- Información
- Chat IA
Exposicion 5 - Informe tema compactacion de suelos
mecánica de suelos 1 (e.g. Matematica)
Escuela Militar de Ingeniería
Comentarios
Otros documentos relacionados
Vista previa del texto
ExposiciÛn
TEMA: COMPACTACI”N DE SUELOS NOMBRES Y C”DIGOS: Ch·vez Bascope Jorge S8583- Condori Rengifo Juan Jacinto S7362- Lora Choque Critzabel Sinai S8541- Unzueta Alvis Pablo AndrÈs A24830- Ust·rez Barba Willy Urias S8485- FECHA: 24/07/
- DefiniciÛn, caracterÌsticas y objetivos Compactar un suelo significa densificarlo artificialmente, incrementar este valor y mejorar sus propiedades fÌsicas. La compactaciÛn aumenta las caracterÌsticas de resistencia de los suelos, incrementando de este modo la capacidad de carga de las cimentaciones construidas sobre ellos. En la construcciÛn de terraplenes de carreteras, presas de tierra y muchas otras estructuras de ingenierÌa, los suelos sueltos deben ser compactados para aumentar sus pesos unitarios. Estabilizar un suelo, es el resultado de la aplicaciÛn de procesos que alteran sus propiedades iniciales y mejoran su comportamiento desde el punto vista resistente, incrementando sus caracterÌsticas fÌsico mec·nicas.
- Entre los suelos que deben ser estabilizados est·n:
- Suelos Expansivos
- Taludes Inestables
- Bases y Sub Bases de terraplenes
Ventajas que se logran estabilizando un suelo se pueden mencionar
- Incrementar su capacidad portante y resistencia el esfuerzo cortante.
- Reducir la compresibilidad y asentamientos.
- Disminuir la permeabilidad.
- Reducir el Ìndice de vacÌos y la humedad.
- Reducir la licuefacciÛn potencial.
- Minimizar la retracciÛn y expansiÛn
- MÈtodo proctor Las pruebas de laboratorio est·ndar utilizadas para evaluar los pesos especÌficos secos m·ximos y los contenidos de humedad Ûptimos para varios suelos son:
- La prueba Proctor est·ndar (designaciÛn ASTM D-698 – AASHTO T
- La prueba Proctor modificada (designaciÛn ASTM D-1557) – AASHTO T
- El suelo se compacta en un molde en varias capas con un pisÛn. El contenido de humedad del suelo, w, se cambia, y se determina el peso especÌfico seco, gd, de compactaciÛn para cada prueba.
La energÌa de compactaciÛn por unidad de volumen, E, usada en la prueba Proctor, puede escribirse como:
- Determine el peso especÌfico de sÛlidos del suelo.
- Conozca el peso unitario del agua gw.
- Suponga algunos valores de w, tales como 5%, 10%, 15% y asÌ sucesivamente
- Use la ecuaciÛn para calcular gcva para algunos valores de w. EJECUCI”N DEL ENSAYO PASO 1 Primeramente debe definir que humedades tomara de referencia para encontrar la humedad optima , una vez decidido, calcule la cantidad de agua necesaria para llegar a la humedad del punto determinado PASO 2 Vierta la cantidad de agua sobre el recipiente donde se encuentra la porciÛn de muestra correspondiente al primer punto, se sugiere que sea de manera pausada para que el proceso
de humectaciÛn sea homogÈneo y no queden partes secas. PASO 3 Una vez preparada la muestra para el primer punto, coloca el molde en una superficie firme y sin inclinaciones (preferentemente piso plano), De acuerdo al mÈtodo de ensayo proceda al paso 4 PASO 4 (A Y C) Coloque una capa de material de aproximadamente un tercio de la altura del molde m·s el collar y compacte la capa con 25 golpes de pisÛn uniformemente distribuidos en el molde. Este paso debe ser repetido 2 veces mas PASO 4 (B Y D) Coloque una capa de material de aproximadamente un tercio de la altura del molde m·s el collar y Compacte la capa con 56 golpes de pisÛn uniformemente distribuidos en el molde. Este paso debe ser repetido 2 veces m·s. PASO 5 Luego de registrado el peso proceda a extraer 2 muestras del material en el molde, de las cuales se deben obtener su % de humedad, el promedio de estas se considera el % de humedad del suelo compactado. Este paso debe realizarse para todos los puntos. se deben realizar 5 puntos para formar la curva, en caso de que los datos no lleven a su forma. 3. CompactaciÛn de suelos no cohesivos Importancia La compactaciÛn de suelos no cohesivos es un proceso importante en la construcciÛn y la ingenierÌa civil para aumentar la resistencia y la estabilidad del suelo. Los suelos no cohesivos, tambiÈn conocidos como suelos granulares, son aquellos que carecen de partÌculas finas y no poseen una cohesiÛn natural entre sus granos. Ejemplos de suelos no cohesivos incluyen arena, grava y limo. El objetivo de la compactaciÛn en suelos no cohesivos es reducir los vacÌos y aumentar la densidad del suelo para mejorar sus propiedades mec·nicas. Esto se logra al aumentar la
