Manual de Laboratorio de Mecanica de Suelos

JOHNNY JARA RAMOS
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
LLAABBOORRAATTOORRIIOO DDEE MMEECCAANNIICCAA DDEE SSUUEELLOOSS1
CONTENIDO DE HUMEDAD
NORMAS: ASTM D653-90
NTP 339.127
1. OBJETIVOS
 Conocer la dependencia de las propiedades físicas y mecánicas de un
suelo ante el porcentaje de humedad en su estructura.
 Determinación porcentual del contenido de agua en una muestra de
suelo.
2. EQUIPO
 Cápsulas (taras) con sus respectiva tapa.
 Horno a temperatura constante de 105 +-5 grados centígrados.
 Balanza de precisión 3escalas o electrónica con precisión de 0.1g.
 Guantes.
 Otros ( espátulas, lona para cuarteo, badilejo)
3. INFORMACIÓN PRELIMINAR
Un suelo natural se considera como un sistema de fases:
La fase líquida no es característica permanente de un suelo, es solo
transitorio según las condiciones del lugar donde se encuentre; pudiendo llegar a
saturar el suelo y disminuyendo sus características de resistencia, o por el
contrario si el suelo contiene un porcentaje bajo de humedad sus características
de resistencia subirán.
El contenido de humedad de un suelo, es la suma del agua capilar, libre e
higroscópica presente en la masa del suelo con respecto al peso de los sólidos del
mismo.
100*%
Ws
Ww
w 
Relación expresada como porcentaje del peso de agua en una masa de suelo, al
peso de las partículas sólidas.
Se determina el peso del agua, secando el suelo húmedo hasta obtener un peso
constante del suelo seco.
Gaseoso
Líquido
Sólido

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4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
 Como mínimo se extraen tres muestras para realizar el ensayo,
dependiendo de la cantidad de la muestra.
 La cantidad de muestra dependerá del tipo de suelo, tal como se
muestra en la siguiente tabla.
Máximo
tamaño de
partícula (pasa
el 100%)
Tamaño de malla
Standard
Masa mínima
recomendada de
espécimen de ensayo
húmedo para
contenidos de
humedad reportados
a +/- 0.1%
Masa mínima
recomendada de
espécimen de ensayo
húmedo para
contenidos de
humedad reportados a
+/- 1%
2mm. o menos ITINTEC 2.00mm.
(Nro. 10)
20gr 20gr.
4.75mm. ITINTEC 4.75mm.
(Nro. 4)
100gr 20gr
( 3/8”)
500gr 50gr
19.0mm. ITINTEC
19.00mm.
( ¾”)
2.5Kg. 250gr
( ½”)
10Kg. 1 Kg.
(3”)
50Kg. 5 Kg.
 Pesar los recipientes vacíos para el contenido de humedad anotando su
identificación..
 Colocar la muestra de suelo natural en las cápsulas y determinar su
peso húmedo.
 Colocar las muestras de suelo en el horno por un tiempo de 18 a 24
horas.
 Sacar la muestra y dejar enfriar como mínimo 15 minutos antes de
pesar.
 Cuando la muestra al pesarlo demuestra un peso constante se determina
el peso seco.
 Se realiza los cálculos de contenido de humedad.
Observación: Cuando se trabaje con una muestra pequeña (menos de
200gr) que contiene partículas de grava mayores a 3/4”, no es apropiado
incluirlas en las muestras de ensayo. Sin embargo en el reporte de
resultados se mencionará y anotará el material descartado.

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5. REGISTRO DE DATOS Y RESULTADOS
 Muestra extraída de una calicata de profundidad : ______. Ubicada a
:______m.y con una potencia de:_____m.
 Material que presenta partículas finas cuyo tamaño máximo es
de:______mm.
 Se procedió a extraer muestras con peso mayores a: _____gr.
 A continuación los cálculos correspondientes:
Por último se saca un promedio de los tres resultados no pudiendo variar
estos 3 por mas de 2% en este caso se elimina el mas lejano de los resultados y se
promedia entre los dos restantes.
Ejemplo Nro. 01
*Tara se llama al envase metálico que se utiliza para realizar el ensayo.
W%= (8.98/73.39) * 100 = 12.24 (Número de tara 11)
W% = (P. De cápsula + Muestra Húmeda)-(P. De cápsula + Muestra Seca) x 100
(P. de cápsula + muestra seca) – (P. De cápsula)
Ejemplo Nro 02.
Nro De Tara L - 2 D – 3 D – 4
Peso de Tara gr. 14.52 14.85 14.48
Peso de Tara + M. Humeda gr. 94.28 93.21 97.58
Peso de Tara + M. Seca gr. 87.55 84.11 90.61
Peso de Agua gr. 6.73 9.1 6.97
Peso Muestra Seca gr. 73.03 69.26 76.13
Contenido de humedad W% W% 9.22% 13.14% 9.16%
Promedio cont. Humedad W% W% 9.19%
CALICATA N° 1
Nro De Tara * 11 8 18
Peso de Tara 72.8 69.32 78.4
Peso de Tara+ M. Humeda 155.17 167.72 159.63
Peso de Tara + M. Seca 146.19 157.19 151.2
Peso de Agua 8.98 10.53 8.43
Peso Muestra Seca 73.39 87.87 72.8
Contenido de humedad W% 12.24 11.98 11.58
Promedio cont. Humedad W%
11.93

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En este caso por ejemplo vemos que la muestra 2, presenta un resultado de
contenido de humedad, alejada en mas de 2% de las otras muestras, por lo tanto se
hallará el promedio solo de los resultados mas cercanos:
W% = (9.22% + 9.16%)
2
6. RECOMENDACIONES DEL ENSAYO.
 Se recomienda tener mucho cuidado al realizar el pesado de las
muestras, ya que un error en décimas varía los resultados.
 La cantidad de muestra también es muy importante tener en cuenta ya
que ésta debe ser representativa del estrato a examinar.
 Al extraer la muestra de la calicata se debe tener mucho cuidado de no
alterar su humedad mediante el uso de guantes, y colocar en bolsas de plástico
bien cerradas con su respectiva tarjeta.

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DENSIDAD DE LA MASA
1. OBJETIVOS
 Conocer y entender la relación de los tres elementos que componen una
muestra de suelo con el volumen que ocupan.
 Determinación en gr/cm3 de la masa de suelo.
2. EQUIPO
 Vaso para sumergir la muestra.
 Guantes y parafina.
 Cocina.
 Otros ( espátulas, cuchillos).
Cuando hablamos de la densidad de la masa estamos hablando de la
relación que existe entre el peso de la muestra de suelo y su volumen total, lo cual
incluye las 3 fases del suelo:
VOLUM PESO DE LA
DE LA MASA MASA.
La densidad o el peso específico del suelo, no es igual al de sus partículas
sólidas, sino que varía en función a la cantidad de vacíos que posea la masa del
suelo; y siempre será menor que el peso específico de las partículas sólidas, los
valores oscilan entre 1.6 a 2 gr/cm3.
 Podemos encontrar la densidad de la masa por dos métodos :
Gaseoso
Líquido
Sólido

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 Si el suelo es uniforme y de consistencia plástica, semi-sólida o sólida,
se puede tallar una muestra dándole una forma geométrica conocida, hallamos su
peso y lo dividimos entre el volumen.
H
L
A
masa
masa
m
V

 
 En caso de ser una muestra irregular por tener partículas de diversos
tamaños entonces se deberá extraer una muestra inalterada obteniendo su peso.
 Una vez que se a pesado se cubre la muestra con parafina para poder
proteger la estructura de la masa de suelo. Volvemos a pesar muestra + parafina.
 Sumergimos la muestra y obtenemos su peso en estado sumergido.

