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UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL
ASIGNATURA: LAB. GEOTACNIA I
INFORME
Ing. Leonardo Toscano A.
GRUPO N°: 1
ASISTIERON:
FECHA: 22 de Mayo del 2012
ENSAYO: Determinación de la densidad seca en campo por el método del cono
de arena
NORMA:
OBJETIVO GENERAL
Determinar la densidad seca y el contenido de humedad del suelo en el campo
mediante el método del cono de arena.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
1.) Conocer el funcionamiento correcto del equipo para realizar el ensayo del
método del cono de arena.
2.) Calcular el porcentaje de compactación de una muestra de suelo de campo.
3.) Comparar la compactación obtenida por el ensayo del cono de arena con
un valor referenciado del ensayo Proctor Modificado ( )
EQUIPOS Y MATERIALES
 Molde Próctor
 Equipo Primordial (compuesto de un frasco, un cono metálico y arena de
Ottawa que pase la malla #20 y se retenga en la #30)
 Base metálica para el cono
 Balanza de aproximación de 1 gramo
 Balanza de aproximación de 0,1 gramos
 Capsula de Aluminio
 Brocha y un Cordel
 Estufa
 Un cincel y un martillo
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TIPO DE MUESTRA Y PROCEDENCIA
La muestra utilizada es de tipo balasto de relleno comúnmente encontrada en
canteras y generalmente utilizada como material de relleno, y su procedencia está
ubicada a un costados de la cancha de futbol de la universidad de sucre a 12 m
del desagüe del las canchas.
PROCEDIMIENTO DE PRUEBA
1. Se obtuvo los pesos del cono, con la arena a utilizar, y de todos los
recipientes.
2. Se llevó el cono y los materiales al campo.
3. Se ubicó la placa base en el suelo.
4. Se rompió el suelo con el cincel, a través de la placa, para obtener la
muestra a trabajar.
5. Se removió la muestra sin perder material.
6. Se abrió la llave del cono para dar paso a la arena que, en cuanto llenó el
hueco, dio paso al cerramiento de la llave.
7. Se levantó el cono del sitio para llevar a tomar su peso de nuevo.
8. Debido al costo de la arena, se recoge del hueco para después tamizar y
lavar para poderla usar de nuevo.
9. Se repite el proceso de pesado al equipo con la arena que quedo en el
depósito.
10. la muestra de suelo extraída fue pesada, horneada y nuevamente pesada.
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RESULTADOS
Tabla 1
Determinación de la Densidad de la Arena
DESCRIPCION DATOS
Masa del Molde Cilíndrico + Arena (gr) 9.744,00
Masa del molde Cilíndrico (gr) 7.590,00
Masa de la Arena Contenida en el Cilindro (gr) 2.154,00
Volumen del Cilindro (D=10 cm & L=20 cm) (m3) 0,00157
Densidad de la Arena (Kg/m3) 1.371,97
Tabla 2
Datos Obtenidos del Ensayo del Cono de Arena
DESCRIPCION MASA (Gramos)
Masa del suelo Extraído del Hueco (Mm) 2.412,0
Masa Equipo + Arena (mi) 9.730,0
Masa Equipo - Masa de la Arena en el cono 8.318,0
Masa de la Arena en el Cono (Ma.cono) 1.412,0
Masa Equipo + Arena final (mf) 6.582,0
Masa de la arena en el hueco 1.736,0
Tabla 3
Determinación del Contenido de Humedad del suelo extraído del hueco
DESCRIPCION DATOS
Masa de la lata (gr) 31,5
Masa de la lata + suelo húmedo (gr) 98,6
Masa del suelo húmedo (gr) 67,1
Masa del suelo seco + lata 90,5
Masa del suelo seco (gr) 59
Masa del agua evaporada (gr) 8,1
Contenido de humedad (%) 13,73%
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CALCULOS
Masa de la arena en el hueco = 1736 gramos
Densidad de la Arena= 1371,97
Densidad Humedad del suelo
Densidad Seca del suelo
Peso Especifico Seco =
La densidad especifica seca en el laboratorio del ensayo Proctor Modificado es de
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Grado de Compactación
El grado de compactación óptimo oscila entre 95% y 100% y el grado de
compactación que se obtuvo es de 82,13%.
