Apellido Autor et al / Titulo del Articulo

INFLUENCIA DE LA DENSIDAD SECA EN EL CBR E INDICE PDC EN SUELOS ARENA LIMOSA (SM) DE LA CIUDAD UNIVERSITARIA U.A.N.C.V. JULIACA.

INFLUENCE OF DRY DENSITY IN THE CBR E INDEX IN SOIL SAND LIMOSA PDC (SM) CITY UNIVERSITY UANCV JULIACA.

COAQUIRA GUTIERREZ, Meliza1 – CONDORI COPA, Américo2 – MARIN TICONA, Erick3 – TACCA CUTIPA, Cristobal Rene4 – ROQUE CHIPANA, Yobana Vanessa5 – VEGA SURICHAQUI, William6

Resumen

Palabras Clave: CBR, PDC, densidad seca, óptimo contenido de humedad, SM.

Keywords: CBR, PDC, dry density, optimum moisture content, SM.

1 Estudiante de la carrera profesional de ingeniería civil – semestre VIII “A”2 Estudiante de la carrera profesional de ingeniería civil – semestre VIII “A”3 Estudiante de la carrera profesional de ingeniería civil – semestre VIII “A”4 Estudiante de la carrera profesional de ingeniería civil – semestre VIII “A”5 Estudiante de la carrera profesional de ingeniería civil – semestre VIII “A”6 Estudiante de la carrera profesional de ingeniería civil – semestre VIII “A”

1

Apellido Autor et al / Titulo del Articulo

1. Introducción1.1. ANTECENTES:

Según el documento ensayo pdc de Msc. Fabiana Vizcarra Agreda: Lic. en ingeniería civil por la Universidad Privada Boliviana: Las variables del estudio son los valores de CBR, PDC, contenido de humedad y peso específico seco. Con el PDC es posible determinar en forma confiable la densidad seca de un suelo compactado. De esta forma, conociendo la humedad de compactación del suelo, y las curvas de calibración PDC-densidad seca, es posible obtener resultados confiables que facilitan el control de compactación [1].

Según ing. Fernando Jove de la Universidad de Sucre - facultad de ingeniería civil - sucre 23 de mayo del 2013, en el informe de “penetración dinámica de cono”, permite calcular el índice de penetración dinámica de cono (PDC) y determinar el valor del CBR mediante el índice de PDC. [2]

Según ing. Martha Cecilia Herrera Montealegre de la Universidad de Piura de la facultad de ingeniería (programa Master en ingeniería civil) en su tesis: Determinación de módulo resiliente de diseño de pavimentos criterios AASHTO 1993 y 2002. Concluye que: el tipo de suelo según SUCS que predomina en los estratos registrados es arena limosa (SM), la mima que define el perfil estratigráfico de la vía. No obstante, estos materiales presentan valores de soporte relativamente bajos (6%-8%) al 95% MDS. [3]

Según Bañon Blázquez, L. (s.f.). en el

capitulo INFLUENCIA DE LA

ENERGIA DE COMPACTACIÓN del libro SUELOS nos dice: Si tomamos un mismo suelo y estudiamos la relación humedad-densidad para distintas energías de compactación, observamos que el punto de humedad óptima varía en función de la energía que hayamos comunicado a la muestra.

Un estudio más en profundidad de la curva obtenida (fig. 01) permite obtener una segunda conclusión, no menos importante: dicha variación presenta una clara polaridad, obteniéndose una humedad óptima menor cuanto mayor sea a energía de compactación empleada. [4]

Fig. N° 01 influencia de la energia de compactación.

Según Combariza Hernandez y, quebrada Jairo, a & Bolivar Ricardo, z (2012) en su trabajo de investigación: sobre la densidad seca suelta menciona : El incremento de densidad se

obtiene al disminuir el contenido de aire en los vacíos en tanto se mantienen el contenido de humedad aproximadamente constante. La densidad seca que se obtiene

2

Apellido Autor et al / Titulo del Articulo

mediante un proceso de compactación depende de la energía utilizada durante la compactación, denominada energía de compactación, también depende del contenido de humedad durante la misma. [5]

UBICACIÓN:

Fuente: Google MapsFecha: 27/06/2015

Fuente: Google Maps i Fecha: 27/06/2015

2. EL PROBLEMA:

¿COMO INFLUYE LA DENSIDAD SECA EN EL CBR E INDICE PDC EN SUELOS ARENA LIMOSA (SM) DE LA CIUDAD UNIVERSITARIA U.A.N.C.V. JULIACA?

VD = SUELO (SM)VI = DENSISDAD SECA, CBR E

INDICE PDCVINT:

Energía de compactación Contenido de humedad Temperatura Agua potable Norma EM-2000

3. OBJETIVOS:3.1. GENERAL:

Determinar la influencia directa de la densidad seca en el CBR e índice PDC de suelos Arena Limosa de la ciudad Universitaria U.A.N.C.V.-Juliaca

3.2. ESPECIFICO:

Determinar la relación densidad seca - CBR.

