sábado, 27 de julio de 2013

METODOS PARA DETERMINAR LA HUMEDAD OPTIMA Y DENSIDAD MÁXIMA.



En la actualidad se conocen varios métodos para determinar la humedad óptima y la densidad máxima de un suelo. La mayor parte de estos métodos  son dinámicos y algunos estáticos. Los llamados métodos Americana que representa a los departamentos de carreteras de los 50 estados de la unión más conocida (American Association of State Highway Officials) a continuación se indicara los siguientes  métodos:

METODO AASHO STANDARD T-99

Este método corresponde al conocido anteriormente como el método estándar o proctor. La diferencia básica con el método Proctor esta en el empleo de los cilindros o moldes para los ensayos en compactación uno de 4” de diámetro interior y el otro molde de 6” de diámetro interior.
Para la compactación se emplea una martillo  o pistón de 5.5 lbs. O (2.5 kg.) de peso.
El material a emplearse se coloca en capas de aproximadamente igual espesor y cada capa se compacta haciendo con le martillo desde una altura de 12 pulgadas.
Si se utiliza el molde pequeño de 4” el material se compactará haciendo caer el martillo 25 veces sobre cada capa. En cambio si se usa el de 6” se hará caer el  martillo 56 veces sobre cada capa. La compactación debe hacerse en forma uniforme haciendo caer libremente el martillo y distribuyendo los golpes sobre todo el área.
Una vez compactado así el material, se quita el collar del molde, se alisa la superficie y se pesa el cilindro junto con la base y la muestra. Finalmente se extrae del molde el cilindro de tierra se lo rompe y se toma una pequeña cantidad de muestra de la parte central para determinar le contenido de humedad de material compactado.
Es de advertir que no siempre los moldes tiene un volumen exacto: de ahí que se recomienda calibrarlos antes de usarlos. Puede emplearse agua limpia para la calibración teniendo cuidado de cubrir las juntas con parafina líquida a fin de evitar la pérdida de agua.

METODO AASHO STANDARD T-180

Este método corresponde con algunas modificaciones, al conocido anteriormente como estándar modificado o Proctor modificado.
Los moldes que se emplean son los mismo que los indicados para le método anterior el pequeño es de 42 y el grande es de 6” de diámetro.
La diferencia fundamentalmente entre este método y el anterior esta en le peso del martillo y la altura de caída. El martillo empleado en este método  es el de 10 lbs. (4.5 kg.) y la altura de caída es de 18”.
En lugar de colocar le material en tres capas se coloca en 5 de aproximadamente igual de espesor. Si se utiliza el cilindro de 4” se compactara cada capa haciendo caer el martillo 25 veces y si se usa el molde 6” se hará caer 56 veces sobre cada capa.
Y realizar lo mismo que le método anterior para determinar su contenido de humedad          
La densidad obtenida  mediante el método AASHO T-180 es mayor que la obtenida mediante el método AASHO T-99

jueves, 25 de julio de 2013

ENSAYO DE COMPACTACIÓN



1. REFERENCIAS.

AASHTO T99-70
AASHTO T180-70
ASTM D698-70
ASTM D1557-70

2. OBJETIVO.

El objetivo trazado por éste ensayo es determinar la densidad máxima y el porcentaje de humedad óptimo para un esfuerzo de compactación dado sobre un suelo particular.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO.

La compactación de suelos en general es el método más barato de estabilización disponible. La estabilización de suelos consiste en el mejoramiento de las propiedades físicas indeseables del suelo para obtener una estructura, resistencia al corte y relación de vacíos, deseables. Existen muchos métodos para estabilizar suelos utilizando materia química como cal, mezclas de cal y cenizas, cemento, y compuestos de ácido fosfórico, pero estos métodos usualmente son más costosos y pueden utilizar métodos de compactación adicionalmente a las mezclas, pues al incorporar el material químico en la masa de suelo se produce una gran perturbación de su estructura.
Generalmente el esfuerzo de compactación imparte al suelo:

a) Un incremento a la resistencia al corte, pues ella es función de la densidad (las otras variables son estructura, φ y c).
b) Un incremento en el potencial de expansión.
c) Un incremento en la densidad.
d) Una disminución de la contracción.
e) Una disminución de la permeabilidad.
f) Una disminución en la compresibilidad.

