Laboratorio 3-mecanica de fluidos

1. LABORATORIO 3
Carrera: Ingeniería civil
Profesor: Aybar Arriola Gustavo Adolfo
Curso: Mecánica de Suelos
Sección: CX-52
INTEGRANTES:
LIMA-PERU

2. ÍNDICE
1. PROCTORESTANDAR
1.1 MARCO TEÓRICO
1.2 MATERIALES UTILIZADOS
1.3 PROCEDIMIENTO
1.4 CÁLCULOS
1.5 CONCLUSIÒN Y RECOMENDACIÓN
1.6 BIBLIOGRAFÍA
2. DENSIDAD DE CAMPO (CONO DE ARENA)
2.1 MARCO TEÓRICO (NORMAS)
2.2 MATERIALES UTILIZADOS
2.3 PROCEDIMIENTO (FOTOS)
2.4 DATOS (CÁLCULOS)
2.5 CONCLUSIÒN Y RECOMENDACIÓN
2.6 OTROS MÈTODOS
2.7 BIBLIOGRAFÍA
ENSAYO DE PROCTOR

3. MARCO TEÒRICO
En mecánica de suelos, el ensayo de compactación Próctor es uno de los más
importantes procedimientos de estudio y control de calidad de la compactación de un
terreno. A través de él es posible determinar la densidad seca máxima de un terreno en
relación con su grado de humedad, a una energía de compactación determinada.
Los suelos colocados como rellenos de ingeniería (terraplenes, presas, relleno de
fundaciones, bases de caminos) son compactados a un estado de densidad para
obtener propiedades ingenieriles satisfactorias tales como, resistencia al cortante,
compresibilidad o permeabilidad. También, fundaciones en suelos son frecuentemente
compactadas para mejorar sus propiedades ingenieriles. Los ensayos de compactación
de laboratorio suministranla base para la determinación del porcentaje de compactación
y el contenido de agua necesario para alcanzar las propiedades ingenieriles requeridas,
y para controlar en la construcción y asegurar que la compactación y el contenido de
agua requeridos, sean obtenidos. Es por esta razón que el ensayo Próctor tiene una real
importancia en la construcción, ya que las estructuras y edificaciones necesitan de una
base resistente donde apoyarse.
OBJETIVO:
 Determinar la relación entre el Contenido de Agua y Peso Unitario Seco de los
suelos (curva de compactación).
 Obtener la curva que relaciona la humedad y la densidad seca máxima
 Obtener el punto donde para una humedad optima se alcanza el máximo peso
unitario seco.
DEFINICION:

4. Un suelo con un contenido de Humedad determinado es colocado en 5 capas dentro de
un molde de ciertas dimensiones, cada una de las capas es compactada en 25 ó 56
golpes con un pisón de 10 lbf (44.5 N) desde una altura de caída de 18 pulgadas (457
mm), sometiendo al suelo a un esfuerzo de compactación total de aproximadamente de
56 000 pie-lbf/pie3 (2 700 kN-m/m3).
Se determina el Peso Unitario Seco resultante. El procedimiento se repite con un
número suficiente de contenidos de agua para establecer una relación entre el Peso
Unitario Seco y el Contenido de Agua del Suelo. Estos datos, cuando son ploteados,
representan una relación curvilínea conocida comocurva de Compactación. Los valores
de Optimo Contenido de Agua y Máximo Peso Unitario Seco Modificado son
determinados de la Curva de Compactación.
LOGRO:
Reconocer y determinar la calidad del material para cada tipo de método para ser
usado en diversos tipos de trabajos a compactar.
NORMAS:
Las principales normativas que definen este ensayo son las normas:
- ASTM D-698 - ASTM D-1557
PROCTORESTANDAR Y MODIFICADO:
La diferencia básica entre el ensayo Proctor Estándar y el Modificado es la energía de
compactación usada.
Debido a que la energía que se emplea es definida por
𝑌 =
𝑛. 𝑁. 𝑃. 𝐻
𝑉
 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; y
 V - volumen del cilindro.
Además, por norma, se hace caer un peso de 2.5 kilogramos de una altura de 30
centímetros, compactando la tierra en 3 cámaras con 25 golpes y, en el Modificado, un
peso de 5 kilogramos de una altura de 45 centímetros, compactando la tierra en 5

