Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

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FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL INFORME: ESTUDIO DE SUELOS EN LOS SECTORES DE GREGORIO ALBARRACIN LANCHIPA Y CALIENTES. ASIGNATURA: MECANICA DE SUELOS I DOCENTE: ING. JORGE BERRIOS MANZUR CICLO: QUINTO TURNO: MAÑANA PRESENTADO POR: - WILSON FRANCISCO TAPIA MIRANDA - JUAN ROJAS CACERES - RUTH VANESA CALUMANI ALMOGUERA - FANY SOLEDAD MENDOZA HUARACHI - EVERTH JUNIOR YSASI APASA TACNA - PERU Año de la consolidación del Mar de Grau

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FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL

DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME:

ESTUDIO DE SUELOS EN LOS SECTORES DE GREGORIO ALBARRACIN

LANCHIPA Y CALIENTES.

ASIGNATURA: MECANICA DE SUELOS I

DOCENTE: ING. JORGE BERRIOS MANZUR

CICLO: QUINTO

TURNO: MAÑANA

PRESENTADO POR:

- WILSON FRANCISCO TAPIA MIRANDA

- JUAN ROJAS CACERES

- RUTH VANESA CALUMANI ALMOGUERA - FANY SOLEDAD MENDOZA HUARACHI

- EVERTH JUNIOR YSASI APASA

TACNA - PERU

“Año de la consolidación del Mar de Grau”

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 1

INDICE

INTRODUCCION .................................................................................. 3

ESTUDIO DE SUELOS EN LOS SECTORES DE GREGORIO ALBARRACIN

LANCHIPA Y CALIENTES.

1. OBJETIVOS ..................................................................................... 4

1.1. OBJETIVO GENERAL ................................................................... 4

1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................ 4

2. ESTUDIO EN GREGORIO ALBARRACIN LANCHIPA ................................. 5

2.1. ANTECEDENTES ......................................................................... 5

2.2. UBICACION ............................................................................... 5

2.3. INVESTIGACION DE CAMPO ........................................................ 7

2.4. MARCO METODOLÓGICO ............................................................ 8

2.4.1. CALICATA 01 ...................................................................... 8

2.4.2. CALICATA 02 .................................................................... 10

3. ESTUDIO EN CALIENTES DISTRITO DE PACHIA ................................. 13

3.1. ANTECEDENTES ....................................................................... 13

3.2. UBICACION ............................................................................. 13

3.3. INVESTIGACION DE CAMPO ...................................................... 15

3.4. MARCO METODOLÓGICO .......................................................... 16

3.4.1. CALICATA 03 .................................................................... 16

3.4.2. CALICATA 04 .................................................................... 19

4. ENSAYOS REALIZADOS .................................................................. 22

4.1. DENSIDAD INSITU ................................................................... 22

4.1.5. CALCULOS ....................................................................... 27

4.1.6. CONCLUSIONES ................................................................. 30

4.2. CONTENIDO DE HUMEDAD ........................................................ 31

4.2.5. CALCULOS ....................................................................... 32

4.2.6. CONCLUSIONES ................................................................. 34

4.3. PESO ESPECIFICO .................................................................... 35

4.3.5. CALCULOS ....................................................................... 38

4.3.6. CONCLUSIONES ................................................................. 41

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 2

4.4. LIMITES DE ATTERBERG............................................................ 42

4.4.5. RESULTADOS .................................................................... 46

4.4.6.CONCLUSIONES .................................................................. 50

4.5. GRANULOMETRIA ..................................................................... 51

4.5.5. CALCULOS ....................................................................... 54

4.5.6. CONCLUSIONES ................................................................. 60

4.6. PERMEABILIDAD ...................................................................... 61

4.6.5. CALCULOS ....................................................................... 65

4.6.6. CONCLUSIONES ................................................................. 68

4.7. ENSAYO DE COMPACTACION PROCTOR STANDARD ....................... 69

4.7.5. CALCULOS ....................................................................... 73

4.7.6. CONCLUSIONES ................................................................. 79

4.8. CORTE DIRECTO ...................................................................... 80

4.8.5.RESULTADOS ..................................................................... 84

4.8.6.CONCLUSIONES .................................................................. 87

5. CLASIFICACION DE LOS SUELOS ..................................................... 89

5.3. RESULTADOS .......................................................................... 91

6. CAPACIDAD PORTANTE .................................................................. 93

6.4. CALCULOS .............................................................................. 96

CONCLUSIONES ................................................................................ 98

BIBLIOGRAFIA .................................................................................. 99

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 3

INTRODUCCION

Con el paso del tiempo se ha dado gran importancia a la realización de estudios

de suelos en zonas de cualquier tipo, estos estudios son fundamentales a la

hora de poder hacer diseños de estructuras o edificaciones que se construirán

en el lugar.

El presente trabajo tiene el propósito de realizar un estudio de suelos por las

zonas de Gregorio Albarracín y Calientes, para así poder determinar las

propiedades físico-mecánicas y las características del suelo, ya que estos se

encuentra ubicados en ríos donde se requiere una atención importante por el

peligro que representa en las posibles fallas en las riveras.

La metodología seguida para la ejecución del estudio de suelos, comprende

básicamente una investigación de campo a lo largo del encausamiento de los

ríos y con ello definir zonas críticas a estudiar. Mediante la ejecución de

prospecciones de exploración (calicatas), se busca conocer las características

del terreno de fundación, para lo cual se obtendrán muestras representativas

y en cantidades suficientes para ser sometidas a ensayos de laboratorio.

El trabajo realizado nos ayudara a saber cómo se realiza un estudio de suelos

en campo, también es importante saber trabajar en grupo ya que se hace notar

la participación de los integrantes, pues si uno de los integrantes del grupo

falla o si no se trabaja a consciencia, esto se ve reflejado en el producto final.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 4

ESTUDIO DE SUELOS EN LOS SECTORES DE GREGORIO ALBARRACIN

LANCHIPA Y CALIENTES.

1. OBJETIVOS.

1.1. OBJETIVO GENERAL :

El presente trabajo tiene por objetivo realizar la verificación de las

condiciones geológicas y geotécnicas del suelo de fundación, con

fines didácticos y aprendizaje.

Identificar las propiedades (físicas - mecánicas) y las

características del suelo en la zona de Gregorio Albarracín y

Calientes.

1.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS :

Conocer los métodos a emplear para realizar un estudio de suelos.

Realizar la excavación de dos calicatas y toma de muestras de los

estratos respectivos.

Conocer las características de los suelos en función a su

estructuración.

Conocer sobre los diferentes métodos para mejorar las

características físico – mecánicas de los suelos.

Dar a conocer las conclusiones y recomendaciones de los suelos de

la zona de estudio.

Conocer los ensayos estándar que se realizan en los suelo

Clasificar los suelos estudiados.

Determinar la capacidad portante del suelo.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 5

2. ESTUDIO EN GREGORIO ALBARRACIN LANCHIPA.

2.1. ANTECEDENTES:

Cuando se fue de inspección a campo guiados por el docente, se

recorrió todo el lugar “rio seco” se pudo observar deficiencias en las

defensas ribereñas compuestos por taludes que por distintas causas

cedieron en zonas críticas. De ahí el interés por conocer las

características y el tipo de suelo en lo que se mostraremos en este

trabajo.

2.2. UBICACION :

El estudio de suelo se realizó en el distrito de Gregorio Albarracín

Lanchipa, se escogió en una zona crítica.

Lugar : Mishagua – Rio Seco

Distrito : Gregorio Albarracín

Provincia : Tacna

Departamento : Tacna

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Ubicación geográfica:

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 7

2.3. INVESTIGACION DE CAMPO:

Inicialmente se hizo una visita a campo acompañados del docente

encargado en la cual se nos explicó el estado de los taludes y

referencias de lugares de estudio.

Se observa que los taludes están construidos por encima del cauce

del rio lo cual es un peligro a corto plazo.

Posterior a ello se determinó la zona de estudio en un tramo crítico

para realizar el estudio de suelo mediante la ejecución de 2 calicatas

ubicas a diferentes distancias y alturas una de otra.

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2.4. MARCO METODOLÓGICO:

A continuación se detalla los procedimientos realizados en campo para

la realización de las calicatas y obtención de muestras

2.4.1. CALICATA 01

Calicata realizada en el relleno del talud caído, consta de material

de relleno compuesto de suelo gravoso. Se presentó

inconvenientes a la hora de realizar esta calicata ya que el suelo

cedía porque era relleno.

Procedimiento de ejecución

Se procedió a ubicar la zona de excavación, previo

reconocimiento de campo y ubicación de la zona critica a

estudiar.

Se excavo a cielo abierto nuestra calicata 01 en un suelo de relleno,

lo que significó un desafío para nosotros el hecho de excavar

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 9

porque se desmoronaba.

Se tuvo que adicionar agua para así facilitar la excavación y así

evitar el desmoronamiento de los contornos de la calicata.

Con la ayuda de un balde pequeño se pudo facilitar la labor de

excavación.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 10

Una vez finalizado la excavación ya se pudo definir nuestro perfil

estratigráfico y con ello también se procedieron a realizar los

ensayos respectivos.

PERFIL ESTRATIGRAFICO

PROFUNDIDAD

(m)

DESCRIPCCION DEL

SUELO IMAGEN

-0.10

ESTRATO UNIFORME

Suelo completamente

desmoronable

“material de relleno”

conformado por suelo

gravoso de color

mostaza claro.

-0.20

-0.30

-0.40

-0.50

-0.60

-0.70

-0.80

-0.90

-1.00

-1.10

-1.20

-1.30

2.4.2. CALICATA 02

Calicata realizada en el cauce del rio y al pie del talud caído, consta de

material firmemente compactado por el paso del rio, compuesto de

suelo gravoso y arenoso y en estado húmedo.

Procedimiento de ejecución

Se inició con la delimitación del sitio en donde se excavara, lo

ubicamos al eje de la calicata 01 y en el cauce del rio.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 11

luego se procedió a excavar nuestra calicata.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 12

una vez finalizado la excavación ya se pudo definir nuestro perfil

estratigráfico y con ello también se procedieron a realizar los

ensayos respectivos.

PERFIL ESTRATIGRAFICO

PROFUNDIDAD

(m)

DESCRIPCCION DEL

SUELO IMAGEN

-0.10

ESTRATO 01 En esta parte superior

se encuentra

compuesto de suelo arenoso gravoso con la

presencia de piedras de

considerable tamaño. Es de color marrón

claro y tiene una ligera

compacidad suelta.

