Laboratorio de Estudio de Suelos

1. UNIVERSIDAD PRIVADA BOLIVIANA FACULTAD DE
INGENIERÍA Y ARQUITECTURA CARRERA DE INGENIERÍA
CIVIL
INFORME ACADÉMICO LABORATORIO # 2
VALOR DE SOPORTE CALIFORNIA CBR
ASTM D-1883, 8p
Estudiantes:
Fedra Alcalá Machado
Pablo Brañez Guevara
Mariam Oropeza Caballero
Materia: Mecánica de Suelos II
Docente: Mg. Fabiana Viscarra
Cochabamba, 22.09.2021

2. CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN 5
2. OBJETIVOS 6
1. OBJETIVO GENERAL 6
2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 6
3. MUESTRA 7
4. EQUIPAMIENTO 8
5. PROCEDIMIENTO O METODOLOGÍA 14
6. CÁLCULOS Y RESULTADOS 16
7. CONCLUSIONES 25
8. OBSERVACIONES 25
9. BIBLIOGRAFÍA 26
10. ANEXOS 28

3. LISTA DE TABLAS
TABLA 1 REGISTRO DE DATOS Y RESULTADOS DEL ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO 19
TABLA 2 REGISTRO DE DATOS Y RESULTADO EN LABORATORIO 19
TABLA 3 DATOS OBTENIDOS PARA EL CÁLCULO DE HUMEDADES 22
TABLA 4 REGISTRO DE DATOS Y RESULTADOS DE LOS CONTENIDOS DE HUMEDADES 24
TABLA 5 INFORME TÉCNICO DE COMPACTACIÓN 28

4. LISTA DE FIGURAS
FIGURA 3-1 Ubicación de la Zona de Extraccion del Sillar (1) 7
FIGURA 4-1 Horno a Temperatura (2) 8
FIGURA 4-2 Molde de Compactación (6”) (3) 8
FIGURA 4-3 Martillo o Pison Cilindrico de Compactación (4) 9
FIGURA 4-4 Balanza de Precisión (5) 9
FIGURA 4-5 Tamiz N° 40 (6) 9
FIGURA 4-6 Cronómetro (7) 10
FIGURA 4-7 Tripode con Deformímetro (8) 10
FIGURA 4-8 Pesa Cilindrica de 5 lb. (9) 11
FIGURA 4-9 Disco Metálica Espaciador (10) 11
FIGURA 4-10 Base Metálica con Vástago para Drenaje (11) 11
FIGURA 4-11 Contenedores Metálicos Pequeños (12) 12
FIGURA 4-12 Papel Filtro (13) 12
FIGURA 4-13 Bolsa Plástica (14) 12
FIGURA 4-14 Piseta con Medida (15) 13
FIGURA 4-15 Brocha (16) 13
FIGURA 4-16 Regla Enrasadora (17) 13
FIGURA 4-17 Calibrador Vernier

5. 1 INTRODUCCIÓN
El ensayo de relación de soporte de California fue desarrollado en
1929 por un grupo de ingenieros encargados de la parte de las carreteras
en California. Se la hizo para clasificar la capacidad de un suelo para ser
utilizado como sub-rasante o material de base en la construcción de
carreteras.
El ensayo de CBR mide la resistencia al corte y se obtiene un número
de relación de la carga unitaria necesaria para lograr una cierta
profundidad de penetración dentro de la muestra de suelo compactada
a un contenido de humedad y densidad controladas con respecto a la
carga unitaria patrón requerido para obtener la misma profundidad de
penetración en una muestra estándar de material triturado.
Es interesante comentar que este ensayo se puede hacer en el
terreno o en un suelo compactado. Si bien este método es empírico, se
basa en muchos trabajos de investigación anteriormente realizados tanto
en los laboratorios de ensayo de materiales, como en el terreno, lo que
permite considerarlo como de los mejores procedimientos prácticos
hechos y controlados hasta la actualidad. El procedimiento ha sufrido
varias variaciones, pero en general sigue los lineamientos dados por los
autores.
En este informe de laboratorio se observa la obtención de una curva
de compactación y los cálculos para la obtención del contenido de
humedad y la densidad unitaria seca máxima guiados por los datos de
laboratorio. El ensayo fue guiado por la norma ASTM D1883. (1)

