suficiente de agua para producir en contenido de humedad necesario para obtener el máximo peso unitario seco. Se debe prevenir la evaporación.
4.Se pesan 3 moldes de C.B.R. con las respectivas placas de soporte del molde, estas deben tener 28 perforaciones de 1/8” de diámetro.
5. Se compactan 3 muestras en los moldes preparados, usando para el primero 56 golpes, para el segundo 25 golpes y para el tercero 10 golpes. Se deben tomar muestras de humedad para cada molde con anticipación. Cada capa debe ser de 1” de espesor despúes de compactada y la última capa debe estar½” más arriba de la unión del molde con su collarín.
*La humedad de las muestras así compactadas no debe ser ni mayor ni menor que 0.5% de la humedad óptima; de otra forma se debe repetir el ensayo.
6. Se retira el collarín del molde y se lo pesa junto con la muestra compactada, el disco espaciador y la placa de soporte.
7. Se coloca un filtro de papel sobre la placa de soporte y luego se voltea el molde con la muestra compactada (el espacio dejado por el disco queda lógicamente en la parte superior) y se coloca sobre la placa de soporte. La muestra está lista para ser sumergida.

Equipos que se utilizan para la elaboración de un ensayo de C.B.R
Existen distintos tipos de equipos que nos podemos conseguir a la hora de elaborar un un ensayo de C.B.R, entre los que nos podemos conseguir:
*Molde CBR, con collarín y la base perforada
*Disco espaciador.
*Pistón o martillo (10 lb. Y altura de caída de 15-18 pulg.).
*Plato y vástago.
*Trípode y extensómetro.
*Pistón cilíndrico
*Marco de carga CBR.
*Tanque para inmersión
*Balanza.
*Cronómetro.
*Horno.[/justify]

Método de sumergir la muestra y medir los cambios volumétricos.
Con el fin de duplicar en el laboratorio las condiciones de saturación que se presentan en el terreno, la muestra preparada como se indica anteriormente, se sumerge en un recipiente. Se coloca sobre las muestra sobrepeso de 5 libras (esto representa aproximadamente 3” de material). Por lo tanto si se desea calcular el número de sobrepesos necesarios, se estima el espesor en pulgadas del material que la muestra va a soportar y se divide por 3.
*Se coloca un filtro de papel sobre la superficie de la muestra compactada, luego la placa perforada con su vástago y sobre esta los pesos y sobre-pesos requeridos.
*Se coloca un extensómetro junto con un trípode que sirva para sostenerlo.
*Se sumerge la muestra en el recipiente y se deja allí durante cuatro días hasta que esté completamente saturada y no tenga más cambios volumétricos; se debe tomar la lectura de los extensómetros todos los días.
*Al cabo de 4 días se saca el molde del agua, se seca y se deja escurrir por espacio de 15 minutos
*Se quitan los sobrepesos y se pesa la muestra saturada con el fin de apreciar la cantidad de agua absorbida por el espécimen. La muestra se encuentra lista para la penetración del pistón.
Procedimiento (Penetración del Pistón)
*Se colocan de nuevo los sobrepesos sobre la muestra saturada.
*Se coloca la muestra sobre la plataforma de prensa del C.B.R. La muestra debe estar alineada con el pistón; se levanta la plataforma por medio del gato hidráulico hasta que el pistón esté en contacto con la muestra y se le esté aplicando una carga de 10 libras. Después se vuelve a colocar en cero el indicador de carga. Se coloca también el extensómetro en cero.
*Se aplica la carga por medio del gato hidráulico de la prensa del C.B.R. a una velocidad de 0.05” por minuto. Se toma la lectura de las cargas, aplicadas a 0.025, 0.050, 0.075, 0.1, 0.3, 0.4 y 0.5” de penetración del pistón.
*Se saca la muestra de la prensa del C.B.R. y se toma la muestra de humedad alrededor del orificio dejado por el pistón.
*Para sacar la muestra del molde se usa el extractor de muestras con la placa de 6” de diámetro.
Cálculos realizados a la hora de realizar un estudio de C.B.R
a la hora de realizar un estudio de CBR se tiene que tomar en cuenta las siguientes consideraciones:
*Se calculan los Esfuerzos Aplicados dividiendo la carga para el área del pistón. La carga se obtiene multiplicando cada lectura del dial de cargas por la constante del aparato.
*Se dibujan las curvas Esfuerzo vs. Penetración para cada molde, colocando en las abscisas cada una de los valores de penetración y en las ordenadas los respectivos esfuerzos.
*Se determina el valor del C.B.R. para cada molde tomando en cuenta que: La relación C.B.R. generalmente se determina para 1” y 2” de penetración, osea para un esfuerzo de 1000 y 1500 libras por pulgada cuadrada en el patrón, respectivamente. De estos dos valores se usa el que sea mayor.
*Se grafican los valores respectivos de Densidad Seca (antes de saturar) y C.B.R. de cada molde.
Ventajas de los ensayos de C.B.R
*Una de las ventajas del ensayo CBR es que trabaja con muestras alteradas, lo cual nos proporciona información sobre la capacidad de soporte que tendrá el suelo y el hinchamiento promedio que pueda tener éste.
*La estructura o conformación de base o subbase es una parte muy importante, debido a que esta transmite la carga del pavimento a la subrasante por lo tanto es de suma importancia estimar las propiedades físicas y mecánicas del mismo, lo cual se obtiene mediante varios ensayos de laboratorio de suelos normados, entre ellos se encuentra el método CBR, que determina el valor de soporte del suelo en las condiciones más desfavorables (saturación).
Limitaciones del ensayo
*El valor de CBR no comporta, per se, un parámetro geomecánico, aunque está asociado a múltiples correlaciones y métodos semiempíricos de diseño de pavimentos
*Durante el ensayo bajo condición de 4 días de inmersión no es posible controlar el grado de saturación del suelo. El espécimen es sacado del agua y dejado escurrir por 15 minutos antes de ser ensayado. Este escurrimiento incrementa la succión en el suelo de forma descontrolada, lo que da lugar a resultados sesgados.
*La gráfica densidad versus CBR recomendada en el procedimiento ASTM para obtener el CBR de diseño del suelo no es, por definición, una curva de diseño. Por tanto, en el sentido estricto, no debería ser usada para diseñar el suelo compactado. De hacerse se obtendrían resultados sesgados ya que no hay forma de asegurar que todos los especímenes pertenecientes a la gráfica tienen el mismo grado de saturación.

