6 de junio de 2012Compactación Proctor Nombre: Diego Vargas Profesor Lab.: Erwin Jara. Ayudante: Javier Mora Asignatura: Mecánica de suelos I 3. 3. Marco Teórico…………………………………………………………………. 14. 4-6. Expresiones y Cálculos………………………………………………………. Fotos de materiales…………………………………………………………….. 14. 14. Conclusión……………………………………………………………………. Preguntas……………………………………………………………………… Observaciones y comentarios…………………………………………………. 8-9. 12-13. . Bibliografía…………………………………………………………………… 10-11. Descripción y Procedimientos………………………………………………… 7-8.Indice Pág. Introducción…………………………………………………………………… Objetivos………………………………………………………………………. Los métodos empleados para la compactación de suelos dependen del tipo de materiales con que se trabaje en cada caso. Por lo general. diques. etc. que aumentan el peso específico seco. disminuyendo sus vacíos. estas características se reflejan en el equipo disponible para el trabajo. bordes de defensas. pavimentos. - Obtener datos a partir de los ensayos y anotarlos en un registro ordenado de acuerdo a un método establecido para evitar cometer errores u omitir información relevante. los métodos vibratorios son los más eficientes. rodillos lisos. con la cual se alcanzará la máxima compacidad 3 . terraplenes para caminos y ferrocarriles. muelles. La importancia de la compactación de suelos estriba en el aumento de la resistencia y disminución de la capacidad de deformación que se obtiene al someter el suelo a técnicas convenientes. En la práctica. - - Determinar la humedad óptima de compactación de un suelo.Introducción La compactación de suelos es el proceso artificial por el cual las partículas de suelo son obligadas a estar más en contacto las unas con las otras. neumáticos o patas de cabra. en los materiales puramente friccionantes como la arena. las técnicas de compactación se aplican a rellenos artificiales tales como cortinas de presas de tierra. Procesar los datos obtenidos a través de formulaciones. tablas y gráficos. mediante una reducción del índice de vacíos. Objetivos Reconocer y utilizar correctamente los materiales y el equipo necesario para realizar el Ensayo Proctor Modificado. tales como: plataformas vibratorias. en tanto que en suelos plásticos el procedimiento de carga estática resulta el más ventajoso. empleando medios mecánicos. de manera que permitan sacar conclusiones sobre el ensayo realizado. lo cual se traduce en un mejoramiento de sus propiedades ingenieriles. podría decirse que dos son los más importantes: el contenido de agua del suelo. Si el agua es tal que se tienen parte importante de los vacíos llenos de agua. 1 Curva de Compactación El aumento del contenido de humedad hace disminuir esta tensión capilar en el agua. el agua está en forma capilar produciendo compresiones entre las partículas constituyentes del suelo. ﻻdmax Elevada Energía de Compactación ﻻdmax Wop Wop HUMEDAD DE MOLDEO Baja Energía de Compactación Fig. lo cual tiende a la formación de grumos difícilmente desintegrables que dificultan la compactación. antes de iniciarse el proceso de compactación y la energía específica. Por esta razón se habla de una humedad óptima para suelos finos. una densidad seca máxima ( ﻻmáx. 4 . se requiere disponer de procedimientos estandarizados que reproduzcan en laboratorio la compactación que se puede obtener in situ con el equipo disponible. De entre todos los factores que influyen en la compactación. empleada en dicho proceso. sin embargo. para el cual el proceso de compactación dará un peso máximo de suelo por unidad de volumen (DMCS). Es así como existe un contenido de humedad óptima (Wop) para suelos finos. esta dificulta el desplazamiento de las partículas de suelo. produciendo una disminución en la eficiencia de la compactación. La eficiencia de cualquier equipo de compactación depende de varios factores y para poder analizar la influencia particular de cada uno. haciendo que una misma energía de compactación produzca mejores resultados. es decir. Para bajos contenidos de humedad. se reconoce que el agua juega un papel importante. para el cual el proceso de compactación dará un peso máximo de suelo por unidad de volumen. Por energía específica se entiende la energía de compactación la energía de compactación suministrada al suelo por unidad de volumen.Marco Teórico Fundamentos de la compactación Los fundamentos de la compactación no están perfectamente explicados. ó DMCS). especialmente en suelos finos. es la siguiente: cuando se va a realizar una obra en la que el suelo vaya a ser compactado.72 Tabla 1 Especificaciones de pruebas en laboratorio Nº Golpes Por capa 25 