6. 2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo General
El objetivo general del laboratorio es hallar el valor de C.B.R. y un número
asociado a la resistencia a la penetración de una muestra de suelo con
humedad y densidad vigilado.
2.2 Objetivos Específicos
• Conocer las formas de correcta preparación de la muestra para la
compactación.
• “Reconocer las condiciones mecánicas del suelo, de forma
aproximada, relacionadas con la resistencia al corte del mismo.”

7. 3 MUESTRA
La muestra que fue utilizada para el laboratorio se extrajo de la zona El
Sillar, ubicada en la nueva carretera Cochabamba-Santa Cruz como se
muestra en la Figura 3.1. El Sillar se caracteriza por tener un suelo no muy firme
debido a los constantes deslizamientos, que suceden ocasionando cortes de
vías en la carretera. La muestra tenía un aspecto húmedo y se observaban
diferentes granulometrías con colores de una escala de grises y es de tipo
alterada y se obtuvo a 1 metro de profundidad del lugar.
Figura N° 3.1: Ubicación del lugar de extracción de la muestra de la Zona El Sillar, de
camino Cochabamba-Santa Cruz. (2)

8. 4 EQUIPAMIENTO
1. Horno a temperatura de 110± 5°C.- Horno con capacidad de
alcanzar una temperatura de 110ªC con un error de ± 5ª, que se
muestra en la Figura N°4.1, se utilizó para extraer la mayor cantidad
de humedad de la muestra obtenida.
Figura N° 4.1 Horno a temperatura (3)
2. Molde de compactación ( 6” ), con extensión y placa de soporte
perforada.- Molde de compactación, como en la Figura N°4.2 que se utilizó para
compactar la muestra brindada.
Figura N°4.2 Molde de compactación (4)

9. 3. Martillo o pisón cilíndrico de compactación (junto con su guía) de 44,5N de
peso y 457,2mm de altura de caída.- Martillo circular que se muestra en la Figura
N°4.3, se desliza dentro de un cilindro que mantiene la fuerza constante durante el
proceso de compactación como el que se puede observar en la Figura N°4.3.
Figura N° 4.3 Martillo de Compactación (5)
4. Balanzas de 0,01g. y 1.0g de precisión.- Balanza de precisión con una
capacidad máxima de 450 g. y un error de ± 0.01g. El instrumento que se puede ver
en la Figura N°4.4 fue utilizado para pesar muestra y agua.
Figura N° 4.4 Balanza de precisión (6)

10. 5. Tamiz N°40.- Instrumento que permite separar la muestra fina de la muestra
gruesa. Se utilizó para preparar la muestra para el ensayo. Se muestra en la Figura
N°4.5.
Figura N° 4.5 Tamiz N° 40 (7)
6. Cronómetro.- Reloj modificado que sirve para poder medir el tiempo que
va transcurriendo, como se muestra en la Figura N°4.6, se utilizó para controlar el
tiempo mientras pasaba la deformación.
Figura N° 4.6 Cronometro digital (8)

11. 7. Trípode con deformímetro.Trípode mostrado en la Figura N°4.7 es
especialmente diseñado para medir la expansión de la muestra utilizada en la
prueba CBR.
Figura N° 4.7 Trípode con deformímetro (9)
8. Pesas cilíndricas de 5 libras.- Como se muestra en la Figura N°4.8 es una
pesa de 5 libras que ejerce una presión constante a la muestra compactada.
Figura N° 4.8 Pesa cilíndrica de 5 libras (10)

12. 9. Disco metálico espaciador para molde Proctor.- Disco cilíndrico macizo
como se observa en la figura N°4.9 de aprox. 6” que fue colocado en el fondo del
molde de compactación.
Figura N° 4.9 Disco Metálico espaciador (11)
10. Base metálica con vástago para drenaje y medición de
deformación.- Este equipo que se muestra en la Figura N°4.10 se usó
para monitorear la expansión por posicionarlo sobre la muestra de suelo
y encima trípode de deformamiento que nos brindaría los datos.
Figura N°4.10 Base metálica con vástago para drenaje (12)

