El documento presenta una introducción al ensayo de Proctor modificado para determinar la relación entre el contenido de humedad y la densidad seca máxima de un suelo compactado. Describe los equipos, procedimientos y cálculos necesarios para realizar la prueba de acuerdo con la norma ASTM D 1557. El objetivo es encontrar el contenido de humedad óptimo para lograr la máxima densidad seca del suelo durante la compactación.
1. TALLER BÁSICO DE MECÁNICA DE SUELOS
Próctor Modificado
Próctor Estándar
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
Facultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos
Expositor: Luisa Shuan Lucas
2. Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
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Laboratorio de Mecánica de Suelos
DEFINICIÓN
COMPACTACIÓN
La compactación es un proceso de estabilización
mecánica del suelo que mejora sus propiedades
como son:
- Aumento de densidad
- Disminución de la relación de vacíos
- Disminución de la deformabilidad
- Disminución de permeabilidad
- Aumento de resistencia al corte
3. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
Facultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos VARIABLES
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La compactación depende de varios factores como
por ejemplo:
- Tipo de suelo
- Distribución granulomètrica
- Forma de partículas
- Energía de compactación
- contenido de humedad
4. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Laboratorio de Mecánica de Suelos OBJETIVO
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Desarrollar un método de ensayo para determinar la
relación entre el contenido de humedad y el peso
unitario seco compactado con una energía de
compactación determinada.
El objetivo de la prueba es determinar el contenido
de humedad para el cual el suelo alcanza su
máxima densidad seca
5. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Laboratorio de Mecánica de Suelos ENERGÍA DE COMPACTACIÓN
Febrero 2006 Curso Taller de Mecánica de Suelos LMS-FIC-UNI
La energía de compactación en el ensayo de
laboratorio, se define como:
V
hWnN
Ec
***
=
Donde:
E c = Energía de compactación, depende del tipo de ensayo
N = N°de golpes por capa
n = N°de capas
W = Peso del pisón
H = Altura de caída del pisón
V = Volumen del suelo compactado
6. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCTOR MODIFICADO
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ASTM D 1557 Proctor Modificado
Ec = Energía de Compactación = 56,250 Lb.ft/ft3.
W = Peso del martillo = 10 lb
h = Altura de caída del martillo = 18 pulgadas
N = Número de golpes por capas = depende del molde
n = Número de capas = 5
V = volumen del molde cm3 = depende del método de prueba
Suelo y Molde a Utilizar
Método A Método B Método C
Pasa la malla No. 4. Pasa la malla 3/8” Pasa la malla ¾”.
Molde 4 Pulg.diam. Molde 4 pulg. Diam. Molde 6 “ pulg. diam
V = 1/30 pie 3 V = 1/30 pie3 V = 1/13.3 pie3
N = 25 golpes/capa N = 25 golpes/capa N = 56 golpes/capa
7. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCTOR ESTANDAR
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ASTM D 696 Proctor Estándar
Ec = Energía de Compactación = 12,300 Lb.ft/ft3.
W = Peso del martillo = 5.5 lb
h = Altura de caída del martillo = 12 pulgadas
N = Número de golpes por capas = depende del molde
n = Número de capas = 3
V = volumen del molde cm3 = depende del método de prueba
Suelo y Molde a Utilizar
Método A Método B Método C
Pasa la malla No. 4. Pasa la malla 3/8” Pasa la malla ¾”.
Molde 4 Pulg.diam. Molde 4 pulg. Diam. Molde 6 pulg. diam
V = 1/30 pie 3 V = 1/30 pie3 V =1/13.3 pie3
N = 25 golpes/capa N = 25 golpes/capa N = 56 golpes/capa
8. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPO BÁSICO
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EQUIPO
PROCTOR MODIFICADO
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•Molde cilíndrico de material rígido con base de apoyo y
collarín.
•Probeta graduada de 500 cm3.
•Pisón de 10 lb. de peso con 18 pulgadas de caída libre.
•Balanza de 0.1 gr. De precisión
•Horno de secado
•Regla recta de metal rígido de 10 pulgadas.