Para un
El peso específico seco es:
La energía aplicada en el ensayo Proctor es de:
Y de acuerdo al peso específico seco calculado en campo, ubicado en la grafica
se observo que se necesita más energía y disminuir el contenido de humedad
para lograr la compactación adecuada.
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ANALISIS DE RESULTADOS
De acuerdo a los resultados obtenidos que fueron; un peso especifico seco de
16,45 ( ) y un contenido de humedad de 13.73% que
ubicados en la grafica de la curva de compactación del ensayo Proctor Modificado
el punto queda por fuera del grado de compactación optimo que oscila entre 95%
y 100% con un grado de compactación real de 82,15%. De esto se puede analizar
que en el terreno aun no se ha logrado las especificaciones de compactación por
lo tanto se debe incrementar la energía de compactación y disminuir el contenido
de humedad en campo, además cabe resaltar las condiciones que el terreno
presento en el momento del ensayo; ya que el contenido de humedad de este se
vio alterado por causa de lluvia la noche anterior y dicho terreno fue compactado
hace años. También vale mencionar que el suelo utilizado en el laboratorio no es
el mismo que el del terreno, razones por las cuales se entienden y se aceptan las
discrepancias obtenidas en los resultados obtenidos del ensayo.
CONCLUSIONES
De los resultados obtenidos se puede concluir que:
 Es menester aumentar las pasadas de la maquinaria y disminuir el
contenido de humedad en el terreno en el terreno para lograr las
especificaciones de compactación requeridas.
 El ensayo método del cono de arena fue bien realizado de acuerdo al
procedimiento a seguir para éste, ya que los resultados arrojados no se
alejan de la realidad (independientemente de los resultados del Proctor
modificado) del terreno ensayado.
 Este ensayo de laboratorio es muy interesante, puesto que por medio de él
podemos conocer el grado de compactación de una capa de suelo en
campo, es muy sencillo no necesita mucho tiempo (con excepción de
esperar que se seque la muestra extraída del suelo).
 Se puede decir que se cumplieron todos los objetivos propuestos en el
ensayo.
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 Este método de ensayo generalmente es utilizado para determinar la
densidad seca del suelo para la construcción de terraplenes, rellenos viales
y rellenos estructurales entre otros.
RECOMENDACIONES
 Una limitante de gran apreciación para dicho ensayo es el contenido de
roca o material grueso superior a 38 mm (1 ½”) en la muestra de suelo y
por ello es remendable tener cuidado con la muestra de suelo extraída.
 Es necesario que la arena del equipo tenga una densidad y una gradación,
uniforme para evitar la segregación durante la manipulación y uso.
 En el momento del ensayo en terreno se recomienda evitar cualquier tipo
de vibración en el área circundante, ya que esto puede provocar un exceso
de arena el agujero, puesto que esta no caería libremente sino inducida
 No se recomienda reutilizar la arena del equipo y en caso de hacerlo
limpiarla de impurezas y volver a tamizar.
 Para felicitar y optimizar resultados se requiere utilizar un equipo de alta
precisión para el estudio de la densidad del suelo, un densímetro nuclear.
INQUIETUDES
¿De qué trata el ensayo?
Este método de ensayo se usa para determinar la densidad de los suelos
compactados, utilizados para construir terraplenes, rellenos viales y rellenos
estructurales. Se usa con frecuencia, como base para la aceptación de suelos
compactados a una densidad especificada o un porcentaje de densidad máxima
determinada por los métodos de ensayo de las normas INV E – 141 o INV E –
142.
¿Por qué es necesario?