I.- DATOS M1 M2
1 318.4 615
2 335.5 649
3 119.5 232
4 17.1 34
5 216 417
6 0.92 0.92
7 18.59 36.96
8 197.41 380.04
1 1.61 1.62
2 PROMEDIO GR/CM3 1.62
VOLUMEN DE LA PARAFINA CC (4/6)
VOLUMEN DE LA MUESTRA CM3.(5-7)
II.- RESULTADOS
PESO ESPECIFICO DE MASA: P.E.M.GR/CM3 (1/8)
PESO DE LA MUESTRA SUMERGIDA + PARAFINA GR.
PESO DE LA PARAFINA GR.(2-1)
VOLUMEN TOTAL DE MUESTRA DE SUELO Y PARAFINA CM3.(2-3)
PESO ESPECÍFICO DE LA PARAFINA GR/CM3
PESO ESPECIFICO DE LA M ASA
ó DENSIDAD DE LA M ASA
PESO DE LA MUESTRA AL AIRE GR.
PESO DE LA MUESTRA + PARAFINA GR.

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PESO ESPECÍFICO DE LOS SÓLIDOS
1. OBJETIVOS
 Obtener la relación entre el peso de los sólidos sobre el volumen que
ocupan.
 Determinación en gr/cm3 de los sólidos de una masa de suelo.
2. EQUIPO
 Picnómetro de 100 a 500cc. de capacidad.
 Probeta de 500 a 1000ml.
 Termómetro graduado de –5 a 150grados centígrados.
 Pipeta.
 Baño de agua María.
 Otros (bandejas, taras, franela, guantes de asbesto).
El peso específico de los sólidos es la relación que existe entre el peso de
las partículas sólidas y su volumen que ocupan, que es fundamental para cálculos
posteriores de los asentamientos, y otras relaciones volumétricas de la masa de
suelo.
Los valores se sitúan entre 2.6 a 2.8 gr/cm3.
Es expresado por el símbolo = s
VOLUMEN PESO DE LOS
DE LOS SÓLIDOS SÓLIDOS.
sólidos
sólidos
S
V
W

 Podemos tener muestras con partículas finas y también mayores al
tamiza Nro. 8, en este caso se debe tamizar la muestra de suelo por dicho tamiz, y
realizar por separado los ensayos de peso específico de los sólidos tal como se
detalla a continuación:
Sólido

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 PARA PARTÍCULAS MAYORES AL TAMIZ NRO. 8 – ASTM C
127
 Cantidad de la muestra depende del tamaño máximo que ésta posea, tal
como se muestra en la siguiente tabla:
 Una vez que se obtiene la cantidad de la muestra, para evitar la
adherencia del material fino, se lavará la muestra a través del tamiz Nro. 8, y
dejarlo en una cubeta por espacio de 24 horas para saturar los poros del material
grueso.
 Una vez saturado se seca la superficie de la muestra con un paño de
franela, para dejarlo en estado saturado superficialmente seco.
 Colocar agua destilada en la probeta hasta un volumen exacto (anotar la
lectura de la probeta)
Lecturar el volumen.
Agua destilada
 Introducir la muestra con mucho cuidado y colocar la probeta en una
superficie plana, para leer el volumen total.
Lecturar el volumen final
Partículas sólidas

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 Una vez lecturado el volumen colocar la muestra en una bandeja y
dejarlo secar al horno por 24 horas.
 Por último se obtiene el peso de la muestra seca.
REGISTRO DE DATOS Y RESULTADOS
I.- DATOS
1 814.4
2 819.8
3 300
4 610
5 310
6 2.63
7 23ºC
8 0.9993
9 PESO ESPECIFICO DE LOS SÓLIDOS CORREGIDO: P.E.S. 6*8 GR/CM3 2.6253
10 2.6253
FACTOR DE CORRECCIÓN K (TABLA 1) AL FINAL
GRAVEDAD ESPECÍFICA RELATIVA DE LOS SÓLIDOS:9/ (peso específico del agua=1gr/cm3)
PESO ESPEC IFIC O DE LOS SÓLIDOS RET. N RO. 8
PESO DE LA MUESTRA SECADA AL HORNO GR.
PESO DE LA MUESTRA SATURADA SUPERFICIALMENTE SECA GR.
VOLUMEN EN LA INICIAL EN LA PROBETA CC
VOLUMEN EN LA FINAL EN LA PROBETA CC.
VOLUMEN DE LA MUESTRA CC. (4-3)
II.- RESULTADOS
PESO ESPECIFICO DE LOS SÓLIDOS: P.E.S. 1/(3) GR/CM3
TEMPERATURA DEL AGUA ºC.
o
 PARA PARTÍCULAS MENORES AL TAMIZ NRO. 8 – ASTM D
854.
 Se debe obtener una cantidad mínima de muestra dependiendo de la
capacidad del picnómetro tal como se muestra en la tabla:
 Una vez obtenida la cantidad de muestra, se coloca en una bandeja o
tara, y se deja secar en el horno por 24 horas, hasta obtener un peso constante.
 Colocar la muestra en el picnómetro y llenar con agua destilada hasta la
tercera parte del volumen del picnómetro.
 Extraer el aire atrapado entre las partículas sólidas, pudiendo realizar
esta operación con una bomba de vacíos, o colocando el picnómetro en baño
maría o sobre un mechero o removiendo constantemente.
 Una vez que se han eliminado los vacíos, llenar con una pipeta hasta el
volumen indicado en el picnómetro, y obtener su peso.

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REGISTRO DE DATOS Y RESULTADOS
1.- Peso de la muestra seca + peso del picnómetro (gr) 127.97
2.- Peso de la muestra + peso del picnómetro + agua (gr) 314.2
3.- Peso del agua =(2-1) (gr) 186.23
4.- Peso del Picnómetro (gr) 94.46
5.- Peso de la muestra secada al horno (gr)(1-4) 33.51
6.- Volumen del picnómetro (cc) 200
7.- Volumen de los sólidos = (6-3) (cc) 13.77
8.- Peso específico de los sólidos =5 /7 2.433551198
9.- Temperatura del agua °C 16
10.- Valor de K (*1) (tabla1) 1.0007
11.- Peso específico corregido por Temperatura =8*10 2.435254684
12.- Gravedad específica relativa de los sólidos Gs = 11/
(peso específico del agua=1gr/cm3)
2.435254684
O
*El volumen del picnómetro puede variar de 200cc, 250cc, 500cc.
*1Factor de corrección k para diferentes temperaturas
PASO 6 PASO 1
Volumen del Picnómetro=200cc Peso de sólidos+picnómetro=127.97gr.
PASO 2
Peso de agua + sólidos + picnómetro= 314.20gr.
Para obtener el volumen de los sólidos: el paso 2 – el paso 1 nos dará el peso del
agua que será igual a su volumen, considerando que el peso específico del agua
es 1gr/cm3