56 25 56 Energía compact.76 mm.La secuencia práctica para definir las características del proceso que resultará en una compactación óptima.49 3 30. El más empleado. En terreno se producen las condiciones de laboratorio adoptadas para el proyecto y.16(Ø) 943.64(h)*15.64(h)*10. finalmente una vez iniciada la construcción se verifica la compactación lograda en terreno con muestras elegidas al azar para comprobar si se están satisfaciendo los requerimientos del proyecto. / volumen (kg*m/m3) 60.49 5 45. Proctor y que es conocido como Prueba Proctor estándar. respecto a la técnica que se utiliza actualmente.24(Ø) 2123. Históricamente. Todos ellos consisten en compactar el suelo. el propósito de un ensayo de compactación de laboratorio.72 11. con la maquinaria existente. Los métodos 2 y 4 se emplean con suelos que tienen un % importante de partículas mayores a la malla #4 y menores que ¾”. un buen criterio es considerar 80% en peso como mínimo. con condiciones variables que se especifican a continuación: Método Proctor N Tamaño molde (cm) Volumen Pisón Nº Altura molde (kg) Capas caída (cm3) (cm) ESTÁNDAR ESTÁNDAR MODIFICADO MODIFICADO 1 2 3 4 11. un ensaye de laboratorio debe considerar una compactación comparable a la obtenida por el método que se utilizará en terreno.49 5 45.R. y el grado de compacidad que puede esperarse al compactarse el suelo en este grado de humedad óptimo.48 11.64(h)*10.03 4.33 2.48 11. es la denominada prueba Proctor Modificado en el que se aplica mayor energía de compactación que el estándar siendo el que está más de acuerdo con las solicitaciones que las modernas estructuras imponen al suelo. se obtienen muestras de suelo que se van a emplear.500 275. es el debido R.03 2. Pruebas de compactación Actualmente existen muchos métodos para reproducir. es determinar la correcta cantidad de agua de amasado a usar cuando se compacte el suelo en terreno. al menos teóricamente.49 3 30. actualmente.16(Ø) 943.64(h)*15.24(Ø) 2123.275 Los métodos 1 y 3 se emplean con suelos que tienen un alto % de partículas bajo la malla #4 = 4. sometiéndolas en laboratorio a distintas condiciones de compactación hasta encontrar alguna que garantice un proyecto seguro y que a la vez pueda lograrse económicamente. Para cumplir este propósito. en laboratorio las condiciones dadas de compactación en terreno.33 4. En resumen. 5 .275 275.500 60. el primer método. mejores compactaciones de suelo. Proctor estudió la influencia que ejercía en el proceso. 6 . que produce el máximo peso específico seco que puede lograrse con este procedimiento de compactación y. resultando peores compactaciones en la muestra. la mejor compactación del suelo. para diferentes suelos. por consiguiente. Con este procedimiento de compactación. el contenido inicial de agua de suelo. Los resultados de las pruebas de compactación se grafican en curvas que relacionan el peso específico seco versus el contenido de agua. se obtenían más altos pesos específicos secos y. lo que se puede apreciar en la figura más abajo. a partir de valores bajos.La energía específica de compactación se obtiene aplicando la siguiente fórmula: Ee = N*n*W*h V Donde : Ee N n W H V = = = = = = Energía específica Número de golpes por capa Número de capas de suelo Peso del pisón Altura de caída libre del pisón Volumen del suelo compactado. Observó que a contenidos de humedad crecientes. Es decir. pero que esa tendencia no se mantenía indefinidamente. sino que al pasar la humedad de un cierto valor. que existe una humedad inicial denominada humedad óptima. por lo tanto. los pesos específicos secos obtenidos disminuían. 1.008 lt.1 mm Pisón metálico de 50 ± 0. 7 Juego de tamices de 50. con un peso de 2500 ± 10 g. Pisón metálico de 50 ± 2 mm. escarificando ligeramente la superficie compactada antes de agregar una nueva capa. Se coloca el collar ajustable sobre el molde.1 g. De diámetro. Para permitir que el contenido de humedad se distribuya uniformemente en toda la muestra. 3. De diámetro nominal con una capacidad de 0. cápsulas. Repetir 4 veces la operación anterior. con un diámetro interno de 101. 4. Se ocupa en el método modificado. Procedimientos En este laboratorio sólo describiremos el método Proctor Modificado debido a que es el más utilizado en la actualidad.500 ± 10 g.2 mm. se guardan las proporciones de suelo en envases cerrados. Retirar cuidadosamente el collar ajustado y enrasar la superficie del molde con una regla metálica. el que debe sobresalir aproximadamente 1 pulgada. 