5. cámaras con 50 golpes. De esta manera se conclusión que para el ensayo Proctor
Modificado se entrega más energía que para el ensayo Proctor Estándar.
METODOS DEL ENSAYO:
El Ensayo establece 3 métodos los cuales dependen de la granulometría del material.
 METODO A
Molde. - 4 pulg. de diámetro (101,6mm)
Material. - Se emplea el que pasa por el tamiz Nº 4 (4,75 mm).
Capas. - Tres 1.3.1.4. Golpes por capa. - 25 1.3.1.5. Uso. - Cuando el 25% ó menos
del peso del material son retenidos en el tamiz Nº 4 (4,75 mm).
Otros Usos. - Si el método no es especificado; los materiales que cumplen éstos
requerimientos de gradación pueden ser ensayados usando Método B ó C.
 METODO B
Molde. - 4 pulg. (101,6 mm) de diámetro.
Materiales. - Se emplea el que pasa por el tamiz de 3/8 pulg (9,5 mm).
Capas. - Tres
Golpes por capa. - 25
Usos. - Cuando más del 25% del peso del material es retenido en el tamiz Nº 4 (4,75mm)
y 25% ó menos de peso del material es retenido en el tamiz 3/8 pulga (9,5 mm).
Otros Usos: Si el método no es especificado, y los materiales entran en los
requerimientos de gradación pueden ser ensayados usando Método C.
 METODO C
Molde. - 6 pulg. (152,4mm) de diámetro.
Materiales. - Se emplea el que pasa por el tamiz ¾ pulg (19,0 mm).
Capas. - Tres.
Golpes por Capa. - 56.
Uso. - Cuando más del 25% en peso del material se retiene en el tamiz 3/8 pulg (9,53
mm) y menos de 30% en peso es retenido en el tamiz ¾ pulg (19,0 mm).
El molde de 6 pulgadas (152,4 mm) de diámetro no será usado con los métodos A ó B.
MUESTRAS:
La muestra requerida para el Método A y B es aproximadamente 35 lbm (16 kg) y para
el Método C es aproximadamente 65 lbm (29 kg) de suelo seco. Debido a esto, la
muestra de campo debe tener una muestra húmeda de al menos 50 lbm (23 kg) y 100
lbm (45 kg) respectivamente.

6. Determinar el porcentaje de material retenido en la malla Nº 4 (4,75 mm), 3/8pulg (9,5
mm) ó 3/4pulg (190 mm) para escoger el Método A, B ó C. Realizar esta
determinación separando una porción representativa de la muestra total y establecer
los porcentajes que pasan las mallas de interés mediante el Método de Análisis por
tamizado de Agregado Grueso y Fino.
MATERIALES UTILIZADOS
 Ensamblaje del Molde
Los moldes deben de ser cilíndricos hechos
de materiales rígidos y con la capacidad
adecuada
 El collar de extensión
Debe de alinearse con el interior del molde, la
parte inferior del plato base.
Pisón
El pisón debe caer libremente a una distancia de 18 ± 0,05 pulg
(457,2 ± 1,6 mm) de la superficie de espécimen
Extractor de Muestras
Puede ser solo el pisón y otro material que permita extraer el
suelo compactado.
 Balanza
Una balanza de Aproximadamente de
1 gramo
Tamices ó Mallas
Herramientas de Mezcla
(Cucharas, espátula y otros
aparatos mecánicos apropiados
para realizar bien la mezcla)
PROCEDIMIENTO

7.  Se pesó el material adecuado según el contenido de humedad al cual se va a
trabajar
 Se preparó cuatro especímenes con
contenidos de agua según lo establecido
en laboratorio. Se seleccionó los
contenidos de agua para cada espécimen
 Se mezcló el suelo continuamente hasta
que todo el suelo se haya mezclado con
el agua
 Se predio a separar la mezcla en 5 partes
para introducirlo dentro del molde en 5
capas cada una.
 Se determinó y anotó la masa del molde.
 Se ensambló y aseguró el molde y el collar al
plato base.
 Se colocó el suelo suelto dentro del molde y se
extendió en una capa de espesor uniforme.
 Se procedió a compactar cada capa con 56
golpes
𝑷𝒆𝒔𝒐 ∆ 𝑾%
110 2%
220 4%
330 6%
440 8%