Este ensayo es de veras importancia porque con el podemos determinar la
densidad de los suelos compactados y es utilizado de soporte para el
mejoramiento u optimización de los suelos donde se realizara una obra civil.
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¿Por qué se selecciona dicho equipo para el ensayo?
El equipo utilizado fue seleccionado por que es el método más sencillo y ortodoxo
para la medición de las densidades de los suelos compactado, también se debe
tener en cuenta que no hay valor de referencia aceptado para este método, por lo
tanto no es posible determinar la desviación.
¿Es equipo convencional, modificado o especialmente diseñado para dicho
ensayo?
Este equipo es especialmente diseñado para la medición de volúmenes
irregulares, más no para determinar el objetivo general del ensayo (para el caso
de nuestro ensayo), basta mencionar que existen otros equipos diseñados
especialmente para la determinación de densidades de suelos compactados.
¿Cómo funciona?
Este equipo es de funcionamiento mecánico, el consta de un deposito plástico,
una válvula de paso y una boca en forma de cono, en el interior del depósito de
plástico se encuentra contenida la arena que al abrir la válvula caerá libremente en
el hueco de volumen irregular, realizado manualmente.
¿Qué limitaciones tiene?
Según la norma INV. E-161 se puede decir que el uso de este método de ensayo
está limitado, generalmente, a suelos en condición no saturada. No se recomienda
este método para suelos blandos o friables (que se desmoronan fácilmente) o en
condición tan húmeda que el agua se escurra hacia el hueco excavado para la
prueba. En los suelos que se deforman fácilmente o que pueden cambiar de
volumen por la vibración generada al excavar el hueco, o por pasar o caminar
cerca al hueco durante el ensayo, se puede afectar la exactitud de la prueba.
¿Qué debe saber o ser capaz de hacer el alumno al término de la práctica?
Al culminar el ensayo el estudiante a tenido que desarrollar sus facultades y sus
conocimientos en el contexto de estudiar las densidades y la compactación de un
suelo, con el fin de obtener los datos necesarios como soporte para una obra civil
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o un estudio de un suelo, es decir el estudiante podrá desenvolverse en el campo
de las compactaciones de suelos en los estudios geotécnicos.

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  • 2. UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL ASIGNATURA: LAB. GEOTACNIA I INFORME Ing. Leonardo Toscano A. TIPO DE MUESTRA Y PROCEDENCIA La muestra utilizada es de tipo balasto de relleno comúnmente encontrada en canteras y generalmente utilizada como material de relleno, y su procedencia está ubicada a un costados de la cancha de futbol de la universidad de sucre a 12 m del desagüe del las canchas. PROCEDIMIENTO DE PRUEBA 1. Se obtuvo los pesos del cono, con la arena a utilizar, y de todos los recipientes. 2. Se llevó el cono y los materiales al campo. 3. Se ubicó la placa base en el suelo. 4. Se rompió el suelo con el cincel, a través de la placa, para obtener la muestra a trabajar. 5. Se removió la muestra sin perder material. 6. Se abrió la llave del cono para dar paso a la arena que, en cuanto llenó el hueco, dio paso al cerramiento de la llave. 7. Se levantó el cono del sitio para llevar a tomar su peso de nuevo. 8. Debido al costo de la arena, se recoge del hueco para después tamizar y lavar para poderla usar de nuevo. 9. Se repite el proceso de pesado al equipo con la arena que quedo en el depósito. 10. la muestra de suelo extraída fue pesada, horneada y nuevamente pesada.