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Entonces si resto el volumen del picnómetro – el volumen ocupado por el agua;
entonces nos dará el volumen de los sólidos.
OBSERVACIÓN:
1. En caso de contar con un suelo con partículas mayores y menores al tamiz Nro.
8 entonces se deberá hallar la gravedad específica de los sólidos de la muestra
con la siguiente expresión:
Gs
Nrotenidoenel
Gs
NroPasantedel
G
8.Re%8.%
100


TABLA 1
Temperatura ºC Densidad del agua (gr/ml) Factor de corrección K
16 0.99897 1.0007
16.5 0.99889 1.0007
17 0.99880 1.0006
17.5 0.99871 1.0005
18 0.99862 1.0004
18.5 0.99853 1.0003
19 0.99843 1.0002
19.5 0.99833 1.0001
20 0.99823 1.0000
20.5 0.99812 0.9999
21 0.99802 0.9998
21.5 0.99791 0.9997
22 0.99780 0.9996
22.5 0.99768 0.9995
23 0.99757 0.9993
23.5 0.99745 0.9992
24 0.99732 0.9991
24.5 0.99720 0.9990
25 0.99707 0.9988
25.5 0.99694 0.9987
26 0.99681 0.9986
26.5 0.99668 0.9984
27 0.99654 0.9983
27.5 0.99640 0.9982
28 0.99626 0.9980
28.5 0.99612 0.9979
29 0.99597 0.9977
29.5 0.99582 0.9976
30 0.99567 0.9974

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ENSAYO DE ANÁLISIS GRANULOMETRICO DE
UN SUELO POR TAMIZADO (ASTM D422)
1. OBJETIVOS
 Adquirir criterio para poder tener una clasificación de tipo cualitativo y
cuantitativo del tipo de suelo según sus características volumétricas por tamaños.
 Poder clasificar un suelo según los tamaños de sus partículas,
determinar que grupos comprenden a los suelos gruesos y que grupos a los suelos
finos, poder estimar si el suelo esta mal o bien graduado.
2. EQUIPO Y MATERIALES
 Mallas estándar de: 3” ,21/2”,2”,11/2”, 1”, ¾”,1/2”,3/8”, Nro.4, Nro.8,
Nro.10, Nro.20, Nro.40, Nro.60, Nro.80, Nro.100, Nro.200 y cazolete.
 Balanza de precisión a 0.001gr.
 Horno (de 105 a 110grados centígrados)
 Bandejas.
 Cepillo y brocha
3. INFORMACIÓN PRELIMINAR.
La clasificación de los suelos siempre era basado en conceptos muy
subjetivos tales como por el color, forma, etc, hasta que se acudió al método
granulométrico, es decir obtener una clasificación por el tamaño de sus partículas
tamizadas por una serie de mallas que nos permitía ver la graduación del suelo.
Este análisis mecánico nos permite determinar los porcentajes de piedra,
grava, arena, limo y arcilla que presenta un suelo. Se aclara que si el suelo tiene
un alto porcentaje que pasa la malla Nro. 200 entonces se deberá recurrir a otros
métodos de análisis para poder separar sus partículas como por ejemplo los
métodos de sedimentación.
Con la distribución de partículas obtenidas por el empleo de tamices, se
puede elaborar una curva granulométrica, representados sobre un papel
semilogarítmico, cuyos porcentajes graficados son acumulativos del material
que pasa cada malla.
Con los datos obtenidos mediante cálculos y en gráfico se puede también
obtener 2 coeficientes de importancia como son el coeficiente de uniformidad y el
coeficiente de curvatura.

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Coeficiente de uniformidad.- Es la relación de D60/D10 donde D60 es el
diámetro correspondiente donde el material a pasado el 60% y igual para el D10
aun mas fino. Teniendo como datos que este coeficiente es mayor de 4 en las
gravas y mezclas gravosas y es mayor de 6 en los suelos arenosos o mezclas
areno-gravosas.
Coeficiente de Curvatura.- Es la relación (D30)2/(D10*D60); el
coeficiente de curvatura nos permite ver la graduación de un suelo, es así que si
este coeficiente esta entre 1 y 3 es un suelo bien graduado.
 Secar el material a temperatura constante como mínimo a 105grados y
máximo a 110grados centígrados, la cantidad de muestra depende del tipo de
suelo, considerando los siguientes parámetros:
Diámetro nominal de las partículas más Peso mínimo aproximado de la porción
Grandes mm (pulg) Gramos, g
9,5 (3/8") 500
19,6 (¾") 1000
25,7 (1") 2000
37,5 (1 ½") 3000
50,0 (2") 4000
75,0 (3") 5000
 Una vez que tenga un valor constante en su peso se registra este dato
como peso del suelo seco antes de lavar.
 Luego se lava el material pasándolo a través del tamiz Nro. 200, hasta
que el agua este totalmente clara.
 Una vez concluida esta operación se lleva al horno por un tiempo
mínimo de 24 horas y a una temperatura min. De 105 y un máximo de 110 grados
centígrados, procediendo luego a anotar el peso seco después de lavar.
 Por último se tamiza por todo el juego de tamices; pesando el material
retenido en cada uno de ellos teniendo cuidado de sacar el material que quedan
incrustados en el tamiz.
 Por último se realizan los cálculos correspondientes, para hallar la
curva granulométrica.

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EJEMPLO1
PESOS INICIALES:
1.- PESO DE BANDEJA……………………………………………………:500gr.
2.- PESO DE BANDEJA + MUESTRA SECA ANTES DE LAVAR……..…….: 6655gr.
4.- PESO DEMUESTRA SECA ANTES DE LAVAR.(2-1)…...…………….: 6155gr.
5.- PESO DE BANDEJA + MUESTRA SECA DESPUES DE LAVAR…….…..: 6195gr.
6.- PESO DE MUESTRA SECA DESPUES DE LAVAR(5-4)……………...: 5695gr.
7.- PESO DE MATERIAL QUE HA PASADO LA MALLA NRO. 200 (4-6) = 460GR
TAMICES ABERTURA PESO PESO RET. %RETENIDO %RETENIDO % QUE
ASTM mm RETENIDO CORREGIDO PARCIAL ACUMULADO PASA
3" 76.200
2 1/2" 63.500
2" 50.600 0.00 0.00 0.00 0.00 100.00
1 1/2" 38.100 197.00 197.00 3.46 3.46 96.54
1" 25.400 594.00 594.00 10.44 13.90 86.10
3/4" 19.050 787.00 787.00 13.83 27.73 72.27
1/2" 12.700 0.00
3/8" 9.525 1006.70 1006.70 17.69 45.42 54.58
1/4" 6.350 569.00 569.00 10.00 55.42 44.58
No4 4.760 389.00 389.00 6.84 62.26 37.74
No8 2.380
No10 2.000 1398.00 1402.5 24.57 86.82 13.18
No16 1.190
No20 0.840 454.00 454.00 7.98 94.80 5.20
No30 0.590
No40 0.420 110.00 110.00 1.93 96.73 3.27
No 50 0.300
No60 0.250
No80 0.180 66.00 66.00 1.16 97.89 2.11
No100 0.149 47.50 47.50 0.83 98.73 1.27
No200 0.074 71.00 71.00 1.25 99.98 0.02
BASE 1.30 461.30 0.02 100.00 0.00
TOTAL 5690.50 6155.00 100.00
% PERDIDA 0.08%
.a b c d e
.a Cálculo de % Pérdida
Sumamos los pesos retenidos en los tamices =5690.5gr. Pero este peso debe ser
igual el Peso de la muestra seca después de lavar(5695gr.) por lo que existe una
cantidad de material que se ha perdido en el proceso de tamizado; este error es
igual a :
.error = 5695-5690.5=4.5gr. Por lo tanto es un error por defecto.
%Pérdida= 4.5gr x 100 = 0.08%
5695gr
Esto quiere decir que se debe compensar este peso sumando en los tamices finos
a partir del tamiz Nro. 4, de mayor retenido.
Por lo tanto por ser una cantidad pequeña se sumará al tamiz Nro.10.(Ver
columna de peso retenido corregido)
*Puede existir error por exceso en caso que los tamices no estén muy limpios, en
este caso se deberá corregir restando el error.

