MORENO ENRIQUEZ JESUS ALFONSO

Transcripción

1

2 RALPH ROSCOE PROCTOR Fue un arquitecto estadounidense, conocido como el inventor de la prueba Proctor. Proctor, estudio ingeniería civil en la Universidad del Sur de California en Los Angeles en 1916, su prueba fue utilizado sobre todo en obras de construcción, en particular en la construcción de presas, como la presa de San Francisco y la construcción de la presa Bouquet Canyon en 1932 a 1934, la prueba Proctor sirve para determinar el óptimo contenido de agua de las masas de tierra compactados usados para la construcción de la presa. Descubrió cuantitativamente que, para una energía y las dimensiones de la muestra de suelo a un contenido de agua determinado de compresión fija, se logró una densidad seca máxima. Ha publicado el ensayo en 1933, y demostró ser muy útil especialmente en la construcción de carreteras.

3 DEFINICIÓN La prueba de suelo Proctor determina la densidad o compactación máxima que una muestra de suelo puede alcanzar. En mecánica de suelos, el ensayo de compactación Proctor es uno de los más importantes procedimientos de estudio y control de calidad de la compactación de un terreno. A través de el es posible determinar la compactación máxima de un terreno en relación con su grado de humedad, condición que optimiza el inicio de la obra con relación al costo y el desarrollo estructural e hidráulico.

4 PRUEBAS DE COMPACTACIÓN Actualmente existen muchos métodos para reproducir, al menos teóricamente, en laboratorio las condiciones dadas de compactación en terreno. Históricamente, el primer método, respecto a la técnica que se utiliza actualmente, es el debido R.R. Proctor y que es conocido como Prueba Proctor estándar. El mas empleado, actualmente, es el denominado prueba Proctor modificado en el que se aplica mayor energía de compactación que el estándar siendo el que esta mas de acuerdo con las solicitaciones que las modernas estructuras imponen al suelo. También para algunas condiciones se utiliza el que se conoce como Proctor de 15 golpes.

5 Todos ellos consisten en compactar el suelo, con condiciones variables que se especifican a continuación:

6 Los métodos 1 y 3 se emplean con suelos que tienen un alto % de partículas bajo la malla #4 = 4.76 mm, un buen criterio es considerar 80% en peso como mínimo. Los métodos 2 y 4 se emplean con suelos que tienen un % importante de partículas mayores a la malla #4 y menores que ¾. Con este procedimiento de compactación, Proctor estudió la influencia que ejercía en el proceso el contenido inicial de agua de suelo. Observó que a contenidos de humedad crecientes, a partir de valores bajos, se obtenían mas altos pesos específicos secos y, por lo tanto, mejores compactaciones de suelo, pero que esa tendencia no se mantenía indefinidamente, sino que al pasar la humedad de un cierto valor, los pesos específicos secos obtenidos disminuían, resultando peores compactaciones en la muestra. Es decir, que existe una humedad inicial denominada humedad optima, que produce el máximo peso especifico seco que puede lograrse con este procedimiento de compactación y, por consiguiente, la mejor compactación del suelo.

7 Los resultados de las pruebas de compactación se grafican en curvas que relacionan el peso específico seco versus el contenido de agua, para diferentes suelos.

8 CARACTERÍSTICAS El ensayo consiste en compactar una porción de suelo en un cilindro con volumen conocido, haciéndose variar la humedad para obtener el punto de compactación máxima en el cual se obtiene la humedad óptima de compactación. El ensayo puede ser realizado en tres niveles de energía de compactación, conforme las especificaciones de la obra: normal, intermedia y modificada.

9 La energía de compactación viene dada por la ecuación: Donde: Y - energía a aplicar en la muestra de suelo. n - número de capas a ser compactadas en el cilindro de moldeado. N - número de golpes aplicados por capa; P - peso del pisón. H - altura de caída del pisón. V - volumen del cilindro.

10 EQUIPAMIENTO - Molde de 100 cm. De diámetro nominal con una capacidad de ± lt, con un diámetro interno de ± 0.4mm. y una altura de ± 0.1 mm. - Molde de 150 mm. De diámetro nominal con una capacidad de 2124 ± lt, con un diámetro interno de ± 0.1 mm. - Pisón metálico de 50 ± 0.2 mm. De diámetro, con un peso de 2500 ± 10 g. Se ocupa en el método Standard. - Pisón metálico de 50 ± 2 mm. De diámetro con un peso de ± 10 g. Se ocupa en el método modificado. - Probetas graduado con capacidad de 500 cm 3 graduada a 2.5 cm 3. - 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 0.1 g. - Estufa - Regla de acero de 300 mm. De largo, tamices de 50; 20 y 5 mm. De abertura, cápsulas, pailas, poruñas.