  • 3. UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL ASIGNATURA: LAB. GEOTACNIA I INFORME Ing. Leonardo Toscano A. RESULTADOS Tabla 1 Determinación de la Densidad de la Arena DESCRIPCION DATOS Masa del Molde Cilíndrico + Arena (gr) 9.744,00 Masa del molde Cilíndrico (gr) 7.590,00 Masa de la Arena Contenida en el Cilindro (gr) 2.154,00 Volumen del Cilindro (D=10 cm & L=20 cm) (m3) 0,00157 Densidad de la Arena (Kg/m3) 1.371,97 Tabla 2 Datos Obtenidos del Ensayo del Cono de Arena DESCRIPCION MASA (Gramos) Masa del suelo Extraído del Hueco (Mm) 2.412,0 Masa Equipo + Arena (mi) 9.730,0 Masa Equipo - Masa de la Arena en el cono 8.318,0 Masa de la Arena en el Cono (Ma.cono) 1.412,0 Masa Equipo + Arena final (mf) 6.582,0 Masa de la arena en el hueco 1.736,0 Tabla 3 Determinación del Contenido de Humedad del suelo extraído del hueco DESCRIPCION DATOS Masa de la lata (gr) 31,5 Masa de la lata + suelo húmedo (gr) 98,6 Masa del suelo húmedo (gr) 67,1 Masa del suelo seco + lata 90,5 Masa del suelo seco (gr) 59 Masa del agua evaporada (gr) 8,1 Contenido de humedad (%) 13,73%
  • 4. UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL ASIGNATURA: LAB. GEOTACNIA I INFORME Ing. Leonardo Toscano A. CALCULOS Masa de la arena en el hueco = 1736 gramos Densidad de la Arena= 1371,97 Densidad Humedad del suelo Densidad Seca del suelo Peso Especifico Seco = La densidad especifica seca en el laboratorio del ensayo Proctor Modificado es de
  • 5. UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL ASIGNATURA: LAB. GEOTACNIA I INFORME Ing. Leonardo Toscano A. Grado de Compactación El grado de compactación óptimo oscila entre 95% y 100% y el grado de compactación que se obtuvo es de 82,13%. Para un El peso específico seco es: La energía aplicada en el ensayo Proctor es de: Y de acuerdo al peso específico seco calculado en campo, ubicado en la grafica se observo que se necesita más energía y disminuir el contenido de humedad para lograr la compactación adecuada.
  • 6. UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL ASIGNATURA: LAB. GEOTACNIA I INFORME Ing. Leonardo Toscano A. ANALISIS DE RESULTADOS De acuerdo a los resultados obtenidos que fueron; un peso especifico seco de 16,45 ( ) y un contenido de humedad de 13.73% que ubicados en la grafica de la curva de compactación del ensayo Proctor Modificado el punto queda por fuera del grado de compactación optimo que oscila entre 95% y 100% con un grado de compactación real de 82,15%. De esto se puede analizar que en el terreno aun no se ha logrado las especificaciones de compactación por lo tanto se debe incrementar la energía de compactación y disminuir el contenido de humedad en campo, además cabe resaltar las condiciones que el terreno presento en el momento del ensayo; ya que el contenido de humedad de este se vio alterado por causa de lluvia la noche anterior y dicho terreno fue compactado hace años. También vale mencionar que el suelo utilizado en el laboratorio no es el mismo que el del terreno, razones por las cuales se entienden y se aceptan las discrepancias obtenidas en los resultados obtenidos del ensayo. CONCLUSIONES De los resultados obtenidos se puede concluir que:  Es menester aumentar las pasadas de la maquinaria y disminuir el contenido de humedad en el terreno en el terreno para lograr las especificaciones de compactación requeridas.  El ensayo método del cono de arena fue bien realizado de acuerdo al procedimiento a seguir para éste, ya que los resultados arrojados no se alejan de la realidad (independientemente de los resultados del Proctor modificado) del terreno ensayado.  Este ensayo de laboratorio es muy interesante, puesto que por medio de él podemos conocer el grado de compactación de una capa de suelo en campo, es muy sencillo no necesita mucho tiempo (con excepción de esperar que se seque la muestra extraída del suelo).  Se puede decir que se cumplieron todos los objetivos propuestos en el ensayo.
