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UNIVERSIDAD RICARDO PALMA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
CURSO: Mecánica de Suelos II
TRABAJO: Ensayo de densidad máxima - mínima
ALUMNO: Vega Romero, Daniel Enrique
GRUPO: 1
SUB-GRUPO: 1
FECHA DE ENTREGA: 18 de Noviembre de 2014
ENSAYO DE DENSIDAD MAXIMA Y DENSIDAD MINIMA
(4TO LABORATORIO)
I. OBJETIVO
Determinar experimentalmente la densidad máx y min de un suelo
granular, empleando para ello la vibración mecánica para reducir los
vacíos del suelo en estado seco o de incipiente humedad.
Los parámetros son los siguientes:
Determinar el parámetro de la Compacidad Relativa.
𝜸 𝒅𝒎á𝒙=
𝑾 𝒔𝒘
𝑽𝒔𝒗 𝒎𝒊𝒏(𝟏+𝒘)
𝑒 𝑚á𝑥
𝜸 𝒅𝒎𝒊𝒏=
𝑾 𝒔𝒘
𝑽𝒔𝒗 𝒎á𝒙(𝟏+𝒘)
𝑒 𝑚𝑖𝑛
II. MARCO TEÓRICO
Compacidad relativa
La compacidad relativa es usada en suelos granulares
Cr= (emax - e) / (emax - emin)
La definición de la compacidad relativa (o densidad relativa) implica comp
arar la densidad del suelo respecto de sus estados más denso y más suelto
posible. Eso se logra comparando las relaciones de vacío. Si esa misma
definición la llevamos a un suelo de grano fino y lo hacemos respecto de
los límites plástico y líquido, recordando que en un suelo saturado la
relación de vacíos es igual a la humedad por el peso específico de las
partículas sólidas (gamma s) y dividido por el peso unitario del agua
(gamma w), se llega a Cr = (LL-w) / (LL-LP). Esto se sigue llamando
compacidad relativa. El índice de liquidez es exactamente lo mismo pero
lo que estás mirando es qué tan cerca del LL está la muestra (cuando la
humedad es igual al límite líquido, el LI es igual al 100%). Sepuede utilizar
cualquiera de las dos expresiones ya que nos dan la misma información
pero en un caso referida al LL y en otro al LP.
Compacidad Relativa
El grado de compactación en el campo puede medirsede acuerdo a la
compacidad relativa. En los suelos formados por partículas gruesas, como
las gravas y las arenas; es muy importante conocer su estado de
compacidad, que se define por la “Densidad relativa” ó “Compacidad
relativa”. Se puede calcular la Compacidad relativa mediante la fórmula
empírica de Terzaghi, determinada en laboratorio y se expresa en
porcentaje:- Cuando los suelos tienen apreciables cantidades de arcilla ó
limos, la Cr pierde su significado, por notener valores definidos de
emáx y emín. Relación de vacíos de un suelo en su estado más suelto.
Relación de vacíos de un suelo en su estado más compacto Relación de
vacíos de un suelo en su estado natural La compacidad relativa indica el
grado de compacidad de un suelo granular en su estado natural También
la densidad relativa ó compacidad relativa, puede medirse en términos
del peso específico seco, mediante el “BUREAU RECLAMATION”, fórmula
empírica que se utiliza en el diseño y construcción de presas detierra.
Peso específico seco en su estado más compacto; es decir cuando la
relación de vacíos en mínimo (peso volumétrico seco máximo).Peso
específico seco “insitu” (peso volumétrico seco en estado natural)Peso
específico seco del suelo en su estado más suelto (peso volumétrico seco
mínimo)Estado de un material granular (grava o arena) según su
compacidad relativa: Estado Cr
Muy flojo 0 a 15%
Flojo 16% a 35%
Medio 36% a 65%
III. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
 Sobrecarga → 24.5 kg
 Cronómetro
 Vernier
 Herramientas e instrumentos típicos de laboratorio
 Molde metálico estándar
 Mesa vibratoria → Fr = 60Hz
IV. PROCEDIMIENTO
 Se prepara una cantidad suficiente de masa de suelo representativa ( 5 a 6 kg)
para 3 especímenes de suelo diferentes.