13. 11. Contenedores metálicos para determinación del contenido de humedad.-
Los recipientes que se observan en la Figura N°4.11 son de metal y se utilizaron para
guardar las muestras y ponerlas al horno.
Figura N° 4.11 Recipientes Metálicos (13)
12. Papel filtro. Es un tipo de papel semipermeable, que viene de diferentes
formas como se observa en la Figura N°4.12 y se utilizó para el molde y generar una
situación de flujo.
Figura N° 4.12 Papel Filtro (14)

14. 13. Bolsa plástica.- Se utilizaron para cubrir la muestra mezclada y que conserve
su humedad,son bolsas grandes de plástico color negro como se muestra en la
Figura N°4.15.
Figura N° 4.15 Bolsas de plástico (15)
14. Piseta con medidas.- El botellón pequeño que se muestra en la Figura N°4.16
se utilizó para verter agua en la muestra sin pasarse de las medidas calculadas.
Figura N° 4.14 Piseta con Medida (16)

15. 5 PROCEDIMIENTO O METODOLOGÍA
Para elaborar la presente práctica de laboratorio se desarrollaron los
siguientes pasos:
1. Se clasificó la muestra y se realizó la prueba Proctor Modificado para
obtener el dato de contenido de humedad óptimo.
2. Se determinó el dato de contenido de humedad óptimo, contenido de
humedad de la muestra y el peso unitario seco máximo de la muestra.
3. Se pesó 4,5 Kg de muestra.
4. Se calculó el volumen de agua a añadirse, para llegar a la humedad
requerida.
5. Se mezcló el nuevo volumen de agua y la muestra con una pala de
laboratorio.
6. Se cubrió la mezcla con una bolsa plástica para conservar y unificar la
humedad en toda la muestra.
7. Se pesó nuevamente la masa más el nuevo volumen de agua y se
registró el dato.
8. Se pesó dos recipientes metálicos vacíos y se anotó el dato.
9. Se llenó de pequeñas muestras de suelo los recipientes.
10. Se pesaron nuevamente los recipientes y se registró la masa húmeda.
11. Se colocó en el horno por 24 horas, se obtuvo el peso de la masa seca
y se marcó el dato dado.
12. Se realizó la medición de altura, diámetro y peso del molde CBR y se
anotaron los datos obtenidos.
13. Se colocó un papel filtro en la base del molde, encima se emplazó el
disco metálico espaciador.
14. La compactación fue realizada en 5 capas, dando 10 golpes entre
cada una de ellas.
15. Cuando se finalizó la compactación, se procedió al retiro de la base
metálica del molde.
16. Se colocó nuevamente un papel filtro, para proceder a dar la vuelta y
realizar el retirado de disco espaciador.
17. Se puso encima una base metálica de drenaje con una vástago en la
parte superior y se añadieron dos pesos circulares de 5 libras.
18. Luego se sumergió el conjunto del molde por 72 horas, se colocó en el
vástago el trípode con deformímetro.
19. Se tomó la primera lectura del dial de deformación a las 24 horas.
20. Cuando se concluyó el periodo de saturación de la muestra, se
procedió a sacarla del agua.
21. Se dejó drenar durante 15 min.
22. Se colocó en la máquina de compresión y se sentó el vástago de
penetración sobre la superficie del suelo.
23. Se usó la carga inicial de 10 libras en la máquina de compresión, una
vez que se obtuvo la carga inicial. Se colocaron los deformímetros de
penetración y dial de carga en ceros.

