ensayos

“EXPLORACION Y MUESTREO DE SUELOS”
Para el ensayode exploraciónymuestreode suelopodemosutilizarcomoreferencialaASTM
D – 420. Para el caso del estudiode unterrenode fundaciónque hade servirparala
construcciónde una edificacióndeltipoque se elija.Esimportante considerarunadecuado
programa de exploraciónsuelos,asícomotambiénsucorrespondiente muestreo.Yaque de
ellosdependeráel buenfuncionamientodelmismodurante suvidaútil,paraellosserá
convenienteque se tome comoreferencialaNORMA E-050 del reglamentonacional de
edificacionesde nuestropaís.De losresultadosdel programamencionadodebeobtenerse
informaciónrespectoalaestratigrafíapresente ylostiposde suelos,asícomotambiénel nivel
freático,característicasgeológicas,etc.Comose mencionóenel cursobásicode mecánicade
suelos;dentrode losmétodosde exploraciónse tienenlasexcavacionesacieloabierto
(calicatas),Ensayosde PenetraciónEstándar(SPT),métodosrotativosencasohayapresencia
de rocas, etc. Y encaso del tipode muestreo,este puede seralteradoe inalterado.Parael
caso de cimentacionesel muestreose debe procurarque seainalteradoyaque se requiere
conocerlas propiedadesmecánicasdel sueloenestudio.Porloque generalmente encasoque
lascimentaciones noseanprofundasse optaporla exploraciónmedianteexcavaciónde pozos
a cieloabierto.Encaso la profundidadde cimentaciónseaconsiderable se optaporevaluarlas
propiedadesmecánicasenel mismolugar,siendoeneste casoel másutilizadoel ensayode
penetraciónestándar.Conviene reiterarademásque lasmuestrasque seanobtenidasdeben
sercorrectamente almacenadasyetiquetadas,yaque si así no fuere,esposibleque el estudio
no proporcione lainformaciónque se requiere.Parael desarrollode laasignaturayen
particularestaprimerapráctica,se realizaraunaexploraciónde suelosmediante laexcavación
de pozosa cieloabierto,yel muestreoarealizarserádel tipoinalterado,yaque eneste caso
se buscara determinarlaspropiedadesmecánicasdel sueloypara ellose requiereque el suelo
conserve suspropiedadesde campoal realizarse laspruebasenlaboratorio.
OBJETIVOS
Realizarlaexploraciónde unsubsuelo,medianteel métodode excavaciónde pozosacielo
abierto.Asícomo describirlaestratigrafíaydemáscaracterísticasdel mismoIN SITU. Realizar
un muestreoinalteradobuscandoconservarlaspropiedadesdel sueloafinde que se realicen
losensayosenlaboratorio.
MATERIALES
Sueloobtenidoenestadoinalterado
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
Pala,pico, picota,cuchillo,barreta,wincha,Bolsas,Cintas,Etiquetasy Equipode Seguridad
PROCEDIMIENTO RECOMENDADO
Ubicar y señalarel puntode exploración,de acuerdoal tipode edificación,ylaimportanciadel
mismo.Definirymarcarel área a excavar,el cual va a dependerde lacomodidaddel operador
y lasherramientasausar. Se recomiendaun largode 1.20 m, ancho 0.85 m. Realizarla
excavaciónde tal formaque la formade realizarlaseade acuerdoa lacomodidaddel
operador, usandolasherramientasnecesarias.Hastaunaprofundidadde 1.50 m para la
presente práctica. Al iravanzandocon laexcavaciónse debe irobservandolavariaciónde
estratose ir registrándolos.Lavariaciónde estratosse deberádefinirobservandoel color,
tamañoy forma de partículas,olor,plasticidad. Cuandose llegue aunaprofundidadde 1.50 m

se debe realizarladescripciónde cadaunode losestratose ir registrandoestosdatosenla
libretade campo,el nivel freáticotambiéndebede serregistrado. Seguidamentese realizael
muestreoinalteradotallandounamuestrade suelode formacubicade acuerdoa la necesidad
del estudio.Estamuestraessacada de una de las paredesde lacalicatay una vezobtenida
debe serprotegidaporparafinapara evitarlapérdidade humedaddurante sutrasladoa
laboratorio,ademásde que nodebe olvidarseanotarsuidentificaciónmedianteunaetiqueta.
Cerrar la excavaciónunaveztomadaslasmuestras,conel material extraídoanteriormente.
Durante lostrabajosdebe tomarse encuentamedidasde seguridadparaevitaraccidentes.
PRESENTACION DE RESULTADOS
Los resultadosseránreportadosenunperfil estratigráficode lacalicataanotándose todaslas
observacionesrealizadasal momentodel muestreo.Endichoperfilirándefinidasclaramente
lascotas y los suelosdeberánestarcorrectamente simbolizados.

CONTENIDO DE HUMEDAD
Las normas en las que se describen el ensayo de contenido de humedad son la
ASTM D-2216, MTC E 108-2000, NTP 339.127. El contenido de humedad en suelos
se define como la cantidad de agua de un suelo al momento de realizarse su ensayo
relacionado con la parte solida del mismo. Viene a representado por la siguiente
expresión.
𝑊% =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜
∗ 100
Dónde:
W% = Contenido de humedad del suelo
OBJETIVOS
Determinar el contenido de humedad bajo distintas condiciones en la que el
suelo se encuentre al momento de su ensayo.
MATERIALES
Suelo húmedo
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
Taras, espátulas, guantes de Jebe y Cuero, horno, bandejas, bolsas, balanza,cucharon y
identificador de muestras.
PROCEDIMIENTO RECOMENDADO
Calcular aproximadamente la cantidad de muestra con la cual se va a trabajar.
Etiquetar y pesar correctamente 03 taras para realizar la práctica. Colocar en las taras el
suelo húmedo y pesarlas nuevamente (tara + suelo húmedo) y anotar los resultados.
Llevar al horno por un tiempo de 24 horas y a una temperatura de 110 °C para la
eliminación del agua. Cumplidas las 24 horas enfriarlas muestras hasta la temperatura
ambiente y pesarlas nuevamente (tara + suelo seco) y anotar los resultados. Eliminar el
suelo ensayado y limpiar los equipos y herramientas utilizadas. Proceder al cálculo
para cada una de las muestras y obtener un promedio que representará el resultado
final. En caso haya una dispersión considerable de los resultados lo que se reflejara en
una desviación estándar elevada. Proceder a realizar nuevamente el ensayo.

GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SUELOS
Las normas que describen el ensayo de gravedad específica de los suelos son la ASTM
D-854, AASHTO T-100, MTC E 113-2000. La gravedad específica de los suelos se define
como la relación que existe de un volumen determinado de suelo pesado al aire, al
peso en el aire de un volumen igual al del suelo en cuestión de agua destilada a una
temperatura de 4°C.Este valor resulta siendo adimensional y su aplicación viene dada
fundamentalmente al momento de determinar las relaciones volumétricas y
gravimétricas en suelos. Por lo que será de mucha utilidad e importancia su correcta
determinación. Los valores de la gravedad específica de los suelos varia de 2.60 a 2.80,
aunque algunos suelos orgánicos pueden registrar valores de 1.50 o en el otro caso
extremo existen suelos con alto contenido de hierro que llegan a registrar valores de
3.00.
1. OBJETIVOS
Lograr que el estudiante realice de manera correcta los procedimientos de laboratorio
para obtener la gravedad especifica en los suelos.
 Hacer que el estudiante obtenga el peso por unidad de volumen de las
partículas sólidas que constituyen a un suelo.
2. MATERIALES
 Material obtenido del sub suelo para determinar su Gs.
3. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
 Fiola o picnómetro
 Agua destilada
 Bomba de vacíos (opcional)
 Equipo para calentaragua
 Balanza
 Horno a temperatura constante
 Termómetro
 Bandejas
 Pipeta
 Embudo de conducto largo
 Espátulas
 Herramientas varias
4. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO
Para realizar el cálculo de la gravedad específica en suelos se requiere de una curva
de calibración para obtener el peso del picnómetro relleno de agua destilada hasta la

marca de aforo. Este dato puede ser obtenido de forma experimental o
proporcionada teóricamente por el fabricante del picnómetro.
PROCEDIMIENTO PARA LA CALIBRACION DEL PICNOMETRO (Curva de
Calibración)
 Determinar el peso del picnómetro seco con una aproximación de 0.01 gr.
 Llenar el picnómetro de agua destilada a cierta temperatura hasta 0.5 cm
debajo de la marca de aforo, dejando reposar por unos minutos.
 Medir la temperatura del agua contenido en el picnómetro.
 Con una pipeta completar el volumen del agua hasta la marca de aforo.
 Secar cuidadosamente el interior del cuello del picnómetro, respetando el
menisco.
 Pesar el frasco lleno de agua hasta la marca de aforo.
 Repetir cinco veces el procedimiento detallado para diversas temperaturas.
 Representar en una gráfica los resultados de los pesos obtenidos (peso del
picnómetro lleno de agua), en función de la temperatura.
 Los puntos de la curva de calibración teórica se pueden obtener con la
siguiente ecuación.
𝑊𝑝𝑤 = 𝑊𝑝 + 𝑉𝑝 ∗ (1 − ∆𝑇 ∗ 𝐸) ∗ (𝛾𝑤 − 𝛾𝑎)
Dónde:
o Wpw : Peso del picnómetro lleno de agua.
o Wp : Peso del picnómetro seco y limpio.
o Vp : Volumen calibrado del picnómetro a Tc.
o ΔT : T-Tc
o T : Temperatura a la cual se obtiene Wpw.
o Tc : Temperatura de calibración del frasco (20 °C).
o E : Coeficiente térmico de expansión cubica 0.1*10-4/°C.
o γw : Peso unitario del agua a la temperatura de ensayo.
o γa : Peso unitario del aire a temperatura T y presión
atmosférica 0.001 gr/cm3.
PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA
(Suelos Cohesivos)
 La muestra debe ser tamizada por la malla N° 10, y del material que pasa
dicha muestra pesar una cantidad necesaria seca, la cual se escogerá de
acuerdo con la capacidad del picnómetro.
Capacidad del
picnómetro (cm3)
Cantidad requerida
aproximadamente

100 25 - 35
250 55 – 65
500 120 – 130
 Colocar dicha muestra dentro del picnómetro y agregar agua destilada.
 Eliminar el aire atrapado en la muestra por calentamiento del frasco durante
15 min.
 Una vez eliminado el aire atrapado añadir agua destilada hasta que el borde
inferior del menisco coincida con la marca de aforo.
 Verificar si el menisco está bien enrasado y que exteriormente el picnómetro
se encuentre totalmente seco y limpio. Y luego pesar el picnómetro + agua +
suelo contenido. Con una aproximación de 0.1 gr, y a la vez obtener la
temperatura de la suspensión.
 Sacar el agua y el suelo hacia una bandeja limpia sin perder muestra.
 Dejar secar la muestra en el horno por un tiempo de 24 horas y a una
temperatura de 110 °C.
 Una vez seca la muestra determinar el peso seco del suelo con una
aproximación de 0.1 gr.
 Registrar todos los datos en la correspondiente hoja de trabajo.
5. METODOLOGÍA DECÁLCULO
Con los datos obtenidos en laboratorio el cálculo de la gravedad específica del suelo
se realizara utilizando la siguiente relación:
𝐺𝑠 =
𝑊𝑠
𝑊𝑝𝑤 + 𝑊𝑠 − 𝑊𝑝𝑠𝑤
Dónde:
Gs = Gravedad especifica de las partículas sólidas del suelo.
Ws = Peso seco del suelo
Wpw = Peso del picnómetro + Peso del agua (De la curva de calibración)
Wpsw = Peso del picnómetro + Peso del suelo + Peso del agua.
6. PRESENTACION DERESULTADOS
Los resultados seránreportadosen el formatosiguiente, debiéndose anotaralpie del
mismo las observaciones que se tengan.