proyecto especÌfico en el que se est· trabajando. Tipos de suelo no cohesivos Los suelos no cohesivos son aquellos que carecen de cohesiÛn entre sus partÌculas, lo que significa que no tienen una fuerza de atracciÛn entre ellas. Estos suelos suelen estar compuestos principalmente por partÌculas de arena, grava y limo. AquÌ tienes algunos ejemplos de suelos no cohesivos:
- Arena: La arena es un suelo no cohesivo compuesto principalmente por partÌculas de tamaÒo medio. Es com ̇n encontrarla en playas, desiertos, dunas y tambiÈn en muchos sitios de construcciÛn.
- Grava: La grava est· compuesta por partÌculas m·s grandes que la arena y se encuentra com ̇nmente en lechos de rÌos, playas y como componente en la construcciÛn de carreteras y hormigÛn.
- Limo: El limo es un suelo fino y no cohesivo formado por partÌculas muy pequeÒas. Es frecuente encontrarlo en zonas cercanas a cursos de agua y en ·reas con depÛsitos sedimentarios.
- Gravilla: La gravilla consiste en partÌculas m·s pequeÒas que la grava pero m·s grandes que la arena. Se utiliza en la construcciÛn de caminos y en algunos tipos de hormigÛn.
- Arenisca: Es una roca sedimentaria formada principalmente por granos de arena unidos por una matriz que puede contener limo o arcilla. Es utilizada como material de construcciÛn.
- Conglomerado: Es una roca sedimentaria compuesta por cantos rodados y guijarros unidos por una matriz de grava o arena.
- Duna de arena: Las dunas son montÌculos de arena formados por la acciÛn del viento en zonas desÈrticas o costeras. La arena en las dunas es un ejemplo tÌpico de suelo no cohesivo. Estos son solo algunos ejemplos de suelos no cohesivos. Es importante tener en cuenta que la composiciÛn y caracterÌsticas de los suelos pueden variar significativamente seg ̇n la ubicaciÛn geogr·fica y las condiciones locales. La identificaciÛn y comprensiÛn de los tipos
de suelos son fundamentales para la planificaciÛn y ejecuciÛn de proyectos de construcciÛn, ingenierÌa civil y geotecnia. Lo m·s importante En los suelos no cohesivos, como la arena y la grava, la compactaciÛn se logra principalmente mediante la reorientaciÛn de las partÌculas sÛlidas y la eliminaciÛn de los espacios vacÌos entre ellas. A diferencia de los suelos cohesivos, donde la compactaciÛn implica la creaciÛn de fuerzas de cohesiÛn para unir las partÌculas, en los suelos no cohesivos, el objetivo es aumentar la densidad y reducir los espacios de aire entre las partÌculas para mejorar la resistencia del suelo. Cuando se aplica presiÛn a un suelo no cohesivo mediante maquinaria de compactaciÛn, como rodillos vibratorios o rodillos lisos, las partÌculas se reorganizan y se acomodan m·s estrechamente entre sÌ. Esto disminuye los espacios de aire o vacÌos, lo que aumenta la densidad y la capacidad portante del suelo. La eliminaciÛn de los espacios vacÌos es crucial para la compactaciÛn efectiva, ya que los espacios de aire pueden hacer que el suelo sea dÈbil y propenso a asentamientos y deformaciones. Al reducir estos espacios, se aumenta la superficie de contacto entre las partÌculas sÛlidas, lo que resulta en una mayor resistencia y estabilidad del suelo. En resumen, la compactaciÛn de suelos no cohesivos se basa en la reorientaciÛn de las partÌculas sÛlidas y la eliminaciÛn de espacios vacÌos para aumentar la densidad y mejorar las propiedades mec·nicas del suelo. Este proceso es fundamental en la construcciÛn de carreteras, cimentaciones de edificios y otras estructuras donde se requiere un suelo m·s resistente y estable.