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.b Compensación del material que paso por el tamiz Nro.200 en el proceso de
lavado
Se debe de compensar la cantidad de material que ha pasado el tamiz Nro. 200
en el proceso de lavado, ya que esta cantidad es parte de mi muestra total; por lo
tanto la suma de mi muestra total debe ser igual a = 6155 gr.
Entonces sumaremos a la base: 1.30gr+460gr = 461.30gr.
.c Porcentaje retenido parcial
Una vez corregido los pesos retenidos, se procede a hallar el porcentaje retenido
por cada tamiz:
Ejm. Tamiz 1 ½”
Si 6155gr.--------------100%
197gr -------------- X
X = 3.46%
.d Porcentaje retenido acumulado
Se procede a sumar los porcentajes retenidos en cada tamiz de la siguiente
manera:
Ejm. Tamiz 1 ½” = 0+3.46=3.46%
Tamiz 1” = 0+3.46+10.44= 13.90%
Tamiz 3/4” = 0+3.46+10.44 + 13.83= 27.73% hasta la base.
.e Porcentaje que pasa
Por último se halla el porcentaje que pasa: este valor es muy importante para
poder graficar la curva granulométrica.
Para este paso se resta 100% - los Porcentajes retenidos acumulados.
Ejm. Tamiz 2” : Si ha retenido 0% Entonces ha pasado el 100%
Tamiz 1 ½”: Si ha retenido 3.46% Entonces ha pasado 100 – 3.46%= 96.54%
Tamiz 1” : Si ha retenido 13.90% hasta este tamiz. Entonces ha pasado
100% – 13.90%= 86.10%
Realizar esta operación hasta la base.
Una vez realizado este procedimiento, continuamos con graficar la curva
granulométrica.
En el eje de las abscisas en escala Semilogarítmica se grafican los tamices (sus
diámetros). Se utiliza esta escala por la diversidad de tamaños de las partículas,
para poder observar de manera mas clara la curva granulométrica.
En el eje de las ordenadas en escala natural se grafican los porcentajes que
pasan.

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ENSAYOS PARA DETERMINAR LOS LIMITES DE
CONSISTENCIA
1.- OBJETIVOS
 Determinar los límites de consistencia de los suelos finos y entender el
grado de cohesión de las partículas y su resistencia a aquellas fuerzas exteriores
que tienden a deformar o destruir su compacidad.
 Poder observar los diferentes estados del suelo al pasar por distintos
contenidos de humedad.
2.- INTRODUCCIÓN
En la mecánica de suelos se tiene la necesidad de poder darle una
clasificación mas acertada a un suelo según sus características, esto no se podía
obtener solo con el ensayo granulométrico, ya que se observaba un
comportamiento particular en los suelos finos, éstos variaban su consistencia en
función al contenido de humedad que poseían.
Es por lo que mediante el trabajo de Atterberg y Casagrande se pudo
definir los estados de consistencia de un suelo y los límites de consistencia de los
mismos. A continuación se muestra un diagrama:
ESTADO LÍQUIDO
ESTADO PLÁSTICO
ESTADO SEMISÓLIDO
ESTADO SÓLIDO
LÍMITE
LÍQUIDO(LL)
LÍMITE
PLÁSTICO(LP)
LÍMITE DE
CONTRACCIÓN LC)
HUMEDAD
CRECIENTE

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Se debe tener en cuenta que el comportamiento de los suelos finos
depende de su estructura, por ejemplo en el caso de arcillas estas presentan un
comportamiento particular como es la plasticidad debido a su estructura laminar y
sus propiedades físico-químicas más no así en los limos que al aumentar el
porcentaje de humedad rompe la adherencia entre sus partículas. Según Atterberg
un suelo fino puede pasar por los siguientes estados de consistencia cuando el
agua es decreciente entre sus partículas:
 Estado Líquido: Que presenta propiedades y apariencia de una
suspensión
 Estado Semilíquido: Presenta propiedades de un fluido viscoso, como
lodo.
 Estado Plástico: El suelo es capaz de soportar deformaciones rápidas,
sin desmoronarse ni agrietarse.
 Estado Semisólido: El suelo aun puede disminuir su volumen, aun
cuenta con porcentaje de humedad bajo.
 Estado Sólido: El volumen del suelo ya no varía, no presenta porcentaje
de humedad.
Y los límites de consistencia que vienen a ser la frontera de humedad
entre dos estados de consistencia
LIMITE LIQUIDO: NORMA : NTP 339.130; ASTM D 423
1. OBJETIVO
Obtener el contenido de humedad expresado en porcentaje %, cuando
éste se halle en el límite entre el estado plástico y el estado semilíquido.
La frontera entre el estado semilíquido y plástico se denomina LIMITE
LIQUIDO que se calcula o se obtiene utilizando una copa de casagrande de
bronce con dimensiones especificadas, con un tacón adherido, unidos por un eje
el cual al girar hace que la copa caiga periódicamente golpeando contra la base
del dispositivo que es de hule cuya altura de caída es de 1cm, también
especificado. Se coloca el suelo y se procede a hacerle una ranura trapezoidal. El
contenido de humedad con el que se produce el cierre de la ranura exactamente a
los 25 golpes será el límite líquido del suelo. Este contenido de humedad indica
que el suelo presenta una resistencia al corte de 25gr/cm2.
2mm.
11mm
mm
10mm

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 Tamiz Nro. 40
 Cuchara de Casagrande
 Ranurador ASTM
 Comba de goma
 Bandejas y vasija de porcelana.
 Cápsulas para hallar el contenido de humedad
 Horno a temperatura constante(105 a 110grados centígrados)
 Envase de porcelana
 Espátula
 Tamizar nuestra muestra de suelo sobre la bandeja; por el tamiz Nro.
40, previo secado de este material al aire libre, se usa el material que pasa el
tamiz, si existe presencia de grumos estos se deberán desmenuzar con la comba
de goma, hasta obtener una muestra de 300 gr.
 Se coloca aproximadamente 100gr. De muestra en el envase de
porcelana y huemedecerlo con agua destilada por 24 hrs. Debido a la dificultad de
las arcillas de absorber humedad.
 Se debe realizar la respectiva calibración a la cuchara de Casagrande en
su altura de caída para no incurrir en errores, este ajuste se realiza con la parte
posterior del ranurador. En el ranurador evitar que la ranura sea mayor de 13mm.
 Luego colocar una porción de esta pasta en la cuchara de Casagrande
con un espesor máximo de 1cm, evitando la formación de burbujas en el interior
de la masa.
 Hacer la ranura correspondiente, con velocidad constante; cabe
mencionar que el ranurador se debe mantener en todo el recorrido normal a la
superficie interior de la cuchara.
 Acciónese la copa a razón de 2 golpes por segundo contando el número
de golpes necesario para que la parte inferior del talud de la ranura se una al otro
lado en un ancho de 1/2” pulg. con un número mínimo de 15 golpes y un máximo
de 35.
 Luego coger una muestra de esa unión y colocar en una cápsula para
poder calcular su contenido de humedad, se debe realizar 4 pruebas 2 antes de 25
golpes y 2 después de 25 golpes.