16. 6 CÁLCULOS Y RESULTADOS
MEDICIÓN DE LA MUESTRA
• Pesos
Muestra húmeda: 4 776 (g)
Base + Molde: 7 310 (g)
Base + Molde + Muestra compacta: 11 700 (g)
• Diámetro del molde:
d1 = 15,22 [cm]
d2 = 15,18 [cm]
d3 = 15,20 [cm]
𝑃𝑟𝑜𝑚 =
15,22 + 15,18 + 15,20
3
= 15,20 [𝑐𝑚]
• Altura del molde:
H1 = 11,71 [cm]
H2 = 11,68 [cm]
H3 = 11,70 [cm]
𝑃𝑟𝑜𝑚 =
11,71 + 11,68 + 11,70
3
= 11,70 [𝑐𝑚]
• Velocidad de deformación
Una velocidad de deformación de 1,27 (mm/min)
• Lecturas obtenidas en laboratorio
Con los datos que se obtuvieron en laboratorio se llenó la tabla 1:

17. Tabla 1 Registro de datos para CBR
• Deformación en mm con dial de deformación (𝒅𝒅𝒅)
𝑑𝑑𝑑 = 𝑑𝑑 × 0.001 × 25.4 [Ecuación 1]
Donde:
dd = Dial de deformación
Remplazando la ecuación 1 con los datos de 30 (s) se obtiene:
𝑑𝑑𝑑 = 25 × 0,001 × 25,4 = 0,635 [𝑚𝑚]
• Cálculo de carga (𝑪)
𝐶 = (𝑑𝑐 − 100) × 0,0458780390132356 + 0,234256097752727 [Ecuación 2]
Donde:
dc = Dial de carga
Remplazando la ecuación 3 con los datos de 30 (s) se obtiene:
𝐶 = (103 − 100) × 0,0458780390132356 + 0,23425609775272 = 0,3719[𝐾𝑁]
Deformación Tiempo Deformacion Carga
mm Seg 0.001 pulg Divisiones
0 0 0 100
0,64 30 25 103
1,27 60 41 147
1,91 90 72 185
2,54 120 98 222
3,18 150 123 255
3,81 180 147 283
4,45 210 173 306
5,08 240 199 326
7,62 360 305 383
10,16 480 412 403
12,7 600 525 403

18. • Cálculo de área (Av)
𝐴0 =
(
𝑑𝑣
100
×𝜋)
2
4
[Ecuación 3]
Donde:
dv = Diámetro vástago = 5 (cm)
Remplazando la ecuación 3 se obtiene:
𝐴0 =
(
5
100
)
2
× 𝜋
4
= 0,001963[𝑚2]
• Esfuerzo (σ)
𝜎 =
𝐶
𝐴𝑣
[Ecuación 4]
Donde:
Av = Área del vástago en m2
C = Cálculo de Carga
Remplazando en la ecuación 4, con los datos de 30 (s):
𝜎 =
0,3719
0,001963
= 189,402𝐾𝑁/𝑚2
]
A continuación, se llenó la tabla 2:
Tabla 2 Registro de datos y resultados de la prueba de CBR
Deformación Tiempo Deformacion Carga Deformación dial Carga Área del Vástago Esfuerzos
mm Seg 0.001 pulg Divisiones mm KN m2 KN/m
0 0 0 100 0 0,23426 0,001963 119,306
0,64 30 25 103 0,635 0,37189 0,001963 189,402
1,27 60 41 147 1,0414 2,39052 0,001963 1217,484
1,91 90 72 185 1,8288 4,13389 0,001963 2105,373
2,54 120 98 222 2,4892 5,83138 0,001963 2969,896
3,18 150 123 255 3,1242 7,34535 0,001963 3740,957
3,81 180 147 283 3,7338 8,62994 0,001963 4395,191
4,45 210 173 306 4,3942 9,68513 0,001963 4932,597
5,08 240 199 326 5,0546 10,60269 0,001963 5399,907
7,62 360 305 383 7,747 13,21774 0,001963 6731,740
10,16 480 412 403 10,4648 14,13530 0,001963 7199,050
12,7 600 525 403 13,335 14,13530 0,001963 7199,050