De ésta lista de propiedades afectadas por la compactación se ve claramente que el problema de especificar la compactación, es algo más que simplemente el requerimiento de incrementar la densidad del suelo.
También es importante considerar los efectos colaterales; afortunadamente el problema no es tan grave como aparecería a primera vista, debido al método de estipular o especificar compactación, utilizado más comúnmente -X% de patrón de compactación, o compactación modificada según el método AASHTO. Es, sin embargo, muy importante especificar el tipo de suelo al cuál se aplican los criterios de compactación en un proyecto dado con el fin de eliminar por ejemplo, problemas con el cambio de volumen.

Se reconoce hoy en día que la estructura resultante de la masa de suelos (especialmente cuando hay suelos finos existentes) se asocia íntimamente con el proceso de compactación y el contenido de humedad a la cuál se compacto la masa de suelo. Este concepto es importante en extremo para compactar los núcleos de arcilla de represas (por ejemplo), donde asentamientos fuertes podrían causar fracturas de dicho núcleo. Se ha encontrado que la estructura dispersa del suelo obtenida al compactarlo en el lado húmedo del óptimo de humedad resulta en un suelo que tiene una resistencia al corte algo menor pero que puede resistir grandes deformaciones sin falla (fracturas) y las consiguientes filtraciones y/o falla total de la presa.
La compactación del suelo en el lado húmedo de su óptimo, reduce igualmente su permeabilidad, comparada con la permeabilidad obtenida al compactar en el lado seco del óptimo.
Inversamente la estructura floculada que resulta de compactar el suelo en el lado seco de su óptimo es menos susceptible a la contracción pero más susceptible a la expansión. La resistencia óptima de los suelos con estructuras floculadas es mayor a bajas deformaciones que la resistencia de los suelos con estructuras dispersas, es decir, el suelo tiende a la falla frágil. La resistencia residual del suelo compactado en el lado seco del óptimo es casi la misma resistencia última del suelo compactado en el lado húmedo del óptimo. Por consiguiente, para trabajo de carretera donde se desean bajo el pavimento deformaciones unitarias muy pequeñas, el suelo debería compactarse entre contenidos de humedad en la parte seca hasta el óptimo. El suelo que rodea el núcleo arcilloso de una presa debería también compactarse para producir en él una estructura floculada pues en ese suelo la resistencia es más importante que la permeabilidad. El núcleo de arcilla por otra parte debe compactarse para producir en él una estructura dispersa ya que es posible que se presenten grandes asentamientos y el suelo debe ser capaz de tolerarlos sin desarrollar fracturas o fisuras que permitan una falla por sifonamiento filtración.
Del anterior breve razonamiento es evidente que los criterios de compactación deberían basarse en consideraciones sobre la estructura del suelo, resistencia, permeabilidad, etc., como propiedades de diseño requeridas más que la simple obtención de una curva de compactación en el laboratorio y el requerimiento de que el suelo se compacte a un determinado porcentaje de compactación relativa; sin embargo, muchos -casos especialmente cuando la densidad (y el control de asentamiento) es la única propiedad que se necesita- con esto se obtiene un producto satisfactorio.
La masa de suelo involucrada en el proceso de compactación comienza como un sistema de tres fases: suelo, aire y agua. Durante los primeros ensayos hay una cantidad de aire presente, pero el proceso produce un cambio de estado en el cuál cada vez hay más suelo y agua presentes. Aún en la situación del contenido de humedad óptimo existe una cantidad de aire considerable. En la parte húmeda de la curva, el efecto principal es el de desplazar más y más aire por agua.
Si el proceso fuera completamente eficiente, sería posible reemplazar todo el aire de los vacíos con agua para producir un sistema de dos fases (una condición de cero-aire vacíos). Como nunca es posible sacar todo el aire de los vacíos, lo cual resultaría en una condición de S = 100%, cualquier curva de compactación estará siempre por debajo de la curva aire-vacíos.

martes, 23 de julio de 2013

MATERIALES Y PROCEDIMIENTO DEL CBR



4. MATERIAL Y EQUIPO NECESARIO.

- Molde de 6 pulgadas de diámetro con su collar
- Balanza (precisión 0,01 gr.)
- Bandeja mezcladora
- Pisón de compactación
- Regla metálica para enrasar
- Probetas graduadas
- Guantes de goma
- Espátula y badilejo
- Taras
- Papeles filtro
- Muestra que pasa tamiz Nº 4
- Espaciador
- Extensómetro
- Trípode
- Tanque de agua
- Contrapesos
- Gata con manómetro
- Deformímetro
- Accesorios
- Servilletas

6. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO.