8.  Después de la compactación de la última capa, se
removió el collar y plato base del molde. En caso de
quedar parte por encima del nivel se procedió
limpiarlo hasta nivelarlo.
 Luego se procedió a pesar el material junto con el
modo
 luego de la parte media del espécimen
se procede a retira una porción y
pesarlo para luego llevarlo al horno
para determinar su contenido de
humedad

9. DATOS
 Para cápsula 17 y 1:
Volumen del molde (cm3) 2123,1 g
Peso del molde (g) 5869,8 g
 Para cápsula 00 y 00:
Volumen del molde (cm3)
Peso del molde (g)
CALCULOS
 Para determinar la humedad:
𝑤(%) =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠
× 100
En el ensayo:
𝑷𝒆𝒔𝒐 ∆ 𝑾%
137.5 2%
275 4%
6%
8%
n de capsula 17 1
pesode capsula + suelohúmedo 587,1 g 617,0 g
peso de capsula + suelo seco 570,4 g 592,0 g 1220,5 g 829,6 g
capsula 154,9 g 159,8 g
Molde + suelo 10709,4 g 10682,4 g

10. 𝑤(%) =
( 𝒘 𝒄𝒂𝒑𝒔𝒖𝒍𝒂 + 𝒔 𝒉ú𝒎𝒆𝒅𝒐) − (𝒘 𝒄𝒂𝒑𝒔𝒖𝒍𝒂 + 𝒔 𝒔𝒆𝒄𝒐)
( 𝒘 𝒄𝒂𝒑𝒔𝒖𝒍𝒂 + 𝒔 𝒔𝒆𝒄𝒐)− (𝒘 𝒄𝒂𝒑𝒔𝒖𝒍𝒂)
× 100
#17 :
𝑤(%) =
(587,1)−(570,4 )
(570,4 )−(154,9)
× 100= 4,01%
#1
𝑤(%) =
(617,0)−(592,0 )
(592,0 )−(159,8)
× 100= 5,78%
 Para determinar el peso específico húmedo:
𝛾ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜 =
𝑃𝑒𝑠𝑜 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜
En el ensayo:
𝛾ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜 =
( 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑀𝑜𝑙𝑑𝑒 + 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜) − (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑀𝑜𝑙𝑑𝑒)
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒
#17
𝛾ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜 =
(10709,4)−(5869,8)
2123,1
=2,28
#1
𝛾ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜 =
(10682,4)−(5869,8)
2123,1
=2,27
 Para calcular el peso específico seco:
𝛾 𝑑 =
𝛾ℎú𝑚𝑒𝑑𝑜
1 +
𝑤(%)
100
#17
𝛾 𝑑 =
2,28
1 +
4,01(%)
100
= 2,19
#1
𝛾 𝑑 =
2,27
1 +
5,78(%)
100
= 2,15

11. FORMATO N° 8.
ENSAYO DE COMPACTACIÓN - TIPO: MODIFICADO.
METODO: Gravedad específica:
1 VOLUMEN (cm3) 2123,1 2123,1
2 PESO SUELOS +MOLDE (g) 10709,4 10682,4
3 PESO MOLDE (g) 5869,8 5869,8
4 PESO SUELO HÚMEDO COMPACTADO (g) 4839,6 4812,6
5 DENSIDAD HÚMEDA (g/cm3) 2.28 2.27
6 RECIPIENTEN° 17 1
7 PESO SUELO HÚMEDO + TARA (g) 587,1 617,0
8 PESO SUELO SECO + TARA (g) 570,4 592.0
9 PESO DETARA (g) 154.9 159,8
10 PESO DEAGUA (g) 16,7 25,0
11 PESO DESUELO SECO (g) 415,5 432.2
12 CONTENIDO DEAGUA (%) 4,01 5.78
13 DENSIDAD SECA (g/cm3) 2.19 2.15
 Gráfica 𝒘(%) 𝐯𝐬 𝜸 𝒅 .
PESO ∆ W% W% γhum (g/cm3) γd (g/cm3)
415,5 2% 4.01% 2.28 2.19
432,2 4% 5.78% 2.27 2.15
% %
% %