19. Con los datos obtenidos anteriormente, se genera la siguiente figura 17:
Figura 17. Deformación mm vs Esfuerzo (KN/m2
)
Se realizó el trazado de 1 y 2 pulgadas, como se puede observar en la figura 18:
Figura 18. Obtención de P.O.(0,1) y P.O.(0,2)
P.O. (0.1) = 3 567 [KN/m2]
P.O. (0.2) = 5 615 [KN/m2]
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
0 2 4 6 8 10 12 14
Deformación (mm) vs Esfuerzo (KN/ m2)

20. • Cálculo del CBR A
𝐶𝐵𝑅 =
𝑃.𝑂.(0.1)×100
𝑃.𝑃.
= 𝐴 [Ecuación 5]
Donde:
P.O. (0,1) = Presión obtenida para una deformación de 0,1 pulg
P.P = Presión Parámetro = 6 900 [KN/m2]
Remplazando las ecuaciones 5 se obtiene:
𝐶𝐵𝑅 =
3 567 × 100
6 900
= 51,70 %
• Cálculo del CBR B
𝐶𝐵𝑅 =
𝑃.𝑂.(0.2)×100
𝑃.𝑃.
= 𝐵 [Ecuación 6]
Donde:
P.O. (0,2) = Presión obtenida para una deformación de 0,2 pulg
P.P = Presión Parámetro = 10 300 [KN/m2]
Remplazando las ecuaciones 6 se obtiene:
𝐶𝐵𝑅 =
5 615 × 100
10 300
= 54,51 %
𝑪𝑩𝑹 = 𝟓𝟒, 𝟓𝟏 %
• Humedad (w%)
ABO 1
Masa Húmeda: 78,58 (g)
Masa Seca: 72,88 (g)
ABO 2
Masa Húmeda: 64,46 (g)
Masa Seca: 59,77 (g)
𝑤 =
𝑚𝑤
𝑚𝑠
× 100 [Ecuación 7]
Donde:
w = el porcentaje de humedad.
mW = la masa del agua en la muestra.
mS = la masa de sólidos en la muestra.
Remplazando la ecuación 7 se obtiene:
𝑤 =
5,7
72,88
× 100 = 7,82%

21. 𝑤 =
4,69
59,77
× 100 = 7,85%
𝑊𝑝𝑟𝑜𝑚 =
7,82 + 7,85
2
= 7,84 %
• Cálculo de área y volumen:
𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑡𝑜𝑟 = 𝜋 ∗ 𝑟2
[Ecuación 8]
Donde:
r = el radio promedio del proctor
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑡𝑜𝑟 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑡𝑜𝑟 × 𝐻𝑝𝑟𝑜𝑚 [Ecuación 9]
Donde:
Hprom = el promedio de las alturas calculadas de la muestra.
Remplazando las ecuaciones 8 y 9 se obtiene:
Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑡𝑜𝑟 = (
15,20
2
)
2
∗ 𝜋 = 181,458 [𝑐𝑚2]
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑡𝑜𝑟 = 181,458 ∗ 11,70 = 2123,05 [𝑐𝑚3]
• Densidad de la muestra húmeda
𝜌𝑚ℎ =
𝑚𝑎𝑠𝑎𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
[Ecuación 10]
Remplazamos en la ecuación 10 con los datos de la muestra húmeda:
𝜌𝑚ℎ =
4,390
0,002123
= 2067,83 [
𝐾𝑔
𝑚3
]

22. 7 CONCLUSIONES
Mediante los procesos de compactación realizados en el laboratorio y
luego haber completado los cálculos pertinentes se concluyó en el valor del
CBR, la humedad y densidad de la muestra. Con los datos obtenidos se pudo
realizar la gráfica de esfuerzo vs deformación, que nos dio los valores de Presión
obtenida por esfuerzo en 0,1 y0,2 pulgadas. Estos datos nos permitieron tener
una idea de la resistencia al corte de la muestra, además de obtener su
porcentaje de la humedad.