  • 7. UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL ASIGNATURA: LAB. GEOTACNIA I INFORME Ing. Leonardo Toscano A.  Este método de ensayo generalmente es utilizado para determinar la densidad seca del suelo para la construcción de terraplenes, rellenos viales y rellenos estructurales entre otros. RECOMENDACIONES  Una limitante de gran apreciación para dicho ensayo es el contenido de roca o material grueso superior a 38 mm (1 ½”) en la muestra de suelo y por ello es remendable tener cuidado con la muestra de suelo extraída.  Es necesario que la arena del equipo tenga una densidad y una gradación, uniforme para evitar la segregación durante la manipulación y uso.  En el momento del ensayo en terreno se recomienda evitar cualquier tipo de vibración en el área circundante, ya que esto puede provocar un exceso de arena el agujero, puesto que esta no caería libremente sino inducida  No se recomienda reutilizar la arena del equipo y en caso de hacerlo limpiarla de impurezas y volver a tamizar.  Para felicitar y optimizar resultados se requiere utilizar un equipo de alta precisión para el estudio de la densidad del suelo, un densímetro nuclear. INQUIETUDES ¿De qué trata el ensayo? Este método de ensayo se usa para determinar la densidad de los suelos compactados, utilizados para construir terraplenes, rellenos viales y rellenos estructurales. Se usa con frecuencia, como base para la aceptación de suelos compactados a una densidad especificada o un porcentaje de densidad máxima determinada por los métodos de ensayo de las normas INV E – 141 o INV E – 142. ¿Por qué es necesario? Este ensayo es de veras importancia porque con el podemos determinar la densidad de los suelos compactados y es utilizado de soporte para el mejoramiento u optimización de los suelos donde se realizara una obra civil.
  • 8. UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL ASIGNATURA: LAB. GEOTACNIA I INFORME Ing. Leonardo Toscano A. ¿Por qué se selecciona dicho equipo para el ensayo? El equipo utilizado fue seleccionado por que es el método más sencillo y ortodoxo para la medición de las densidades de los suelos compactado, también se debe tener en cuenta que no hay valor de referencia aceptado para este método, por lo tanto no es posible determinar la desviación. ¿Es equipo convencional, modificado o especialmente diseñado para dicho ensayo? Este equipo es especialmente diseñado para la medición de volúmenes irregulares, más no para determinar el objetivo general del ensayo (para el caso de nuestro ensayo), basta mencionar que existen otros equipos diseñados especialmente para la determinación de densidades de suelos compactados. ¿Cómo funciona? Este equipo es de funcionamiento mecánico, el consta de un deposito plástico, una válvula de paso y una boca en forma de cono, en el interior del depósito de plástico se encuentra contenida la arena que al abrir la válvula caerá libremente en el hueco de volumen irregular, realizado manualmente. ¿Qué limitaciones tiene? Según la norma INV. E-161 se puede decir que el uso de este método de ensayo está limitado, generalmente, a suelos en condición no saturada. No se recomienda este método para suelos blandos o friables (que se desmoronan fácilmente) o en condición tan húmeda que el agua se escurra hacia el hueco excavado para la prueba. En los suelos que se deforman fácilmente o que pueden cambiar de volumen por la vibración generada al excavar el hueco, o por pasar o caminar cerca al hueco durante el ensayo, se puede afectar la exactitud de la prueba. ¿Qué debe saber o ser capaz de hacer el alumno al término de la práctica? Al culminar el ensayo el estudiante a tenido que desarrollar sus facultades y sus conocimientos en el contexto de estudiar las densidades y la compactación de un suelo, con el fin de obtener los datos necesarios como soporte para una obra civil
  • 9. UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL ASIGNATURA: LAB. GEOTACNIA I INFORME Ing. Leonardo Toscano A. o un estudio de un suelo, es decir el estudiante podrá desenvolverse en el campo de las compactaciones de suelos en los estudios geotécnicos.