Una relaciÛn de vacÌos alta (elevado valor de "e") indica que hay muchos espacios vacÌos entre las partÌculas del suelo, lo que resulta en un suelo suelto. Por otro lado, una relaciÛn de vacÌos baja (bajo valor de "e") indica que hay menos espacios vacÌos, lo que resulta en un suelo m·s denso. Para entender por quÈ en un suelo suelto se tiene una relaciÛn de vacÌos (e) alta y en un suelo denso se tiene una relaciÛn de vacÌos (e) baja, podemos considerar cÛmo se distribuyen las partÌculas del suelo en cada caso:
Suelo suelto (e=0,9): En un suelo suelto, las partÌculas est·n menos compactadas y hay m·s espacios de aire o vacÌos entre ellas. Por lo tanto, el volumen de los espacios vacÌos es considerable en relaciÛn con el volumen total del suelo, lo que resulta en una relaciÛn de vacÌos alta (e=0,9).
Suelo denso (e=0,35): En un suelo denso, las partÌculas est·n m·s estrechamente empaquetadas y hay menos espacios de aire entre ellas. Como resultado, el volumen de los espacios vacÌos es menor en relaciÛn con el volumen total del suelo, lo que conduce a una relaciÛn de vacÌos baja (e=0,35). Es importante tener en cuenta que la relaciÛn de vacÌos (e) est· influenciada por la forma, el tamaÒo y la distribuciÛn de las partÌculas del suelo, asÌ como por el grado de compactaciÛn del suelo. La relaciÛn de vacÌos es una propiedad geotÈcnica esencial que se utiliza en el an·lisis y diseÒo de cimentaciones, estabilidad de taludes y otros aspectos relacionados con
Curva de compactaciÛn saturaciÛn La compactaciÛn constituye una unidad de obra donde la interacciÛn entre la naturaleza del suelo, sus condiciones, la maquinaria y el buen hacer de las personas que intervienen en ella son cruciales. Desgraciadamente, en numerosas ocasiones se trata a la compactaciÛn como una unidad de obra complementaria o auxiliar. Las variables que m·s influyen en la compactaciÛn son la naturaleza del terreno, su grado de humedad y la energÌa aplicada. Estas variables se estudian a continuaciÛn.
Curva de compactaciÛn La densidad, humedad y huecos est·n relacionados entre sÌ. Se trata de comprobar empÌricamente lo que ocurre al someter a un suelo a un proceso de compactaciÛn. Dicho experimento consiste en golpear capas dentro de un cilindro, mediante un procedimiento normalizado, y medir la densidad seca y humedad en cada caso. Se realizar· el estudio sometiÈndolo a diversas energÌas de compactaciÛn y humedades. Este experimento permite la obtenciÛn de las curvas de compactaciÛn, que relacionan el peso especÌfico seco y la humedad de las muestras de suelo compactadas con una energÌa determinada, y que presentan un m·ximo, m·s o menos acusado, seg ̇n su naturaleza. Los valores tÌpicos de los pesos unitarios m·ximos secos oscilan entre 16 y 20 kN/m3, con los valores m·ximos en el intervalo de 13 a 24 kN/m3. Cifras superiores a 23 kN/m3 son raras,
VariaciÛn de la energÌa de compactaciÛn La composiciÛn granulomÈtrica del suelo y su sensibilidad al agua de su fracciÛn fina son muy significativas al compactar. Los terrenos granulares sin finos presentan curvas de compactaciÛn aplanadas, sin un m·ximo muy definido, teniendo escasa influencia su humedad. Los suelos finos (m·s del 35% en peso) presentan pesos especÌficos secos m·s bajos que si no tuviesen tantos finos, y por consiguiente precisan de mayor humedad. Lo idÛneo es una mezcla de tamaÒos m·s o menos continua, con un m·ximo del 10 al 12% de finos.