23. 8 OBSERVACIONES
Durante el laboratorio se pudo observar los cuidados necesarios a la hora
de la preparación de la mezcla como ser la humedad óptima del suelo para
realizar una buena compactación. Tener cuidado en la cantidad de suelo que
se pone en cada capa de compactación porque puede suceder que no se
llegue a nivel de enrasamiento requerido provocando errores en los resultados
obtenidos.
También es muy importante el cuidado que se tiene con la muestra
durante todo el proceso, ya que es muy probable que pierda humedad por
estar al aire libre, y también dependiendo el lugar. Y esto puede afectar en la
hora de la compactación y hallar su humedad óptima que es lo que importa.
Se pudo dar un buen relacionamiento de teoría y práctica, con ayuda de
los cálculos y resultados una mejor compresión, el ensayo es moroso y para
obtener resultados más precisos se requiere mayor tiempo en laboratorio y
seguimiento de la muestra.

24. 9 ANEXOS
VALOR DE SOPORTE CALIFORNIA CBR
ASTM D-1883, 8p
En la tabla N°3, se encuentra el informe técnico del trabajo de laboratorio:
VALOR DE SOPORTE CALIFORNIA CNR
ASTM D-1883, 8p
Tabla N°3: INFORME TÉCNICO VALOR DE SOPORTE CALIFORNIA CBR
a) Datos
Proyecto: Compresión No Confinada Fecha de muestreo: 16.09.2021
Ubicación: Universidad Privada Boliviana Fecha de ensayo: 16.09.2021
Identificación de la muestra: T2-10G Operador: Fedra Alcalá
Pablo Brañez
Mariam Oropeza
Condición de la muestra: Inalterada
b) Datos de laboratorio y
cálculos
Muestra T2-10G
CBR A (%) 51,70
CBR B (%) 54,51
CBR (%) 54,51
Muestra ABO 1 ABO 2
Muestra (g)
78,58 64,46
Muestra seca (g)
72,88 59,77

25. Contenido de humedad (%) 7,82 7,85
Contenido de humedad
promedio (%) 7,84
Muestra compactada (kg)
4,390
Área del proctor (cm2
)
181,46
Volumen proctor (cm3
)
2123,05
Densidad de muestra húmeda
(Kg/m3
) 2067,83
En la figura N° 13 se muestra la curva de Esfuerzo (KN/m) vs Deformación (mm) de donde se
obtiene los valores de P.O.(0,1) y P.O.(0,2)
Figura 18. Obtención de P.O.(0,1) y P.O.(0,2)
P.O. (0.1) = 3 567 [KN/m2]
P.O. (0.2) = 5 615 [KN/m2]

26. 10 BIBLIOGRAFÍA
1. ASTM. ASTM.org. ASTM.org. [En línea] 22 de Septiembre de 2021. [Citado el: 22 de Septiembre
de 2021.] https://www.astm.org/search/fullsite-search.html?query=1883.
2. GoogleEarth. GoogleEarth. GoogleEarth. [En línea] 20 de Septiembre de 2021. [Citado el: 20 de
Septiembre de 2021.]
3. Propia, Autoría. Horno. [Imagen] Cochabmmba : s.n., 2021.
4. —. Molde. [imagen] Cochabamba : s.n., 2021.
5. —. Martillo. [Imagen] Cochabamba : s.n., 2021.
6. —. Balanza. [Imagen] Cochabamba : s.n., 2021.
7. —. Tamiz. [Imagen] Cochabamba : s.n., 2021.
8. —. Cronómetro. [Imagen] Cochabamba : s.n., 2021.
9. —. trípode con deformimetro. [Imagen] Cochabamba : s.n., 2021.
10. —. Discos. [Imagen] Cochabamba : s.n., 2021.
11. —. Pastilla. [Imagen] Cochabamba : s.n., 2021.
12. —. Tbla con palito. [Imagen] Cochabamba : s.n., 2021.
13. —. Recipientes. [Imagen] Cochabamba : s.n., 2021.
14. —. Papel filtro. [Imagen] Cochabamba : s.n., 2021.
15. —. Bolsas. [Imagen] Cochabamba : s.n., 2021.
16. —. Piseta. [Imagen] Cochabamba : s.n., 2021.