Curva de Calibración
T° (°C) Wpw (gr)
Determinación de la Gravedad Específica de Sólidos
N° de Ensayo 1 2 3
N° de Picnómetro A B C
Peso de Picnómetro
Peso de Picnómetro + Suelo + Agua
Peso de Picnómetro + Agua
(Calibración)
Peso de Bandeja
Peso de Bandeja + Suelo Seco
Peso de Suelo Seco
Gravedad especifica parcial
Gravedad especifica final
Wpw
T (°C)

HOJA DE TRABAJO N° 02
GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SUELOS
NORMA ( )
DETERMINACIÓN DE LA CURVA DE CALIBRACIÓN (PRIMERA PARTE)
N° de Ensayo 1 2 3 4 5
Peso de Picnómetro
(Laboratorio)
Volumen Calibrado de Picnómetro
Temperatura de Trabajo (T)
Temperatura de Calibración
Coeficiente térmico de expansión
Peso unitario del agua a T
Peso unitario del aire a T
Peso de picnómetro + agua (Teórico)
DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA (SEGUNDA PARTE)
N° de Ensayo 1 2 3
N° de Picnómetro A B C
Peso de Picnómetro
Peso de Picnómetro + Suelo + Agua
(Calibración)
Peso de Bandeja
Peso de Bandeja + Suelo Seco
Peso de Suelo Seco
Gravedad especifica parcial
Gravedad especifica final (Gs)

“DETERMINACION DE LAS RELACIONES GRAVIMETRICAS Y
VOLUMETRICAS EN SUELOS”
7. NORMATIVA
8. GENERALIDADES
Para una mejor comprensión de las propiedades mecánicas de los suelos, es
importanteconocerlasrelacionesgravimétricasy volumétricas que existe en el suelo
entre sus distintas fases (solido, agua y aire). Ya que dichas relaciones intervienen
por ejemplo en el cálculo de asentamientos, permeabilidad, etc.
Se entiende por relaciones gravimétricas, a las relaciones que existen entre los pesos
de las distintas fases del suelo, y dentro de las mismas se encuentran;contenido de
humedad (w%), densidad húmeda (γh), densidad seca (γd). Y como relaciones
volumétricas entendemos a aquellas que relacionan los volúmenes de las fases del
suelo y dentro de las cuales tenemos; relación de vacíos (e), porosidad (n), y grado
de saturación (S).
Para la obtenciónde estasrelacionesen laboratoriose puedenrecurrira tres métodos
los cuales son:
 Método de moldeo de un volumen conocido de una muestra inalterada.
 Método de la balanza hidrostática.
 Método del peso de mercurio desplazado.
Para la presentepráctica seadoptara elsegundométodo, dejandoalestudiantecomo
lectura adicional la investigación acerca de los procedimientos a seguir en el caso de
los otros métodos.
9. OBJETIVOS
 Lograr que el estudiante realice de manera correcta los procedimientos de
laboratorio para obtener seis las relaciones gravimétricas y volumétricas de
los suelos.
 Hacer que el estudiante obtenga los valores numéricos de las relaciones
gravimétricas y volumétricas de suelos, contando además con resultados
obtenidos en la práctica N° 03.
10. MATERIALES
 Suelo arcilloso de color oscuro con muestreo inalterado
 Parafina
 Agua

 Balanza con precisión de 0.1 gr
 Equipo para calentarla parafina.
 Hilo
 Cuchillo
 Balanza
 Bandejas
 Baldes
Para determinar los pesos y volúmenes de las distintas fases del suelo mediante el
método de la balanza hidrostática,detalmanera quepodamoscalcularlasrelaciones
gravimétricas y volumétricas de los suelos, se debe seguir el siguiente
procedimiento.
 Se talla una muestra en forma de un prisma rectangular, el mismo que debe
ser pesado y registrado dicho dato (Wm).
 Se cubre totalmente el prisma con parafina de tal manera que no queden
poros por donde podría entrar el agua.
 Se pesa la muestra y la parafina (Wmp).
 Luego se obtiene el el peso de la muestra y la parafina,enestecasosumergido
Wmps.
 Se obtiene el volumen de la muestra + la parafina (Vmp) por el principio de
Arquímedes mediante la siguiente formula.
𝑉𝑚𝑝 =
𝑊𝑚𝑝 − 𝑊𝑚𝑝𝑠
𝛾𝑤
 Se obtiene el volumen de la parafina (Vp).
𝑉𝑝 =
𝑊𝑚𝑝− 𝑊𝑚
𝛾𝑝
Donde γp es el peso específico de la parafina 0.96 gr/cm3.
 Se obtiene el volumen de la muestra (Vm): Vm=Vmp-Vp.
 Se obtiene el contenido de humedad una vez retirado completamente la
parafina. La determinación del contenido de humedad se realizará conforme
a lo indicado en la práctica N° 02.
 Se calcula las relaciones gravimétricas; Contenido de humedad, densidad
húmeda, y densidad seca.
 Se calcula las relaciones volumétricas; relación de vacíos, porosidad y grado
de saturación.

Con los datos obtenidos en laboratorio el cálculo de las relaciones gravimétricas y
volumétricas de los suelos se hará de la siguiente manera.
RELACIONES GRAVIMETRICAS
Contenido de Humedad (w%)
𝑤% =
𝑊𝑤
𝑊𝑠
∗ 100
Densidad Húmeda (γm)
𝛾𝑚 =
𝑊𝑚
𝑉𝑚
Densidad Seca (γd)
𝛾𝑑 =
𝛾𝑚
1 +
𝑤%
100
Dónde:
Ww : Peso del agua
Ws : Peso del suelo seco
Wm : Peso del suelo húmedo
Vm : Volumen de suelo húmedo
RELACIONES VOLUMETRICAS
Relación de Vacíos (e)
𝑒 =
𝑉𝑣
𝑉𝑠
𝑊𝑠 =
𝑊𝑚
1+𝑤%/100
𝑉𝑠 =
𝑊𝑠
𝐺𝑠∗𝛾𝑤
𝑉𝑣 = 𝑉𝑚 − 𝑉𝑠
Porosidad (n)
𝑛 =
𝑉𝑣
𝑉𝑚
∗ 100
Grado de Saturación (S)
𝑆 =
𝑉𝑤
𝑉𝑣
∗ 100
𝑉𝑤 =
𝑊𝑠 ∗
𝑤%
100
𝛾𝑤
Dónde:
Vv : Volumen de vacíos
Vs : Volumen de solidos
Vw : Volumen de agua
Ws : Peso de los solidos
Wm : Peso de suelo húmedo

Gs : Gravedad especifica de los solidos
w% : Contenido de humedad.
Los resultados serán reportados en el formato adjuntado en la hoja de trabajo N° 04,
debiéndose anotar al pie del mismo las observaciones que se tengan.
RELACIONES GRAV. Y VOLUMETRICAS DE SUELOS
NORMA ( )
Responsable de
práctica:……………………………………………………………………………….
Identificación del material:
Calicata/Estrato/Muestra:………………………………………………………………………
…
(1) N° de Ensayo 1 2 3
(2) Peso de suelo tallado húmedo
(3) Peso de suelo + parafina
(4) Peso de suelo + parafina (sumergido)
(5) Volumen del suelo + parafina
(6) Peso específico de la parafina
(7) Volumen de la parafina
(8) Volumen del suelo tallado húmedo
(9) Contenido de humedad (w%)
(10) Densidad húmeda

(11) Densidad seca
(12) Peso de suelo seco
(13) Gravedad especifica de solidos
(14) Volumen de suelo seco
(15) Volumen de vacíos
(16) Volumen del agua
(17) Relación de vacíos (e)
(18) Porosidad (n)
(19) Grado de saturación (S)
Determinación del Contenido de Humedad:
Nro. de Tara
Peso de Tara
Peso de Tara + Suelo Húmedo
Peso de Tara + Suelo Seco
Peso del Agua
Peso del Suelo Seco

GUIA DE LABORATORIO
PRACTICA N° 04
“DETERMINACION DE LAS RELACIONES GRAVIMETRICAS Y
VOLUMETRICAS EN SUELOS”
15. NORMATIVA
16. GENERALIDADES
Para una mejor comprensión de las propiedades mecánicas de los suelos, es
importanteconocerlasrelacionesgravimétricasy volumétricas que existe en el suelo
entre sus distintas fases (solido, agua y aire). Ya que dichas relaciones intervienen
por ejemplo en el cálculo de asentamientos, permeabilidad, etc.
Se entiende por relaciones gravimétricas, a las relaciones que existen entre los pesos
de las distintas fases del suelo, y dentro de las mismas se encuentran;contenido de
humedad (w%), densidad húmeda (γh), densidad seca (γd). Y como relaciones
volumétricas entendemos a aquellas que relacionan los volúmenes de las fases del
suelo y dentro de las cuales tenemos; relación de vacíos (e), porosidad (n), y grado
de saturación (S).
Para la obtenciónde estasrelacionesen laboratoriose puedenrecurrira tres métodos
los cuales son:
 Método de moldeo de un volumen conocido de una muestra inalterada.
 Método de la balanza hidrostática.
 Método del peso de mercurio desplazado.
Para la presentepráctica seadoptara elsegundométodo, dejandoalestudiantecomo
lectura adicional la investigación acerca de los procedimientos a seguir en el caso de
los otros métodos.
17. OBJETIVOS
laboratorio para obtener seis las relaciones gravimétricas y volumétricas de
los suelos.
 Hacer que el estudiante obtenga los valores numéricos de las relaciones
gravimétricas y volumétricas de suelos, contando además con resultados
obtenidos en la práctica N° 03.

18. MATERIALES
 Suelo arcilloso de color oscuro con muestreo inalterado
 Parafina
 Agua
 Balanza con precisión de 0.1 gr
 Equipo para calentarla parafina.
 Hilo
 Cuchillo
 Balanza
 Bandejas
 Baldes
Para determinar los pesos y volúmenes de las distintas fases del suelo mediante el
método de la balanza hidrostática,detalmanera quepodamoscalcularlasrelaciones
gravimétricas y volumétricas de los suelos, se debe seguir el siguiente
procedimiento.
 Se talla una muestra en forma de un prisma rectangular, el mismo que debe
ser pesado y registrado dicho dato (Wm).
 Se cubre totalmente el prisma con parafina de tal manera que no queden
poros por donde podría entrar el agua.
 Se pesa la muestra y la parafina (Wmp).
 Luego se obtiene el el peso de la muestra y la parafina,enestecasosumergido
Wmps.
 Se obtiene el volumen de la muestra + la parafina (Vmp) por el principio de
Arquímedes mediante la siguiente formula.
𝑉𝑚𝑝 =
𝑊𝑚𝑝 − 𝑊𝑚𝑝𝑠
𝛾𝑤
 Se obtiene el volumen de la parafina (Vp).
𝑉𝑝 =
𝑊𝑚𝑝− 𝑊𝑚
𝛾𝑝
Donde γp es el peso específico de la parafina 0.96 gr/cm3.
 Se obtiene el volumen de la muestra (Vm): Vm=Vmp-Vp.
 Se obtiene el contenido de humedad una vez retirado completamente la
parafina. La determinación del contenido de humedad se realizará conforme
a lo indicado en la práctica N° 02.

 Se calcula las relaciones gravimétricas; Contenido de humedad, densidad
húmeda, y densidad seca.
 Se calcula las relaciones volumétricas; relación de vacíos, porosidad y grado
de saturación.
Con los datos obtenidos en laboratorio el cálculo de las relaciones gravimétricas y
volumétricas de los suelos se hará de la siguiente manera.
RELACIONES GRAVIMETRICAS
𝑤% =
𝑊𝑤
𝑊𝑠
∗ 100
Densidad Húmeda (γm)
𝛾𝑚 =
𝑊𝑚
𝑉𝑚
Densidad Seca (γd)
𝛾𝑑 =
𝛾𝑚
1 +
𝑤%
100
Dónde:
Ww : Peso del agua
Ws : Peso del suelo seco
Wm : Peso del suelo húmedo
RELACIONES VOLUMETRICAS
Relación de Vacíos (e)
𝑒 =
𝑉𝑣
𝑉𝑠
𝑊𝑠 =
𝑊𝑚
1+𝑤%/100
𝑉𝑠 =
𝑊𝑠
𝐺𝑠∗𝛾𝑤
𝑉𝑣 = 𝑉𝑚 − 𝑉𝑠
Porosidad (n)
𝑛 =
𝑉𝑣
𝑉𝑚
∗ 100
Grado de Saturación (S)
𝑆 =
𝑉𝑤
𝑉𝑣
∗ 100
𝑉𝑤 =
𝑊𝑠 ∗
𝑤%
100
𝛾𝑤
Dónde:
Vv : Volumen de vacíos

Vs : Volumen de solidos
Vw : Volumen de agua
Ws : Peso de los solidos
Wm : Peso de suelo húmedo
Gs : Gravedad especifica de los solidos
w% : Contenido de humedad.
debiéndose anotar al pie del mismo las observaciones que se tengaz
NORMA ( )
Responsable de
práctica:……………………………………………………………………………….
Calicata/Estrato/Muestra:………………………………………………………………………
…
(1) N° de Ensayo 1 2 3
(2) Peso de suelo tallado húmedo
(3) Peso de suelo + parafina
(4) Peso de suelo + parafina (sumergido)
(5) Volumen del suelo + parafina
(6) Peso específico de la parafina
(7) Volumen de la parafina
(8) Volumen del suelo tallado húmedo
(9) Contenido de humedad (w%)
(10) Densidad húmeda

GUIA DE LABORATORIO
PRACTICA N° 05
“ANALISIS GRANULOMETRICO DE SUELOS”
23. NORMATIVA
24. GENERALIDADES
Los suelos presentan una variedad de tamaños de partículas en su composición
física, los mismos que de acuerdo al tipo de suelo varían desde tamaños
considerablemente enormes (Gravas), hasta tamaños microscópicos (Arcillas).
Al procedimiento consistente en la determinación de los tamaños de partículas de
los suelos, el mismo que nos permitirá conocer la distribución del tamaño de granos
en el suelo se denomina ANALISIS GRANULOMETRICO. Este análisis puede ser
determinado en laboratorio mediante los siguientes métodos:
 Método Mecánico (lavado y cribado). Se aplica generalmente a suelos
granulares cuya presencia de arcillas y limos no es considerable. Es decir a
suelos donde el mayorporcentajedelsuelopresenta tamañosmayoresa 0.074
mm (gravas y arenas)
 Método del Hidrómetro. Se aplica generalmente a suelos finos (limos y
arcillas), ya que el análisis mediante el método mecánico resulta ineficiente
porque estos suelos presentan tamaños menores a 0.074 mm, por lo que el
procedimiento recomendado se basa en principios de sedimentación de
suelos.
El análisis granulométrico de suelos es uno de los análisis de suelos más antiguo y
común,cuya informaciónqueproporciona nospermitirá;clasificaralsuelomediante
el tamaño de partícula que predomina, aproximar un coeficiente de permeabilidad,
aproximar o estimar posibles asentamientos, estimar un uso adecuado para el suelo,
entre otras aplicaciones que podemos encontrar a partir de este análisis. Y como
aplicaciónmásimportantesepuedemencionar,quepermitirá conjuntamenteconlos
límites de consistencia clasificar al suelo dentro de las clasificaciones de suelo
vigentes dentro de la Mecánica de Suelos (SUCS y AASHTO).
Para esta práctica utilizaremos el método mecánico, ya que el suelo con el que se va
a trabajar es principalmente granular por lo que la metodología se aplica.
25. OBJETIVOS

laboratorio para realizar el análisis granulométrico de un suelo granular.
 Hacerque el estudianteobtenga la curva granulométrica delsuelo en estudio
y a su vez realice la correspondiente interpretación de los resultados
obtenidos.
 Hacer que el estudiante obtenga los coeficientes de curvatura y de
uniformidad del suelo, de tal forma que le permita clasificar al suelo dentro
de las clasificaciones de suelos vigentes.
26. MATERIALES
 Suelo granular proveniente de cantera en estado alterado.
 Juego de tamices 3”, 2 ½”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”,3/8”, ¼”, #4,#10,#40, #100,
#200, tapa y fondo.
 Malla #200 para lavado.
 Balanza con precisión de 0.1 gr.
 Cocina
 Bandejas
 Taras
 Cuarteador
 Baldes
 Lavadores
Comoya se indicó la metodología a utilizareneste casoserá la del métodomecánico,
y el tamizado se realizara en dos partes. Tamizado del material mayor a la malla #4
y el tamizado del material menor al de la malla #4.
a) Material con tamaños mayores al de la malla #4.
 Cuartear el material de tal forma que se obtenga una muestra
representativa (Aprox. 6000 gr).
 Secar el material seleccionado de tal forma que se elimine completamente
el contenido de humedad del suelo.
 Determinar el peso de la muestra y proceder a tamizar la muestra por las
siguientes mallas; 3”, 2 ½”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½”, 3/8”, ¼”, #4 y fondo.
Realizando movimientos horizontales y verticales.
 Pesar las fracciones retenidas en cada una de las mallas mencionadas, y
anótense en el registro correspondiente.
b) Material con tamaños menores al de la malla #4.

 Seleccionar una muestra representativa del suelo que pasa el tamiz #4
para poder realizar el lavado de la muestra (Aprox. 200 gr).
 Disgregar los grumos del material con la ayuda de una comba de goma
en caso estos se presenten.
 Anotar el peso de fracción fina y colocar la muestra en un recipiente y
remojarlos hasta deshacer completamente los grumos.
 Vaciar el contenido con cuidado sobre el tamiz de lavado #200, y con la
ayuda del agua lavarla partefina del suelo, de talmanera queestos pasen
por el tamiz de lavado. Este procedimiento se realizara hasta que se haya
lavado por completo la fracción fina.
 La muestra lavada se seca de talmanera quese pueda realizarel tamizado
del mismo.
 Proceder a tamizar la muestra por las siguientes mallas; #4, #10, #40,
#100, #200 y fondo. Realizando movimientos verticales y horizontales.
 Pesar las fracciones retenidas en cada una de las mallas y anotarlas en el
registro correspondiente.
Proceder a realizar los cálculos de los porcentajes que pasan por cada una de las
mallas, calcular diámetros efectivos, coeficiente de uniformidad, coeficiente de
curvatura y dibujar la curva granulométrica del suelo en un papel semilogarítmico.
Con los datos obtenidos en laboratorio los cálculos a realizar para cada malla será:
Porcentaje retenido parcial
%𝑅𝑒𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑖 =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑡. 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑖
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
∗ 100
Porcentaje retenido acumulado
%𝑅𝑒𝑡. 𝑎𝑐𝑢𝑚 𝑖 = %𝑅𝑒𝑡. 𝑎𝑐𝑢𝑚 (𝑖 − 1) + %𝑅𝑒𝑡. 𝑝𝑎𝑟𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑖
Porcentaje que pasa por el tamiz
% 𝑃𝑎𝑠𝑎 𝑡𝑎𝑚𝑖𝑧 𝑖 = 100 − %𝑅𝑒𝑡. 𝑎𝑐𝑢𝑚 𝑖
Para calcular el porcentaje retenido parcial de la fracción que pasa la malla #4, al
resultado obtenido de manera directa se le deberá afectar por un factor que es el
porcentaje que representa ell material que pasa por la malla #200.
D60, D30 y D10
Representa los diámetros efectivos del suelo por donde pasa el 60%, 30% y 10%
respectivamente de material. Y los mismos se obtienen gráficamente de la curva
granulométrica.

Coeficiente de uniformidad
𝐶𝑢 =
𝐷60
𝐷10
Coeficiente de curvatura
𝐶𝑐 =
𝐷302
𝐷60 ∗ 𝐷10
NORMA ( )
Responsable de
práctica:……………………………………………………………………………….
Cantera/Calicata/Estrato/Muestra:……………………………………………………………
…
Peso total seco:………………………………..Fracción fina para lavado:
………………………
Tamiz
Nro
Peso Ret. %Ret.
Parcial
% Ret.
Acumul.
% que
Pasa
3”
2”
1 ½”
1”
¾”
½”
3/8”
¼”
D10:
D30:
D60:
CU:
CC:

#4
Pasa #4
#10
#40
#100
#200
Fondo

PRACTICA N° 06
“LIMITES DE CONSISTENCIA DE LOS SUELOS”
31. NORMATIVA
32. GENERALIDADES
Las propiedades mecánicas de un suelo constituido por partículas finas en este caso
por ejemplo las arcillas, dependen en gran parte de la humedad que este contenga.
Ya que el agua forma una película alrededor de los granos y el grosor de este es
determinante en el comportamiento mecánico del suelo.
Cuando el contenido de humedad sea elevado, se tiene una suspensión muy
concentrada sin ninguna resistencia al esfuerzo cortante. Al perder el agua dicho
suelo va incrementando su resistencia hasta que el suelo alcanza el estado plástico
donde este suelo es capaz de ser moldeado. Si la disminución de la humedad
continua el suelo llega a alcanzar las características del estado sólido, pudiendo el
suelo asumir esfuerzos de compresión y en algunos casos de tensión considerables.
Attemberg estableció arbitrariamente límites o fronteras para los cuatro estados en
los cuales se puede encontrar el suelo. Limite Líquido, Limite Plástico y Límite de
Contracción. Mediante el reconocimiento de estos límites se tienen argumentos
respecto al suelo en estudio y en base a los mismos poder tomar decisiones que se
requieran.
El límite líquido es la frontera entreel estado líquido y plástico de los suelos. El límite
plástico es la frontera entre el estado plástico y semisólido. Y el límite de contracción
es la frontera entre el estado semisólido y sólido. A estos límites se les denomina
límites de consistencia, y cuya determinación permitirá fundamentalmente clasificar
a los suelos dentro de los sistemas de clasificación de suelos vigentes.
En la presente práctica determinaremos el limite líquido y limite plástico de un suelo
objeto de estudio. A fin de determinar su índice de plasticidad.
33. OBJETIVOS
 Lograr que el estudiante conozca y realice de manera correcta los
procedimientos de laboratorio para obtener los límites de consistencia de un
suelo y determinar su índice de plasticidad.
 Hacer que el estudiante determine e interprete los límites de consistencia de
un suelo.

 Hacer que el estudiante conozca y clasifique al suelo dentro de los sistemas
de clasificación de suelos SUCS y AASHTO.
34. MATERIALES
 Suelo tamizado por la malla #40, proveniente de cantera.
 Cuchara de Casagrande.
 Espátulas flexibles.
 Taras.
 Tamiz #40.
 Balanza con sensibilidad de 0.01
 Horno a temperatura constante.
 Capsulas de Porcelana.
 Vidrio Esmerilado.
Los límites de consistencia vienen expresados por contenidos de humedad, a las
cuales obtienen ciertas características del suelo. Primero se determinara el limite
líquido y seguidamente el limite plástico.
c) Determinación del límite líquido.
 El límite líquido de un suelo es el contenido de humedad para el cual la
falla del suelo es exactamente a los 25 golpes, ensayado en la cuchara de
Casagrande.
 Secar la muestra y tamizar por la malla #40. Eliminándose el material
excedente.
 Del material pasante la malla #40 se toman aproximadamente 200 gr y se
colocan en la capsula de porcelana, y con la espátula se hace una mezcla
pastosa, homogénea y de consistencia suave agregando agua durante el
mezclado. Y luego se deja saturando por un espacio mínimo de 24 horas.
 Calibrar la cuchara de Casagrande de tal manera que la altura de caída
sea de 10 mm.
 Una vez saturado el material, colocar una porción con la espátula en la
cuchara de Casagrande. Moldeando de tal manera que el espesor de la
muestra de suelos sea de 10 mm en l parte más baja.
 El suelo colocado en la cuchara de Casagrande se divide por la mitad con
la ayuda del ranurador.

 Ensayar al suelo sometiendo la muestra al corte, dando vueltas la manija
de la cuchara de Casagrande a una razón de 2 golpes por segundo.
Contando el número de golpes requeridos para cerrar la ranura.
 Determinar el contenido de humedad del suelo que se encuentra en la
zona de falla.
 Se deben realizar cuatro pruebas como mínimo procurando que la
cantidad de golpes requeridos para cerrar la ranura se encuentre en los
siguientes intervalos; 15-20, 20-25, 25-30, 30-35. Con estos datos se
construye la curva de fluidez en un papel semi-logaritmico.
 El límite líquido se define cuando el contenido de agua en la curva de
fluidez corresponde a 25 golpes.
d) Determinación del límite plástico.
 Se toma una porción del suelo saturado usado en el anterior ensayo. Se
amasa rodando la porción del suelo sobre un vidrio esmerilado, hasta
formar un cilindro de 3mm de diámetro.
 Se amasa la tira y se vuelve a rodar, repitiendo esta operación por varias
veces reduciendo la humedad del suelo. Hasta que el cilindro empiece a
endurecer.
 El límite plástico se alcanza cuando el cilindro se agrieta al ser reducido a
un diámetro de 3mm.
 Inmediatamente se determina el porcentaje de humedad de los cilindros
obtenidos.
 Obtenidos los contenidos de humedad y si estos no difieren en 1% entre
uno y otro valor se promedian los resultados arrojándonos el límite
plástico. Caso contrario volver a repetir el ensayo.
 El límite plástico es el promedio de los valores de contenido de humedad
obtenidos.
Limite Liquido.- Los datos de contenido de humedad obtenidos se grafican en un
papelsemi-logarítmico (#Golpes VSContenidode Humedad).De los cuales el límite
liquido será el contenido de humedad en la curva de fluidez que corresponda a 25
golpes.
Limite Plástico.- Es el promedio de contenidos de humedad obtenidos en el ensayo.
Para todos los casos el contenido de humedad se obtendrá mediante:
𝑤% =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝐴𝑔𝑢𝑎
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑆𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜
∗ 100

LIMITES DE CONSISTENCIA DE SUELOS
NORMA ( )
Responsable de práctica:…………………………………………………………………………….
Limite Liquido Limite Plástico
Ensayo N°
# de Tara
# de Golpes
Peso de Tara
P. de Tara + M. húmeda
P. Tara + Muestra seca
Peso de Agua
Peso de Muestra Seca
Contenido de humedad
RESULTADO
Limite Liquido :……………………

Limite Plástico :……………………
Índice de Plasticidad :……………………
GUÍA DE LABORATORIO
PRÁCTICA N° 07
“COMPACTACIÓN DE SUELOS”
39. NORMATIVA
MTC E 115 – 2000 (Proctor Modificado)
MTC E 116 – 2000 (Proctor Estándar)
40. GENERALIDADES
Se conocecomocompactacióndesuelos,alprocesomedianteel cualse busca mejorar
las propiedades mecánicas de los suelos, mediante la reducción de vacíos y como
consecuencia deello ocurrentambiéncambios considerablesde volumen en el suelo.
La compactación está relacionada con el peso volumétrico seco máximo del suelo
(Densidad Máxima), y que para eso se produzca es necesario que el suelo tenga una
humedad adecuada (Contenido Óptimo de Humedad CHO).
El objetivo de la compactación es que se pueda obtener una masa de suelo
estructurada deuna maneratal,queposea ymantenga uncomportamientomecánico
adecuado durante la vida útil de la obra que requiera de este procedimiento. La
compactación de suelos se aplica todo tipo de rellenos artificiales y entre ellos
tenemos; presas de tierra, diques, terraplenes, muelles, etc.
Y algunas veces también se hace necesario compactar también el terreno natural
cuando este se encuentre suelto.
Dentro de las ventajas que proporciona la compactación de suelos se tiene que se
establece un contacto firme y sólido entre las partículas del suelo y además que se
reduce la capacidad del suelo en absorber humedad.
El método de compactación a usarse tanto en laboratorio como en campo dependerá
de los tipos de materiales con los cuales se esté trabajando, puesto que para ellos ya
se tienen normas y reglamentos establecidos.
41. OBJETIVOS
 Determinar el peso seco volumétrico máximo de los suelos así como también
la humedad óptima, mediante la energía estándar de compactación.
 Determinar el peso seco volumétrico máximo de los suelos así como también
la humedad óptima, mediante la energía modificada de compactación.

procedimientosde laboratoriopara obtenerel peso secovolumétrico máximo
de un suelo.
 Hacer que el estudiante interprete los resultados obtenidos.
42. MATERIALES
 Suelo proveniente de cantera el cual será preparado de acuerdo al método de
compactación elegido de acuerdo a la granulometría del suelo.
 Molde para compactación de 4”.
 Molde para compactación de 6”.
 Pisón o Martillo de Compactación.
 Regla Metálica.
 Balanza de 30 Kg de Capacidad y precisión de 1.0 gr.
 Balanza de 500 gr de Capacidad y precisión de 0.01 gr.
 Bandejas
 Extractor de Muestras.
 Taras.
Antes de realizar el procedimiento, se debe realizar la selección del método de
compactación a usar en laboratorio de acuerdo a ciertos criterios como; importancia
del relleno a compactar, y el tipo de material con el cual se dispone y para ello
también se debe usar las siguientes tablas.
PROCTOR MODIFICADO
Descripción
MÉTODO
A B C
DiámetrodeMolde 4” 4” 6”
Peso delMartillo 44.5 N 44.5 N 44.5 N
Altura de Caída 45.7 cm 45.7 cm 45.7 cm
N° de Golpes/Capa 25 25 56
NumerodeCapas 5 5 5
Energíade Compactación 2,700 KN-m/m3 2,700 KN-m/m3 2,700 KN-m/m3
MaterialaUsar
Matque pasael Tamiz
N° 4
Material que pasa el
Tamiz3/8”
Tamiz3/4”
Uso Ret. TamizN° 4≤20%
Ret. TamizN° 4>20%
Ret. Tamiz3/8”≤20%
Ret. Tamiz3/8”>20%

PROCTOR ESTANDAR
Descripción
METODO
A B C
DiámetrodeMolde 4” 4” 6”
Peso delMartillo 24.4 N 24.4 N 24.4 N
Altura de Caída 30.5 cm 30.5 cm 30.5 cm
N° de Golpes/Capa 25 25 56
NumerodeCapas 3 3 3
Energíade Compactación 600 KN-m/m3 600 KN-m/m3 600 KN-m/m3
MaterialaUsar
Matque pasael Tamiz
N° 4
Tamiz3/8”
Tamiz3/4”
Uso Ret. TamizN° 4≤20%
Ret. TamizN° 4>20%
Ret. Tamiz3/8”>20%
Una vez seleccionado el método de compactación se procede a preparar el material
de acuerdo a lo indicado en las tablas anteriores en una cantidad de 2400 gr para los
métodos A y B, y en una cantidad de 6000 gr para el método C.
 De la muestra ya preparada se esparce agua en una cantidad del 5-6% en
gravas y arenas, y en una cantidad de 8-9% en suelos finos.
 Se mezcla completamente el material, procurando que el agua agregada se
distribuya uniformemente.
 Pesar el molde cilíndrico y anotar su peso y volumen.
 La muestra preparada secoloca enel molde cilíndrico enun númerode capas
que ira de acuerdo al método de compactación seleccionado (5 capas para el
modificado y 3 capas para el estándar).
 La compactación de cada una de las capas se hará de forma uniforme
procurando distribuir equitativamente los golpes de tal forma que la
compactación sea homogénea.
 Al terminar la compactación de la totalidad de las capas se quita la extensión
y con la regla metálica se enraza la muestra al nivel superior del cilindro.
 Se pesa el cilindro con la muestra compactada anotándose su peso.
 Se extrae el material con la ayuda del extractor de muestras, y de la parte
central de la muestra se determina el contenido de humedad.
 Se repite el procedimiento tres veces esparciendo cada vez una humedad del
2-4% mayor en que en el anterior caso.
 Con los datos obtenidos se traza una curva (Densidad seca VS Humedad)
cuya cúspide corresponderá a l máxima densidad seca para una humedad
óptima.

El cálculo para la obtención de la máxima densidad seca se realizará de la siguiente
manera:
𝛾ℎ =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑀𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝐻ú𝑚𝑒𝑑𝑎
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑀𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
𝑤% =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝐴𝑔𝑢𝑎
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑆𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑆𝑒𝑐𝑜
∗ 100
𝛾𝑑 =
𝛾ℎ
1 + 𝑤%
Dónde:
γh : Densidad Húmeda
γd : Densidad Seca
w% : Contenido de Humedad
46. PRESENTACIÓN DERESULTADOS

COMPACTACIÓN DE SUELOS
NORMA ( )
CONTROL DE DENSIDAD
Ensayo N°
Peso de Molde (gr)
Volumen del Molde (cm3)
Peso del Material + Molde
Peso del Material
Peso Volumétrico Húmedo
CONTROL DE LA HUMEDAD
Número de Tara
Peso de Tara
Peso de Tara + Suelo Húm.
Peso de Tara + Suelos Seco
Contenido de Humedad
Peso Volumétrico Seco
DensidadSeca Máxima :……………………
Contenidode HumedadÓptimo :……………………

PRÁCTICA N° 08
“DENSIDAD DE SUELOS EN CAMPO”
47. NORMATIVA
MTC E 117 – 2000
ASTM D 1556
48. GENERALIDADES
A menudo en la práctica de la ingeniería civil, se requiere conocer la densidad de un
suelo IN SITU ya sea con fines de estudio (Determinación de condiciones de terrenos de
fundación), o con fines de control de calidad (Determinación del grado de compactación
de rellenos). Por lo que es necesario que el ingeniero esté familiarizado con los
métodos o procedimientos existentes que le ayudarán a poder determinar la
densidad de campo IN SITU.
Existen una variedad de metodologías propuestas para determinar la densidad de
campo,y ademássus aplicacionesdifierenunasde otras.Dentrodelas metodologías
más trascendentales y usados podemos mencionar los siguientes; Cono de Arena
(Gravas y arenas Bien Graduadas,Suelos no Plásticos), Globo de Hule (Gravas y Arenas
Mal Graduadas), Densímetros Nucleares (Suelos Finos), etc.
En la presente práctica se desarrollará el método de “Determinación de densidad
de campo” usando la metodología del cono de arena el cual se basa en un principio
de determinación de volúmenes desconocidos con materiales de densidades
conocidas.
Una aplicación típica del CONO DE ARENA para determinar densidades en campo
podemos observar en construcción de vías, cuando se busca determinar el GRADO
DE COMPACTACIÓN de capas de rellenos. Donde el grado de compactación se
obtiene realizando una relación directa de la densidad seca obtenida en campo a la
densidad seca obtenida en laboratorio en términos de porcentajes. Este Grado de
compactación nos permite conocer la calidad del relleno que se está ejecutando, y a
su vez las decisiones que se debe tomar al respecto.
49. OBJETIVOS
 Determinar la densidad de la arena a usarse en el equipo de cono de arena.
 Determinar la densidad seca en campo de un suelo que sirve como vía de
tránsito.

 Obtener el grado de compactación del material que se está ensayando.
procedimientos de laboratorio para obtener la densidad de campo mediante
el método del cono de arena.
 Hacer que el estudiante interprete los resultados obtenidos.
50. MATERIALES
 Arena para el equipo de CONO DE ARENA (Mat. que pasa malla #20 y que
retiene la malla #30).
 Suelo compactado para determinar su densidad IN SITU.
 Equipo de CONO DE ARENA.
 Placa base del cono de arena
 Regla Metálica.
 Balanza de 30 Kg de Capacidad y precisión de 1.0 gr.
 Balanza de 500 gr de Capacidad y precisión de 0.01 gr.
 Molde de Volumen Conocido (Proctor 6”)
 Bandejas.
 Bolsas de Plástico.
 Combo y Cincel
 Taras.
Antes de realizar el procedimiento, se debe calibrar el equipo de cono de arena en
laboratorio, y en campo se debe elegir el lugar donde se va a determinar la densidad
IN SITU. Este varía de acuerdo a la necesidad del proyecto civil (Normas y
reglamentos), y al criterio del profesional responsable.
PRIMERA PARTE (Calibración del equipo de cono de arena)
 Preparar la arena a utilizarse el que tiene que ser un material uniforme
comprendido entre las mallas #20 y #30.
 Colocar el material dentro del frasco del equipo y determinar el peso del
frasco + cono metálico + arena.
 Instalar el cono de arena sobre la placa base en una superficie plana, y dejar
caer la arena. Una vez que el cono haya sido llenado con la arena. Volver a
pesarel equipo determinandoelPeso de frasco+ Cono+ Arena.Para conocer
el peso de la arena contenida en el cono metálico.

 Instalarelconode arena sobreunmolde conocidoydejarcaerla arena.Luego
determinarel peso de la arena contenida elmolde de volumen conocido.Con
ambos valores calcular la densidad de la arena.
 Repetirel procedimientoanteriortresveces y luego determinarunpromedio.
SEGUNDA PARTE (Determinación de la Densidad de Campo)
 Elegir el lugar donde determinar la densidad de campo.
 Colocar la placa base y con la ayuda del combo y cincel cavarun hoyo de una
profundidad que dependerá del relleno que se quiere evaluar (Recomendado
15 cm).
 Pesar el equipo antes del ensayo Peso de Arena + Cono + Frasco.
 Instalar el cono de arena sobre la placa y el hoyo y dejar caer la arena.
 Cuando la arena haya terminado de caer, cerrar la válvula del cono y pesar
nuevamente el equipo después de la prueba. Peso de Arena + Cono + Frasco.
 Pesar el Material extraído en su totalidad.
 Determinarla humedaddelmaterialextraídousandola metodología queesté
al alcance.
 Calcular la densidad seca y determinar el grado de compactación del suelo.
El cálculo para la obtención de la máxima densidad seca se realizara de la siguiente
manera:
𝛾 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑀𝑜𝑙𝑑𝑒
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑀𝑜𝑙𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑛𝑜𝑐𝑖𝑑𝑜
𝛾𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜 =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑀𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝐻ú𝑚𝑒𝑑𝑜
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝐻𝑜𝑦𝑜
𝛾𝑑 =
𝛾𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜
1 + 𝑤%
𝐺𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 =
𝛾𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜
𝛾𝑙𝑎𝑏𝑜𝑟𝑎𝑡𝑜𝑟𝑖𝑜
∗ 100

DENSIDAD DE CAMPO
NORMA ( )
Ubicación/Proyecto/Progresiva/Lado:………………………………………………………
CALIBRACIÓN DE LA ARENA
Ensayo N°
Peso Arena + Cono + Frasco (Antes)
Peso Arena + Cono + Frasco (Después)
Peso de la Arena en el Cono
Volumen del Molde (cm3)
Peso del Molde
Peso del Molde + Arena
Peso de Arena
Densidad de la Arena
DENSIDAD DE CAMPO
Peso Arena + Cono + Frasco (Antes)
Peso Arena + Cono + Frasco (Después)
Peso Arena en Hoyo + Cono
Peso Arena en Hoyo
Volumen de Arena en Hoyo
Peso de Material Extraído
Densidad Húmeda en Campo

HUMEDAD DE CAMPO
Densidad Seca Campo
Densidad Seca Laboratorio
Grado de Compactación
DensidadSeca en Campo :……………………
Gradode Compactaciónde Relleno :……………………
GUÍA DE LABORATORIO
PRÁCTICA N° 09
“CBR (CALIFORNIA BEARING RATIO)”
55. NORMATIVA
MTC E 132 – 2000
ASTM D 1883
56. GENERALIDADES
El ensayo de CBR sirve para determinar el valor relativo de soporte de un material por
lo que también se le conoce por este nombre. Ya que conociendo este valor se podrá
determinar espesores de suelos para pavimentos. Por lo que este ensayo de la
mecánica de suelos es de aplicación exclusiva para el DISEÑO de pavimentos.
El C.B.R. de un material se determina relacionando la fuerza utilizada para la
penetración de 0.25 cm (0.1 pulgada) con un vástago de 19.35 cm² (3 pulg↓²) de área
con una velocidad de penetración de 1.27 mm/minutos (0.05 pulg/min) y la fuerza
ejercida en un material patrón (piedra triturada) para esa misma penetración,
expresado en términos de porcentaje.
𝐶. 𝐵. 𝑅 (%) =
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑈𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝐸𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑈𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑃𝑎𝑡𝑟ó𝑛
∗ 100

De esta ecuación se puede ver que el número CBR es un porcentaje de la carga
unitaria patrón. Los valores de la carga unitaria patrón que deben utilizarse en la
ecuación son los siguientes:
Penetración Carga Unitaria Patrón
Mm Cm Pulg. Kg/cm² MPa PSI
2.5 0.25 0.10 70.31 6.9 1,000
5.0 0.50 0.20 105.46 10.3 1,500
7.5 0.75 0.30 133.58 13.0 1,900
10.0 0.10 0.40 161.71 16.0 2,300
12.7 1.27 0.50 182.80 18.0 2,600
Para el caso específico de nuestro país, según la EG-2000 el CBR que se usara para el
diseño de pavimentos, corresponde al que se determine a una penetración de 2.5
milímetros en un material compactado a la humedad óptima y densidad máxima,
saturando la muestra durante noventa y seis horas (cuatro días).
Especificándose además valores mínimos de CBR para los materiales según su uso.
Los cuales nos ayudaran a elegir los mejores suelos a fin de construir vías. (Por
ejemplo para el caso de bases el CBR mínimo será del 100%)
57. OBJETIVOS
 Determinar el CBR de un determinado suelo.
 Analizar e interpretar los resultados obtenidos del ensayo.
 Introducir al estudiante en una metodología para determinar la capacidad de
soporte de un suelo con fines de construcción de pavimentos.
58. MATERIALES
 Suelo proveniente de cantera el mismo que servirá con fines de construcción
de pavimentos.
 Molde metálico cilíndrico de compactación de 15.24 cm de diámetro interior
y 17.78 cm de altura interior. Debe tener un collarín de extensión metálica de
5.08 cm de altura y una placa base metálica de 9.5 mm de espesor, con
perforaciones de diámetro igual o menor a los 1.5 mm.
 Disco espaciador (fondo falso) de 15.1 cm de diámetro y 6.14 cm de altura.
 Martillo o Pisón de compactación Proctor Estándar o Modificado.
 Aparatopara medirla expansión con deformímetrode carátula conprecisión
de 0.01 mm.
 Pesas para sobrecargas, una metálica anular y varia metálicas ranuradas con
un peso de 2.27 kg cada una y 14.9 cm de diámetro, con una perforación
central de 50.4 cm de diámetro.

 Maquina C.B.R., equipada con pistón de penetración (diámetro de 4.953 cm,
con sección transversal de 19.4 cm²) y capaz de penetrar a una velocidad de
1.27 mm/minutos y con anillo de carga de 50kN y un deformímetro de
0.02mm.
 Papel filtro circular.
 Horno con temperatura constante de 110±5ªC
 Bandejas
 Herramientas Varias
La determinación del valor relativo de soporte de los suelos (CBR) se realizara en un
proceso que consta en tres partes, el mismo que se detalla a continuación;Durante la
realización de cada parte el operador deberá poner mucha atención ya que una
alteración en los resultados originara resultados equivocados que a su vez
provocaran que los diseños que se basaran en los resultados de laboratorio que se
obtenga no serán los adecuados.
PRIMERA PARTE (Preparación y compactación del Material)
 La preparación previa de los materiales deberá llevarse a cabo de la misma
manera que se hizo para la práctica N° 07, de acuerdo al método de
compactación que se haya determinado. Y la cantidad corresponderá a una
muestra seca de 6 Kg aproximadamente
 Pesar el molde la base y sin la extensión o collarín.
 Insertareldisco espaciadorenel molde ycubrirlo conundisco depapelfiltro.
 Compactar el suelo de acuerdo a lo definido en la práctica N° 07 ya sea con
el método de Proctor estándar o modificado. Tomar una muestra
representativa para determinar el contenido de humedad.
 Quitar el collarín y enrasar la muestra suavemente hasta nivelarla, llenar con
suelos finos los pequeños espacios que se hayan podido formar en la
operación anterior de nivelación de la muestra.
 Retirar la base y el disco espaciador, y ajustar el molde invirtiéndolo de tal
manera que la parte enrasada quede en contacto directo sobre la base del
molde, previamentese debe clocarunpapel filtro.Pesar el molde con el suelo
compactado y determinar el peso unitario total del suelo
 Este procedimientoes para determinarelCBR al100% decompactación. Para
conocer el CBR a distintos porcentajes de compactación se variara la energía
de compactación, utilizando números de golpes de 56, 25 y 12 para cada
muestra.
SEGUNDA PARTE (Determinación de la Expansión del Suelo)
 En la superficie libre de la muestra, se coloca un disco de papel filtro y sobre
este se coloca la placa metálica perforada provista de un vástago regulable. Y
sobre esta placa se colocará las sobre pesas cuyo número deberá ser
especificado o de lo contrario se usará sobrecarga mínima de 4.54 kg.

 A continuación se coloca todo el conjunto dentro de un recipiente. Se monta
el trípode y se instala el deformímetro de manera que su punta quede
tocando al vástago.
 Se llena de agua el recipiente de forma que el agua tenga acceso tanto a a la
partesuperiorcomo a la parte inferiorde la muestra y tomarla lectura inicial
(Li) en el deformímetro.Tomarlecturasa las 0,24,48,72 y96 horasdetiempo
transcurrido.
 Registrada la lectura final en el deformímetro (Lf), se retira el trípode y se
saca el molde del agua, para dejarlo drenar durante quince minutos.
TERCERA PARTE (Determinación de la Resistencia a la Penetración)
 Se lleva la muestra a la máquina de penetración de CBR y se colocan sobre
ella una cantidad de pesas para reproducir una sobrecarga igual a la que
supuestamente ejercerá el material de base y pavimento del camino
proyectado.
 Se coloca el pistón de penetración hasta que haga contacto con la muestra. Se
la aplica una carga inicial de 4.5 kg. Después de aplicada la carga inicial se
ajustan el deformímetro de carga y el deformímetro de penetración a cero.
 Se anotan las lecturas de carga a los niveles de penetración indicados en la
hoja de trabajo N° 09, mientras que la penetración debe llevarse a cabo a una
velocidad constante de 1.27 mm/minuto.
 Finalmente se retira el total de la muestra de suelo del molde.
El cálculo para la determinación del CBR de un material se realizara siguiendo la
siguiente secuencia.
 Calcular la densidad de la muestran compactada.
 Calcular la expansión de la muestra como porcentaje de su altura inicial con
la siguiente expresión.
𝐸% =
𝐿𝑒𝑐. 𝐹𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝐿𝑒𝑐. 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
𝐴𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
∗ 100
 Calcule las cargas unitarias requeridas para cada penetración, relacionando
la carga entre el área del pistón de penetración.
 Calcule el CBR de los valores estándar de la siguiente manera;
𝐶𝐵𝑅 0.1" =
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑈𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝐸𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 0.1"
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑈𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑃𝑎𝑡𝑟ó𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎 0.1"
∗ 100
𝐶𝐵𝑅 0.2" =
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑈𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝐸𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎 0.2"
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑈𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑎 𝑃𝑎𝑡𝑟ó𝑛 𝑝𝑎𝑟𝑎 0.2"
∗ 100
 Si el CBR a 5.08 mm es mayor que el correspondiente a una penetración de
2.5 mm, el ensayo no debe repetirse pero ambos valores de CBR deben
registrarse.

 Obtener la curva carga unitaria (Esfuerzo) vs deformación, graficando en la
ordenada las cargas de penetración en kg/cm2, y en la abscisa la penetración
enmilímetros. En algunoscasosla curva puedetomarinicialmenteuna forma
cóncava hacia arriba, debido principalmente a irregularidades en la
superficie de la probeta. Si esto ocurriese el punto cero debe corregirse
trazando una recta tangente a la mayor pendiente de la curva y se traslada el
origen al punto en que la tangente corta a la abscisa
CBR (California Bearing Ratio)
NORMA ( )
Cantera/Estrato/Muestra:……………….……………………………………………………
COMPACTACION
Numero de Molde
Golpes por Capa
Numero de Capas
Volumen de Molde
Peso del Molde
Condición de la Muestra No Sat Sat No Sat Sat No Sat Sat
Peso de suelo húmedo + molde
Peso de Suelo Húmedo
Densidad de Suelo Húmedo
HUMEDAD
Numero de Tara
Peso de Tara
Peso de Tara + Suelo Húmedo
Peso de Tara + Suelo Seco
Contenido de Humedad
Densidad de Suelo Seco
EXPANSIÓN
Fecha/Hora/Tiempo Lect. Exp. Lect. Exp. Lect. Exp.
PENETRACIÓN
Penetración(mm)/Tiempo(min) Kg Kg/cm2 Kg Kg/cm2 Kg Kg/cm2
0.63 mm (0:30 min)

1.27 mm (1:00 min)
1.91 mm (1:30 min)
2.54 mm (2:00 min)
3.81 mm (3:00 min)
5.09 mm (4:00 min)
6.35 mm (5:00 min)
7.62 mm (6:00 min)
8.89 mm (7:00 min)
10.16 mm(8:00 min)
CBR (California Bearing Ratio)
NORMA ( )
Cantera/Estrato/Muestra:……………….……………………………………………………
CBR 0.1”:………… CBR 0.1”:………… CBR 0.1”:…………
CBR 0.1” al 100% de γd :……………………
CBR 0.1” al 95% de γd :……………………

GUIA DE LABORATORIO
PRACTICA N° 01
“EXPLORACION Y MUESTREO DE SUELOS”
63. NORMATIVA
ASTM D - 420
64. GENERALIDADES
Para el caso del estudio de un terreno de fundación que ha de servir para la
construcción de una edificación del tipo que se elija. Es importante considerar un
adecuado programa de exploración suelos, así como también su correspondiente
muestreo. Ya que de ellos dependerá el buen funcionamiento del mismo durante su
vida útil, para ellos será conveniente que se tome como referencia la NORMA E-050
del reglamento nacional de edificaciones de nuestro país.
De los resultados del programa mencionado debe obtenerse información respecto a
la estratigrafía presente y los tipos de suelos, así como también el nivel freático,
características geológicas, etc.
Como se mencionó en el curso básico de mecánica de suelos; dentro de los métodos
de exploración se tienen las excavaciones a cielo abierto (calicatas), Ensayos de
Penetración Estándar (SPT), métodos rotativos en caso haya presencia de rocas, etc.
Y en caso del tipo de muestreo, este puede ser alterado e inalterado.
Para el casode cimentacioneselmuestreo se debe procurarque sea inalteradoya que
se requiere conocer las propiedades mecánicas del suelo en estudio. Por lo que
generalmente en caso que las cimentaciones no sean profundas se opta por la
exploraciónmedianteexcavacióndepozosa cielo abierto.En casola profundidadde
cimentación sea considerable se opta por evaluar las propiedades mecánicas en el
mismo lugar, siendo en este caso el mas utilizado el ensayo de penetración estándar.
Conviene reiterar además que las muestras que sean obtenidas deben ser
correctamente almacenadas y etiquetadas, ya que si así no fuere, es posible que el
estudio no proporcione la información que se requiere.
Para el desarrollo de la asignatura y en particular esta primera práctica, se realizara
una exploración de suelos mediante la excavación de pozos a cielo abierto, y el
muestreoa realizarserá deltipo inalterado,ya queeneste casose buscara determinar
las propiedades mecánicas del suelo y para ello se requiere que el suelo conserve sus
propiedades de campo al realizarse las pruebas en laboratorio.

65. OBJETIVOS
 Realizarla exploracióndeun subsuelo, medianteel método de excavaciónde
pozos a cielo abierto. Así como describir la estratigrafía y demás
características del mismo IN SITU.
 Realizar un muestreo inalterado buscando conservar las propiedades del
suelo a fin de que se realicen los ensayos en laboratorio.
66. MATERIALES
Suelo obtenido en estado inalterado a una profundidad de 1.50 m.
El tipo de exploración será a cielo abierto y la muestra a obtener será inalterada.
 Pala
 Pico
 Picota y cuchillo para el tallado
 Barreta
 Wincha
 Bolsas
 Cintas
 Etiquetas
 Plumón marcador
 Equipo de Seguridad
68. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO (Excavación de Pozos a Cielo Abierto)
 Ubicar y señalar el punto de exploración, de acuerdo al tipo de edificación, y
la importancia del mismo. (Art. 9 y 11 de la NORMA E 050).
 Definir y marcar el área a excavar, el cual va a depender de la comodidad del
operador y las herramientas a usar. Se recomienda un largo de 1.20 m, ancho
0.85 m.

 Realizar la excavación de tal forma que la forma de realizarla sea de acuerdo
a la comodidad del operador, usando las herramientas necesarias. Hasta una
profundidad de 1.50 m para la presente practica (La profundidad debe ser
definida en función a diversos criterios por el encargado del estudio).
 Al ir avanzando con la excavación se debe ir observando la variación de
estratos e ir registrándolos. La variación de estratos se deberá definir
observando el color, tamaño y forma de partículas, olor, plasticidad. Debe
tenerse cuidado con no confundirse los lentes con estratos ya que los lentes
pueden confundir el estudio.
 Cuandose llegue a una profundidadde1.50 mse debe realizarla descripción
de cada unode los estratose ir registrandoestos datosen la libreta de campo,
el nivel freático también debe de ser registrado.
 Seguidamente se realiza el muestreo inalterado tallando una muestra de
suelo de forma cubica de acuerdo a la necesidad del estudio (recomendado 25
cm de lado). Esta muestra es sacada de una de las paredes de la calicata y una
vez obtenida debe ser protegida por parafina para evitar la pérdida de
humedaddurantesutrasladoa laboratorio,ademásdeque no debe olvidarse
anotar su identificación mediante una etiqueta.
 Cerrar la excavación una vez tomadas las muestras, con el material extraído
anteriormente.
 Durante los trabajos debe tomarse en cuenta medidas de seguridad para
evitar accidentes.
En este caso no se procede realizar ningún calculo.
Los resultados serán reportados en un perfil estratigráfico de la calicata anotándose
todas las observaciones realizadas al momento del muestreo. En dicho perfil irán
definidas claramente las cotas y los suelos deberán estar correctamente
simbolizados.

PEFIL ESTRATIGRAFICO
Ubicación del Punto de Exploración:
Zona/Coordenadas/
Calicata:……………….……………………………………………………
COTA SIMBOLOGIA
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
0.55
0.60
0.65
0.70
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
1.05
1.10
1.15
1.20
1.25
1.30
1.35
1.40
1.45
1.50
1.55
1.60
1.65 Nro de Ensayo
1.70 Nro de Tara
1.75 Peso tara + suelo hum.
1.80 Peso tara + suelo seco
1.85 Peso del Agua
1.90 Peso de tara
1.95 Peso de Suelo Seco
2.00 Cont. Humedad
Nivel Freatico : Humedad Promedio
HUMEDAD DE ESTRATO EN ESTUDIO
DESCRIPCION VISUAL PANEL FOTOGRAFICO

GUIA DE LABORATORIO
PRACTICA N° 02
“PERMEABILIDAD DE SUELOS”
71. NORMATIVA
ASTM D 2434 (Para Suelos Granulares)
ASTM D 5084 (Para todos los suelos)
72. GENERALIDADES
Una de las características del suelo que resulta importante conocer en determinadas
situaciones es la permeabilidad del mismo.
La permeabilidad es una propiedad que tiene el suelo para transmitir fluidos,
principalmenteelagua.Esta propiedaddependerá dela granulometría,compacidad,
carga hidráulica, etc. Y será importante conocerla para casos donde sea importante
conocer el flujo del agua que estará presente en el suelo, como es el caso de; diques,
presas, lagunas de oxidación, etc.
Además es importante mencionar que esta propiedad se expresa mediante el
coeficiente de permeabilidad, el cual expresa el grado de permeabilidad que está
presente en un suelo, cuyos valores oscilan de acuerdo a lo que se muestra en el
siguiente gráfico, los cuales solo deben tomarse como referencia y para casos
específicos es necesario realizar las pruebas respectivas en laboratorio.

Para la determinación del coeficiente de permeabilidad en laboratorio las pruebas
que se usan son; el permeámetro de carga constante que se aplica para suelos
granulares, y el permeámetro de carga variable que generalmente es usado para
suelos finos. Los mismos que deben aplicarse suelos en estado inalterado o en su
defecto suelos que sean construidos en laboratorio y que presente características
similares a las de campo.
Se debe realizar la mayor cantidad de pruebas que sean posibles, ya que de ello
dependerá la validez de nuestros resultados.
Para la presente practica de hace detalle de las dos metodologías para la
determinacióndecoeficientede permeabilidad,perose hará énfasisenel método del
permeámetro de carga constante.
73. OBJETIVOS
 Determinar el coeficiente de permeabilidad de un suelo granular usando un
permeámetro de carga constante.
 Analizar e interpretar los resultados obtenidos.
74. MATERIALES
Suelo Granular (Arena), del mismo que se obtendrá el coeficiente de permeabilidad.
 Molde de Acero inoxidable con sus accesorios.
 Bandejas
 Tamices
 Flexo metro
 Probetas Graduadas

 Baldes de agua
 Papel filtro
 Sobre carga
 Plastilina como impermeabilizante
 Cronometro
 Termómetro
76. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO (Prueba de Carga Constante)
 Realizar el muestreo del suelo a analizar y determinar la densidad natural
por algún método conocido.
 Acomodar el molde asegurar los tornillos impermeabilizando con la
plastilinas las uniones entre la placa base el molde de acero.
 Saturar el suelo hasta que no se vean burbujas de aire.
 Se fija el nivel del agua a una altura de dos veces la altura de la muestra, y se
mantiene ese nivel a los largo de toda la prueba.
 Se procede a hacer las mediciones del volumen, al poner una probeta en la
salida para determinado tiempo.
 Se anota el volumen de agua recogido, expresado en cm3, repitiendo esta
acción tres veces, para obtener un promedio.
 Se mide la carga hidráulica (h), la longitud de la muestra (L) y la temperatura
del agua engrados centígrados,conelfin de obtenerla relaciónde viscosidad
del agua, que lo da una tabulación.
Se procede a realizar el cálculo del coeficiente de permeabilidad con la siguiente
expresión:
𝐾𝑡 =
𝑉𝐿
𝐴ℎ𝑡
Dónde:
 Kt: Coeficiente de Permeabilidad (cm/seg)
 V: Volumen recogido (cm3)
 L: Longitud de la Muestra (cm)
 A: Área de la muestra (cm2)
 t: tiempo de prueba (seg)
 h: Altura de carga (cm)
Además debe de realizarse la corrección por temperatura el cual viene a expresarse de
la siguiente manera:
𝐾20 𝐶 = 𝐾𝑡 (
𝜇 𝜏
𝜇20 𝐶
)

Los resultados serán reportados y calculados de acuerdo al formato que se presenta
a continuación: en la hoja de trabajo N° 02. Anotándose las observaciones en caso
estos se presenten.
COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD “K”
Zona/Coordenadas/ Punto:……………….……………………………………………………
Preparación de Muestra I II III
Volumen de la Muestra
Densidad de Campo
Peso de la Muestra
Numero de Capas
Peso por Capa
Prueba en Laboratorio
Altura de Carga
Área Transversal
Longitud de Muestra

Volumen de agua recogido
Tiempo de Prueba
Coeficiente “K”
Promedio “K”
“K” Corregido a 20ºC
GUIA DE LABORATORIO
PRACTICA N° 03
“PENETRACIÓN DINAMICA DE CONO”
79. NORMATIVA
ASTM D 6951 - 03
80. GENERALIDADES
Para poder determinar las propiedades mecánicas de un suelo en términos de su
capacidad de soporte, dentro de la ingeniería geotécnica se tiene una variedad de
metodologías. Dentrodelas cualespodemos mencionara las pruebasque se realizan
en laboratorio,y lasque se realizan in situ.Las pruebasque se realizanenlaboratorio
son temas de discusión en las siguientes prácticas por lo que solo se hace mención.
Dentrode laspruebas para determinarlaspropiedadesmecánicasdeunsuelo in situ
podemos mencionarlassiguientes; Veleta de corte,SPT,DPL,PDC,etc.Delos cuales
la mayoría se basa en un principio de resistencia a la penetración ofrecida por el
suelo.

Las pruebas de penetración de suelos
destacan de las demás por su capacidad
de alcanzar considerables
profundidades, rapidez de la obtención
de los resultados, economía, facilidad de
operación.
En esta práctica se buscara determinar las
propiedades mecánicas de un suelo
mediante el ensayo de penetración
dinámica de cono. Aunque inicialmente
este fue planteado con el fin de
determinar el CBR de un suelo en la
construcción de carreteras. Durante los
últimos años se han ido planteando
investigaciones que buscan correlacionar
los valores que se obtienen de este
ensayo, con los parámetros de resistencia
al corte (Angulo de fricción y Cohesión).
El uso de este equipo se ha ido
extendiendo debido a la facilidad de
operación, economía, facilidad de
transporte, etc. Ya que estos son requisitos que deben cubrirse cuando se tienen
proyectos que cuentan con un limitad presupuesto.
La desventaja de este procedimiento es la poca profundidad que puede alcanzarse,
pero ello se justifica para el caso de obras menores ya que el bulbo de presiones se
disipa a poca profundidad para estos casos.
81. OBJETIVOS
 Realizar la exploración del subsuelo mediante el equipo de penetración
dinámica de cono.
 Determinar las propiedades mecánicas in situ del suelo en estudio.
82. MATERIALES
Terreno natural, del cual se buscara obtener sus propiedades mecánicas.
 Penetrómetro Dinámico de Cono de 8kg (ver Figura 1): Se trata de un
dispositivo usado para evaluar la resistencia de suelos inalterados y/o
compactados.

 Comparador adicional de penetración (ver Figura 1): Se trata de un
dispositivo adicional que se usa para leer la profundidad penetrada por la
punta del DCP. Puede sujetarse a la barra de deslizamiento del mazo o a la
barra inferior para sostener/deslizarse a lo largo de una barra de medición
separada. También puede sujetarse a una barra separada y deslizarse a lo
largo de una barra graduada (con graduaciones).
 Flexometro
 Libreta de Notas
 Equipo de Seguridad
 Ubicar el punto de exploración de acuerdo a la necesidad que se tenga.
 Antes de iniciar un ensayo, el DCP se inspecciona para identificar partes
dañadas por el uso, en particular el acople y la empuñadura, un desgaste
excesivo de la barra o la punta-cono recambiable. Todas las uniones deben
estar bien ajustadas.
 El operador sostiene el aparato por la empuñadura en posición vertical o a
plomo, y levanta y suelta el mazo desde la altura estándar. Según la escala
que se utilice se mide y toma nota de la penetración total para un número
establecido de golpes o la penetración para cada golpe.
 Se sostiene el DCP en una posición vertical o a plomo. El operador levanta el
mazo hasta que solamente haga un ligero contacto con el mango. El mazo no
debe hace impacto sobre el mango cuando es levantado. Luego se suelta el
mazo en caída libre y se deja que impacte sobre el ensamble de yunque. La
cantidad de impactos y la penetración correspondiente son registrados.
 La presencia de agregados de gran tamaño o estratos de roca va a ocasionar
que la penetración se imposibilite o que se flexione la barra guía. Si después
de 5 impactos, el DCP no ha avanzado más de 2 mm (0,08 pulgadas) o el
mango se ha desviado más de 75 mm (3 pulgadas) de la posición vertical, se
debe detener la prueba y mover el DCP hacia otro lugar donde realizarla.La
nueva ubicación para la realización de la prueba debe estar ubicada con lo
mínimo a unos 300 mm (12 pulgadas) de la localización anterior, con el fin de
minimizar el margen de error en la prueba ocasionado por problemas del
material.
 Luego de completar la prueba, y en caso de estarse usando una punta-cono
reemplazable, el DCP debe ser extraído usando la gata de extracción. Si por
el contrario se está utilizado una punta-cono desechable, el DCP es extraído
golpeando el mazo hacia arriba contra la empuñadura.
 Se registraran los datos de acuerdo al formato que se presenta en la hoja de
trabajo anexa.

El valor obtenido de PDC puede correlacionarse con otros parámetros físicos y
mecánicosdelsuelo, los cualeshansidoobtenidos mediantediversas investigaciones
planteadas. De donde se recomienda usarse las siguientes.
Relación entre
PDC (mm/gol.) y:
Ecuación Autor
Observaciones
Limite Liquido (%) 𝐿𝐿 = 0.62 ∗ 𝐿𝑜𝑔( 𝑃𝐷𝐶) − 1.14 Gabr, M. et al.
(2001)
Suelos con alto
contenido de finos
(60%)
Valor de Soporte
de California
𝐶𝐵𝑅 =
292
𝑃𝐷𝐶 1.12
Van Vuren
(1968),
Kleyn (1975).
Para todo tipo de
Suelos
Módulo Resiliente
(MPa)
𝑀𝑅 = 537.76 ∗ 𝑃𝐷𝐶 −0.6645 Chen D. et al.
(2005).
Para Bases y Sub
Bases
Compresión No
Confinada (KPa)
𝐿𝑜𝑔( 𝑈𝐶𝑆) = 3.29 − 0.809
∗ 𝐿𝑜𝑔(𝑃𝐷𝐶)
McElvaney y
Djatnika (1991).
Suelos con Limos
estos se presenten.
PENETRACIÓN DINAMICA DE CONO

Zona/Coordenadas/ Punto:……………….……………………………………………………
GUIA DE LABORATORIO
PRACTICA N° 04
“ENSAYO DE COMPRESIÓN NO CONFINADA”
87. NORMATIVA
PRUEBA Nro 01
Resp al T.N. Resp al T.N.
N° de
Golp.
Lectura
PDC
Penetrac.
(cm.)
N° de
Golp.
Lectura
PDC
Penetrac.
(cm.)
00 00
02 01
04 02
06 03
08 04
10 05
12 06
14 07
16 08
18 09
20 10
22 11
24 12
26 13
28 14
30 15
32 16
34 17
36 18 PRUEBA Nro 02
38 19
40 20
42 21
44 22
46 23
48 24
50 25
52 26
54 27
56 28
58 29
60 30
62 31
64 32
66 33
68 34
70 35
72 36
74 37
76 38
78 39
80 40
Npdc(1.50 m.)
Npdc
(mm/gol.)
Npdc
(mm/gol.)
DATOS Y CALCULO DE RESULTADOS Npdc(1.50 m.)
PRUEBA N° 01
Nivel de Inicio : Nivel de Inicio :
PRUEBA N° 02
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
Profundidad(cm.)
Golpes Acumulados
Curva PDC
Golp. Acum.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
00 05 10 15 20 25 30 35
Profundidad(cm.)
Golpes Acumulados
Curva PDC
Golp. Acum.