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OBSERVACIÓN.- El ensayo se puede alterar por las siguientes razones :
 Excesivo tiempo para realizar el ensayo por punto.
 Contenido de humedad al iniciar la prueba.
 Adicionar suelo seco a la muestra preparada.
 No humedecer la muestra 24hrs. Antes.
LÍMITE LÍQUIDO
ENSAYO No 1 2 3 4
CAPSULA No F 1-R L-7 F
CAPSULA + SUELO HUMEDO gr. 28.05 25.57 24.82 29.76
CAPSULA + SUELO SECO gr. 25.7 23.49 22.56 26.4
AGUA gr. 2.35 2.08 2.26 3.36
PESO DE LA CAPSULA gr. 10.85 10.88 10.92 11.1
PESO DEL SUELO SECO gr. 14.85 12.61 11.64 15.3
CONTENIDO DE HUMEDAD % 15.82% 16.49% 19.42% 21.96%
NUMERO DE GOLPES N 31 27 22 18
1. Graficamos; en el eje de las abscisas en escala semilogarítmica el número de
Golpes; y en el eje de las ordenadas el contenido de humedad a escala natural.

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Es necesario recalcar que la escala del contenido de humedad variará en función
a los datos obtenidos, no siempre empezará de 0.
2. Ubicamos los 4 puntos en la gráfica y procedemos a unir los dos puntos antes de
los 25 golpes hallando su punto medio de esta recta. Unimos también los dos
puntos después de 25 golpes hallando también su punto medio.
Por ultimo unimos los dos puntos medios.
3. Para obtener el límite líquido, ubicamos N=25 golpes e intersecamos la recta; a
partir de este punto nos vamos hasta el eje de las ordenadas obteniendo así el
contenido de humedad correspondiente a los 25 golpes, tal como se muestra en
la gráfica
Por lo tanto el LÍMITE LÍQUIDO ES: 17.9%
LIMITE PLASTICO; NORMA : ASTM D 424
El límite plástico viene a ser el contenido de humedad más bajo, con el cual el
suelo pasa de un estado plástico a un estado semisólido, sin más posibilidad de poder
deformarse.
1. OBJETIVO
Hallar el contenido de humedad expresado en porcentaje cuando éste se halle en
el límite entre el estado plástico y el estado semisólido del suelo.
 Tamiz Nro. 40
 Vidrio esmerilado
 Comba de goma
 Bandeja
 Cápsulas para hallar el contenido de humedad
 Horno a temperatura constante(105 a 110grados centígrados)
 Envase de porcelana
 Espátula
 Se toma una pequeña cantidad de muestra para formar cilindros de
3mm de espesor, de preferencia utilizar el mismo material ya preparado para el
limite líquido

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 Se forma una esfera presionándola contra el vidrio esmerilado
haciéndola rotar con la palma de la mano formando cilindros hasta llegar a un
espesor de 3mm. hasta que falle a una velocidad constante y se note la presencia
de fisuras en su superficie.
 Una vez que llega a este estado se halla el contenido de humedad.
 Esta operación debe repetirse como mínimo por 3 muestras, para poder
obtener un resultado satisfactorio, promediando los resultados más cercanos.
OBSERVACIÓN.-
Si se ha llegado a obtener los 3mm, y la muestra no ha presentado fisuras ni se
ha desmoronado, se vuelve a juntar la muestra y repetir el proceso.
ENSAYO No 1 2 3
CAPSULA No 3 2 6
CAPSULA + SUELO HUMEDO gr. 19.48 23.64 27.56
CAPSULA + SUELO SECO gr. 19.33 23.45 26.9
AGUA gr. 0.15 0.19 0.66
PESO DE LA CAPSULA gr. 18.23 21.94 21.95
PESO DEL SUELO SECO gr. 1.1 1.51 4.95
LIMITE PLASTICO % 13.64% 12.58% 13.33%
Obtenemos el contenido de humedad de cada muestra y en este ensayo debe
existir entre muestras máximo 1% de diferencia, ya que es un dato importante
para hallar el INDICE DE PLASTICIDAD.
En este caso promediamos LL=13.64+12.58+13.33
3
Por lo tanto el límite plástico de la muestra es13.18%.
APLICACIONES DE LOS LÍMITES DE CONSISTENCIA
1.- INDICE DE PLASTICIDAD. = L.L. –L.P.
PLASTICIDAD
INDICE PLASTICO RESISTENCIA AL
ESTADO SECO
No
0-3 Muy Baja
Ligeramente 4-15 Ligera
Mediana 15-30 Mediana
Alta > 30 Alta

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2.- ACTIVIDAD = I.P/(%<0.002MM)
SUELO FINO
ACTIVIDAD
Montmorillonita 1-7
Illita 0.5-1
Caolinita 0.5
3.- INDICE DE LIQUIDEZ= (W% - L.P.)/(L.L. – L.P.)
INDICE DE LIQUIDEZ INTERPRETACIÓN
<<1 NO EXISTE PELIGRO DE INESTABILIDAD
>1 PELIGRO POTENCIAL DE
INESTABILIDAD

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ENSAYO DE PROCTOR MODIFICADO
NORMA ASTM D 1557
1. OBJETIVOS
 Entender el mejoramiento de las propiedades de resistencia,
permeabilidad y estabilidad del suelo al aumentar la compacidad de sus partículas
por procesos mecánicos.
 Determinar la máxima densidad seca de un suelo; comprender el
término de humedad óptima y la dependencia de ambos factores.
2. INFORMACION PRELIMINAR
En toda obra civil se ha buscado mejorar las propiedades de un suelo,
llegando a idear una serie de métodos, tanto mecánicos, químicos y físicos par
poder mejorar sus propiedades tal como se muestra en el siguiente esquema
METODOS DE MEJORAMIENTO DE SUELOS
 FISICOS
 Confinamiento(Suelos Friccionantes)
 Consolidación(Suelos finos)
ESTABILIZACIÓN QUÍMICA
 Uso de cal
 Uso de cemento
 Asfalto
 Aditivos químicos
MECÁNICOS
 Compactación estándar y modificado - Mezcla de suelos(Arcillas con
suelos friccionantes)
En este caso optamos por la compactación. Lo cual detallamos a continuación:
COMPACTACIÓN.-
Se denomina compactación de un suelo, al proceso por el cual mediante
una determinada energía de compactación se puede lograr reducir los vacíos
que existen entre las partículas de un suelo, su importancia estriba en su aumento
de resistencia, disminución de capacidad de deformación y permeabilidad,
características que debe mantener durante toda la vida útil de la obra.