 El molde metálico deberá ser calibrado en su peso y volumen, para ello se
utiliza un vernier que defina el dimensionamiento del cilindro.
 Con la masa del primer espécimen se procede a llenar el volumen del molde.
Para ello, se procura el acomodo por gravedad de la masa de suelo, sin
producir vibración alguna. Posteriormente se llena el molde hasta enrazar el
volumen del mismo, para luego registrar su peso en la balanza (en gr.)
 El conjunto molde y suelo se ensambla en la mesa vibratoria, adicionando la
placa de liberación, el collarín y la sobrecarga correspondiente.
 Se procede a la vibración del molde a la frecuencia indicada y durante un
periodo mínimo de 5 minutos, produciéndose la densificación del suelo
granular. El desnivel producido deberá ser medido con la asistencia del vernier.
 Completado la densificación del suelo en el molde, se tomara un testigo de
humedad obteniéndose el peso húmedo final y el peso seco correspondiente
anotando así los datos correspondientes.
V. CÁLCULOS Y RESULTADOS
Hallando contenido de humedad:
CONTENIDO DE HUMEDAD (ω %)
1 Nº recipiente 130 121
2 W recipiente (gr) 18,04 16,76
3 W recipiente sw (gr) 234,1 209,47
4 W recipiente s (gr) 233,62 208,87
5 W w: 3-4 (gr) 0,48 0,6
6 W s: 4-2 (gr) 215,58 192,11
7 ω: 100*5/6 (%) 0,22 0,31
8 ω prom (%) 0,27
Hallando el promedio de las mediciones:
Medida del molde estándar Promedio
D (cm) 15,19 15,18 15,2 15,19
H (cm) 15,48 15,53 15,52 15,51
Lecturas muestra 1 Promedio
hi (cm) 5,64 5,61 5,57 5,61
hf (cm) 7,27 7,08 7,34 7,23
Lecturas muestra 2 Promedio
hi (cm) 5,66 5,64 5,59 5,63
hf (cm) 7,31 7,15 7,3 7,25
Hallando la densidad (e) mediante el programa Excel igualmente con el densidad
mínima, densidad máxima y compacidad relativa.
CondicionesGenerales
1 W molde (gr) 8560
2 Diametro molde (cm) 15,19
3 Altura molde (cm) 15,51
4 Área molde (cm²) 181,22
5 Vsvmáx: 4*3 (cm³) 2810,72
6 ɣ muestra (ton/m³) 1,65
7 ωinsitu (%) 3,6
8 ω (%) 0,27
9 Gs 2,66
10 e: ([(1+8/100)*9]/6)-(1) 0,670
Condiciones especificas
11 Nº muestra 1 2
12 W molde sw (gr) 13000 12995
13 hi (cm) 5,61 5,63
14 hf (cm) 7,23 7,25
Cálculos finales
15 W sw : 12 - 1 (gr) 4440 4435
16 ∆h : 14-13 (cm) 1,62 1,62
17 Vsvmin: 4*(3-16 ) (cm³) 2516,54 2516,54
18 ɣdmáx : 15/[17((1)+8/100)] (gr/cm³) 1,760 1,758
19 ɣdmáx prom (gr/cm³) 1,759
20 ɣdmin : 15/[5((1)+8/100)] (gr/cm³) 1,575 1,574
21 ɣdmin prom (gr/cm³) 1,575
22 e min: (9/19)-(1) 0,513
23 e máx : (9/21)-(1) 0,689
24 Cr : (23-10)/(23-22) 0,109
VI. CONCLUSIONES
 En el ensayo se determina que en el muestreo de suelo se tiene como
densidad 0.670, densidad máxima 0.680 y por ultimo su densidad minima es
igual a 0.513.
 Según los resultados obtenidos de relación de humedades “e”, “emáx” y “emin”;
podemos afirmar que el suelo in situ fue sometido cargas trascendentes o de
considerable magnitud ya que su valor “e” se encuentra cerca de su “emax”.
 La compacidad relativa (Cr) es igual a 0.109.
 Según la tabla de la denominación de suelos según la compacidad relativa se concluye
que:
La compacidad relativa pertenece al rango de 0 a 15 por lo tanto su denominación de
suelo es muy suelta ya que el contenido de humedad es bajo.