ASTM D 2166-91
88. GENERALIDADES
El ensayo de compresión no confinada, es también conocido como el ensayo de
compresión simple o compresión uniaxial. El cual permite conocer unvalor de carga
ultima de un suelo, y en consecuencia determinar la resistencia al corte del suelo y
este solo se aplica a suelos que son cohesivos o semi-cohesivos. Cuyos resultados
resultan ser conservadores por lo que solo deben ser utilizados en proyectos que no
requieran de valores muy precisos.
Este ensayo se basa en asumir que el esfuerzo principal menor es cero, y que el
ángulo de fricción resulta ser cero (Suelos cohesivos).
Este ensayo es ampliamente utilizado, ya que viene a ser un ensayo rápido y
económico. El mismo que consiste en aplicar carga uniaxial a una probeta de suelo
sin soporte lateral, realizándose el ensayo bajo condiciones no drenadas. Se puede
realizar de dos maneras, mediante el control de la deformación o mediante el control
de esfuerzos.
Las probetas de ensayo deben cumplir las siguientes condiciones.
 Diámetro mínimo de 1.3”
 Tamaño máximo de partículas de 1/10 del diámetro de la probeta.
 Es recomendable utilizar una relación altura diámetro de 2 a 3. Ya que esta
debe ser lo suficientemente grande para evitar interferencias en los planos
potenciales de falla, y lo suficientemente corta para evitar que actue como
una columna.
Fig. 01 Esquema del ensayo
89. OBJETIVOS
 Determinar la resistencia ultima de una probeta de suelo bajo condiciones no
confinadas y no drenadas.
 Determinar los parámetros de resistencia al corte en suelos cohesivos.
90. MATERIALES

Suelo cohesivo en estado inalterado de dimensiones mínimas de 20*20*20 cm3.
 Máquina de compresión con sistema de lectura de carga.
 Dial lector de deformación con curso mínimo del 20% del largo total de la
probeta.
 Horno de secado a 110 °C.
 Balanzas
 Moldes para el tallado y remoldeo
 Bandejas
 Cuchillo para tallado
 Vernier
 Papel filtro
 Cronometro
 Termómetro
a. Muestra en estado inalterado
 Realizar el muestreo inalterado del suelo a analizar, el cual debe ser
necesariamente cohesivo o semi cohesivo.
 Tallar la muestra de suelo en estado inalterado, hasta conseguir una probeta
en forma cilíndrica. (Recomendado; diámetro de 7 cm, y altura de 14 cm).
Para ello se pueden hacer uso de moldes para tallado. El sentido del tallado
de la muestra es en el mismo en el que este se encuentra en campo.
 Determinar las características físicas de la probeta, tales como son altura,
diámetro y peso. Así como también se debe calcular el 20% del largo total de
la probeta.
 Acomodar la probeta en la prensa de ensayo, acomodando las placas para el
ensayo y colocando los diales tanto de carga como de deformación en cero.
Una vez que se haya logrado el contacto entre el pistón de carga y la probeta.
 Aplicarla carga tomando simultáneamente las lecturas de deformación,
tiempo y carga. De acuerdo al formato proporcionado en la hoja de trabajo.
La velocidad de aplicación de la carga será de 0.5% a 2% de la altura total de
la probeta por minuto.
 El ensayo finaliza en uno de los siguientes casos; La carga que se aplica
comienza a disminuir, la carga que se aplica se mantiene constante en más de
cuatro lecturas, la deformación sobrepasa al 20% de la altura total de la
muestra.
b. Muestra en estado remoldeado
 Obtener una muestra de suelo con las mismas condiciones de humedad,
consistencia, granulometría,etc. A la que fue ensayada en estado inalterado.

 Proceder al remoldeo del suelo a la densidad natural de campo, en unmolde
ya definido y la compactación deberá ser realizada en cinco capas.
 Una vez obtenida la probeta se la ensaya bajo el mismo procedimiento
indicado en el ítem anterior.
Altura Inicial de la probeta: Corresponde a la media aritmética de 5 lecturas
tomadas en laboratorio.
Diámetro inicial de la probeta: Se calcula según la expresión.
𝐷 =
𝐷𝑖𝑛𝑓𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 + 2𝐷 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 + 𝐷 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟
4
Deformación unitaria para cada carga: Sera obtenida según la expresión.
𝜀 =
𝐿𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝐿 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙
𝐿𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
Área corregida para cada carga: Según la siguiente expresión.
𝐴 𝑐 =
𝐴 𝑖𝑛𝑖 𝑐 𝑖𝑎𝑙
1 − 𝜀
Esfuerzo de compresión no confinada:
𝜎𝑐 =
𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑎𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑑𝑎
𝐴 𝑐
Resistencia al corte o Cohesión:
𝑐 =
𝑀𝑎𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑒𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑛𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑓𝑖𝑛𝑎𝑑𝑎 (𝑞 𝑢)
2
Sensibilidad del suelo:
𝑠 =
𝑞 𝑢 𝑖𝑛𝑎𝑙𝑡𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜
𝑞 𝑢 𝑟𝑒𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒𝑎𝑑𝑜
estos se presenten.
ENSAYO DE COMPRESION NO CONFINADA
Identificación de la muestra:
Zona/Calicata/ Muestra/ Condición:…….……………………………………………………
Características de la Muestra

Diámetro Inferior:
Diámetro Superior:
Diámetro Medio:
Diámetro Promedio:
Largo:
Área:
Volumen:
Humedad:
Peso de La muestra:
Peso Unitario Seco:
Esbeltez (L/D):
Aplicación de Carga
Lectura del
dial (mm)
Deformaci
ón (cm)
Lectura de
Carga (Kg)
Deformació
n unitaria (ε)
Factor de
Corrección
de Área (1-ε)
Área
Corregida
(cm2)
Esfuerzo
Desviador
(σ)
000
010
020
030
040
050
075
100
125
150
200
250
300
350
400
500
600
700
800

GUIA DE LABORATORIO
PRACTICA N° 06
“ENSAYO DE CORTE DIRECTO”
95. NORMATIVA
ASTM D 3080 - 72
96. GENERALIDADES
La finalidad de un ensayo de corte directo al igual que en el caso del ensayo de
compresiónnoconfinada esdeterminarla resistencia ultima de una muestra desuelo
, sometida a cargas y deformaciones que modelen las condiciones reales que se
presenta ose presentaranduranteelperiodode servicio del suelo debido a aplicación
de sobre cargas (Edificios, puentes, presas, etc.).
Para la determinación de la resistencia ultima de un suelo en laboratorio mediante
este método, se hace uso del aparato de corte directo que consiste en una caja de
sección cuadrada o circular dividida horizontalmente en dos mitades. Donde dentro
de ella se acomoda la muestra de suelo, y se aplica una carga vertical de
confinamiento, y luego una carga horizontal creciente que origina el corte en la
muestra de suelo.

Según el esquema mostrado, este ensayo induce a la falla a través de un plano ya
determinado, y sobre este plano actúan dos esfuerzos; un esfuerzo normal y un
esfuerzo de corte, que a su vez deberían satisfacer la ecuación de coulomb.
𝜏 = 𝑐 + 𝜎 ∗ 𝑡𝑎𝑛𝜑
Según esta ecuación la resistencia al corte depende de la cohesión (c) y el ángulo de
fricción interna del suelo (φ). Por lo que es posible construir la envolvente de falla de
unsuelo sometiéndolo a distintascondicionesde esfuerzonormal,que nos permitirá
conocer los esfuerzos de corte para cada uno de ellos.
Los ensayos de laboratorio se pueden realizar de tres maneras según exista
consolidación y/o drenaje de la muestra. Por lo tanto los valores de c y φ dependen
esencialmente de la velocidad del ensayo y de la permeabilidad del suelo.
 Ensayono consolidadonodrenado(UU). Esunensayo rápido,dondeel corte
se inicia antes de consolidar la muestra bajo la carga normal; si el suelo es
cohesivo y saturado, se desarrollara exceso de presión de poros.
Generalmente la recta intrínseca en el diagrama de τ contra σ es horizontal
τ=Cu. No se permite el drenaje de la muestra en todo el ensayo.
 Ensayo consolidado no drenado (CU). En este ensayo de permite que la
muestra drene o se consolide durante la aplicación de la carga vertical, de
modo que alaplicarelesfuerzode cortelas presionesintersticialesseannulas.
La tensión de corte es rápida para que la presión de poros no pueda disiparse
en el transcurso del ensayo. Este ensayo no se usa en suelos permeables y es
necesario medir el movimiento vertical durante la consolidación (drenaje)
para saber cuándo se ha producido por completo.
 Ensayo consolidado drenado (CD). La velocidad de corte es lenta, se permite
el drenaje de la muestra durante todo el ensayo siendo las presiones
intersticiales nulas durante la aplicación del esfuerzo cortante.
97. OBJETIVOS

 Determinar los parámetros de resistencia al corte de un suelo en estado
natural.
98. MATERIALES
Suelo cohesivo en estado inalterado de dimensiones mínimas de 10*10*10 cm3.
 Máquina de corte capaz de producir un esfuerzo normal y un esfuerzo
horizontal con un sistema que permita cuantificarlos.
 Caja de corte ya sea de sección cuadrada o circular. Estas cajas de corte
deben contar con sus respectivas piedras porosas.
 Balanza con una precisión de 0.1 gr.
 Horno a una temperatura de 110 °C.
 Herramientas varias (Cuchillo, vernier, enrasador, cronometro, etc.)
 Realizar el muestreo inalterado del suelo a analizar.
 Se moldean tres o cuatro probetas de suelo con el anillo de moldeo,
debiéndose determinarse además sus dimensiones y peso de la probeta ya
sea de sección cuadrada o circular. Se colocan estas luego en la caja de corte
con las respectivas piedras porosas. En caso de que se este haciendo un
ensayo consolidado se debe ajustar el dial que medirá la consolidación.
 Se acopla el deformímetro de deformación cortante y se fija en cero.
 Aplicar la carga horizontal y registrar os resultados según la hoja adjunta.
Hasta que se haya producido la falla en la muestra de suelo.
 La tasa de deformación unitaria será de no más de 2 mm por minuto.
 Al finalizar el ensayo se remueve la muestra de suelo y se determina el
contenido de humedad, el procedimiento se repetirá para las muestras
adicionales haciendo variar las condiciones de esfuerzo normal.

Se grafican a escala natural las curvas de deformación donde la ordenada será el
esfuerzo cortante que se produce para cada probeta, y la ordenada será la
deformación horizontal.
De estos gráficos serán calculados el esfuerzo normal y esfuerzo cortante para cada
probeta.
Con los esfuerzos normales y cortantes para cada probeta se grafica la curva
intrínseca o envolvente de falla. Donde el ángulo de la pendiente de dicha curva
viene a ser el ángulo de fricción y el intercepto viene a representar la cohesión del
suelo.
Ecuación de la envolvente de falla.
𝜏 = 𝑚 ∗ 𝜎 + 𝑏
Angulo de fricción.
𝜑 = atan(𝑚)
Cohesión.
𝑐 = 𝑏
estos se presenten.

ENSAYO DE CORTE DIRECTO
ENSAYO: Nro de Estrato Nro de Muestra
Prof. de la Muestra
Clasificacion SUCS
Estado de la Muestra
CALICATA Velocidad de Ensayo : 0.50 mm/min
Altura (cm)
Diametro (cm)
Volumen (cm3)
Peso Anillo+Muestra(gr)
Peso Muestra (gr)
Densidad Nat. (gr/cm3)
Humedad (%)
Esf. Normal (Kg/cm2)
Deformacion
Tang. (mm)
Lect. Dial de
Carga
Fuerza
Cortante (Kg)
Esfuerzo de
Corte (Kg/cm2)
Lect. Dial de
Carga
Fuerza
Cortante (Kg)
Esfuerzo de
Corte (Kg/cm2)
Lect. Dial de
Carga
Fuerza
Cortante (Kg)
Esfuerzo de
Corte (Kg/cm2)
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.60
0.80
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
2.25
2.50
2.75
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
5.50
6.00
6.50
7.00
7.50
ESPECIMEN 01 ESPECIMEN 02 ESPECIMEN 03
CORTE DIRECTO
(NORMA ASTM - D3080-98)
DATOS

ENSAYO DE CORTE DIRECTO
PRACTICA N° 07
Esfuerzo Normal (Kg/cm2) Parametros de la Recta
Esfuerzo Cortante (Kg/cm2)
m=
b=
Parametros de Resistencia al Corte
φ=
c =
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50
EsfuerzodeCorte(Kg/cm2)
Deformación Tangencial (mm)
Diagrama "Esfuerzo - Deformación"
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20
EsuerzoCortante(Kg/cm2)
Esfuerzo Normal (Kg/cm2)
Esfuerzo Normal - Esfuerzo Cortante
Env. falla

“DENSIDADES MÁXIMAS Y MÍNIMAS”
103. NORMATIVA
ASTM D 1556 (Densidad Natural de Suelos – Cono de Arena)
ASTM D 4254 (Densidad Mínima deSuelos)
ASTM D 2424 (Densidad Máxima de Suelos)
104. GENERALIDADES
Las prácticas realizadas anteriormente cuya finalidad era la determinación de los
parámetros de resistencia al corte. Son aplicables a suelos finos y cohesivos. Pero a
menudo se puede observar que los terrenos de fundación muchas veces
corresponden a suelos granulares mas no a suelos finos o cohesivos.
Por lo que los ensayos de Compresión NO confinada, Corte directo y Triaxial no son
de aplicación. En esta situación conviene contar con otras metodologías para la
determinación de los parámetros de resistencia al corte en suelos granulares. Aun
cuando fueren métodos indirectos que pudieran usarse.
Comose sabe,la resistencia de los suelos granularesbásicamentesedebea la fricción
que este tiene ya que la cohesión en estos casos es nula. Esta fricción estará en
función del tamaño de partículas, grado de compacidad, angulosidad de partículas,
etc.
Debido a lo indicado se han planteado métodos indirectos para la determinación de
los parámetros de resistencia al corte y que dependen de otras variables, y una de
ellas para el caso de suelos granulares es el de la determinación de la densidad
relativa de los suelos (Índice de Densidad). El cual nos indica que la fricción de un
suelo depende de la densidad relativa del mismo. Y esta a su vez depende de la
densidad natural, máxima y mínima del suelo, el cual será objeto de discusión en la
presente práctica.
Tabla 01. Correlaciones para determinar el φ en función a Dr.
105. OBJETIVOS