11 CALIBRACIÓN DEL MOLDE Se pesa, se registra la masa del molde vacío (Mv) y se determina la capacidad volumétrica como sigue: Ajustar el cilindro y la placa base. Colocar el molde sobre una superficie firme, plana y horizontal. Llenar el molde con agua a temperatura ambiente y determinar la masa de agua que llena el molde (Mw) aproximadamente a 1 g. Medir la temperatura de agua y determinar su peso especifico لا) W ). Determinar la capacidad volumétrica aproximando a 1 cm 3, según la siguiente expresión: V = Mw W لا Donde : Mw : Masa de agua que llena el molde. agua. W : Peso específico del لا

12 TAMAÑO DE LA MUESTRA Molde Método Masa mínima de la muestra (g) Masa aprox. De fracción de muestra para cada determinación (g)

13 Se describe solo el método uno, Proctor Standard, ya que los demás siguen el mismo procedimiento variando solo las características indicadas. Para permitir un mínimo de 5 determinaciones de punto de la curva de compactación, dos bajo la humedad óptima y dos sobre ellas, se procede a secar al aire una cantidad suficiente de suelo. Se selecciona el material haciéndolo pasar por la malla Nº4, se pesa el material retenido por ella y el que pasa. Se utiliza en el ensaye solo el material que pase bajo esta malla. Se mezcla cada porción de suelo, con agua para llevarla al contenido de humedad deseado, considerando el agua contenido en la muestra. Para permitir que el contenido de humedad se distribuya uniformemente en toda la muestra, se guardan las proporciones de suelo en envases cerrados. Se pesa el molde y su base. Se coloca el collar ajustable sobre el molde. Colocar una capa de material aproximadamente 1/3 de la altura del molde más el collar. Compactar la capa con 25 golpes uniformemente distribuidos en el molde de 100 mm de diámetro con un pisón de 2.5 kg con una altura de caída de 30.5 cm. Repetir 2 veces la operación anterior, escarificando ligeramente la superficie compactada antes de agregar una nueva capa. Al compactar la ultima capa debe quedar un pequeño exceso de material por sobre el borde del molde, el que debe sobresalir de ¼ a ½ pulgada. Retirar cuidadosamente el collar ajustado y enrasar la superficie del molde con una regla metálica. Pesar el molde (con la placa) y el suelo y restar la masa del primero, obteniendo así la masa del suelo compactado (M). Registrar aproximado a 1 g. Retirar el material del molde y extraer dos muestras representativas del suelo compactado. Obtener la humedad de cada uno de ellos y registrar la humedad del suelo compactado como el promedio de ambas. Repetir las operaciones anteriores, hasta que haya un decrecimiento en la densidad húmeda del suelo. El ensaye se debe efectuar desde la condición más seca a la condición más húmeda.

14 CURVA DE COMPACTACION El peso específico húmedo ( tلا) se obtiene dividiendo el peso del material húmedo por el volumen interior del molde. tلا = Peso del material húmedo Volumen del molde A partir de los datos del contenido de humedad calculados, de cada muestra compactada de determina el peso especifico seco dلا según: w = Ww Ws. tلا = dلا w + 1 Donde: Ww : Peso del agua Ws : Peso de los sólidos

15 Con los datos obtenidos de dلا y w se construye un grafico similar a la siguiente figura:

16 CURVA DE SATURACIÓN La curva de saturación representa la densidad seca de un suelo en estado de saturación. Esto equivale a que los vacíos, Vv, esten totalmente ocupados por agua y se expresa por la relación W = [ 1 / dلا - 1 / Gs] Donde : seco. dلا = Peso específico Gs = Peso específico relativo de las partículas. Este contenido de humedad es por lo tanto la humedad que se necesita para llenar todos los vacíos de agua de una masa de suelo compactada a una densidad preestablecida.

17 Las principales normativas que definen estos ensayos son las normas americanas ASTM D-698 (ASTM es la American Society for Testing Materials, Sociedad Americana para el Ensayo de Materiales) para el ensayo Proctor estándar y la ASTM D-1557 para el ensayo Proctor modificado. En España existen las normas UNE que define el ensayo de compactación Proctor normal y la UNE que define el ensayo Proctor modificado.