Determinar la clasificación del suelo a ensayar.

Determinar la humedad óptima del suelo arena limosa (SM), con ella se lograra la máxima densidad seca.

Encontrar la relación directa entre CBR y PDC.

Determinar ......................RENE(AUDIO)

3

Apellido Autor et al / Titulo del Articulo

4. HIPOTESIS: Al variar las densidades de las

muestras iremos influyendo en los resultados del CBR obteniendo una ecuación final de tipo lineal.

De los suelos arena limosa (SM) se obtiene la relación intrínseca entre CBR e índice PDC mediante ecuación.

El óptimo de contenido humedad se encontrara entre un 4%- 6%

No se hallara una diferencia significativa en cuanto a resultados de CBR e índice PDC.

5. FUNDAMENTO TEORICO:5.1. ENSAYO C.B.R.(California

Bearing Ratio)El CBR de un suelo es la carga unitaria correspondiente a 0.1” ó 0.2” de penetración, expresada en por ciento en su respectivo valor estándar. También se dice que mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controlada. El ensayo permite obtener un número de la relación de soporte, que no es constante para un suelo dado sino que se aplica solo al estado en el cual se encontraba el suelo durante el ensayo.

Fig. N° 2: El asumido mecanismo de falla del suelo generado por el pistón de 19.4 cm^2, en el ensayo de C.B.R. la condición de frontera es un problema. [6]

Fig. Nª2

El número CBR (o simplemente CBR), se obtiene de la relación de la carga unitaria (lbs/pulg2.) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración del pistón de penetración (19.4 cm2) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrón (lbs/pulg2.) requerida para obtener la misma profundidad de penetración en una muestra estándar de material triturado.

Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de humedad óptimo para un suelo específico, determinado utilizando el ensayo de compactación estándar o modificado del experimento. [7]

5.2. ENSAYO P.D.C. (Penetrómetro Dinámico de Cono)

El Penetrómetro Dinámico de Cono (PDC) mide la penetración dinámica por golpes, a través del terreno natural o suelo fundación, levemente cementados. Es un método no destructivo capaz de medir la capacidad estructural in situ del suelo de fundación.

El principio de funcionamiento del P.D.C. es muy simple. Una sonda o varilla de acero, con su extremo inferior en forma de cono, penetra continuamente a través de las capas bajo la acción dinámica de una masa de 8 Kg. que cae libremente desde una altura preestablecida (575 mm).

El ensayo consiste en medir, con ayuda de una escala anexa al aparato, la cantidad de milímetros que penetra la sonda para un determinado número de golpes de la masa.

4

Apellido Autor et al / Titulo del Articulo

Fig. N° 3 Esquema del dispositivo del penetrómetro dinámico de cono. [8]

5.3. ARENA LIMOSA : (SM)El suelo se compone de cuatro partes básicas: aire, agua, materia orgánica y minerales. En la mayoría de los suelos, la materia orgánica representa solo el 2% al 5% del volumen total del suelo. El agua y el aire forman alrededor del 25% cada uno, y los minerales conforman el 45% restante. La textura es la proporción relativa de los componentes minerales del suelo: arena, limo y arcilla. El suelo margoso contiene cantidades iguales de los componentes minerales. La arena arcillosa contiene 70% a 90% de arena, de 0% a 30% limo y 0% a 15% de arcilla

SM - arenas limosas, mezclas limo-arena sin calibrar.En Resumen un Suelo Arenoso, es aquel donde predomina la porción arenosa [9]

5.4. DENSIDAD SECA:La densidad seca de los suelos son valores importantes para los ingenieros geotécnicos al momento de determinar los esfuerzos ante sobrecarga, los índices de poros, la compactación máxima y la compactación porcentual de los suelos. El valor de la densidad también puede ayudar a evaluar la resistencia y sensibilidad del suelo. [10]

5.4.1. LA DENSIDAD SECA-. Es la relación que existe entre la cantidad de masa o partícula del suelo o roca, con respecto al volumen total de la muestra. También se le conoce como densidad aparente.

5.4.2. DENSIDAD DEL SUELO-. Es la relación entre la masa total (solidos más agua) con respecto al volumen total .también se le conoce como densidad húmeda

5.5. CONTENIDO DE HUMEDAD:

El contenido de humedad de un suelo, se define como la relación del peso del agua entre el peso de las partículas sólidas del suelo, usualmente se indica en forma porcentual; se expresa matemáticamente con la siguiente ecuación: [10]

w (%)=WwWs

DONDE:Ww= Peso del agua.Ws= Peso de las partículas sólidas.

5.6. PESO ESPECÍFICO HÚMEDO:

5

Apellido Autor et al / Titulo del Articulo

El peso específico húmedo de un suelo se define como el peso del suelo húmedo por unidad de volumen. [9]

γ=WV

Donde:W= Peso del suelo húmedo.V= Volumen.