•Tamices de 2”, ¾", 3/8", y Nº4.
•Herramientas diversas como, bandeja, taras, cucharas,
paleta, espátula, etc.
10. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Laboratorio de Mecánica de Suelos DETERMINACIÓN DEL MÉTODO
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Pasa ¾”30%> 20%-C
Pasa 3/8”-20%> 20%B
Pasa N°4--20%A
MATERIAL
A USAR
% ACUM.
RETENIDO
3/4”
% ACUM.
RETENIDO
3/8”
% ACUM.
RETENIDO
N°4
METODO
ASTM D 1557 Proctor Modificado
-Aplicable a material con 30% máximo retenido en tamiz ¾”
-Si el material tiene mas del 5% en peso de tamaño mayor al
utilizado en la prueba, se debe corregir los resultados.
11. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO
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12. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO
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Secar el material si este estuviera húmedo,
puede ser al aire libre o al horno.
Tamizar a través de las mallas 2”, ¾”, 3/8” y N°4
para determinar el mètodo de prueba.
13. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO
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Preparar 4 ó 5 muestras de 6kg. para el método C
y de 3 Kg. si se emplea el método A ó B.
Agregar agua y mezclar uniformemente. Cada
punto de prueba debe tener un incremento de
humedad constante.
14. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO
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Colocar la primera capa en el
molde y aplicarle 25 ó 56 golpes
según el método de ensayo.
Los golpes deben ser aplicados
en toda el área, girando el pisón
adecuadamente.
Cada golpe debe ser aplicado en
caída libre, soltar el pisòn en el
tope.
De igual forma completar las
cinco capas
15. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO
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La última capa debe quedar en el collarín de tal forma
que luego pueda enrasarse.
Enrasar el molde con una regla metálica quitando
previamente el collarín.
Retirar la base y registrar el peso del suelo + molde
16. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO
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Luego de pesado, extraer el suelo y tomar una muestra para
el contenido de humedad, como mínimo 500 gr. para material
granular tomada de la parte central del molde.
Llevar las muestras al horno para determinar la humedad .
Repetir el procedimiento para un mínimo de 4 puntos
compactados a diferentes contenidos de humedad, dos de los
cuales quedan en el lado seco de la curva y los otros dos en
el lado húmedo.
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CÁLCULO
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ω
γ
γ
+
=
1
m
d
Una vez determinados los contenido de humedad
de cada muestra hallar la densidad seca de cada
punto :
Donde:
γγγγm = densidad húmeda = peso suelo húmedo /volumen
ω = contenido de humedad
18. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Laboratorio de Mecánica de Suelos GRÁFICO
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CURVA DENSIDAD SECA vs HUMEDAD
2.100
2.140
2.180
2.220
2.260
2.300
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0
Humedad (%)
DensidadSeca(gr/cm
3
)
Determinar: γγγγdmáx = Densidad Seca Máxima
O.C.H = Optimo contenido de humedad
γγγγdmáx
O.C.H
19. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
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Laboratorio de Mecánica de Suelos VALORES TÍPICOS
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Curvas típicas de
compactación para
suelos diferentes
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Laboratorio de Mecánica de Suelos
VARIACIÓN CON ENERGÍA DE
COMPACTACIÓN
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Curvas de
Compactación
Proctor Estándar y
Modificada para un
limo arcilloso
(método A).
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Laboratorio de Mecánica de Suelos VALORES TÍPICOS
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Rango aproximado de OCH vs. Tipo de suelo
4 - 8Grava tipo afirmado
13 - 21Arcilla
11 - 15Limo
8 - 12Arena limosa
6 - 10Arena
Valor probable ( % ) OCH
Ensayo Proctor
Modificado
Tipo de suelo
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Laboratorio de Mecánica de Suelos APLICACIÓN
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La compactación de suelos se aplica en toda obra
de terraplenado, para mejorar su estabilidad.
1. Conformación de rellenos controlados.
2. Para apoyo a una estructura.
3. Como sub - base para carreteras y ferrocarriles o
aeropuertos.
4. Diques o presas de tierra.