-0.20

-0.30

-0.40

-0.50

-0.60

-0.70

-0.80

-0.90

-1.00

-1.10

-1.20

-1.30 ESTRATO 02

En este estrato se

encuentra la parte arable, es de color

marrón parduzco

-1.40

-1.50

-1.60

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 13

3. ESTUDIO EN CALIENTES DISTRITO DE PACHIA.

3.1. ANTECEDENTES

Cuando se fue de inspección a campo guiados por el docente, se

recorrió todo el lugar “Rio de Calientes” se pudo observar deficiencias

en las defensas ribereñas compuestos por taludes de rocas de gran

tamaño y también ausencia de taludes, por ende no aseguran la

estabilidad en algunas zonas. De ahí el interés por conocer las

características y el tipo de suelo en lo que se mostraremos en este

trabajo.

3.2. UBICACION :

El estudio de suelo se realizó en el rio de Calientes a un costado de los

baños termales del mismo nombre, distrito de Pachia.

Lugar : rio de Calientes “ baños témales”

Distrito : Pachia

Provincia : Tacna

Departamento : Tacna

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 14

Ubicación geográfica:

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3.3. INVESTIGACION DE CAMPO

Inicialmente se hizo una visita a campo acompañados del docente

encargado en la cual se nos explicó el estado de los taludes y

referencias de lugares de estudio.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 16

Se nos explicó las anomalías presentadas en la rivera del rio por la

socavación del rio.

Posterior a ello se determinó la zona de estudio en un tramo crítico

para realizar el estudio de suelo mediante la ejecución de 2 calicatas

ubicas a diferentes distancias y alturas una de otra.

3.4. MARCO METODOLOGICO:

A continuación se detalla los procedimientos realizados en campo

para la realización de las calicatas y obtención de muestras.

3.4.1. CALICATA 03

Calicata realizada en la cabecera del relleno del talud con material

de relleno compuesto de suelo gravoso, una zona aplananada y

compactada en un área como un campo de futbol que será para

áreas verdes más adelante.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 17

Procedimiento de ejecución

Se procedió a ubicar la zona de excavación, previo

reconocimiento de campo y ubicación de la zona critica a

estudiar.

El suelo no era muy trabajable ya que se presentó

inconvenientes a la hora de la excavación.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 18

Se pudo determinar que el suelo era semicompactado ya que

será un área verde más adelante.

Una vez finalizado la excavación se pudo ver las características

del suelo en esta calicata detallada a continuación.

PERFIL ESTRATIGRAFICO

PROFUNDIDAD (m)

DESCRIPCCION DEL SUELO

IMAGEN

-0.10 ESTRATO

UNIFORME

Suelo completamente

desmoronable.

“material de relleno”

conformado por suelo

gravoso - limoso de

color mostaza claro.

-0.20

-0.30

-0.40

-0.50

-0.60

-0.70

-0.80

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 19

3.4.2. CALICATA 04

Calicata realizada en el cauce del rio y al pie del talud de material

de relleno y a un costado de un talud de concreto de los baños

termales, consta de material firmemente compactado por el paso

del rio, compuesto de suelo gravoso y arenoso y en estado

húmedo.

Procedimiento de ejecución

Se inició con la delimitación del sitio en donde se excavara, lo

ubicamos al eje de la calicata 03 y en el cauce del rio.

Inmediatamente después se procedió a escavar la calicata, se nos

facilitó por la alta humedad presencia en el cauce ya que impidió el

desmoronamiento de los contornos de la calicata. Se encontró

piedras de considerable tamaño normales en un rio.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 20

En la ejecución de la calicata se pudo apreciar que la humedad

presente era mayor que en rio seco descrito anteriormente y que

también el tipo de suero es más arenoso que en rio seco e incuso

el nivel freático está muy cerca a la superficie.

Como se puede apreciar el suelo es arenoso porque está en el

cauce del rio.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 21

Finalizada nuestra calicata se pudo ver las características del suelo

presente y con ello pudimos hacer nuestro perfil estratigráfico

detallado acontinuacion:

PERFIL ESTRATIGRAFICO

PROFUNDIDAD

(m)

DESCRIPCCION DEL

SUELO IMAGEN

-0.10

ESTRATO UNIFORME

En esta parte se

encuentra compuesto

de suelo arenoso gravoso con la

presencia de piedras

de considerable tamaño. Es de color

plomo oscuro y tiene

una compacidad considerable por la

afluencia de agua en

determinada estación

del año.

-0.20

-0.30

-0.40

-0.50

-0.60

-0.70

-0.80

-0.90

-1.00

-1.10

-1.20

-1.30

-1.435

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 22

4. ENSAYOS REALIZADOS

4.1. DENSIDAD INSITU

4.1.1. Definición

Como sabemos la densidad es la relación entre el peso de una

muestra y el volumen de la misma. El método de cono de área lo

que encontramos es obtener el volumen de la muestra extraída.

4.1.2. Objetivos

Hallar la densidad in situ realizando los ensayos

correspondientes de la zona de estudio.

Identificar qué tipo de ensayo de densidad in situ corresponde

para nuestro tipo de suelo.

Determinar la densidad in situ por un método alternativo de

acuerdo al estrato que se encuentre.

Tener conocimiento teórico y práctico del cono de arena para

hallar la densidad in situ.

4.1.3. Materiales Y Equipos

Bolsas

Balanza

Cono de arena completo

Cucharón

Combo

Brocha

Cincel

Agua

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 23

4.1.4. Procedimiento En Campo

Este ensayo se pudo realizar en las 2 calicatas ubicadas en el cauce

del rio usando el cono de arena y las otras 2 calicatas ubicadas en los

rellenos usando agua, ya que el suelo es inestable y tiene grava de

considerable tamaño.

Actividades previas.

Antes de ir a campo necesitamos conocer el peso del cono con

arena más la botella vacía, este dato será el mismo para los

ensayos de cada estrato.

También debemos conocer el peso del cono sin arena más la

botella vacía; al igual que el anterior, este dato será común

para todos los ensayos de las calicatas.

Es muy importante obtener la arena estandarizada, que tienen

que ser tamizadas entre las mallas #20 y #10. Posteriormente

se realiza el lavado y secado de la arena para volver a tamizarla

y después conocer la densidad de la misma.

La densidad de la arena estandarizada es un dato común para

todos nuestros ensayos; la densidad utilizada será de 1.5

gr/cm3.

Actividades de campo.

Primero se pesa el cono de densidad con arena y se anota el

dato obtenido.

Se procede a ubicar la placa del cono de densidad de manera

que este nivelada y estable.

Seguidamente se excavar un hoyo de 10 a 12 cm, utilizando

la placa ya ubicada anteriormente.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 24

Todo el material removido se va colocar en una bolsa

hermética para conservar la humedad y se procede a pesar

anotando el dato.

Teniendo cerrada la válvula que tiene el cono de arena, se

voltea boca abajo el instrumento sobre la placa del cono y se

abre la válvula esperando que la arena que se encuentra en

el frasco del cono deje de caer en el hoyo.

Después de esperar unos minutos y dejar que caiga la arena

del frasco, se procede a cerrar la válvula y levantar el

instrumento.

Luego se pesa el cono de arena, para posteriormente realizar

los cálculos respectivos y determinar el volumen del agujero.

Finalmente para el volumen del cono se requiere pesar el

aparato de densidad y teniendo una superficie plana, cerrar

la válvula, voltear el cono y dejar caer arena hasta que pare.

Pesar nuevamente el cono de densidad y en gabinete teniendo

el peso específico de la arena, se determinará el volumen del

mismo.

Fotos de campo.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 26

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 27

4.1.5. Cálculos

Densidad de la Masa:

𝜌𝑚 =𝑊𝑚

𝑉𝑚

ρm : Densidad de la masa

Wm : Peso de la masa

Vm : Volumen de la masa

Peso de la Arena en el Hoyo:

𝑊𝑎ℎ = 𝑊(𝑎+𝑓) − 𝑊(𝑎𝑞𝑞𝑓) − 𝑊𝑎𝑒

Wah : Peso de la arena en el hoyo

W(a+f) : Peso de la arena + frasco

Page 29: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 28

W(aqqf) : Peso de la arena que queda en el

frasco

Wae : Peso de la arena en el embudo

Volumen del hoyo:

𝑉ℎ =𝑊𝑎ℎ

𝐷𝑎

Vh : Volumen del hoyo

Wah : Peso de la arena en el hoyo

Dd : Densidad de la arena

Densidad Húmeda:

𝐷ℎ =𝑊𝑚ℎ𝑛

𝑉ℎ

Dh : Densidad de la arena

Wmhn : Peso de la muestra húmeda neta

Vh : Volumen del hoyo

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 29

PROYECTO : ESTUDIO DE SUELOS

UBICACIÓN : Gregorio Albarracín y Calientes

SUPERVISIÓN : Ing. Jorge Berrios Manzur

FECHA : Abril del 2016

DENSIDAD IN SITU

METODO DEL CONO DE ARENA

MUESTRA Und. CALICATA 02 CALICATA 04

Peso de arena + cono de densidad gr. 8369 8870

Peso de arena remanente + cono de densidad gr. 2305 3093

Peso de la arena empleada. gr. 6064 5777

Peso de arena en el embudo gr. 1743 1743

Peso de arena en el hoyo gr. 4321 4034

Densidad de la arena gr./cm3 1.5 1.5

Volumen en el hoyo cm3 2880.67 2689.33

peso de la muestra extraída gr. 4771 7571

Densidad húmeda Insitu. gr./cm3 1.66 2.82

METODO USANDO AGUA

MUESTRA Und. CALICATA 01 CALICATA 03

Peso de agua + peso de botella gr. 3136 4683

Peso de agua remanente + peso de botella gr. 365 1508

Peso del agua empleada gr. 2771 3175

Densidad del agua gr./cm3 1.00 1.00

Volumen en el hoyo cm3 2771.00 2116.67

peso de la muestra extraída gr. 8401.00 6706.00

Densidad humedad Insitu. gr./cm3 3.03 3.17

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

MECANICA DE SUELOS I

MECÁNICA DE SUELOS I

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 30

4.1.6. Conclusiones.

En los ensayos hemos determinado la densidad in situ de cada

calicata, este resultado contiene humedad y no la podemos

despreciar, puesto que estamos trabajando con muestras que no

son inalteradas.

La suciedad de la arena, también puede influir en la mala

calibración de la densidad de esta.

Hay que ser muy preciso en anotar las cantidades con sus

unidades y decimales correspondientes, ya que es muy fácil

calcular equivocadamente.

Por último la importancia de utilizar los mismos instrumentos

durante la calibración, y el terreno, para no tener variaciones en

las medidas.

4.1.7. Recomendaciones.

Es importante que antes de realizar los ensayos de densidad in situ,

se estandarice la arena que utilizaremos.

Es recomendable hacer las calicatas con una anchura racional para

así tener comodidad para los ensayos.

Se recomienda realizar los cálculos de forma inmediata para evitar

posibles errores en los resultados.

Al momento de recuperar la arena estandarizada del hoyo es

necesario hacerlo con mucho cuidado, porque si la arena

estandarizada se mezcla con el suelo entonces cambiaría nuestros

resultados posteriores.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 31

4.2. CONTENIDO DE HUMEDAD.

4.2.1. Definición.

La humedad o contenido de humedad de un suelo es la relación

expresado como porcentaje del peso del agua en una masa de

suelo, al peso de las partículas sólidas.

4.2.2. Objetivos.

Determinar el contenido de humedad, obteniendo un porcentaje

promedio (%) en nuestras calicatas.

4.2.3. Materiales.

Horno de secado.

Recipientes.

Balanza digital.

Guantes

4.2.4. Procedimiento.

Para este trabajo de cálculo se hizo en el laboratorio de suelos

con una muestra representativa, este ensayo tiene el fin de

conocer qué porcentaje de humedad tiene nuestra calicata.

Primero se toma una tara y se pone encima de la balanza

electrónica, luego tomamos una muestra representativa que también se pesa junto con la tara, obteniéndose así el peso de

la muestra húmeda más la tara.

Después la muestra húmeda más la tara se pone al horno durante un periodo de 24 horas, y al transcurrir ese periodo de

tiempo establecido se procede a sacar la muestra más la tara

dejando en un periodo de tiempo para que enfríe, ya que si lo pesamos tal como está (caliente) se obtendrá un peso mayor.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 32

Finalmente después de haber transcurrido ese periodo de tiempo

para que enfriase la muestra se procede a sacar los cálculos que

se mostraran a continuación en la pequeña tabla de resumen de cálculos.

Fotos del ensayo.

4.2.5. Cálculos.

𝑾% =𝑾𝑾

𝑾𝑺∗ 𝟏𝟎𝟎

Dónde:

𝑊% = 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑥𝑝𝑟𝑒𝑠𝑎𝑑𝑜 𝑒𝑛 %

𝑊𝑊 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑒𝑥𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜

𝑊𝑆 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡í𝑐𝑢𝑙𝑎 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑎 (𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎)

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 33

PROYECTO : ESTUDIO DE SUELOS

UBICACIÓN : Gregorio Albarracín y Calientes

SUPERVISIÓN : Ing. Jorge Berrios Manzur

FECHA : Abril del 2016

CONTENIDO DE HUMEDAD

MUESTRAS CALICATA

01 CALICATA

03

CARACTERISTICAS M - 01 M - 01

PROFUNDIDAD DE LA MUESTRA (m) -1.30 -0.90

RECIPIENTE (Nº) 01 01

1. Peso de recipiente grs 260.00 260.00

2. Peso recipiente + muestra húmeda grs 1260.00 1270.00

3. Peso recipiente + muestra seca grs 1250.00 1258.00

4. Peso de agua cc 10.00 12.00

5. Peso de la muestra seca neta grs 990.00 998.00

6. Contenido de humedad % 1.01 1.20

PROMEDIO DE CONTENIDO DE HUMEDAD (%) 1.01 1.20

MUESTRAS CALICATA 02 CALICATA

04

CARACTERISTICAS M - 01 M - 02 M - 01

PROFUNDIDAD DE LA MUESTRA (m) -1.00 -1.55 -1.44

RECIPIENTE (Nº) 01 02 01

1. Peso de recipiente grs 135.00 135.00 680.00

2. Peso recipiente + muestra húmeda grs 635.00 635.00 1680.00

3. Peso recipiente + muestra seca grs 618.00 610.00 1630.00

4. Peso de agua cc 17.00 25.00 50.00

5. Peso de la muestra seca neta grs 483.00 475.00 950.00

6. Contenido de humedad % 3.52 5.26 5.26

PROMEDIO DE CONTENIDO DE HUMEDAD (%) 4.68 5.26

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 34

4.2.6. Conclusions

El ensayo de contenido de humedad nos permite encontrar la

cantidad de agua que contiene el suelo en su estado natural en

los diferentes horizontes que presenta.

El contenido de humedad es diferente en nuestras 4 calicatas por

ser en distintos puntos y condiciones.

El contenido de humedad en las 2 calicatas ubicadas en el cauce

del rio son mayores por el paso de agua en ciertas temporadas del

año.

Llegamos a la conclusión de que las calicatas tienen diferente

contenido de humedad debido a su composición de sus suelos, ya

que algunos absorben más agua que otros.

4.2.7. Recomendaciones

Es recomendable realizar el ensayo el mismo día de la extracción

de las muestras.

Las muestras extraídas estarán protegidas en bolsas para que no

pierdan su humedad.

Es importante tener un cuaderno o una agenda donde se puedan

anotar los diferentes datos luego de realizar los respectivos

ensayos con las muestras.

Las muestras sacadas del horno no deberán absorber humedad del

ambiente pues alteraría los resultados.

Page 36: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 35

4.3. PESO ESPECIFICO.

4.3.1. Definición.

Es la relación entre el peso en el aire de un cierto volumen de solidos

a una temperatura dada y el peso en el aire del mismo volumen de

agua destilada, a la misma temperatura.

4.3.2. Objetivos.

Determinar el peso específico del suelo presentes en nuestras

calicatas.

4.3.3. Materiales.

Balanza electrónica

Pipeta

Cocina eléctrica

Fiola de 500 ml.

Brocha

Embudo

Recipientes resistentes al calor

Recipiente con agua.

4.3.4. Procedimiento.

- En un recipiente colocamos alrededor de 500gr. de muestra

tamizada por el tamiz N° 40 y introducimos la muestra al horno y

la dejamos un aproximado de 24 horas a una temperatura de

110°C.

- Luego ingresamos la muestra en la fiola haciendo uso de un

embudo y procedemos a pesarla.

Page 37: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 36

- Seguidamente le añadimos agua hasta observar la muestra

totalmente sumergida.

- Procedemos a calentar la fiola en baño maría en la cocina eléctrica

y cada cierto tiempo retiramos la fiola y la agitamos con una

inclinación aproximada de 45° con la ayuda de una franela para

sacar todo el aire existente aún en la muestra y que este pueda ser

ocupado por el agua.

- Una vez realizado este proceso retiramos del todo la fiola y la

enfriamos hasta el momento de ser palpable, para que

seguidamente le agreguemos agua del mismo recipiente donde fue

enfriada hasta la altura del menisco; luego de esto pesamos este

nuevo resultado.

- Posteriormente desechamos la muestra y lavamos la fiola para que

finalmente le agreguemos agua nuevamente hasta el menisco y le

pesemos de nuevo para así poder trabajar los cálculos por volumen

desplazado.

Fotos de ensayo.

Page 38: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 37

Page 39: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 38

4.3.5. Cálculos.

Para el desarrollo de los cálculos de peso específico se debe trabajar en

base a la siguiente fórmula

s

ss

V

W

Dónde:

Ws = Peso de la muestra seca

Vs = Volumen de la muestra seca

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 39

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UBICACIÓN : Gregorio Albarracín y Calientes

SUPERVISIÓN : Ing. Jorge Berrios Manzur

FECHA : Abril del 2016

PESO ESPECÍFICO

CALICATA Nº 01 UNIDAD M 1 M 2 M3

A Peso de la muestra seca gr 500.00 500.00 500.00

B Peso muestra + fiola + agua gr 920.00 932.00 965.00

C Peso fiola + agua gr 610.00 625.00 670.00

D volúmen desplazado cc 190.00 193.00 205.00

E Peso específico gr/cc 2.63 2.59 2.44

PROMEDIO 2.55

CALICATA Nº 02 UNIDAD M 1 M 2 M3

A Peso de la muestra seca gr 500.00 500.00 500.00

B Peso muestra + fiola + agua gr 920.00 930.00 980.00

C Peso fiola + agua gr 820.00 860.00 875.00

D volúmen desplazado cc 400.00 430.00 395.00

E Peso específico gr/cc 1.25 1.16 1.27

PROMEDIO 1.23

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PROYECTO : ESTUDIO DE SUELOS

UBICACIÓN : Gregorio Albarracín y Calientes

SUPERVISIÓN : Ing. Jorge Berrios Manzur

FECHA : Abril del 2016

PESO ESPECÍFICO

CALICATA Nº 03 UNIDAD M 1 M 2 M 3

A Peso de la muestra seca gr 500.00 500.00 500.00

B Peso muestra + fiola + agua gr 915.00 928.00 983.00

C Peso fiola + agua gr 610.00 625.00 670.00

D volúmen desplazado cc 195.00 197.00 187.00

E Peso específico gr/cc 2.56 2.54 2.67

PROMEDIO 2.59

CALICATA Nº 04 UNIDAD M 1 M 2 M 3

A Peso de la muestra seca gr 500.00 500.00 500.00

B Peso muestra + fiola + agua gr 910.00 975.00 980.00

C Peso fiola + agua gr 605.00 620.00 670.00

D volúmen desplazado cc 195.00 145.00 190.00

E Peso específico gr/cc 2.56 3.45 2.63

PROMEDIO 2.88

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 41

4.3.6. Conclusiones.

Con este ensayo pudimos ver como la temperatura influye en la

eliminación del contenido de aire en las muestras.

Es importante eliminar el agua contenida en la muestra para ello se

seca en el horno ya que si se omite este paso se podrían verse

alterados los resultados.

Tener cuidado con los pesos de las fiolas ya que no son del mismo

peso.

Para el ensayo usamos agua de mesa comercial por estar más

purificada que el agua de caño.

Con el ensayo de peso específico logramos que en el fondo de la fiola

se pierda todo el contenido de aire que pudiera ver.

Para finalizar podemos decir que todos y cada uno de lo procesos en

la experimentación son muy importante porque un mal proceso

puede originar falsos resultados.

4.3.7. Recomendaciones.

Realizar el ensayo con extremo cuidado sobre todo al momento de

manipular la fiola.

Utilizar si es posible dos fiolas a la vez para facilitar el

desenvolvimiento del proceso y así reducir el tiempo empleado.

Evitar el tanteo en todo aspecto y pesar cantidades específicas al

momento de introducirlas en las fiolas.

No someter la fiola a la cocina por de más 10 minutos, por existir

peligro de ruptura y por consiguiente el desperdicio de muestra.

Page 43: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 42

4.4. LIMITES DE ATTERBERG.

4.4.1. Definición.

Para medir la plasticidad de las arcillas, Atterberg hizo ver que la

plasticidad no era una propiedad permanente de las arcillas sino

circunstancial y que dependía de su contenido de agua.

A las arcillas y a los suelos finos, se les puede dar una consistencia

semilíquida mezclándolos con agua. Cuando este contenido de

humedad se reduzca por evaporación volveremos a mezclar la

muestra obtendremos un material plástico; si el contenido de

humedad se reduce aún más el material se hace semisólido y se

rompe o desmorona cuando se deforma.

El campo dentro el cual el suelo tiene consistencia plástica se llama

estado plástico. La separación de estos estados no es muy definida

es por lo que se ha ideado procedimientos tipos para su separación.

El límite líquido es el contenido de agua tal que, para un material

dado, fija la división entre el estado casi líquido y el plástico.

El límite plástico es el contenido de agua que limita el estado

plástico del estado semisólido resistente.

El Indice Plástico es la diferencia entre su límite líquido y su límite

plástico.

4.4.2. Objetivos.

Determinar el Límite Líquido y Límite Plástico.

4.4.3. Limite líquido.

Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta

como material plástico.

Page 44: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 43

Se ha considerado en laboratorio que para una humedad determinar

la masa de suelo húmedo colocado en un recipiente en forma de

cápsula de bronce separada en dos partes por la acción de una

herramienta, para hacer una ranura-patrón y deja caer sobre la

altura de 1 cm., sufra después de dejarla caer 25 veces, obteniendo

una falla o cierre en las paredes de la anura en una longitud de 12.7

mm.

Equipo y material.

Copa de Casagrande

Ranurador

Envase para mezclado

Taras metálicas

Horno

Balanza electrónica

Procedimiento.

Se verifica que la altura de la cuchara de Casagrande del límite

líquido que se va a utiliza sea igual a 1cm con ayuda del

rasgador.

Mezclamos aproximadamente 100g de la muestra con agua

destilada de preferencia, y con la ayuda de una espátula lo

mezclamos hasta que adopte una consistencia uniforme.

Se coloca una porción de la muestra mezclada en la copa de

Casagrande con un espesor máximo de 1cm y se hace una

ranura de 2mm.

Se acciona la copa a razón de 2 golpes por segundo, contando

el número de golpes necesarios para que la parte inferior del

talud de la ranura se cierre a 1.27 cm.

Cuando se ha contenido un valor consistente del número de

golpes, comprendido entre 6 y 35 golpes, tomamos 10 a 50g

Page 45: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 44

de suelo aproximadamente, de la zona próxima a la ranura

cerrada y determinamos su contenido de humedad.

Se repite el procedimiento anterior para los demás muestras.

Graficamos el contenido de humedad y los números de golpes

correspondientes, los primeros como ordenadas y el segundo

como abscisas.

Fotos de ensayo.

Page 46: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 45

4.4.4. Limite plástico.

Es el contenido de agua del material en el límite inferior de su estado

plástico. La prueba consiste en formar cilindros de suelo de 3 mm.

De diámetro, estos se doblan y presionan formando una pastilla que

vuelve a rolarse hasta que ocurra el desmoronamiento y

agrietamiento del mismo.

Material y equipo.

Capsula

Espátula

Vidrio áspero de 30cm x 30cm.

Horno

Balanza

Taras.

Procedimiento.

Tomamos 15g de la muestra anterior.

Rólese la muestra húmeda sobre una plancha de vidrio con la

mano, hasta alcanzar un diámetro de 3mm.

Page 47: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 46

Se repite el procedimiento anterior hasta que el cilindro

presente señales de desmoronamiento y agrietamiento al

alcanzar el diámetro de 3mm.

Al llegar al límite señalado, se determina el contenido de

humedad de una parte del cilindro correspondiente.

Se hicieron los intentos y no se pudo realizarlo ya que nuestros

suelos era arenosos

Cálculos a realizar.

LPLLIP

Donde:

IP : Índice Plástico

LL : Limite Liquido

LP : Limite Plástico

Fotos de ensayo.

4.4.5. Resultados.

Page 48: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 47

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UBICACIÓN : Gregorio Albarracín y Calientes

SUPERVISIÓN : Ing. Jorge Berrios Manzur

FECHA : Abril del 2016

LIMITES DE ATTERBERG EN RIO SECO

MUESTRA DE CALICATA 01

DESCRIPCION LIMITE LIQUIDO LIMITE PLASTICO

N° DE GOLPES 30 28 22

TARRO N° 1 2 3

PESO SUELO HUMEDO + TARA gr. 65 80 90

PESO SUELO SECO + TARA gr. 55 75 85

PESO DEL AGUA gr. 10 5 5

PESO DE LA TARA gr. 25 35 40

PESO DEL SUELO SECO gr. 30 40 45

HUMEDAD % 33.333 12.500 11.111

LL = 15.332 % LP= NP IP= NP

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MUESTRA DE CALICATA 02

DESCRIPCION LIMITE LIQUIDO LIMITE PLASTICO

N° DE GOLPES 30 29 26

TARRO N° 1 2 3

PESO SUELO HUMEDO + TARA gr. 75 63 75

PESO SUELO SECO + TARA gr. 70 55 70

PESO DEL AGUA gr. 5 8 5

PESO DE LA TARA gr. 40 25 40

PESO DEL SUELO SECO gr. 30 30 30

HUMEDAD % 16.667 26.667 16.667

LL = 17.4351 % LP= NP IP= NP

LIMITES DE ATTERBERG EN CALIENTES

MUESTRA DE CALICATA 03

DESCRIPCION LIMITE LIQUIDO LIMITE PLASTICO

N° DE GOLPES 27 23 17

TARRO N° 1 2 3

PESO SUELO HUMEDO + TARA gr. 54 74 81

PESO SUELO SECO + TARA gr. 46 68 76

PESO DEL AGUA gr. 8 6 5

PESO DE LA TARA gr. 25 35 40

PESO DEL SUELO SECO gr. 21 33 36

HUMEDAD % 38.095 18.182 13.889

LL = 29.484 % LP= NP IP= NP

Page 50: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 49

MUESTRA DE CALICATA 04

DESCRIPCION LIMITE LIQUIDO LIMITE PLASTICO

N° DE GOLPES 15 20 17

TARRO N° 1 2 3

PESO SUELO HUMEDO + TARA gr. 75 75 75

PESO SUELO SECO + TARA gr. 65 70 70

PESO DEL AGUA gr. 10 5 5

PESO DE LA TARA gr. 25 40 45

PESO DEL SUELO SECO gr. 40 30 25

HUMEDAD % 25.000 16.667 20.000

LL = 8.114 % LP= NP IP= NP

Page 51: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 50

4.4.6. Conclusiones.

Es importante tamizar nuestra muestra por el tamiz N° 40 para

que las partículas sean uniformes y sea más trabajable a la

hora del mezclado con el agua.

Se concluye, que mientras más seco sea la muestra no se

podrá realizar el ensayo, porque al momento de hacer la

ranura se desmorona. Y mientras más fluido ocurre lo mismo.

En nuestro ensayo no se pudo determinar el límite plástico ya

que nuestro suelo es arenoso y no presenta las propiedades de

las arcillas.

4.4.7. Recomendaciones.

Se recomienda calibrar la Copa de Casagrande, antes de

realizar el ensayo, puesto que por el uso tiende a

descalibrarse.

Girar la manecilla de la Copa de Casagrande a razón de 2

golpes por segundo para un mejor resultado.

No realizar la mezcla muy aguada, porque se junta más rápido

la ranura.

Al terminar cada muestra limpiar la Copa de Casagrande, para

seguir realizando el ensayo.

Page 52: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 51

4.5. GRANULOMETRIA.

4.5.1 Definición.

Se denomina granulometría a la medición y graduación que se lleva a

cabo de los granos de una formación sedimentaria, de los materiales

sedimentarios, así como de los suelos, con fines de análisis, tanto de su

origen como de sus propiedades mecánicas.

4.5.2 Objetivos.

Determinar la granulometría de cada uno de los estratos de las

calicatas realizadas en rio seco y calientes.

Determinar los porcentajes de suelos que pasan por los

distintos números de tamices.

Hallar el coeficiente de uniformidad de cada uno de los estratos

de las calicatas realizadas.

Hallar el coeficiente de Curvatura de cada uno de los estratos

de las calicatas realizadas.

4.5.3. Equipos y materiales.

Juego de tamices

Balanza

Recipiente en forma de lavadero

Brocha

varilla

Sacos

Espátulas

Libretas de apuntes

Escobilla

Page 53: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 52

Número de tamices recomendados para arena y grava:

TAMIZ

(ASTM)

ABERTURAS

(mm) TIPO DE SUELOS

(2") 50.00mm

GRAVA

(1,1/2") 38.20mm

(1") 25.40mm

(3/4") 19.10mm

(1/2") 12.70mm

(3/8") 9.525mm

(1/4”) 6.300mm

(#4) 4.760mm

ARENA GRUESA (#6) 3.360mm

(#8) 2.380mm

(#10) 2.000mm

(#12) 1.680mm

ARENA MEDIA

(#16) 1.190mm

(#20) 0.850mm

(#30) 0.590mm

(#40) 0.420mm

(#50) 0.297mm

(#60) 0.250mm

(#70) 0.210mm

ARENA FINA (#80) 0.180mm

(#100) 0.149mm

(#200) 0.075mm

4.5.4. Procedimiento.

Se reduce por cuarteo una cantidad de muestra levemente

superior a la mínima recomendada. Se seca el material ya sea

al aire a temperatura ambiente, o bien dentro de un horno.

Cuando esté seca, pesar y registrar dicha cantidad como el

peso total.

Page 54: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 53

Se pesa la muestra en un recipiente aproximadamente de una

cantidad de: 200 a 500gr. en suelos arenosos y de 1 a 5kg.

para suelos gravosos.

A continuación, se deposita el material en el tamiz superior del

juego de tamices, los que deberán encontrarse limpios y

ordenados en forma decreciente desde el tamiz 1’’ hasta el

tamiz Nº 200. El juego deberá contar de una tapa en la parte

superior y una bandeja de residuos en la inferior.

Se agitara en forma circular y de un lado a otro para que las

partículas pasen las mallas, con una brocha se ayudara cuando

queden poca cantidad en los tamices.

Para finalizar se pesa las fracciones retenidas por cada malla,

teniendo precaución y cuidado, se registró sus pesos y

obtuvimos los porcentajes retenidos parciales referidos al peso

inicial total de la muestra.

Fotos de ensayo.

Page 55: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 54

4.5.5. Cálculos.

De acuerdo a los valores de los pesos retenidos en cada tamiz, se registra

los siguientes datos en la hoja de cálculos:

Porcentaje retenido parcial:

%100*%i

R

P

PRP

Donde:

RP = Peso retenido en cada malla (gr.)

iP = Peso de la muestra antes del lavado (gr.)

Page 56: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 55

RP% = Porcentaje retenido parcial.

Porcentaje acumulado:

RPA %%

Donde:

A% = Porcentaje acumulado.

RP% = Porcentaje retenido parcial.

Porcentaje que pasa:

CMAP %100%

Donde:

P% = Porcentaje que pasa.

CMA%

= Porcentaje acumulado en cada malla.

Coeficiente de uniformidad y curvatura:

10

60

D

DCu

10*60

)30( 2

DD

DCc

Donde:

D10 = tamaño donde pasa el 10 % del material

D30 = tamaño donde pasa el 30 % del material

D60 = tamaño donde pasa el 60 % del material

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 56

PROYECTO : ESTUDIO DE SUELOS

UBICACIÓN : Gregorio Albarracín y Calientes

SUPERVISIÓN : Ing. Jorge Berrios Manzur

FECHA : Abril del 2016

GANULOMETRIA RIO SECO

TAMICES ASTM

ABERTURA mm

PESO RETENIDO

%RETENIDO PARCIAL

%RETENIDO ACUMULADO

% QUE PASA DESCRIPCION DE LA MUESTRA

CALICATA 01

3" 76.200 0.00 0.00 0.00 100.00 2 1/2" 63.500 0.00 0.00 0.00 100.00 Límites de Consistencia :

2" 50.600 0.00 0.00 0.00 100.00 LL = 15.332 1 1/2" 38.100 475.00 9.57 9.57 90.43 LP = NP

1" 25.400 510.00 10.27 19.83 80.17 IP = NP 3/4" 19.050 345.00 6.95 26.78 73.22 1/2" 12.700 520.00 10.47 37.25 62.75 D60: 11.64 CU: 50.0 3/8" 9.525 350.00 7.05 44.30 55.70 D30: 0.70 CC: 0.2 1/4" 6.350 350.00 7.05 51.35 48.65 D10: 0.23 No4 4.760 180.00 3.62 54.97 45.03 % PAS. MALLA 4: 45.03 No8 2.380 245.00 4.93 59.91 40.09 % PAS MALLA 200: 1.11 No10 2.000 115.00 2.32 62.22 37.78 Clasificación S.U.C.S. No16 1.190 165.00 3.32 65.55 34.45 GP No20 0.840 110.00 2.22 67.76 32.24 Clasificación AASHTO

No30 0.590 255.00 5.13 72.90 27.10 A-1-a (0) No40 0.420 705.00 14.20 87.09 12.91 Peso de la Muestra: No 50 0.300 95.00 1.91 89.01 10.99 5000.00 gr. No60 0.250 11.00 0.22 89.23 10.77 OBSERVACIONES: No80 0.180 295.00 5.94 95.17 4.83 La muestra consiste de No100 0.149 90.00 1.81 96.98 3.02 Gravas mal graduadas

No200 0.074 95.00 1.91 98.89 1.11 con arena y finos No

BASE 55.00 1.11 100.00 0.00 Plásticos TOTAL 4966.00 100.00

% PERDIDA 0.68

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TAMICES ASTM

ABERTURA mm

PESO RETENIDO

%RETENIDO PARCIAL

%RETENIDO ACUMULADO

% QUE PASA DESCRIPCION DE LA MUESTRA

CALICATA 02

3" 76.200 0.00 0.00 0.00 100.00 2 1/2" 63.500 0.00 0.00 0.00 100.00 Límites de Consistencia :

2" 50.600 0.00 0.00 0.00 100.00 LL = 17.435 1 1/2" 38.100 650.00 13.04 13.04 86.96 LP = NP

1" 25.400 300.00 6.02 19.06 80.94 IP = NP 3/4" 19.050 485.00 9.73 28.79 71.21 1/2" 12.700 620.00 12.44 41.22 58.78 D60: 13.76 CU: 59.1 3/8" 9.525 445.00 8.93 50.15 49.85 D30: 2.11 CC: 1.4 1/4" 6.350 400.00 8.02 58.17 41.83 D10: 0.23 No4 4.760 195.00 3.91 62.09 37.91 % PAS. MALLA 4: 37.91 No8 2.380 290.00 5.82 67.90 32.10 % PAS MALLA 200: 2.21 No10 2.000 125.00 2.51 70.41 29.59 Clasificación S.U.C.S. No16 1.190 185.00 3.71 74.12 25.88 GW No20 0.840 105.00 2.11 76.23 23.77 Clasificación AASHTO

No30 0.590 230.00 4.61 80.84 19.16 A-1-a (0) No40 0.420 260.00 5.22 86.06 13.94 Peso de la Muestra: No 50 0.300 80.00 1.60 87.66 12.34 5000.00 gr. No60 0.250 70.00 1.40 89.07 10.93 OBSERVACIONES: No80 0.180 210.00 4.21 93.28 6.72 La muestra consiste de No100 0.149 140.00 2.81 96.09 3.91 Gravas bien graduadas

No200 0.074 85.00 1.71 97.79 2.21 con arena y finos No

BASE 110.00 2.21 100.00 0.00 Plásticos TOTAL 4985.00 100.00

% PERDIDA 0.30

Page 59: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 58

GANULOMETRIA CALIENTES

TAMICES ASTM

ABERTURA mm

PESO RETENIDO

%RETENIDO PARCIAL

%RETENIDO ACUMULADO

% QUE PASA

DESCRIPCION DE LA MUESTRA

CALICATA 03

3" 76.200 0.00 0.00 0.00 100.00 2 1/2" 63.500 0.00 0.00 0.00 100.00 Límites de Consistencia :

2" 50.600 0.00 0.00 0.00 100.00 LL = 14.9 1 1/2" 38.100 467.00 9.39 9.39 90.61 LP = N.P

1" 25.400 609.00 12.24 21.63 78.37 IP = N.P 3/4" 19.050 345.00 6.94 28.57 71.43 1/2" 12.700 520.00 10.45 39.02 60.98 D60: 11.11 CU: 51.4 3/8" 9.525 102.00 2.05 41.07 58.93 D30: 0.84 CC: 0.3 1/4" 6.350 360.00 7.24 48.31 51.69 D10: 0.22 No4 4.760 268.00 5.39 53.70 46.30 % PAS. MALLA 4: 46.30 No8 2.380 260.00 5.23 58.93 41.07 % PAS MALLA 200: 1.29

No10 2.000 218.00 4.38 63.31 36.69 Clasificación S.U.C.S. No16 1.190 167.00 3.36 66.67 33.33 GP No20 0.840 170.00 3.42 70.08 29.92 Clasificación AASHTO

No30 0.590 524.00 10.53 80.62 19.38 A-1-a (0) No40 0.420 200.00 4.02 84.64 15.36 Peso de la Muestra: No 50 0.300 100.00 2.01 86.65 13.35 5000.00 gr. No60 0.250 15.00 0.30 86.95 13.05 OBSERVACIONES: No80 0.180 398.00 8.00 94.95 5.05 La muestra consiste de No100 0.149 101.00 2.03 96.98 3.02 Gravas mal graduadas

No200 0.074 86.00 1.73 98.71 1.29 con arena y pocos finos

BASE 64.00 1.29 100.00 0.00 no Plásticos TOTAL 4974.00 100.00

% PERDIDA 0.52

Page 60: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 59

TAMICES ASTM

ABERTURA mm

PESO RETENIDO

%RETENIDO PARCIAL

%RETENIDO ACUMULADO

% QUE PASA

DESCRIPCION DE LA MUESTRA

CALICATA 04

3" 76.200 440.00 8.872 8.87 91.128 2 1/2" 63.500 0.00 0.000 8.87 91.128 Límites de Consistencia :

2" 50.600 155.00 3.125 12.00 88.002 LL = 0 1 1/2" 38.100 107.00 2.158 14.16 85.845 LP = NP

1" 25.400 482.00 9.719 23.87 76.126 IP = NP 3/4" 19.050 256.00 5.162 29.04 70.964 1/2" 12.700 451.00 9.094 38.13 61.870 D60: 12.07 CU: 15.0 3/8" 9.525 435.00 8.771 46.90 53.098 D30: 3.17 CC: 1.0 1/4" 6.350 509.00 10.264 57.17 42.835 D10: 0.81 No4 4.760 214.00 4.315 61.48 38.520 % PAS. MALLA 4: 38.52 No8 2.380 588.00 11.857 73.34 26.663 % PAS MALLA 200: 0.00

No10 2.000 211.00 4.255 77.59 22.408 Clasificación S.U.C.S. No16 1.190 314.00 6.332 83.92 16.077 GP No20 0.840 227.00 4.577 88.50 11.500 Clasificación AASHTO

No30 0.590 450.00 9.074 97.57 2.426 A-1-a (0) No40 0.420 111.00 2.238 99.81 0.188 Peso de la Muestra: No 50 0.300 2.00 0.040 99.85 0.147 5000.00 gr. No60 0.250 2.00 0.040 99.89 0.107 OBSERVACIONES: No80 0.180 4.00 0.081 99.97 0.026 La muestra consiste de No100 0.149 1.00 0.020 99.99 0.006 Gravas mal graduadas

No200 0.074 0.20 0.004 99.998 0.002 con arena y finos No

BASE 0.10 0.002 100.00 0.00 Plásticos TOTAL 4959.30 100.00

% PERDIDA 0.81

Page 61: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 60

4.5.6. Conclusiones

Pudimos conocer la importancia de la determinación de los D60, D30

y D10 con sus respectivas aberturas ya que estos mismos nos

permitirán conocer los coeficientes de uniformidad y curvatura.