5.7. PESO ESPECÍFICO SECO:

El peso específico seco se define como la relación del peso de los sólidos entre el volumen de la masa del suelo. [9]

γd=WsVm

Donde:Ws= Peso de los sólidos.Vm= Volumen de la masa del suelo.

En el desarrollo de presente trabajo de investigación se utilizara la siguiente ecuación para calcular el peso específico seco en función del peso unitario del suelo y la humedad:

γd= γh

1+w

100

Ensayo de análisis granulométrico y su clasificación según S. U.C.S.

Tabla 1: Análisis Granulométrico

N° 10 2.000 0 0.00 0.00N° 16 1.190 0.00 0.00N° 20 0.840 0.36 0.09 0.09N° 40 0.420 23.35 5.95 6.04N° 60 0.250 175.36 44.70 50.74

N° 100 0.149 137.8 35.13 85.87N° 200 0.074 51.84 13.21 99.08

TAMICES ASTM

ABERTURA mm

PESO RETENIDO

% RETENIDO PARACIAL

% RETENIDO ACUMULADO

Grafico 1: Curva Granulométrica

0.0100.1001.00010.0000

20

40

60

80

100

TAMIZADO

TAMAÑO DEL GRANO EN mm

% Q

UE P

ASA

EN P

ESO

Ensayo de límite líquido – limite plástico e índice de plasticidad (ASTM –D424 D-4318; AASHTO – T90)

Tabla 2: Análisis Granulométrico

LIMITE LIQUIDO 1 2 LIMITE PLASTICOSUELO HUMEDO + TARRA 31.78 35.11 NPSUELO SECO + TARRA 29.42 32.75PESO DEL TARRA 22.43 23.83PESO DEL AGUA 2.36 2.36SUELO SECO 6.99 8.92

LIMITE LIQUIDO

Grafico 1: Curva Granulométrica

6

Apellido Autor et al / Titulo del Articulo

22 23 24 25 26 27 280.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

f(x) = − 3.65255938977527 x + 121.423943237296

LIMITE LIQUIDOLinear (LIMITE LIQUIDO)

N° DE GOLPES

% DE

HUME

DAD

7

Artículo Científico / Scientific Paper

Referencias

Artículos de revistas:[1] Ensayo PDC, MSc. Fabiana Viscarra Agreda,

Licenciado en Ingeniería Civil por la Universidad Privada Boliviana, pp 3 – 17, 2006.

[2] Informe de penetración dinámica de cono, Ing. Fernando Jove de la Universidad de Sucre, Facultad de Ingeniería Civil, Vías III SINCELEJO-SUCRE, pp 1 – 17, 2013.

[3] Tesis: “Determinación de módulo resiliente de diseño de pavimentos criterios AASHTO 1993 y 2002”. Ing. Martha Cecilia Herrera Montealegre de la Universidad de Piura de la facultad de ingeniería (programa Master en ingeniería civil), pp 1 – 98, Lima- septiembre de 2014.

[4] Bañon Blàzquez, L. (s.f.). en el capitulo INFLUENCIA DE LA ENERGIA DE COMPACTACION

del libro SUELOS[5] COMBARIZA HERNANDEZ Y,

QUEBRADA JAIRO,A &BOLIVAR RICARDO,Z (2012) en su TRABAJO DE INVESTIGACIÓN: SOBRE LA DENSIDAD SECA SUELTA

[6] Relación de soporte de suelo en laboratorio (CBR laboratorio), presentado por: Andres Leonardo Acero, Erick Santiago Cubillos, Oscar M. Ortega Garcia, Universidad de la Salle, facultad de ingenieria civil, pp 1 – 34, Bogota – 2012.

[7] LAUREATE INTERNATIONAL UNIVERSITIES´, Universidad privada del Norte, facultad de ingenieria y aquitectura, mecanica de suelos I, Peru–Cajamarca– 2011.

[8] XI CONGRESO IBERO-LATINOAMERICANO DEL ASFALTO, 1er AUTOR: Ing. CARLOS A. TUPIA CORDOVA, 2do AUTOR: Dr. Ing. JORGE

ALVA HURTADO, EVALUACIÓN DE LAS CAPACIDAD DE SOPORTE DEL TERRENO POR MEDIO DE UN EQUIPO DE PENETRACION DINAMICA, pp 1-41, Peru – Lima,2001.

[9] :http://www.astm.org/SNEWS/SPANISH/SPJA09/d1803_spja09.html

[10] Tesis, “identificación y caracteristicas geotecnicas de los depositos de suelos de la ciudad de Veracruz”, Presentado por Octavio A. OCHOA SANCHEZ, Director Dr. Ing. Oscar de Jesus LENZ HERNMANDEZ, Xalapa Enriquez Veracruz, 2013.

8

i