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METODOS DE COMPACTACIÓN MECÁNICOS EN
LABORATORIO
PROCTOR ESTÁNDAR:
La prueba consiste en compactar el suelo en tres capas de un molde de
dimensiones (diámetro 4” o 6” dependiendo del tipo de suelo)y forma
especificadas, por medio de golpes de un pisón tubular cuya altura de caída es de
12”,peso 2.5kg. y area de contacto de 19.635cm2, el número de golpes por capa
es de 25. La energía de compactación que se genera es de 6Kg/cm/cm3.
PROCTOR MODIFICADO:
La prueba consiste en compactar el suelo en 5 capas y a 56 golpes por
capa, aumenta la energía de compactación a 27Kg/cm/cm3, el molde también
dependerá del tipo de suelo a compactar.
La energía específica de compactación se basa en la siguiente fórmula es:
V
hWnN
Ee
***

donde :
Ee= Energía específica
N= Número de golpes por capa
-n =Número de capas del suelo
W= Peso del pisón
-h= Altura de caída libre del pisón.
Los tipos de molde, energía específica, numero de golpes por capa
dependerá fundamentalmente del tipo de suelo a compactar asi tenemos 3
categorías:
 Método A. Un molde de diámetro 4” material de suelo que pasa la
malla Nro. 4 a 25 golpes/capa
 Método B. Un molde de diámetro 6” material de suelo que pasa la
malla Nro. 4 a 56golpes /capa
 Método C. Un molde de diámetro 4” material de suelo que pasa la
malla Nro. ¾ a 25 golpes/capa
 Método D. Un molde de diámetro 6” material de suelo que pasa la
malla Nro. ¾ a 56 golpes/capa
Factores que mas influyen en la compactación de un suelo
 Naturaleza del suelo.-Se produce siempre una diferencia de
comportamiento entre suelos gruesos y finos o entre suelos arcillosos y

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friccionantes, para lo cual también las dimensiones del molde y la energía de
compactación varían según el método.
 Contenido de agua del suelo.- su comportamiento en la compactación
del suelo es muy importante ya que influirá en la estabilidad del mismo. Se
observó que al incrementar agua a un suelo seco y compactarlo este aumentaba su
peso específico seco, pero a su vez se observó que si el contenido de agua subía
demasiado el peso específico volvía a disminuir, esto se explica de la siguiente
manera : el agua ayuda al suelo a reacomodar sus partículas, es decir actúa como
lubricante, en un principio si el agua esta en un porcentaje bajo, este solo apoya
en poca medida al reacomodo, al aumentar en forma progresiva, esta hará
aumentar la lubricación de las partículas, hasta llegar a una humedad óptima y
una densidad máxima del suelo, pero si este porcentaje de humedad se sigue
incrementando entonces el agua llegará a ocupar un espacio entre las partículas,
que al ser compactadas, confinan el agua que existe entre ellas, por lo tanto baja
el peso específico de los sólidos, y se genera el fenómeno de acolchonamiento es
decir existe presión de empuje del agua que reduce la energía de compactación.
La densidad del suelo seco se hallara con la siguiente fórmula:
%1 w
h
s




donde:
humedaddeporcentajew
húmedadensidadh
adensidads



%
sec


3. EQUIPO.
 1 molde de diámetro de 6”
 Pisón especificado de peso 5kg.
 regla recta metálica
 Balanza de precisión 0.1gr.
 Balanza de precisión de 0.001gr.
 Malla Nro. 4
 Horno (105 a 110grados centígrados)
 Bandejas
 Guantes
 Badilejo
 Cápsulas para contenido de humedad

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 Secar al aire una muestra de suelo de por lo menos 50 kg, y tamizar por
las mallas: 2”, ¾”, 3/8” y Nro. 4
 Proceder a hallar los porcentajes retenidos en cada malla, e identificar a
que método pertenece. Siempre evaluando desde el método C hasta el métodoa A.
 Preparamos el material para 6000 gr. De peso por muestra; es necesario
prepara 4 muestras para este ensayo.
 Registrar el peso del molde y su placa base y determinar para cada
molde su altura, su diámetro y su respectivo volumen.
 Mezclar la muestra con el agua suficiente para el primer punto. De
preferencia con el 2% del peso del material, esta mezcla se deberá hacer con
guantes, para evitar la perdida de humedad.
 Dividir la muestra en 5 partes iguales y colocar en el molde
compactando cada capa al número de golpes de acuerdo al tipo de ensayo y
método empleado, realizar este procedimiento en forma de espiral.
 Una vez compactado, se retira el anillo superior , enrasando con la regla
metálica
 Se procede a hallar el peso del molde +muestra.
 Luego se procede a sacar muestras de humedad del molde tanto de la
parte superior como inferior y llevar al horno por 24 horas.
 Se repite esta operación hasta obtener puntos donde el suelo vuelva a
bajar su peso como mínimo 4 puntos. Aumentando la cantidad de agua a razón
de 2% por muestra.
Dibujar los resultados en un gráfico que tenga como abcisas los contenidos de
humedad y como ordenadas los pesos específicos secos de la masa.
ENSAYO DE PROCTOR:
ESTANDAR
METODO A B C
Condiciones del
material
Nro.4 <=20% 3/8” <=20%
Nro.4 > 20%
¾” <=30%
3/8” > 20%
Cantidad de Suelo 3kg 3kg 6Kg.
Número de capas 3 3 3
Nro. De golpes 25 25 56
Diámetro del
molde
10.16+-0.04 10.16+-0.04 15.25+-0.07
Altura de molde 11.64+-0.05 11.64+-0.05 11.64+-0.05
Altura de caída 30.48+-0.13 30.48+-0.13 30.48+-0.13

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del pisón
Energía específica 6.054Kg/cm/cm3 6.054Kg/cm/cm3 6.054Kg/cm/cm3
MODIFICADO
METODO
A B C
Condiciones
del material.
Nro.4
<=20%
3/8” <=20%
Nro.4 > 20%
¾” <=30%
3/8” > 20%
Cantidad de
Suelo
3kg 3kg 6kg
Número de
capas
5 5 5
Nro. De
golpes
25 25 56
Diámetro del
molde
10.16+-0.04 10.16+-0.04 15.25+-0.07
Altura de
molde
11.64+-0.05 11.64+-0.05 11.64+-0.05
Altura de
caída del
pisón
45.72+-0.16 45.72+-0.16 45.72+-0.16
Energía
específica
27.485Kg.cm/c
m3
27.485Kg.cm/cm
3
27.485Kg.cm/cm
3
CÁLCULO DE LA DENSIDAD HUMEDA
Diámetro del Molde: 15.2cm Area : 181.46cm2
H de molde: 11.6cm
MOLDE No 2 VOLUMEN DEL MOLDE 2100cc
No DE CAPAS 5
GOLPES POR
CAPA 56
Peso Suelo Húmedo + Molde Gr. 10500 10779 10785 10806
Peso del Molde Gr. 5902 5902 5902 5902
Peso del Suelo Húmedo gr/cc. 4598 4877 4883 4904
Densidad del Suelo Húmedo gr/cc 2.190 2.322 2.325 2.335
Ejemplo:
 Peso de suelo húmedo: 10500gr – 5902=4598
 Densidad de suelo Húmedo: Peso/Volumen: 4598gr/2100cc=2.19gr/cm3.