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ENSAYO DE RESISTENCIA, COMPRESION SIMPLE EN SUELOS

Mensaje por melqui oropeza el Lun Sep 22, 2014 5:37 am

ENSAYO DE RESISTENCIA, COMPRESION SIMPLE EN SUELOS cheers

DESCRIPCIÓN DEL ENSAYO
El método de ensayar muestras de suelo cohesivo en compresión simple, ha sido aceptado ampliamente, como un medio para determinar rápidamente la cohesión de un suelo. En este ensayo, las muestras se prueban hasta que la carga en dicha muestra comience a decrecer o hasta que por lo menos se haya desarrollado una deformación unitaria del 20%.

Básicamente, el ensayo consiste en colocar una muestra de longitud adecuada (L =2-3φ), entre dos placas (aparatos para transferir la carga al suelo), con piedras porosas insertadas. Se aplica una carga axial y a medida que la muestra se deforma crecientemente, se obtienen cargas correspondientes. Se registran las cargas de "falla" y deformación. Estos datos se utilizan para calcular las áreas corregidas y la resistencia a la compresión inconfinada.

EQUIPO

• Máquina de compresión inconfinada (cualquier tipo de máquina de compresión que tenga un sistema de lectura de carga de rango suficientemente bajo, para obtener lecturas de carga aproximada).


• Torno de labrado.

• Arco con segueta.

• Balanza de precisión.

• Vernier.

• Acrílicos.

• Chupadero.

• Molde proctor para ser utilizado como accesorios de la maquina de compresión.

• Vidrios de reloj.

• Deformímetro de carátula (lectura con precisión de0.01 mm / división).


PROCEDIMIENTO

• Preparar dos muestras cilíndricas, con relación L/d entre dos y tres.


• Colocar las muestras en recipientes húmedos o dejarlas en el cuarto de humedad o envolverlo en un trapo humedo para prevenir su desecamiento mientras se espera turno para la máquina de compresión.


• Calcular la deformación correspondiente al 20 %de deformación unitaria para las muestras mientras se espera turno para la máquina, deforma que se pueda saber, cuando termina el experimento, si la muestra recibe carga sin mostrar un pico, antes de que dicha deformación unitaria suceda.


• Calcular la densidad (Yg, Ys) y el contenido de humedad (%h) de las muestras.

• Alinear cuidadosamente la muestra en la máquina de compresión. Si los extremos no son perfectamente perpendiculares al eje del espécimen, la parte inicial de la curva de esfuerzo – deformación unitaria será plana (hasta que el área total de la muestra contribuya a la resistencia al esfuerzo, las deformaciones unitarias serán demasiado grandes para el esfuerzo calculado).

• Establecer el cero en el equipo de carga (bien sea un deformímetro de carátula para registrar la deformación del anillo de carga o un DVM si se utiliza una célula de carga electrónica). En este momento es necesario aplicar una carga muy pequeña sobre la muestra (del orden de una unidad del deformímetro de carga, o quizá 0.5 Kg. para una celda de carga).
• Prender la máquina y tomar lecturas en los deformímetro de carga y deformación como sigue(para un deformímetro de 0.01 mm / división): de 10 en 10 segundos hasta llegar a 50 y posteriormente con intervalos de 15 segundos; y de aquí en adelante cada 50 a100 divisiones del deformímetro, hasta que suceda uno de los siguientes casos:

1. La carga sobre la muestra decrece significativamente.

2. La carga se mantiene constante por cuatro lecturas.

3. La deformación sobrepasa significativamente el20% de la deformación unitaria.

• Determinar el contenido de humedad (%h) para cada muestra.


CALCULOS

Se efectúan los cálculos de esfuerzo y deformación unitaria axial, de forma que se pueda dibujar una curva esfuerzo-deformación unitaria, para obtener el máximo esfuerzo (a menos que ocurra primero el20% de la deformación unitaria) que se toma como la resistencia a la compresión inconfinada (σU) del suelo.

La curva esfuerzo-deformación unitaria se dibuja para obtener un valor "promedio" de σumayo, para tomar simplemente el valor máximo de esfuerzo. La Deformación Unitaria (Є) se calcula como se muestra a continuación:

Donde:
ΔL = deformación total de la muestra (axial), mm

Lo = Long. Original de la muestra, en mm.

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Re: Ensayos que se realizan en un estudio de suelo

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