Determinamos que tanto el Coeficiente de Uniformidad como el

Coeficiente de Curvatura son datos los cuales nos permiten

determinar la clasificación de nuestro suelo y a su vez conocer cómo

es que nuestro suelos se desenvolvería como terreno de

construcción.

Observamos que el suelo de nuestras calicatas son similares en su

composición y que el ensayo de granulometría es de suma

importancia en el conocimiento de las propiedades y clasificaciones

de nuestro suelo.

Por último concluimos también que si la realización de las curvas

granulométricas no están de acorde al margen establecido; nuestro

suelo sería menos que apto para soportar edificaciones de gran

envergadura.

Page 62: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 61

4.5.7. Recomendaciones

Se recomienda que antes de realizar el ensayo granulométrico, que

la muestra este uniformemente repartida.

Que los tamices estén bien colocados para evitar el derrame de las

muestras.

El proceso de lavado de la muestra debe ser realizado

cuidadosamente de no dañar el tamiz o producir perdidas de suelo

al ser lanzado este fuera del tamiz.

Se recomienda que antes de realizar una construcción, se tenga

presente el ensayo de análisis granulométrico, ya que este nos indica

el tipo de suelo sobre el cual haremos nuestra construcción.

4.6. PERMEABILIDAD.

4.6.1. Definición.

La permeabilidad; es la capacidad de un suelo para conducir agua

cuando se encuentra bajo un gradiente hidráulico. Esta propiedad

depende de la densidad del suelo, del grado de saturación y del

tamaño de las partículas. Los suelos de granos gruesos son

altamente permeables y tienen coeficientes altos de permeabilidad;

los suelos de granos finos son un caso contrario.

Cuadro de rangos para los valores del coeficiente de

permeabilidad.

La permeabilidad del suelo se mide en función de la velocidad del

flujo de agua, durante un período determinado. Generalmente se

expresa como una tasa de permeabilidad en centímetros por hora

Page 63: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 62

(cm/h), milímetros por hora (mm/h), centímetros por día (cm/d), o

bien como un coeficiente de permeabilidad en metros por segundo

(m/s) o en centímetros por segundo (cm/s).

Valores de permeabilidad de

varios suelos (k=cm/s)

Grava limpia 10

Arena limpia mezclada con grava. 10-1 - 10-3 muy permeable

Arena muy fina mezclada con limo 10-3 - 10-5 poco permeable

Morenas glaciares depósitos de arcillas 10-5 - 10-7 casi permeables

Arcillas homogéneas 10-7 - 10-9 Impermeables

4.6.2. Objetivo.

Determinar el coeficiente de permeabilidad del suelo de la zona de

estudio tanto en rio seco como en calientes ambos en las zonas de

relleno.

TIPOS DE SUELOS

Las siguientes cinco

características tienen

influencia sobre la

permeabilidad:

Tamaño de Partículas

Relación de vacíos

Composición Estructura

Grado de Saturación.

Page 64: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 63

4.6.3. Materiales.

1 tubo de 2 pulgadas. de diámetro y de 1 metro de

longitud

1 recipiente para depositar el agua

Wincha

Cronómetro

Libreta de campo

Baldes

Barreta

Pico

Lampa

4.6.4. Procedimiento.

Se realiza la excavación de una calicata con dimensiones 1m x 1m

x 1m, esta se debe ubicar aproximadamente a 20 m. de la calicata

hecha al inicio del estudio.

Luego procedemos hacer un hoyo en la base de la calicata de 30

cm de profundidad, realizando la limpieza respectiva.

Sobre el hoyo pequeño saturaremos el suelo con agua en un

tiempo razonable.

Se introduce un tubo de 1m. de largo y de un diámetro de 2” en

posición vertical asentándolo bien en el hoyo de 30 cm. de

profundidad de la base de la calicata.

Luego se inicia el ensayo llenando el tubo completamente y

tomando el tiempo en que desciende el agua en espacios

determinados de tiempo, el descenso del agua se verifica

introduciendo una varilla de madera y constatando que el agua

haya filtrado completamente.

Page 65: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 64

Este procedimiento se sigue repitiendo hasta que los tiempos en

que demora el descenso del agua se repita y sea constante, para

poder trabajar permeabilidad en cálculos de gabinete.

Fotos de ensayo.

Page 66: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 65

4.6.5. Cálculos

Para la determinación del Coeficiente de Permeabilidad de los suelos se

requiere el empleo de la siguiente fórmula:

Donde:

k = Coeficiente de Permeabilidad

Q = Volumen de agua puesta en cada intervalo (cm3)

R = Radio interior del tubo en cm.

H = Altura del agua en el tubo

T = Intervalo de observación en segundos

Para la determinación del Caudal, y gradiente hidráulico se emplea las

siguientes fórmulas:

Donde:

q = Caudal

I = Gradiente hidráulico del flujo

A = Área total de la sección transversal del filtro (cm²)

h1-h2 = Pérdida de energía sufrida por el flujo en el

desplazamiento L.

THR

QK

***5.5

AIkq **L

hhI 21

Page 67: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 66

PROYECTO : ESTUDIO DE SUELOS

UBICACIÓN : Gregorio Albarracín y Calientes

SUPERVISIÓN : Ing. Jorge Berrios Manzur

FECHA : Abril del 2016

ENSAYO DE PERMEABILIDAD

CALICATA EN RIO SECO

Hora Intervalo de

Tiempo (min.) Intervalo de Tiempo (s)

Descenso (cm)

Volumen (cm3)

Altura H

01:55:00 p.m. llenado 300 100.00 2026.83 100

02:00:00 p.m. 00:05:00 300 94.00 1905.22 100

02:05:00 p.m. 00:05:00 300 91.00 1844.42 100

02:10:00 p.m. 00:05:00 300 87.00 1763.35 100

02:15:00 p.m. 00:05:00 300 84.00 1702.54 100

02:20:00 p.m. 00:05:00 300 81.00 1641.74 100

02:25:00 p.m. 00:10:00 600 71.00 1439.05 100

02:35:00 p.m. 00:10:00 600 71.00 1439.05 100

02:45:00 p.m. 00:10:00 600 68.00 1378.25 100

02:55:00 p.m. 00:10:00 600 62.00 1256.64 100

03:05:00 p.m. 00:10:00 600 59.00 1195.83 100

03:15:00 p.m. 00:15:00 900 52.00 1053.95 100

03:30:00 p.m. 00:15:00 900 46.00 932.34 100

03:45:00 p.m. 00:15:00 900 40.00 810.73 100

04:00:00 p.m. 00:15:00 900 35.00 709.39 100

04:15:00 p.m. 00:15:00 900 28.00 567.51 100

04:30:00 p.m. 00:20:00 1200 19.00 385.10 100

04:50:00 p.m. 00:20:00 1200 10.00 202.68 100

05:10:00 p.m. 00:20:00 1200 2.00 40.54 100

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

MECANICA DE SUELOS I

MECÁNICA DE SUELOS I

Page 68: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 67

CALICATA EN CALIENTES

Hora Intervalo de

Tiempo (min.) Intervalo de Tiempo (s)

Descenso (cm)

Volumen (cm3)

Altura H

01:55:00 p.m. llenado 300 100.00 2026.83 100

02:00:00 p.m. 00:05:00 300 99.00 2006.57 100

02:05:00 p.m. 00:05:00 300 97.50 1976.16 100

02:10:00 p.m. 00:05:00 300 97.00 1966.03 100

02:15:00 p.m. 00:05:00 300 96.00 1945.76 100

02:20:00 p.m. 00:05:00 300 95.50 1935.63 100

02:25:00 p.m. 00:10:00 600 94.50 1915.36 100

02:35:00 p.m. 00:10:00 600 93.30 1891.04 100

02:45:00 p.m. 00:10:00 600 92.30 1870.77 100

02:55:00 p.m. 00:10:00 600 91.30 1850.50 100

03:05:00 p.m. 00:10:00 600 90.30 1830.23 100

03:15:00 p.m. 00:15:00 900 88.90 1801.86 100

03:30:00 p.m. 00:15:00 900 87.30 1769.43 100

03:45:00 p.m. 00:15:00 900 85.60 1734.97 100

04:00:00 p.m. 00:15:00 900 85.00 1722.81 100

04:15:00 p.m. 00:15:00 900 83.90 1700.51 100

04:30:00 p.m. 00:20:00 1200 82.20 1666.06 100

04:50:00 p.m. 00:20:00 1200 79.80 1617.41 100

05:10:00 p.m. 00:20:00 1200 77.30 1566.74 100

Diámetro (cm.) 5.08

Altura (cm.) 100

Volumen (cm3) 2026.83

Q (cm3) 1566.74

R (cm) 2.54

H (cm) 100.00

T (s) 1200

K (cm/s) 0.000935

Diámetro (cm.)

5.08

Altura (cm.) 100

Volumen (cm3)

2026.83

Q (cm3) 40.54

R (cm) 2.54

H (cm) 100.00

T (s) 1200

K (cm/s) 0.000024

THR

Qk

***5.5

THR

Qk

***5.5

COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

NUESTRO SUELO ES DE MODERADA

PERMEABILIDAD

NUESTRO SUELO ES DE POCA

PERMEABILIDAD

Page 69: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 68

4.6.6. Conclusiones.

La permeabilidad se ve afectada por diversos factores como: la relación de

vacíos, la temperatura del agua y la estructura del suelo.

El ensayo se realizó a la profundidad de un metro que es a la altura en la que

ambas calicatas poseen su segundo estrato, es por ello que se encontró grava

con limos.

Se vio que en los causes de los ríos no es posible hacer este tipo de ensayo,

ya que el nivel freático está cerca.

4.6.7. Recomendaciones.

Se debe saturar correctamente el suelo para poder realizar el ensayo.

Tomar una lectura constante de tiempos, para obtener un promedio y así

trabajar con medidas estándar.

Se recomienda tapar bien el hoyo con la muestra saturada en donde

colocamos el tubo, ya que el agua por su presión comenzará a rebalsar por

los costados.

Se recomienda tener mucho cuidado cuando se empiece a verter el agua para

el llenado del tubo, ya que si cae en el terreno alteraría los resultados.

Se recomienda realizar los ensayos hasta que los descensos de agua

alcancen un ritmo constante.

Page 70: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 69

4.7. ENSAYO DE COMPACTACION PROCTOR STANDARD

4.7.1. Definición

Un suelo con un contenido de Humedad determinado es colocado

en 3 capas dentro de un molde de ciertas dimensiones, cada una

de las capas es compactada en 25 ó 56 golpes con un pisón de 5,5

lbf (24,4 N) desde una altura de caída de 12 pulgadas (305 mm),

sometiendo al suelo a un esfuerzo de compactación total de

aproximadamente de 12 400 pie-lbf/pie3 (600 kN-m/m3). Se

determina el Peso Unitario Seco resultante.

El procedimiento se repite con un número suficiente de contenidos

de agua para establecer una relación entre el Peso Unitario Seco y

el contenido de agua del suelo. Estos datos, cuando son ploteados,

representan una relación curvilineal conocida como curva de

Compactación. Los valores de Optimo Contenido de Agua y Máximo

Peso Unitario Seco Modificado son determinados de la Curva de

Compactación.

4.7.2. Objetivo.

Este ensayo abarca los procedimientos de compactación usados

en Laboratorio, para determinar la relación entre el Contenido de

Agua y Peso Unitario Seco de los suelos (curva de compactación)

compactados en un molde de 4 ó 6 pulgadas (101,6 ó 152,4 mm)

Realizar este ensayo con el método C.

4.7.3. Materiales

Molde de 6 pulgadas

Pisón ó Martillo.- caída libre de 12 ± 0,05 pulg (304.8 ± 1,3 mm)

de la superficie de espécimen.

Tamiz de ¾”(19mm).

Page 71: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 70

Bandeja para el mezclado de la muestra

Brocha

Badilejo

Cucharon

Horno a 110 C

4.7.4. Procedimiento

Usar aproximadamente 13 libras (5,9 kg) cuando se emplee el

Método C. Añadir las cantidades requeridas de agua para que los

contenidos de agua de los especímenes tengan los valores

descritos anteriormente.

Determinar y anotar la masa del molde ó molde y el plato de

base.

Ensamble y asegure el molde y el collar al plato base. El molde

se apoyará sobre un cimiento uniforme y rígido. Asegurar el

plato base a un cimiento rígido.

Compactar el espécimen en tres capas. Después de la

compactación, cada capa deberá tener aproximadamente el

mismo espesor.

Posteriormente a la compactación de cada uno de las dos

primeras capas, cualquier suelo adyacente a las paredes del

molde que no han sido compactados o extendido cerca de la

Page 72: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 71

superficie compactada será recortada. El suelo recortado puede

ser incluido con el suelo adicional para la próxima capa. Un

cuchillo ú otro aparato disponible puede ser usado.

Aplicar los golpes en una relación uniforme de aproximadamente

25 golpes/minuto y de tal manera que proporcione una

cobertura completa y uniforme de la superficie del espécimen.

Después de la compactación de la última capa, cuidadosamente

enrasar el espécimen compactado, por medio de una regla recta

a través de la parte superior e inferior del molde para formar

una superficie plana en la parte superior e inferior del molde.

Rellenar cualquier hoyo de la superficie, con suelo no usado o

despejado del espécimen, presionar con los dedos y vuelva a

raspar con la regla recta a través de la parte superior e inferior

del molde. Repetir las operaciones mencionadas en la parte

inferior del espécimen cuando se halla determinado el volumen

del molde sin el plato base.

Determine y registre la masa del espécimen y molde con

aproximación al gramo. Cuando se deja unido el plato base al

molde, determine y anote la masa del espécimen, molde y plato

de base con aproximación al gramo.

Fotos de ensayo

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 73

4.7.5. Cálculos

Calcule el Peso Unitario Seco y Contenido de Agua para cada

espécimen compactado Plotee los valores y dibuje la curva de

compactación como una curva suave a través de los puntos.

Para calcular el contenido de agua se realizara igual al ensayo

de contenido de humedad.

El peso unitario seco se calculara de la siguiente manera:

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 75

PROYECTO : ESTUDIO DE SUELOS

UBICACIÓN : Gregorio Albarracín y Calientes

SUPERVISIÓN : Ing. Jorge Berrios Manzur

FECHA : Abril del 2016

PROCTOR STANDARD – RIO SECO

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

MECANICA DE SUELOS I

MECÁNICA DE SUELOS I

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PROCTOR STANDARD – RIO SECO

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 79

4.7.6. Conclusiones.

La prueba de compactación Proctor Estándar es muy sencilla y

rápida de realizar, lo único que puede retrasar un poco dicha

prueba es la obtención del contenido de humedad. En lo que se

refiere al procedimiento no presenta mayor problema debido a

que es repetitiva además de que no requiere equipo de gran

tamaño o difícil de maniobrar.

Con esta prueba se obtiene la humedad óptima de compactación

así como, el peso específico seco máximo, con la finalidad de

obtener una muy buena compactación en campo si se

reproducen las condiciones en las que se realiza la práctica en

el laboratorio; ofrece resultados confiables que si realmente se

cumplen en campo se pueden obtener resultados satisfactorios.

También se pudo observar que la realización del ensayo se torna

algo complicada llegado el momento de compactar la muestra

con el martillo, ya que el cilindro es algo estrecho y por tanto se

incurría en el error de golpear el recipiente y por fuera de él.

4.7.7. Recomendaciones.

Se deberá limpiar los moldes en cada nuevo ensayo, ya que la

muestra se adhiriera a los contornos del molde y ello sumara

peso.

Es importante adicionar proporcionalmente el agua, controlando

la humedad en cada nuevo ensayo.

Se deberá golpear a una altura igual en todos los ensayos para

que los golpes sean de una magnitud constante.

En el momento de generar nuestra gráfica de densidad vs

contenido de humedad, deberá ser de la forma de una curva,

sino fuese el caso revisar los datos.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 80

4.8. CORTE DIRECTO.

4.8.1. Definición.

Uno de los conceptos más primordiales de la geomecánica es

lograr caracterizar la resistencia al suelo para así saber bajo qué

condiciones fallaría. Para conocer la resistencia de un suelo se

necesita conocer la envolvente de falla de éste. Mediante el

método de Mohr-Coulomb:

𝜏 = 𝐶 + 𝜎𝑛′ 𝑡𝑎𝑛(𝜙′)

Para esto se necesita al menos dos puntos representativos del

suelo dados por la tensión normal y la tensión de corte a la cual

el suelo falla.

Para obtener estos puntos existen diversos ensayos. En el

presente trabajo se utilizará el ensayo de corte directo que simula

deformaciones horizontales aplicadas a la muestra de suelo en un

plano de falla que se impone.

El ensayo permite registrar estas mediciones y con esto

confeccionar los siguientes gráficos:

Tensión de corte v/s deformación horizontal.

Deformación vertical v/s deformación horizontal.

Envolvente de falla aproximada entre ambos puntos.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 81

4.8.2. Objetivo.

Determinar la Resistencia al esfuerzo cortante o capacidad portante del

suelo en estudio, utilizando el ensayo de corte directo.

Determinar el Angulo de fricción interna y determinar la cohesión

4.8.3. Materiales.

Equipo de corte directo

Caja de corte (mitad superior e inferior, placa superior, placa

inferior, tornillos de seguridad)

Equipo compactador

Espátula

Juego de pesas para la carga normal

4.8.4. Procedimiento.

De acuerdo a la norma ASTM D 3080 Y AASHTO T 236, se moldean 3

probetas de una muestra de suelo inalterado utilizando un anillo cortante

para controlar el tamaño. se ensambla la caja de corte , se saturan las

piedras porosas y se mide la caja para calcular el área de la muestra .se

colocan la muestra en la caja de corte las piedras porosas y el pistón de

carga sobre el suelo, se ajusta el deformímentro vertical.

Una vez efectuando esto, se coloca la muestra dentro de la caja de corte,

colocamos el pistón de la carga en su sitio sobre el suelo, la carga normal

y ajustemos el deformímetro.

Una vez hecho esto, encerramos el deformamiento horizontal y vertical.

Para los ensayos saturados, es necesario llenar la caja de corte con agua

y esperar un tiempo razonable para que se produzca la saturación de la

muestra.

Comenzar la carga horizontal y tomar lecturas del deformamiento de carga,

desplazamiento de corte y desplazamientos verticales .Si el ensayo se

hace a deformación unitaria controlada tomar estas lecturas a

desplazamientos horizontales de 5 y cada 10 a 20 unidades.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 82

En el equipo usado, este cuenta con una conexión con pc y se administra

con un software en donde se introducen los parámetros a ensayar.

Por ultimo este software nos da un reporte sobre los resultados con sus

respectivos gráficos.

Fotos de ensayo.

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4.8.5. Resultados.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 87

4.8.6. Conclusiones.

Los esfuerzos de corte y los desplazamientos no se distribuyen

uniformemente dentro de la muestra.

Los resultados del ensayo son aplicables para estimar la

resistencia al corte en una situación de campo donde ha tenido

lugar a una completa consolidación bajo esfuerzos normales

actuantes.

La ruptura ocurre lentamente bajo condiciones drenadas, de tal

manera que los excesos de presión de poros quedan disipados.

En la gráfica de deformación medida que aumenta el esfuerzo

sobre la masa de suelo se incrementa dicha deformación hasta

alcanzar el máximo valor de esfuerzo soportado por el suelo y a

partir del cual la deformación comienza a presentar

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 88

características constantes evidenciadas en la gráfica; con lo cual

se sustenta que la curva se comporta constante hacia abajo.

4.8.7. Recomendaciones.

Mantener las muestras en ambiente de humedad controlada

mientras se hace el moldeo, preparación de la máquina de corte

y los demás tipos de ensayo.

La velocidad del ensayo debe ser la estipulada, ya que si es muy

rápida en ensayos drenados, la presión de poros no es capaz de

disiparse.

Es conveniente recordar que el propósito de efectuar ensayos

de corte en el laboratorio es reproducir las situaciones del

terreno, pero como las condiciones in situ están en etapa de

investigación, el mejor ensayo de laboratorio será aquel en que

mejor se entiendan y controlen las condiciones de fatiga y

deformación tal como ocurre en un ensayo triaxial.

El ensayo de corte directo tiene las siguientes limitaciones:

El área de la muestra cambia a medida que el ensayo progresa.

Esto no es sea demasiado significativo, cuando las muestras

fallan a deformaciones muy bajas. Cuando se diseñó la caja de

corte, se supuso que la superficie de falla real sería plana y que

el esfuerzo cortante tendría una distribución uniforme a lo largo

de esta, sin embargo, con el tiempo se estableció que estas

suposiciones no siempre son válidas.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 89

5. CLASIFICACION DE LOS SUELOS.

5.1. Objetivos.

Determinar las características del suelo según el sistema

unificado de clasificación de los suelos.

Realizar un perfil estratigráfico que especifique el tipo de suelo

al que pertenece cada estrato.

5.2. Marco teórico.

A continuación se explicara el método mas usado en clasificación de

suelos como es el S.UC.S:

Clasificación (S.U.C.S.).

El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (S.U.C.S.), que fue

desarrollado por Casagrande.

Es importante correlacionar las diferentes propiedades de los

suelos con los grupos de un sistema de clasificación de éstos.

Podemos realizar esta clasificación mediante los resultados que se

obtienen en ensayos de Granulometría Y Plasticidad.

Según S.U.C.S. se tiene inicialmente 2 grandes tipos de suelo,

granulares y finos. Donde los granulares son los que más del 50%

de la muestra se queda retenido en la malla N° 200 y se

consideran suelos finos cuando más del 50% pasa la malla N° 200.

Este sistema de clasificación de los suelos fue desarrollado por

Casagrande, sirve para la identificación y obtención de sus

propiedades físicas, tiene gran aplicación para estudios de

cimentaciones de taludes, etc. Este sistema cubre los suelos

gruesos y finos, distinguiendo ambos por el cribado a través de la

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 90

malla 200; las partículas gruesas son mayores de dicha malla y

las finas menores.

Un suelo se considera grueso si más del 50 % de sus partículas son

gruesas y finos, si más de la mitad de sus partículas, en peso, son

finas.

A continuación se describe los grupos:

GRUPO GW Y SW

Son suelos bien graduados y con pocos finos o limpios por

completo. Las partículas finas no deben ser mayores al 5 % en

peso, el coeficiente de uniformidad debe ser mayor a 4 y el

coeficiente de curvatura entre 1 y 3.

GRUPO GP Y SP

Estos son mal graduados, con similares características al anterior.

Las partículas finas no deben ser mayores al 5 % en peso, el

coeficiente de uniformidad debe ser mayor a 4 y el coeficiente de

curvatura entre 1 y 3.

GRUPO GM Y SM

En este grupo el contenido de finos afecta las características de

resistencia y esfuerzo, deformación y capacidad de drenaje libre

de la fracción gruesa, el contenido de finos que pasan por la malla

200 es mayor al 12 %.

GRUPO GC Y SC

Con características similares al anterior grupo. En este grupo el

contenido de finos afecta las características de resistencia y

esfuerzo, deformación y la capacidad de drenaje libre, el contenido

de finos que pasan por la malla 200 debe estar entre 5% y 12%.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 91

5.3. Resultados.

Luego de haber realizado el ensayo de granulometría se pudo

determinar el tipo de suelo que corresponde ya que este dato nos servirá

para futuros cálculos.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 92

PROYECTO : ESTUDIO DE SUELOS

UBICACIÓN : Gregorio Albarracín y Calientes

SUPERVISIÓN : Ing. Jorge Berrios Manzur

FECHA : Abril del 2016

RIO SECO:

Calicata 01. Gravas mal graduadas con arena y finos No

Plásticos “GP”

Calicata 02. Gravas bien graduadas con arena y finos No

Plásticos “GW”.

CALIENTES:

Calicata 03. Gravas mal graduadas con arena y finos No

Plásticos “GP”

Calicata 04. Gravas mal graduadas con arena y finos No

Plásticos “GP”

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

MECANICA DE SUELOS I

MECÁNICA DE SUELOS I

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 93

6. CAPACIDAD PORTANTE.

6.1. Definición.

Es la capacidad del terreno para soportar las cargas aplicadas sobre él,

es decir la máxima presión media de contacto entre la cimentación y el

terreno tal que no se produzcan un fallo por cortante del suelo o un

asentamiento diferencial excesivo.

6.2. Objetivos.

Hallar la capacidad portante de un suelo.

conocer los métodos para hallar la capacidad portante.

6.3. Marco Teórico

Las cimentaciones de estructuras o equipos que soportan usualmente se

diseñan para satisfacer ciertos requerimientos de servicio y resistencia.

Las condiciones de servicio establecen que la cimentación debe

comportarse satisfactoriamente, bajo las condiciones normales de

cargas de operación que imponen la estructura o equipo que soportan,

de tal forma que se satisfagan los propósitos de su diseño. Las

limitaciones de servicio se describen típicamente por el asentamiento u

otras limitaciones de movimiento.

Modelo de Khristianovich a los suelos.

Considérese el caso de una cimentación como se muestra, con ancho B,

desplantado a una profundidad de desplante D dentro de un medio

contiguo. El problema de la capacidad de carga de la cimentación

consiste en encontrar la carga Q máxima que puede aplicarse en el

cimiento, sin que se pierda la estabilidad del sistema; la correspondencia

con la balanza puede visualizarse haciendo coincidir un platillo con el

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 94

cimiento y el otro platillo está dentro del terreno natural, tal como se ve

en la figura.

Capacidad de carga admisible.

La capacidad de carga admisible (qadm.) es la que se obtiene al aplicar

un factor de seguridad (FS). En comportamiento de materiales, la carga

admisible (para diseño de un elemento estructural) se determina como:

Factor de seguridad frente a una falla por corte (FS)

Los factores de seguridad mínimos que deberán tener las cimentaciones

son los siguientes:

a) Para cargas estáticas: 3,0

b) Para solicitación máxima de sismo o viento (la que sea más

desfavorable): 2,5

NOTA: En suelos cohesivos (arcilla, arcilla limosa y limo-arcillosa), se

debe emplear un ángulo de fricción interna (ø) igual a cero.

En suelos friccionantes (gravas, arenas y gravas-arenosas), se debe

emplear una cohesión (c) igual a cero.

Page 96: Informe final - ESTUDIO DE SUELOS - mecanica de suelos I

MECANICA DE SUELOS I Pág. 95

La teoría de Terzaghi.

La teoría de Terzaghi es posiblemente la más usada para el cálculo de

la capacidad de carga en el caso de cimientos poco profundos.

La expresión cimiento poco profundo se aplica al caso en que el ancho

B es igual o mayor que la distancia vertical de la superficie del terreno

natural y la base del cimiento (profundidad de desplante Df). En estas

condiciones Terzaghi despreció la resistencia al esfuerzo cortante arriba

del nivel de desplante del cimiento. Supuso que el terreno sobre la base

del cimiento solo produce un efecto que puede representarse por una

sobrecarga q = γDf, actuante precisamente en un plano horizontal que

pase por la base del cimiento, en donde γ es el peso específico del suelo.

Entonces Terzaghi dedujo una expresión para determinar la presión

máxima que puede aplicarse al cimiento por unidad de longitud, sin

provocar su falla; es decir, la capacidad de carga última del cimiento;

dicha expresión es:

Dónde: (qult) es la capacidad de carga última del cimiento, (c) es la

cohesión del suelo de soporte, (γ1) es el peso específico del suelo

suprayacente a la base del cimiento, (γ2) es el peso específico del suelo

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 96

subyacente a la base del cimiento, (Df) es la profundidad de desplante,

medida verticalmente desde la superficie del terreno natural a la base

del cimiento, (B) es el ancho del cimiento, (Nc, Nq y Nγ) son coeficientes

adimensionales que dependen solo del ángulo de fricción interna φ del

suelo y se denominan “factores de capacidad de carga”.

6.4. Cálculos.

Los datos que se dan son los resultados de los ensayos de peso

específico como de corte directo perteneciente a la “calicata 04” ubicada

en Calientes y en el cauce del rio.

Datos:

cohesión= 0 Tn/m2

ángulo de fricción= 36.729 °

peso específico= 2.88 Tn/m3

b= 1 m

d= 1 m

factor de seguridad= 3

Procedimiento:

Sabemos que la ecuación es la siguiente:

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 97

Según tabla,

INTERPOLANDO

Ángulo (ø) Nc Nq Ny

35 57.8 41.4 42.4

36.729 70.906 55.197 62.456

40 95.7 81.3 100.4

Entonces tenemos que la capacidad portante es:

qbr= 248.906 Tn/m2 24.891 kg/cm2 23.124 Tn/pie2

qadm= 82.9686 Tn/m2 8.297 kg/cm2 7.708 Tn/pie2

Se puede decir q la qadm está en el rango de suelo 6.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 98

CONCLUSIONES

Una rápida observación de los materiales (suelos) y los resultados de

los ensayos son importante para la toma de decisiones con respecto al

tipo de construcción que se debe efectuar.

No encontramos nivel freático en ninguna de las calicatas.

La presencia de grava granular redondeada es notoria en los causes y

grava semi redondeada alargada lo es en los rellenos.

Con este trabajo pudimos ver lo importante que es el estudio de suelos

para aplicaciones futuras, cuando se quieran conocer las propiedades

físicas y mecánicas en donde el Ingeniero Civil, deba enfrentar

problemas importantes con programas de investigación fijados por el

propietario y sobre base de una elección del consultor basada

exclusivamente en el costo del estudio.

En definitiva, este trabajo nos ha servido para que nos demos cuenta de

que aún quedan muchos aspectos relacionados con el suelo que

son necesarios de tratar. Y para ello primero debemos conocer cómo

funciona todo, y tener la información suficiente para poder opinar

al respecto. Y poder buscar alternativas y soluciones. Nuestro objetivo

ha sido profundizar un poco en diversos temas de los

mencionados anteriormente, e informar de ello dándolos a conocer.

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MECANICA DE SUELOS I Pág. 99

BIBLIOGRAFIA

mecánica de suelos – lambe

Fundamentos de Ingeniería Geotécnica, Braja M. Das

Manual de Laboratorio de Suelos, Joseph E. Bowles

Manual de Laboratorio de Suelos, Antonio Arango Velez

mecánica de suelos tomo 1 - juárez badillo y rico rodríguez

MANUAL DE ENSAYOS DE MATERIALES PARA CARRETERAS (EM

2000) - Ministerio de Transportes y Comunicaciones - Dirección

General de Caminos y Ferrocarriles.

Curso de ingenieria geotecnica - Ing Msc wilfredo gutierrez lazars.

DISEÑO DE CIMENTACIONES SUPERFICIALES- Jorge E. Alva Hurtado.

NORMA TÉCNICA DE EDIFICACIÓN - E.050 suelos y cimentaciones.

http://www.wikivia.org/wikivia/index.php/Clasificaci%C3%B3n_AA

SHTO.

https://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_portante.

http://ingenieriareal.com/ecuaciones-para-capacidades-soportantes-

del-suelo/.

http://civilgeeks.com/.