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CÁLCULO DEL CONTENIDO DE HUMEDAD
Capsula No No T61 B 2 8 1 3 T - 16 T - 10
Suelo Humedo + Capsula gr. 110.11 61.29 88.67 48.41 67.34 79.93 160.85 147.86
Peso del Suelo Seco + Capsula gr. 107.47 59.89 85.12 46.75 63.64 75.30 150.99 139.28
Peso del Agua gr. 2.64 1.40 3.55 1.66 3.70 4.63 9.86 8.58
Peso de la Capsula gr. 17.88 13.12 15.50 14.04 12.49 10.56 51.78 51.31
Peso del Suelo Seco gr. 89.59 46.77 69.62 32.71 51.15 64.74 99.21 87.97
% de Humedad % 2.95% 2.99% 5.10% 5.07% 7.23% 7.15% 9.94% 9.75%
Promedio de Humedad % 2.97% 5.09% 7.19% 9.85%
CÁLCULO DE LA DENSIDAD SECA
%1 w
h
s




Densidad del Suelo Seco % 2.126 2.210 2.169 2.126
)100/%97.1(1
3/19.2


cmgr
s
CÁLCULO DE LA MÁXIMA DENSIDAD SECA Y DEL ÓPTIMO
 Graficamos a escala natural en el eje de las abscisas el contenido de
humedad y en el eje de las ordenadas la densidad seca; La escala
dependerá de los datos hallados.
 Ubicamos los puntos que corresponden a cada muestra y procedemos a
unir los puntos con pistolete, para darle la forma de una curva y poder
hallar la máxima densidad seca.

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RELACION HUMEDAD DENSIDAD
2.08
2.10
2.12
2.14
2.16
2.18
2.20
2.22
2.24
2.0% 3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0% 11.0% 12.0%
DENSIDADSECAgr/cc.
 Ubicamos gráficamente el óptimo contenido de humedad y la máxima
densidad seca.
o Por lo tanto Máxima densidad seca= 2.21gr/cm3
o Óptimo Contenido de Humedad= 5.15%

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ENSAYO DE CBR
NORMA : ASTM D1883
1. OBJETIVOS
 Determinar el índice relativo de soporte de un suelo en condiciones de
densidad controlada (compactado) ó un suelo inalterado.
 Conocer el comportamiento de los suelos saturados, y sus propiedades
expansivas.
Teniendo conocimiento que los pavimentos flexibles sufren generalmente
fallas por corte, generando deformaciones en la superficie y considerando
también que el pavimento esta sometido a cargas móviles que están en contacto
con el suelo un corto tiempo, es que se desarrolló el método California propuesto
por el Ing. Porter en 1929 y adoptado luego por el departamento de carreteras del
estado de California, que considera relacionar la resistencia del suelo a la
penetración de un pistón de carga a determinadas profundidades con respecto a
una muestra patrón de material triturado.
El ensayo de C.B.R. (llamado también Valor Relativo de Soporte), nos
permite hallar un índice relativo de soporte que viene a ser el grado de
resistencia que tendrá nuestro suelo en base a un suelo patrón que es muestra
triturada de piedra.
El valor de C.B.R. hallado será = Carga unitaria del ensayo X 100
Carga unitaria patrón
Este ensayo es muy aplicado para evaluar los materiales a usar en las
capas de Base, Sub base, y la subrasante, de un pavimento, o de una aeropista, u
otra estructura que este sometido a cargas móviles.
TABLAS PARA CLASIFICAR LOS SUELOS SEGÚN LOS VALORES DE C.B.R.
C.B.R. Clasificación
general
Usos Sistema de clasificación
Unificado AASHTO
0 – 3 Muy pobre Subrasante OH,CH,MH,OL A5,A6,A7
3 – 7 Pobre a regular Subrasante OH,CH,MH,OL A4,A5,A6,A7
7 – 20 Regular Sub-base OL,CL,ML,SC,SP,SM A2.A4,A6.A7
20 – 50 Bueno Base,
sub_base
GM,GC,SM,SP,GP A1b,A2-
5,A3,A2-6
> 50 excelente Base GW, GM. A1-a,A2-4,A3

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C.B.R. CLASIFICACION
0 – 5 Subrasante muy mala
5 – 10 Subrasante mala
10 – 20 Subrasante regular a buena
20 – 30 Subrasante muy buena
30 – 50 Sub base buena
50 – 80 Base buena
80 – 100 Base muy buena
C.B.R. Clasificación cualitativa del
suelo
Uso
2 – 5 Muy mala Sub-rasante
5 – 8 Mala Sub-rasante
8 – 20 Regular a buena Sub-rasante
20 – 30 Excelente Sub-rasante
30 – 60 Buena Sub-base
60 – 80 Buena Base
80 – 100 Excelente Base
 Máquina de prueba.- Gato de tornillo con velocidad vertical del pistón
controlada de 1.27cm/min.
 Disco espaciador de 6.14 cm de altura
 Moldes de 6” con un collar de extensión de 2” y una placa de base
perforada de diámetro menor a 1/16”.
 Un pisón de compactar especificado de acuerdo al tipo de ensayo
proctor que se realizó.
 Un vástago ajustable y placa perforada, 1 trípode y micrómetro con
aproximación de 0.001 para medir la expansión del suelo.
 Anillos de 5 o 10 Libras de peso, cuya función es simular la carga de
pavimento que existe sobre el suelo.
 Un pistón de penetración de 1.95” de diámetro y 19.35cm2 de área con
4” de longitud.
 Bandejas para la preparación de la muestra.
 Cápsulas para hallar el contenido de humedad.
 Balanza de tres escalas, balanza de 20 kg.
 Horno de (105 a 110 grados centígrados)

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 Combo de goma
 Tamices ¾”,3/8”, Nro. 4. se utilizan también según el tipo de proctor
utilizado.
 Guantes
 Papel filtro.
 El material tiene que ser secado previamente ya sea al aire libre o en
horno a una temperatura máxima de 60 grados centígrados, luego se tendrá que
tamizar por las mallas que se ha usado en el proctor de acuerdo al método
utilizado, pesando el material en una cantidad de 6 kg. Aproximadamente para un
punto.
 A continuación ensamblamos los moldes que vamos a utilizar
obteniendo sus números, sus pesos, su diámetro, su altura y es importante hallar
la altura del disco espaciador.
 Se introduce el disco espaciador y se coloca un papel filtro grueso de 6”
de diámetro.
 Se prepara la muestra con la humedad que indica los resultados del
ensayo de proctor, una vez que se mezcla bien el material se coloca en el molde
la quinta parte del material y se compacta haciendo caer el pisón 56 veces sobre
cada capa, esta compactación es análoga al realizado en el ensayo de proctor.
 Una vez compactada la muestra se coloca el collarín metálico
enrasando la parte superior; se voltea el molde y se quita la base metálica
perforada y el disco espaciador.
 Pesamos el molde con la muestra determinando la densidad y humedad
de la muestra; luego se coloca el papel filtro sobre la superficie enrasada, se
coloca encima de esta superficie el plato metálico perforado y se voltea el molde.
 Sobre la superficie libre de la muestra se coloca el otro papel filtro y
encima el vástago graduable para poder lecturar la expansión, encima de este
vástago se colocan los anillos de 5 o 10 libras de acuerdo al espesor de
pavimento que se presuman irán sobre esa muestra, teniendo en cuenta que 5
libras representan 15cm de espesor de pavimento.
 Luego se coloca el molde en un tanque de agua para que se sature, y se
monta el trípode con un extensómetro, se marcan las zonas para volver a colocar
el trípode en el mismo sitio y se realiza la lectura inicial, esta lectura se toma cada
24 horas durante los 3 días.
 Después de saturar por tres días se drena la muestra por 15 minutos.
 Luego el molde con la muestra y la sobrecarga se colocan debajo de la
prensa y se asienta el pistón sobre la muestra.
 Luego se coloca en cero el extensómetro que mide la deformación igual
que el extensómetro del anillo de carga.