Curvas de compactaciÛn para diversos materiales (Johnson y Sallberg, 1960) En obra suele ser difÌcil mantener contenidos de agua prÛximos al Ûptimo, lo cual implica que, si las curvas de compactaciÛn tienen ramas con fuertes pendientes, estos materiales van a ser m·s difÌciles de compactar, ya que pequeÒos cambios de humedad causan fuertes bajas en la densidad. Son preferibles curvas con cuyas ramas tengan pendientes m·s suaves. La curva de saturaciÛn es muy importante en aplicaciones tÈcnicas por ejemplo en la refrigeraciÛn que el refrigerante que es la sustancia responsable de las transferencia de calor esta saturado dentro del evaporador de u refrigerador esto implica que al disminuir o aumentar la presiÛn en el evaporador disminuye o aumenta la temperatura a la cual el refrigerante se evapora.
Los rodillos con neum·ticos de caucho son mejores en muchos aspectos que los rodillos de ruedas lisas. Los primeros son vagones muy pesados con varias filas de neum·ticos. Estos neum·ticos est·n muy prÛximos entre sÌ, de cuatro hasta seis en la fila. La presiÛn de contacto debajo de las llantas puede oscilar desde 600 hasta 700 kN/m2 que producen de 70% a 80% de cobertura. Los rodillos neum·ticos se pueden utilizar para la compactaciÛn de suelo arenoso y arcilloso. La compactaciÛn se logra mediante una combinaciÛn de presiÛn y acciÛn de amasado.
Los rodillos vibratorios son muy eficientes en la compactaciÛn de suelos granulares. Los vibradores se pueden unir a ruedas lisas de caucho o a rodillos compactadores de suelo para proporcionar efectos de vibraciÛn en la tierra. La vibraciÛn se produce mediante la rotaciÛn de pesos fuera del centro.
Los vibradores manuales pueden ser utilizados para la compactaciÛn efectiva de suelos granulares en un ·rea limitada. Estos vibradores tambiÈn son montados en maquinas por cuadrillas y pueden ser utilizados en las zonas menos restringidas.
Ademas, el tipo de suelos y contenido de humedad deben ser considerados otros factores para alcanzar el peso unitario de compactacion deseado en campo. Estos factores incluyen el grosor de la elevacion, la intensisdad de la presion aplicada por el equipo de compactacion y el area sobre la cual se aplica la presion. La presion aplicada en la superficie disminuye con la profundidad, lo que resulta en una disminucion en el grado de compactacion del suelo Durante la compactacion el peso unitario seco del suelo tambien se ve afectado por el numero de pasadas de los rodillos. El peso unitario seco de un suelo con un contenido de
CompactaciÛn por vibraciÛn La compactaciÛn se logra aplicado al suelo vibraciones de alta frecuencia. Ej. Rodillos vibratorios o placa.
CompactaciÛn por amasado La compactaciÛn se logra aplicando al suelo altas presiones distribuidas en ·reas m·s pequeÒas que los rodillos lisos Ej. Rodillo pata de cabra.
CompactaciÛn por impacto La compactaciÛn es producida por una placa apisonadora que golpea y se separa del suelo a alta velocidad. Ej. Un apisonador o saltarÌn.
Equipos de compactaciÛn en laboratorio Se pueden realizar los diferentes ensayos de laboratorio (proctor normal, proctor modificado, proctor est·ndar) conociendo que los suelos presentan propiedades y caracterÌsticas particulares que los hacen ̇nicos, teniendo en cuenta esto se hace necesario implementar procesos en campo que nos permitan un adecuado proceso de densificaciÛn, a diferencia con los procesos de laboratorio se puede lograr las siguientes condiciones, densidad relativa, resistencia al corte, disminuciÛn de permeabilidad, susceptibilidad a los cambios volumÈtricos y por su puesto una muy alta densidad, todo esto se logra con los ensayos de proctor est·ndar, proctor modificado; pero ni en las mejores condiciones de diseÒo de la estructura de un suelo en campo es posible lograr todas estas caracterÌsticas en un alto porcentaje seg ̇n requerimientos exigidos por la norma de la ASSHO, ASTM y MOPT seg ̇n lo requiera el diseÒo. El propÛsito de este artÌculo es analizar y comparar la energÌa de compactaciÛn necesaria para lograr una Ûptima condiciÛn de compactaciÛn en campo u obra.
Exposicion 5 - Informe tema compactacion de suelos
Asignatura: mecánica de suelos 1 (e.g. Matematica)
Universidad: Escuela Militar de Ingeniería
- Descubrir más de:
