1. EVALUACION Y ESTUDIO DE MECANICA
DE SUELOS DE UNA CIMENTACION
INTEGRANTES: Geraldhine Ccorimanya Valdivia
Frine Tamara Palomino Cardenas
Jordy Juan Ascencio Abarca
Paul Erick Palomino Aroni
Guillermo Elorrieta Olivo
Jean Claude Aguirre Tapia
UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO
Facultad de Ingeniería y Arquitectura
Escuela Profesional de Ingeniería Civil
CURSO: MECANICA DE SUELOS
SEMESTRE 2018-II
Docente : Ing. Ronald Vera Gallegos
7. ESTATIGRAFIA
Analizando el suelo podemos inferir lo siguiente:
Que no existe diferencia de estratos.
A primera impresión observamos que el suelo es arcilloso.
No presenta materiales orgánicos.
Al excavar no presentó mucha resistencia, por lo que se
deduce que es poco cohesivo.
No se encontró nivel freático.
10. MUESTRAS ALTERADAS
Ensayos:
• Granulometría
• Contenido de
Humedad
• Porosidad y
relación de vacíos
• Límites de Atterberg
• Gravedad Específica
• Proctor modificado
• Densidad de Campo
14. OBJETIVOS:
• Aprender a realizar el reconocimiento del tamaño máximo y el tamaño máximo
nominal
• Analizar su origen, propiedades mecánicas, y el cálculo de la abundancia de los
correspondientes a cada uno de los tamaños
• Tomar el máximo de detalles posibles en la toma de datos en cada tamiz y
determinar con mayor precisión
15. PROCEDIMIENTO
• Secamos la muestra en la estufa para reducir los terrones de la muestra a tamaños de
partículas elementales.
16. • Taramos la bandeja, después cogemos la muestra ya secada por la estufa y pesamos
en la balanza.
17. • Procedemos a lavar la muestra, para estos procesos se necesita la malla N° 200.
18. • Una vez lavado la muestra por la malla N° 200, el material retenido debe secarse en
el horno por 24 horas o a estufa.
19. • Secada la muestra a estufa o en horno, se extrae el material y se pesa. Y se determina
el porcentaje de finos.
20. • Ponemos en orden lo tamices para
tamizar y pesar en porcentaje que
queda retenido en los diferentes
tamaños de tamices.
• El material se coloca en la parte
superior de la serie de tamices, luego
se seduce, en este proceso se debe de
tener cuidado en no perder el material.
21. • Luego colocamos en la máquina de
tamizado la cual nos ayudara a tamizar
correctamente la muestra.
• Luego del tamizado se procede a pesar
el material retenido en cada malla y se
anotan los datos en la tabla de
continuación.
27. CONCLUSIONES
• Al aplicar el método granulométrico por tamizado se puede clasificar los
suelos por arena, arcilla y limo, de acuerdo a la clasificación de suelos SUCS.
• El coeficiente de concavidad debe ser 1; si es mayor que uno (Cc >1) indica
que hay mayor cantidad de finos que de gruesos, si pasa lo contrario (Cc <1)
indica que hay más gruesos que finos.
29. OBJETIVOS:
• Determinar el contenido de humedad de un suelo.
• Aprender la manipulación y operación del instrumento en laboratorio para
los diferentes ensayos.
30. PROCEDIMIENTO
• Como paso inicial se debe determinar el tamaño máximo de partículas.
• Según el Manual de Ensayo de Materiales, que para nuestra muestra el
tamaño máximo era de 9.5mm
• Es importante no utilizar la muestra que se encuentra en un recipiente
hermético, se tiene q utilizar una muestra extra a la cual se la utilizara solo
con el fin de determinar el tamaño máximo de partículas.
31.
32. • Después de determinar la cantidad de muestra a utilizar, se comienza a pesar un
recipiente, donde se realizará el ensayo.
33. • Una vez pesado el recipiente se comienza con el ensayo, teniendo todos los
materiales listos se trae la muestra hermética y se vacía en el recipiente, hasta alcanzar
un peso igual o superior a los 50 gr.
34. • Para fines practicas colocamos en valor del peso del recipiente en la balanza y
utilizamos la opción tara para obtener los pesos de suelo húmedo y después de
enviar al horno, suelo seco
• Pasada las 24h se recogió la muestra para obtener el peso seco de la muestra.
38. Interpretando.
• Este contenido de humedad nos indica la presencia de 11.955gr de agua en
100gr de suelo seco, en otros términos, en 100gr de suelo seco existe
11.955ml de agua.