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Ensayo de densidad máxima mínima

  • 1. UNIVERSIDAD RICARDO PALMA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL CURSO: Mecánica de Suelos II TRABAJO: Ensayo de densidad máxima - mínima ALUMNO: Vega Romero, Daniel Enrique GRUPO: 1 SUB-GRUPO: 1 FECHA DE ENTREGA: 18 de Noviembre de 2014
  • 2. ENSAYO DE DENSIDAD MAXIMA Y DENSIDAD MINIMA (4TO LABORATORIO) I. OBJETIVO Determinar experimentalmente la densidad máx y min de un suelo granular, empleando para ello la vibración mecánica para reducir los vacíos del suelo en estado seco o de incipiente humedad. Los parámetros son los siguientes: Determinar el parámetro de la Compacidad Relativa. 𝜸 𝒅𝒎á𝒙= 𝑾 𝒔𝒘 𝑽𝒔𝒗 𝒎𝒊𝒏(𝟏+𝒘) 𝑒 𝑚á𝑥 𝜸 𝒅𝒎𝒊𝒏= 𝑾 𝒔𝒘 𝑽𝒔𝒗 𝒎á𝒙(𝟏+𝒘) 𝑒 𝑚𝑖𝑛 II. MARCO TEÓRICO Compacidad relativa La compacidad relativa es usada en suelos granulares Cr= (emax - e) / (emax - emin) La definición de la compacidad relativa (o densidad relativa) implica comp arar la densidad del suelo respecto de sus estados más denso y más suelto posible. Eso se logra comparando las relaciones de vacío. Si esa misma definición la llevamos a un suelo de grano fino y lo hacemos respecto de los límites plástico y líquido, recordando que en un suelo saturado la relación de vacíos es igual a la humedad por el peso específico de las partículas sólidas (gamma s) y dividido por el peso unitario del agua (gamma w), se llega a Cr = (LL-w) / (LL-LP). Esto se sigue llamando compacidad relativa. El índice de liquidez es exactamente lo mismo pero lo que estás mirando es qué tan cerca del LL está la muestra (cuando la
  • 3. humedad es igual al límite líquido, el LI es igual al 100%). Sepuede utilizar cualquiera de las dos expresiones ya que nos dan la misma información pero en un caso referida al LL y en otro al LP. Compacidad Relativa El grado de compactación en el campo puede medirsede acuerdo a la compacidad relativa. En los suelos formados por partículas gruesas, como las gravas y las arenas; es muy importante conocer su estado de compacidad, que se define por la “Densidad relativa” ó “Compacidad relativa”. Se puede calcular la Compacidad relativa mediante la fórmula empírica de Terzaghi, determinada en laboratorio y se expresa en porcentaje:- Cuando los suelos tienen apreciables cantidades de arcilla ó limos, la Cr pierde su significado, por notener valores definidos de emáx y emín. Relación de vacíos de un suelo en su estado más suelto. Relación de vacíos de un suelo en su estado más compacto Relación de vacíos de un suelo en su estado natural La compacidad relativa indica el grado de compacidad de un suelo granular en su estado natural También la densidad relativa ó compacidad relativa, puede medirse en términos del peso específico seco, mediante el “BUREAU RECLAMATION”, fórmula empírica que se utiliza en el diseño y construcción de presas detierra. Peso específico seco en su estado más compacto; es decir cuando la relación de vacíos en mínimo (peso volumétrico seco máximo).Peso específico seco “insitu” (peso volumétrico seco en estado natural)Peso específico seco del suelo en su estado más suelto (peso volumétrico seco mínimo)Estado de un material granular (grava o arena) según su compacidad relativa: Estado Cr Muy flojo 0 a 15% Flojo 16% a 35% Medio 36% a 65%
  • 4. III. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS  Sobrecarga → 24.5 kg  Cronómetro  Vernier  Herramientas e instrumentos típicos de laboratorio  Molde metálico estándar  Mesa vibratoria → Fr = 60Hz IV. PROCEDIMIENTO  Se prepara una cantidad suficiente de masa de suelo representativa ( 5 a 6 kg) para 3 especímenes de suelo diferentes.