5. De diámetro con un peso de 4. poruñas. Molde de 150 mm. 6. Registrar aproximado a 1 g. pailas. Compactar la capa con 25 golpes uniformemente distribuidos en el molde de 100 mm de diámetro con un pisón de 4. 2. 8. 20 y 5 mm Molde de 100 cm. 7. obteniendo así la masa del suelo compactado (M). Una balanza con una capacidad de 10 kg y una precisión de 5 g y otra con 1 kg de capacidad y una precisión de 0.4 ± 0. con agua para llevarla al contenido de humedad deseado.944 ± 0. y a que los demás siguen el mismo procedimiento variando sólo las características indicadas. Se ocupa en el método estándar.4 ± 0.4mm. Se pesa el molde y su base. Pesar el molde (con la placa) y el suelo y restar la masa del primero.6 ± 0. Se determina la granulometría del material y de acuerdo a esto se escoge el molde a utilizar.5 kg con una altura de caída de 46 cm. Colocar una capa de material aproximadamente 1/5 de la altura del molde más el collar. Se mezcla cada porción de suelo. se procede a secar al aire una cantidad suficiente de suelo. Horno de secado con temperatura regulable. Al compactar la última capa debe quedar un pequeño exceso de material por sobre el borde del molde.1 mm. De diámetro nominal con una capacidad de 2124 ± 0. Probeta graduada con capacidad de 500 cm3. dos bajo la humedad óptima y dos sobre ella. Regla de acero de 300 mm de largo. considerando el agua contenido en la muestra. . con un diámetro interno de 152. Para permitir un mínimo de 5 determinaciones de punto de la curva de compactación.Descripción y Procedimiento Materiales . y una altura de 116.021 lt. 10. Repetir las operaciones anteriores. Fotos Muestra Maicillo Maicillo Compactado 8 . El ensaye se debe efectuar desde la condición más seca a la condición más húmeda. hasta que haya un decrecimiento en la densidad húmeda del suelo. Obtener la humedad de cada uno de ellos y registrar la humedad del suelo compactado como el promedio de ambas. Retirar el material del molde y extraer dos muestras representativas del suelo compactado.9. Proctor Modificado 9 . 190 2.011 g/cm^2 – 1/GS] Y por informe anterior. 10 . En él se aprecia claramente cuál es la densidad seca máxima y cual será entonces la humedad óptima Además de la Curva de saturación. estén totalmente ocupados por agua y se expresa por la relación W= [1/ Donde: GS: Gravedad Especifica (2. Vv.Molde Con las expresiones mencionadas podemos calcular los datos que se obtuvieron en la siguiente tabla: Tabla 1 Waparente (%) Molde+Material (g) Molde (g) Material (g) Vol.8 8.8 10. se observó que en el tamiz Nº200 pasa más de un 10% de la muestra (maicillo).117 2.177 6.930 Los resultados anteriores se resumen en un gráfico que muestra el contenido de humedad versus la densidad seca. Granulometría. Esto equivale a que los vacíos.7) Y la Energía especifica es: Ee= (25*3*4490g*45cm)/ (940 cm^3) Ee= 16121.205 2. Molde (cm3) Wreal (g/cm3) (g/cm3) 6 8 10 12 4003 4072 4086 4059 2013 2013 2013 2013 1990 2059 2073 2046 940 940 940 940 2.Expresiones y Cálculos 1) Densidad Húmeda: 2) Humedad: W% = 3) Densidad Seca: 4) Material: = Material= (Molde + Material) .8 12.982 2.065 1. la cual representa la densidad seca de un suelo en estado de saturación.8 1.051 2. 93 4 6 8 10 12 14 Humedad % Densidad Seca kg/m3 De la curva se obtuvo: : 9.113 11 .070 W = 1/ γd .97 1.98 1.02 2.96 1.1/Gs = 1/2.8% : 2.99 1.94 1.Grafica de Humedad vs Peso Específico Seco Densidad v/s Humedad 2.01 2 1.7 = 0.07 – 1/2.04 2.03 2.95 1. Una vez compactada se sumergen en agua. y lo cual se encontró la humedad optima. - 2. y por ende necesita una menor cantidad de agua. estas características se reflejan en el equipo disponible para el trabajo. ya que una muestra compactada con la humedad óptima posee una cantidad menor de vacíos. ¿Obtendrá la misma curva de densidad seca vs humedad para ambos casos? Las curvas no son las mismas.Preguntas 1. neumáticos o patas de cabra. el otro. Realiza dos ensayos proctor en una arcilla muy plástica: uno. los métodos vibratorios son los más eficientes. en los materiales puramente friccionantes como la arena. y a medida que esta varía. Cuáles de estos factores se estudian en el laboratorio mediante el ensayo de proctor? Los factores empleados para la compactación de suelos dependen del tipo de materiales con que se trabaje en cada caso.una muestra de arcilla se compacta con la humedad óptima y otra muestra de la misma arcilla con la humedad menor a la óptima. ya que en el proceso de reposo de una de las muestras puede haber pérdida de humedad en lo que afecta a la curva de proctor. tales como: plataformas vibratorias. en tanto que en suelos plásticos el procedimiento de carga estática resulta el más ventajoso. la humedad también varía. dejándolo antes de la mezcla (cubierta con un paño húmedo) reposar durante 24 horas. En la práctica.¿De qué factores depende la eficiencia de la compactación?. ya que posee una cantidad mayor de vacíos y se necesita una cantidad de agua mayor para la saturación La muestra de arcilla con una compactación con humedad menor a la óptima tiene más cantidad de vacíos..Ud. ¿Cuál de las dos toma más tiempo en saturarse? Una muestra de arcilla compactada con una humedad óptima tiene una compactación más eficaz. por lo tanto necesita absorber más agua y toma un mayor tiempo para saturarse.. El factor de compactación que se estudió en el laboratorio a través del ensayo de proctor fue el de contenido de agua. agregando el agua de compactación. rodillos lisos. - 3. ¿Cuál muestra absorberá más agua para llegar a saturarse?. 12 .. Y por el contrario la muestra de arcilla compactada con humedad menor a la óptima tendrá una compactación menos eficaz. mezclándola con la muestra y procediendo de inmediato a compactarla en el molde. que tiene relación con la cantidad de agua de amasado. La compactación reduce estas cavidades de agua en el suelo. además no se hacen ensayos por impactos. Estando apretadas todas las partículas. por lo tanto la compactación no son el mismo. sino que el ensayo de densidad relativa. es virtualmente el mismo? Explique.¿el grado de compactación de una arena limpia (sin finos). compactada en seco y en estado saturado. No. El resultado sería el esponjamiento del suelo durante la estación de lluvias y la contracción del mismo durante la estación seca.4.. el suelo puede soportar cargas mayores debidas a que las partículas mismas que soportan mejor. Impide los daños de las heladas: El agua se expande y aumenta el volumen al congelarse. - - - - 13 . Aumenta la capacidad para soportar cargas: Los vacíos producen debilidad del suelo e incapacidad para soportar cargas pesadas.. por lo que se producen grietas o un derrumbe total. el suelo se hunde dando lugar a que la estructura se deforme (asentamientos diferenciales).indique al menos 3 beneficios de la compactación. y a la vez. ya que en un suelo sin finos no se realiza ensayo proctor. Impide el hundimiento del suelo: Si la estructura se construye en el suelo sin afirmarlo. las paredes y losas del piso se agrieten. El agua fluye y el drenaje puede entonces regularse. Reduce el escurrimiento del agua: Un suelo compactado reduce la penetración de agua. Donde el hundimiento es más profundo en un lado o en una esquina. La densidad de una arena limpia (sin finos) seca y otra saturada son diferentes. Esta acción a menudo causa que el pavimento se hinche. Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo: Si hay vacíos. el agua puede penetrar en el suelo y llenar estos vacíos. 5. De acuerdo a estos valores se puede inferir que el suelo no es adecuado para ser usado en terraplenes o rellenos que deban soportar carga. Las capas establecidas deben tener un espesor similar y los golpes dados por el pisón deben distribuirse uniformemente.com/doc/77366563/34/BENEFICIOS-DE-LA-COMPACTACION 14 .com/doc/30513385/Informe-ensayo-Proctor http://es. Conclusiones Después de realizado este trabajo práctico podemos concluir que el ensayo Proctor es muy importante en la ingeniería de suelos. cada uno de los puntos que se determine debe realizarse con una fracción de suelo distinta.scribd. No es conveniente usar el mismo suelo para determinaciones sucesivas. que establece un procedimiento para determinar la relación entre la humedad y la densidad de un suelo compactado en un molde normalizado. Bibliografía Guía Laboratorio – Compactación Proctor http://es. NCh 1534/2 Of79.Observaciones y comentarios - - - El uso de este aparato es ventajoso en suelos que no contengan gruesos ya que el tiempo y el trabajo necesario para obtener una curva de compactación son muy inferiores al ensayo proctor y nos entrega resultados satisfactorios. y sobre todo en el diseño y construcción de rellenos y terraplenes. lo cual se corresponde con la experiencia. Pueden producirse errores en la determinación de la DMCS debido a la existencia de grumos en el suelo o una mezcla incompleta de suelo-agua que provoca una mala distribución de la humedad.scribd. Para este ensayo nos basamos en la norma chilena. ya que el suelo era fino y tenía un alto contenido de material orgánico. En este laboratorio hemos aprendido a realizar el procedimiento para llevar a cabo el ensayo y poder así saber que compactación máxima permite el suelo en estudio y cuál es la humedad óptima para lograr la máxima compacidad.