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 Se inca el pistón controlando la velocidad a 0.05”/minuto, lecturando
las cargas en incrementos de 0.025” hasta llegar a ½” por último se suelta la
carga lentamente.
 Las lecturas tomadas se grafican en un sistema de coordenadas
mediante la curva esfuerzo penetración.
 Para determinar el CBR se toma el material de comparación que es la
piedra triturada, esta muestra patrón tiene una resistencia al punzonamiento de:
 Para 0.1” de penetración – 1.000lb/pulg (70kg/cm2)
 Para 0.2” de penetración – 1.500lb/pulg. (105kg/cm2)
CÁLCULO DE LA DENSIDAD HUMEDA
Diámetro del Molde 1: 15.2cm Area : 181.46cm2
H de molde 1: 17.97cm
H del disco espaciador: 5.5cm.
MOLDE No 1 2 3
No DE CAPAS 5 5 5
NUMERO DE GOLPES POR
CAPA
12 25 56
CONDICIONES DE LA
MUESTRA
SATURADO SATURADO SATURADO
Peso Suelo Humedo + Molde gr. 11880 12660 13250
Peso del Molde gr. 7130 7710 7990
Peso del Suelo Humedo gr. 4750 4950 5260
Volumen del Suelo cc. 2263.00 2296.04 2271.86
Densidad del Suelo Humedo gr/cc. 2.099 2.156 2.315
 Peso de suelo húmedo: 11880gr – 7130=4750
 Densidad de suelo Húmedo: Peso/Volumen:
4750gr/2263cc=2.099gr/cm3.

JOHNNY JARA RAMOS
CÁLCULO DE LA DENSIDAD SECA
Capsula No No T - 05
B -
02
116 132 56 5
Suelo Humedo + Capsula gr. 64.37 75.19 96.26 84.90 50.84 46.05
Peso del Suelo Seco + Capsula gr. 61.80 72.20 93.80 81.50 49.00 44.55
Peso del Agua gr. 2.57 2.99 2.46 3.40 1.84 1.50
Peso de la Capsula gr. 12.46 14.01 10.54 13.03 13.50 14.96
Peso del Suelo Seco gr. 49.34 58.19 47.87 68.47 35.50 29.59
% de Humedad % 5.21% 5.14% 5.14% 4.97% 5.18% 5.07%
Promedio de Humedad % 5.17% 5.05% 5.13%
Densidad del Suelo Seco gr/cc. 1.996 2.052 2.202
CÁLCULO DE LOS ESFUERZOS.
Penetración
mm
Tiempo
Esfuerzo
patrón.
MOLDE No 1 MOLDE No 2 MOLDE No 3
Dial Kg Kg/cm2 Correc. Dial Kg Kg/cm2 Correc. Dial Kg Kg/cm2 Correc.
0.63 00:30 19 79.5 4.1 35 154.6 8.0 75 342.3 17.6
1.27 01:00 41 182.8 9.4 95 436.1 22.5 155 716.9 37.0
1.91 01:30 55 248.5 12.8 117 539.1 27.8 230 1067.1 55.0
2.54 02:00 70.31 61 276.7 14.3 20 136 628.0 32.4 295 1369.8 70.6
3.81 03:00 72 328.2 16.9 153 707.5 36.5 360 1671.9 86.2
5.09 04:00 105.00 82 375.1 19.3 18 181 838.4 43.2 421 1954.7 100.8
6.35 05:00
94 431.4 22.2 209 969.1 50.0 471 2186.0 112.7
7.62 06:00
113 520.4 26.8 247 1146.3 59.1 557 2583.0 133.1
8.89 07:00
125 576.5 29.7 282 1309.3 67.5 629 2914.4 150.2
10.16 08:00
 Lecturamos el dial del esfuerzo las profundidades normadas tal como muestra la
tabla.
 Obtenemos su equivalente en Kg. Con la siguiente fórmula:
o -9.801640969+4.701071057*Dial-0.000082763*(Dial) 2
(Se debe
aclarar que esta fórmula dependerá de la calibración del anillo, de cada
equipo)
o EJM:-9.801640969+4.701071057*19-0.000082763*(19) 2
= 79.5KG.
 Por último obtenemos el esfuerzo que será la división entre la
FUERZA(KG)/ÁREA DEL PISTÓN. El área del pistón es 19.4cm2
o EJM: ESFUERZO Kg/cm2= 79.5Kg/19.4cm2 = 4.1 Kg/cm2
o EJM: ESFUERZO Kg/cm2= 79.5Kg/19.4cm2 = 4.1 Kg/cm2.
 Por último graficamos penetración en mm VS esfuerzo.

JOHNNY JARA RAMOS
CÁLCULO DEL C.B.R.
 Hallamos los valores de CBR, tanto para una penetración del pistón de 2.5mm,
como para una penetración del pistón de 5.0mm. relacionando los esfuerzos
obtenidos de cada muestra con los esfuerzos de la muestra patrón.
EJM.
El valor de C.B.R. hallado será = 14.3 X 100=20%
70.31
El valor de C.B.R. hallado será = 19.3 X 100=18%
105
Escogiendo de preferencia el valor hallado a 5mm de penetración del pistón.

JOHNNY JARA RAMOS
RELACION CBR - DENSIDAD SECA
1.93
1.96
1.98
2.01
2.03
2.06
2.08
2.11
2.13
2.16
2.18
2.21
2.23
16 26 36 46 56 66 76 86 96
C.B.R. (%)
DENSIDADSECAgr/cc.
CÁLCULO DE EXPANSIÓN.
Fecha Hora Tiempo Dial
Expansión
Dial
Expansión
Dial
Expansión
mm % mm % mm %
18/12/2007 09:30 a.m. (1)14.789 0 0 15.235 0 0 2.497 0 0
19/12/2007 09:30 a.m. (2)14.787
-
0.002
-
0.002 15.233
-
0.002
-
0.002 2.5 0.003 0.003
20/12/2007 09:30 a.m. (3)14.785
-
0.004
-
0.003 15.233
-
0.002
-
0.002 2.5 0.003 0.003
21/12/2007 09:30 a.m. (4)14.78
-
0.009
-
0.008 15.233
-
0.002
-
0.002 2.5 0.003 0.003
La expansión en mm por diía es igual al dial(2) – el dial(1),
o Dial(3) – el dial(1), para cada muestra.
El porcentaje de expansión se clcula con la siguiente fórmula:
%EXPANSIÓN= Expansión mm
Altura inicial de la muestra
%EXPANSIÓN= 0.009mm = 0.008%
124.7mm.

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