  • 5.  El molde metálico deberá ser calibrado en su peso y volumen, para ello se utiliza un vernier que defina el dimensionamiento del cilindro.  Con la masa del primer espécimen se procede a llenar el volumen del molde. Para ello, se procura el acomodo por gravedad de la masa de suelo, sin producir vibración alguna. Posteriormente se llena el molde hasta enrazar el volumen del mismo, para luego registrar su peso en la balanza (en gr.)  El conjunto molde y suelo se ensambla en la mesa vibratoria, adicionando la placa de liberación, el collarín y la sobrecarga correspondiente.
  • 6.  Se procede a la vibración del molde a la frecuencia indicada y durante un periodo mínimo de 5 minutos, produciéndose la densificación del suelo granular. El desnivel producido deberá ser medido con la asistencia del vernier.  Completado la densificación del suelo en el molde, se tomara un testigo de humedad obteniéndose el peso húmedo final y el peso seco correspondiente anotando así los datos correspondientes.
  • 7. V. CÁLCULOS Y RESULTADOS Hallando contenido de humedad: CONTENIDO DE HUMEDAD (ω %) 1 Nº recipiente 130 121 2 W recipiente (gr) 18,04 16,76 3 W recipiente sw (gr) 234,1 209,47 4 W recipiente s (gr) 233,62 208,87 5 W w: 3-4 (gr) 0,48 0,6 6 W s: 4-2 (gr) 215,58 192,11 7 ω: 100*5/6 (%) 0,22 0,31 8 ω prom (%) 0,27 Hallando el promedio de las mediciones: Medida del molde estándar Promedio D (cm) 15,19 15,18 15,2 15,19 H (cm) 15,48 15,53 15,52 15,51 Lecturas muestra 1 Promedio hi (cm) 5,64 5,61 5,57 5,61 hf (cm) 7,27 7,08 7,34 7,23 Lecturas muestra 2 Promedio hi (cm) 5,66 5,64 5,59 5,63 hf (cm) 7,31 7,15 7,3 7,25
  • 8. Hallando la densidad (e) mediante el programa Excel igualmente con el densidad mínima, densidad máxima y compacidad relativa. CondicionesGenerales 1 W molde (gr) 8560 2 Diametro molde (cm) 15,19 3 Altura molde (cm) 15,51 4 Área molde (cm²) 181,22 5 Vsvmáx: 4*3 (cm³) 2810,72 6 ɣ muestra (ton/m³) 1,65 7 ωinsitu (%) 3,6 8 ω (%) 0,27 9 Gs 2,66 10 e: ([(1+8/100)*9]/6)-(1) 0,670 Condiciones especificas 11 Nº muestra 1 2 12 W molde sw (gr) 13000 12995 13 hi (cm) 5,61 5,63 14 hf (cm) 7,23 7,25 Cálculos finales 15 W sw : 12 - 1 (gr) 4440 4435 16 ∆h : 14-13 (cm) 1,62 1,62 17 Vsvmin: 4*(3-16 ) (cm³) 2516,54 2516,54 18 ɣdmáx : 15/[17((1)+8/100)] (gr/cm³) 1,760 1,758 19 ɣdmáx prom (gr/cm³) 1,759 20 ɣdmin : 15/[5((1)+8/100)] (gr/cm³) 1,575 1,574 21 ɣdmin prom (gr/cm³) 1,575 22 e min: (9/19)-(1) 0,513 23 e máx : (9/21)-(1) 0,689 24 Cr : (23-10)/(23-22) 0,109
  • 9. VI. CONCLUSIONES  En el ensayo se determina que en el muestreo de suelo se tiene como densidad 0.670, densidad máxima 0.680 y por ultimo su densidad minima es igual a 0.513.  Según los resultados obtenidos de relación de humedades “e”, “emáx” y “emin”; podemos afirmar que el suelo in situ fue sometido cargas trascendentes o de considerable magnitud ya que su valor “e” se encuentra cerca de su “emax”.  La compacidad relativa (Cr) es igual a 0.109.  Según la tabla de la denominación de suelos según la compacidad relativa se concluye que: La compacidad relativa pertenece al rango de 0 a 15 por lo tanto su denominación de suelo es muy suelta ya que el contenido de humedad es bajo.