 Determinar la densidad natural, densidad máxima y la densidad mínima de
un suelo granular.
 Determinar la densidad relativa del suelo y en base a ello calcular el ángulo
de fricción con as relaciones dadas.
106. MATERIALES
Suelo granular en estado alterado en una cantidad de 10 Kg.
 Molde metálico de acuerdo a la necesidad del ensayo.
 Cucharon y/o embudo de plástico.
 Regla metálica
 Martillo de compactación con una base circular de 9.8 cm de diámetro. 4.5
Kg. Y una altura de caída de 46 cm.
 Molde patrón de compactación de 4”.
 Balanza con una precisión de 0.1 gr.
 Herramientas varias (Bandejas, vernier, etc.)
Determinación de la densidad Natural
 La densidad naturalpuedeser determinadoconel método del conode arena,
el cual ya fue desarrollado en la asignatura.
 En caso de suelos que son muy sueltos se puede usar el método del volumen
conocido, el que consiste en hincar un molde de volumen conocido sobre el
suelo a fin de conocerel peso que queda retenidoen el molde y a la vez poder
calcular la densidad natura.
 En caso se opte por el segundo método indicado esta prueba debe realizarse
mínimamente cinco veces y determinar su promedio.
Determinación de la densidad Mínima
 Consiste en determinar la mínima densidad del suelo dejándolo caer
libremente desde cierta altura.
 En primer lugar se debe escoger las herramientas adecuadas según la
siguiente tabla.
Tamaño
máximo (in)
Herramienta para el llenado
Capacidad del
molde (cm3)
3” Pala o cucharon grande 14200

1 ½” Cucharon 14200
¾” Cucharon 2800
3/8” Embudo de 1” de diámetro 2800
Nro. 4 Embudo de ½” de diámetro 2000
 Pesar y calcular el volumen del molde que será usado para realizar la prueba
y registrar dicho calculo.
 llenar el embudo con el material protegiendo la parte inferior del embudo a
fin de que el material no salga.
 Dejar caer el material dentro del molde a una altura de caída de 2.5 cm y
procurar que el flujo de salida del material sea constante.
 El material además se debe distribuir de manera uniforme dejando caer en
forma de espiral mientras se realiza la prueba.
 Al llenarel molde enrasarconla ayuda dela regla metálica sin moerel molde.
Seguidamente pesar el molde y la muestra y registrarlo.
 Repetir este procedimiento por tres veces y calcular la densidad mínima del
suelo para cada prueba y calcular su promedio.
Determinación de la densidad Máxima
 En este caso se requiere del uso de una mesa vibratoria el cual es de poca
accesibilidad para muchos laboratorios, por lo que se realizó una adaptación
de este método conel martillode Marshall.Esteprocedimientoesta normado
por la norma técnica española NTL 205/91 y es aplicable a arenas no
cementadas yque pasenensu totalidadporla malla N° 4.Ademásel pasante
por la malla N° 200 no deberá ser mayor al 10%. Además la norma define a
la densidad máxima a aquella que se alcanza cuando se compacta en estado
seco con una energía de compactación de 5086 j/dm3
 Preparar el material en una cantidad aproximada de 6 Kg y secarlas en el
horno a temperatura constante. Este material deberá ser representativo del
total de la masa de suelo.
 Dividir por cuarteo y obtener dos porciones iguales de muestra.
 A continuación pesar el molde y determinar su volumen.
 Seguidamenteprocedera la compactacióndelmaterialencincocapasya una
razónde50 golpes por capa.Antesdecompactarla capa subsiguientesedebe
escarificar la superficie compactada en una profundidad aproximada de 1
cm.
 Terminada la compactación retirar el collarin y proceder a enrasar el material
y determinar su peso.
 Repetir la prueba tres veces y calcular la densidad máxima para cada prueba
y calcular su promedio.

La densidad de campodebe ser calculada segúnlos procedimientosque se indicaron
en para el ensayo de cono de arena.
Tanto la densidad máxima y la densidad mínima seca pueden ser calculados con la
siguiente expresión.
𝛾 𝑑 =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑠𝑒𝑐𝑜
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒
La densidad relativa del suelo en función a las densidades máximas y mínimas se
puede calcular según la siguiente expresión:
𝐷 𝑟 =
𝛾 𝑑 − 𝛾 𝑚𝑖𝑛
𝛾 𝑚á𝑥 − 𝛾 𝑚𝑖𝑛
(
𝛾 𝑚á𝑥
𝛾 𝑑
)∗ 100
Dónde: γd representa a la densidad natural en estado seco.
En la siguiente tabla Terzaghi expreso el estado del suelo en función a su densidad
relativa.
Estado del suelo Densidad Relativa (%)
Muy suelto 0 - 15
Suelto 15 - 35
Medio 35 - 65
Denso 65 - 85
Muy Denso 85 – 100
Los parámetros de resistencia al corte serán calculados según las relaciones que se
dan en la tabla N° 01. Tomando con criterio profesional el valor que más se adecue a
la situación.
Estas relaciones permitirán calcular el ángulo de fricción, ya que por otro lado la
cohesión del suelo es nula por tratarse de un suelo granular.
estos se presenten.

DETERMINACION DE LA DENSIDAD MAXIMA Y MINIMA
Determinacion de la Densidad Máxima
Determinación de la Densidad Relativa
Calculo del Angulo de Fricción:
Φ1
Φ2
Φ3
Φasumido
PRACTICA N° 08

“ENSAYO EDOMETRICO (CONSOLIDACIÓN UNIDIMENSIONAL)”
111. NORMATIVA
ASTM D 2435 – 80
112. GENERALIDADES
Durante la vida útil de las edificaciones estos pueden llegar a registrar
asentamientos, los que pueden deberse a una serie de causas dentro de las cuales se
encuentra la consolidación de suelos.
El fenómeno de consolidación de suelos se origina a partir de la aplicación de cargas
sobre una masa de suelo. Y el suelo a su vez experimenta la expulsión del agua de
sus espacios vacíos y un reacomodo de las partículas del suelo, y por consiguiente
una disminución de su volumen.
La consolidación de suelos por la expulsión de agua, en el caso de suelos granulares
se lleva a cabo con una relativa rapidez debido a la facilidad de estos suelos de
expulsar el agua que estos almacenan. Y por el contrario en el caso de suelos finos el
proceso de consolidación no es inmediato ya que estos evacuan el agua que
almacenan con una relativa lentitud. El proceso de consolidación del suelo también
depende del espesor de los estratos, grado de saturación, etc.
En el caso de la consolidación de suelos por reacomodo de las partículas de suelos,
es un proceso relativamente largo que puede llevar incluso años.
Por consiguiente, en general la consolidación de suelos se divide en tres categorías:
Consolidación inmediata. Provocado por la deformación elástica del suelo seco y de
suelos húmedos y saturados sin ningún cambio del contenido de agua. El cálculo de
la consolidación inmediata se basa generalmente en ecuaciones que derivan de la
teoría de la elasticidad.
Consolidación primaria. Es el resultado de un cambio de volumen en los suelos
saturados cohesivos debido a la expulsión del agua que ocupan los espacios vacíos.
Consolidación secundaria. Se observa en suelos saturados cohesivos y es resultado del
ajuste plástico de la estructura del suelo. Este sigue a la consolidación primaria bajo
un esfuerzo efectivo constante.
La validez de los resultados obtenidos en laboratorio, para estimar la consolidación
del suelo, dependerá de la calidad de las muestras y también de todo el
procedimiento que se siga. Ya que la muestra sobre la cual se trabaja, presenta un
volumen pequeño, que para muchos no es el adecuado. Por lo tanto la muestra sobre
la cual ha de trabajarse debe obtenerse y ensayarse cuidadosamente.
113. OBJETIVOS

 Someter al suelo en laboratorio a un proceso de consolidación
unidimensional.
 Obtener el coeficiente de consolidación para el suelo en estudio.
 Analizar e interpretar los resultados obtenidos, para los distintos procesos de
consolidación.
114. MATERIALES
Suelo compresible (arcilloso) en estado inalterado de forma cubica, y dimensiones
10x10x10.
 Edómetro (aparato de carga), con una capacidad de carga hasta 250 Kg,
provista de un mecanismo para la medición de dicha carga y las
deformaciones correspondientes.
 Consolidometro que consiste en una caja de bronce, con un anillo de bronce
de 63 mm de diámetro. Cuyo esquema se muestra en la siguiente figura
 Dos piedras porosas y dos discos de papel filtro.
 Juego de pesos para alcanzar las presiones de ensayo.
 Bandeja con precisión de 0.01 gr.
 Herramientas varias (Bandejas, vernier, cuchillos, etc.)

 Determinar el peso y volumen del anillo de bronce. Y sobre una muestra
inalterada de suelo tallar una probeta con el anillo, el cual sus bordes
cortantes que facilitan el proceso. De la muestra que sobra, se toma una
cantidad representativa para la determinación de su gravedad especifica.
 Enrasar adecuadamente la probeta por ambos extremos y determinar su
altura inicial.
 Sobre cada cara de la probeta se colocan los discos de papel filtro asi como
también las piedras porosas seguidamente.
 Se acomoda todo el conjunto en la caja de bronce de acuerdo a la figura
anterior. Se coloca el pistón o bloque de carga y se levanta el nivel del agua
por encima de la piedra porosa superior.
 Se ajusta el consolidometro al aparato de carga y se aplica una carga de
inicialización de 0.05 Kg/cm2 para suelos blandos, y de 0.10 Kg/cm2 para
suelos firmes. Sin retirar esta carga, se lleva a cero el dial de deformación.
 La compresión de la muestra consiste en aplicar el siguiente incremento de
presiones en Kg/cm2: 0.25,0.50,1.00, 2.00, 4.00, 8.00. En cada una de ellas se
registra la lectura del dial de deformación en los siguientes tiempos; 0 s, 8 s,
15 s, 30 s, 1 min, 2 min, 4 min, 8 min, 15 min, 30 min, 1 hora, 2 horas, 4 horas,
8 horas, 16 horas y 24 horas.
 Finalmente, se descarga la muestra ensayada, se retira el consolidometro y el
anillo de bronce, se extrae el total de la muestra y se determina su peso. Y se
coloca en el horno por un periodo de 24 horas para determinar su peso seco.
La secuencia del procesamiento de los resultados que se obtienen del ensayo de
consolidación es la siguiente:
 Calcular el área transversal de la probeta (A), así como también su volumen
inicial (Vi) antes de someterla al proceso de consolidación.
 Determinar el contenido de humedad inicial de la probeta (W%i).
 Calcular el contenido de humedad final (W%f) de la probeta una vez
concluido con el ensayo de consolidación (Suponiendo un 100% de
saturación).
 Calcular la altura de los sólidos de la probeta (Hs)
𝐻𝑠 =
𝑊𝑠
𝐺𝑠 ∗ 𝛾𝑤 ∗ 𝐴
Donde:
Ws : Peso de la probeta en estados seco.
Gs : Gravedad especifica de los solidos.
 Calcular la altura inicial delos vacios de la probeta (Hvo), mediante la
siguiente expresión: Hvo=Ho-Hs.
 Calcular el grado de saturación inicial de la probeta.
 Calcularla relacióndevacíos inicialde la probeta (eo), mediantela expresión:
eo=Hvo/Hs.

 Calcular la altura promedio (H’) para cada incremento de carga,mediante la
siguiente expresión: H’=(Hi+Hf)/2.
 Calcular la altura de vacíos para cada incremento de carga: Hv’=Hf-Hs.
 Calcular la relación de vacíos para cada incremento de carga (e’).
 Calcularla deformaciónunitaria para cada incrementodecarga (ε),mediante
la siguiente expresión (ε=ΔH’/Ho).
 Calcular la altura drenada según las condiciones de drenaje, (Hdr=H’/2).
 Obtener los parámetros de consolidación por uno de los métodos
establecidos.

estos se presenten.
ENSAYO EDOMETRICO (CONSOLIDACIÓN)

Características de la Muestra
Diámetro interior del molde (cm): Gravedad especifica de los sólidos:
Altura inicial de la muestra (cm): Altura de solidos (cm):
Área de muestra (cm2): Altura inicial de vacíos (cm3):
Volumen inicial de la muestra (cm3) Saturación inicial (%):
Relación de vacíos inicial:
Control de humedades
Peso del molde (gr)
Peso de molde + suelo húmedo inicial
(gr)
Peso de Suelo Seco (gr)
Humedad inicial (%)
Peso de molde + suelo húmedo final (gr)
Humedad final (%) (Suponiendo s=100%)
Carga Aplicad.: Presión: Carga Aplicad.: Presión:
Fecha y
Hora
Tiempo
(min)
√ 𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐
Lectura
(mm)
Fecha y
Hora
Tiempo
(min)
Lectura
(mm)
0.0 0.0
0.125 0.125
0.25 0.25
0.5 0.5
1.0 1.0
2.0 2.0
4.0 4.0
8.0 8.0
15.0 15.0
30.0 30.0
60.0 60.0
120.0 120.0
240.0 240.0
480.0 480.0
960.0 960.0
1440.0 1440.0
Fecha y
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Tiempo
(min)
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Fecha y
Hora
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4.0 4.0
8.0 8.0
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30.0 30.0
60.0 60.0
120.0 120.0
240.0 240.0
480.0 480.0
960.0 960.0
1440.0 1440.0
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480.0 480.0
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