Se procede de manera similar al anterior ensayo, vale decir, al ensayo de compactación, con la única diferencia que se la realiza con el porcentaje de humedad óptimo. Debiéndose preparar tres moldes, cada uno con diferentes numeros de golpes, uno con 56, otro con 25 y el último con 12 golpes.
Pesar cada uno de los moldes más la muestra enrazada, colocándose nuevamente en sus soportes con la aplicación de contrapesos y sumergirlos en el tanque con agua en su totalidad.
Se dejan los moldes en remojo por espacio de 96 horas, tomando lecturas de expansión cada 24 horas, con el trípode y extensómetro.
Al Realizar las lecturas si de un día a otro no varían inmediatamente realizar el rompimiento de las probetas.
Al realizar el rompimiento de la probetas, se sacan los moldes del agua, dejándolos por unos 15 minutos al escurrimiento de agua de los mismos.
Posteriormente registramos pesos en esa condición; en forma posterior deberán romperse o aplicarse carga axiales a las probetas, en el marco con la gata hidráulica; debiéndose registrar alternadamente las lecturas de deformación y carga de rotura.

domingo, 21 de julio de 2013

DETERMINACIÓN DEL C.B.R.



1. ENSAYO.

AASHTO T193-63

ASTM D1883-73

2. OBJETIVO.

El objetivo esencial para realizar éste ensayo es el de determinar la resistencia de un suelo que está sometido a esfuerzos cortantes, además evaluar la calidad relativa del suelo para subrasante, sub-base y base de pavimentos.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO.

Existen diferente tipos de C.B.R. como son:

C.B.R: suelos remoldeados.

C.B.R. suelos inalterados.

C.B.R. suelos gravosos y arenosos

C.B.R. suelos cohesivos poco o nada plásticos.

C.B.R. suelos cohesivos plásticos.

El experimento de suelos gravosos y arenosos se realiza inmediatamente en cambio en suelos cohesivos poco o nada plásticos y suelos cohesivos plásticos se realiza mediante expansión se efectuará con agua en 4 días saturación más desfavorable y la medida de expansión se realizar cada 24 horas.
El ensayo CBR (ensayo de Relación de Soporte de California), mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas. El ensayo permite obtener un número de la relación de soporte pero, de la aseveración anterior, es evidente que éste número no es constante para un suelo dado, sino que se aplica al estado en el cuál se encontraba el suelo durante el ensayo. De paso, es interesante comentar que el experimento puede hacerse en el terreno o en un suelo compactado.
El número CBR (o simplemente CBR) se obtiene como la relación de la carga unitaria (en lbs/plg²) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración del pistón (con un área de 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 requerida para obtener la misma profundidad de penetración en una muestra estándar de material triturado.
El C.B.R. varia de acuerdo a la compactación del suelo su contenido de humedad al compactar y cuando se realiza el ensayo.
Los ensayos del C.B.R. pueden ser realizados “In Sito” usando el equipo correspondiente al laboratorio tanto en muestras inalteradas como en compactadas. Los ensayos “In sito” se realizan solamente en el suelo con el contenido de humedad existente.
Han sido pensados procedimientos  para preparar la muestra  de laboratorio de diferentes clases de suelos con el fin de reproducir las condiciones que verdaderamente se producirán durante y después de la construcción. Estos procedimientos se aplican cuando le contenido de humedad durante la construcción va ha ser el óptimo para tener la máxima densidad, además el suelo va a ser compactado al menos al 95%. Si se utilizarían otros medios  para controlar la compactación, los procedimientos deberían ser modificados de acuerdo a ellos. 

En forma de ecuación esto es:





De ésta ecuación se puede ver que el CBR es un porcentaje de la carga unitaria patrón. Los valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuación son los siguientes:


PENETRACIÓN                                          CARGA UNITARIA PATRÓN
     
mm                  in                                Mpa                psi    
     
2.5                   0.10                            6.9                   1.000
5.0                   0.20                            10.3                 1.500
7.5                   0.30                            13.0                 1.900
10.0                 0.40                            16.0                 2.300
12.7                 0.50                            18.0                 2.600
     

El CBR usualmente se basa en la relación de carga para una penetración de 2.5 mm. Sin embargo, si el valor de CBR a una penetración de 5.0 mm. es mayor el ensayo debería repetirse. Si un segundo ensayo, produce nuevamente un valor de CBR mayor de 5.0 mm. de penetración, dicho valor debe aceptarse como valor final del ensayo.
Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de humedad óptima para el suelo específico determinado. utilizando el ensayo de compactación.

miércoles, 3 de julio de 2013

CONTRUCCION