12. Resultados:
𝛾 𝑑𝑚á𝑥 =
𝑔
𝑐𝑚3
𝑤ó𝑝𝑡𝑖𝑚𝑎 = %
}
DENSIDAD DE CAMPO
1. Introducción:
Los ensayosenel campopuedenserdestructivosonodestructivos.Losensayos
destructivoscomprendenlaexcavaciónyremociónde parte del materialde relleno
(dejandounhuecoparaser rellenadoycompactadoposteriormente porel
constructor),mientras que losensayosnodestructivosdeterminanindirectamente el
pesounitarioyel contenidode aguadel rellenoytansólodejanunpequeñoagujero
enel terreno.
2. Objetivo:
Durante la práctica se desarrollaráenensayodel conode arenay se realizaráuna
aplicacióndemostrativadel ensayonuclearafinde comparar losresultadosobtenidos
mediante ambosmétodos.
3. Logro:
Tenerla capacidadde determinarlaeficienciadel trabajoconensayosde cortotiempo
y fiables.
4. Fundamento:
A. METODO DEL CONODE ARENA
Un agujeroesexcavadomanualmente enel sueloaserensayadoytodoel material
extraídodel huecoesdepositadoenunrecipiente.El huecose llenaconarenade
densidadconocidaque cae libremente atravésde uncono y de estamanera se
determinael volumen.

13. La densidadhúmedase determinadividiendolamasahúmedadel material removido
entre el volumendel hueco.Lahumedaddel material se determinamediantelos
métodosusuales(secadoal horno) yconestosdatosse calculala densidadsecadel
material.
5. Instrumentosy Componentes:
1) Horno, controladoportermostatoscapazde mantenerunatemperaturauniforme
de 110 +/- 5º C.
2) Balanzacon precisióna1 gr, capacidadmínima de 10Kg.
3) Cono,de dimensionesestándar,se empleaparaasegurarunflujoconstante y
reproducible de arena.
4) Contenedorde arena,concapacidadpara unvolumenmayorque lacantidadde
arena que se va a utilizar.Debe poseerundispositivotipoválvulade control para
iniciaryfinalizarel flujode arenahaciael cono.
5) Platobase,para realizarlacalibraciónpreviade laarenaque se va a utilizar.
6) Arenade Ottawa, debe serlimpia,seca,uniforme endensidadygradación,durable
y de flujolibre.Lagranulometríade laarena calibradadebe pasarla MallaN10 y ser
retenidaporlamallaN °20.
6. Procedimiento:
A. DensidadHúmedadel terreno
1) Se tiene el recipiente conarenade densidadyaconocida,conla cual trabajaremos.
2) Ubicar el lugar endonde se va a realizar ladeterminaciónde ladensidady,enun
cuadrado de 60 x 60 cm de lado,previamente nivelarlasuperficie.
3) Colocamos laplaca base sobre la superficiede sueloniveladoyenrasado.
4) Excavamosel sueloa travésde la perforaciónde laplacabase. La cavidaddebe
teneraproximadamente,lamismaprofundidadque el moldeutilizadoparacalibrarla
arena (10 a 15 cm aproximadamente).El material que extraemosdelagujerolo
depositamosdentrode unabolsaque posteriormente se pesara.
5) Se colocala botellaconel conoinvertidoenlaperforaciónde laplacabase.Abrir
rápidamente laválvuladel conoydejarque laarena llene lacavidaddel suelo.
6) Se cierrala válvulayse invierte el recipiente.
7) Se extrae laarenade la cavidady se recuperala porciónde arena que no se haya
ensuciado.
8) Se depositalaarenaque quede enlabotellaenunabolsa.

14. 9) Pesarel suelode laperforacióncontenidoenlabolsa.Tomar100 gr. de material
húmedoparadeterminarel contenidode humedad.
10) Pasarel material porel tamiz # 4, 3/8” o pesoseco.Emplearel valorde Gs que se
indique enel momentode lapráctica.