• La cantidad de agua nos ayuda para cálculos de capacidad portante, diseño
estructural de cimentaciones, y sobre todo nos indica características
mecánicas del suelo de donde se extrajo la muestra.
40. OBJETIVO
• El ensayo de corte directo (no consolidado drenado), tiene como objeto
determinar la resistencia al esfuerzo cortante de una muestra, valor que, entre
otras cosas será muy útil para el cálculo de la capacidad portante.
41. PROCEDIMIENTO
• Preparación de la muestra
• Si se usa una muestra inalterada, debe ser suficientemente grande para proveer un
mínimo de tres muestras idénticas.
42. • Las muestras inalteradas deberán ser
preservadas y transportadas con el mayor
cuidado posible con el propósito de representar
su comportamiento in situ en laboratorio.
• La preparación de la muestra debe efectuarse de
tal manera que la pérdida de humedad sea
insignificante.
• La muestra se talla sobre medida para las
dimensiones del dispositivo de corte directo,
utilizando el molde de 6cm * 6cm.
43. • Para muestras inalteradas de suelos
sensibles, debe tenerse extremo cuidado
al labrar las muestras, para evitar la
alteración de su estructura natural.
• El ancho mínimo para muestras
rectangulares debe ser alrededor de
50mm.
• y el espesor mínimo de la muestra de
ensayo, debe ser alrededor de 12 mm
(½"), pero no menor de un sexto el
tamaño máximo de las partículas del
suelo.
44. Preparado del Aparato de Corte Directo
Residual
• Especímenes inalterados. - Colocar las piedras
porosas húmedas sobre los extremos expuestos de la
muestra en la caja de corte; colocar la caja de corte
conteniendo la muestra inalterada y piedras porosas
en el soporte de la caja de corte y fijar la misma, con
los tornillos fijadores.
45. • Para la aplicación de las cargas axiales es muy
importa nivelar el brazo de palanca transmisor
de carga axial, con un nivel de mano
46. Ejecución del Ensayo:
• Se ensambla la caja de corte con los marcos alineados y se bloquea se puede
usar espaciadores, para reducir la fricción durante el corte.
47. • Se introduce la muestra de ensayo con sumo
cuidado. Se conecta el dispositivo de carga y
se ajustan los diales para medir tanto la
deformación durante el corte, como el
cambio del espesor de la muestra.
48. • Se configura la máquina de corte directo con
una velocidad que debe estar en el rango de
0.5-1 mm/min, para nuestro ensayo para no
tener efectos de consolidación considerables se
utilizara una velocidad de 1.0000mm/min.
49. • Para comenzar a aplicar las cargas se
presiona “RUN” y para detenerlas
“STOP”, para calibrar los diales se
presiona “RUN” por un momento hasta
q el dial de esfuerzo tangencial haga su
primer movimiento, inmediatamente se
presiona “STOP” y se colocan toso los
diales en cero.
Dial de deformación 1
Dial de esfuerzo tangencial 2
50. • Una vez iniciado el aparato de corte directo se registran los diales de
deformación y de esfuerzo tangencial simultáneamente, esto con la ayuda de
una videocámara, esto para extraerlos datos en gabinete.
60. CONCLUSIONES
• Se encontró una cohesión y Angulo de fricción.
C=0.6665 kg/cm2
Ø=28.24469º
• Las pesas utilizadas en el ensayo fueron de 2kg, 4kg y de 6kg para representar
los esfuerzos axiales, necesarios para el ensayo
• La consolidación es un proceso que requiere mucho tiempo.
61. • El ensayo es de corte directo, no consolidado, porque no se esperaba
consolidación de la muestra, y drenado, porque se permite en flujo normal
del agua presente en la muestra.
• Nuestro ensayo nos proporciona resultados que son aptos para un suelo que
no está bajo el nivel freático, y considerando la mínima probabilidad de que
sea así el ensayo representa de manera satisfactoria el comportamiento del
suelo al esfuerzo cortante.
70. CONCLUSIONES
• El limite liquido del suelo ensayado según la ecuación es : 27.08%
• El limite plástico del suelo ensayado es : 20.83%
• El índice de plasticidad es : 6.26%
72. ENSAYO DE GRAVEDAD ESPECIFICA
DEL SUELO (Gs)
• Indica la densidad o peso especifico de un suelo con respecto a la densidad o
peso especifico del agua a una misma temperatura. La gravedad especifica es
adimensional.
Gs=
γ𝑠
γ𝑤
73. 1.PROCEDIMIENTO
• Calibración de la fiola
Llenamos el
picnómetro o fiola
de 500 ml con
agua destilada.
Con la bomba de
vacíos sacamos los
vacíos que existen
en la fiola.
Al perder volumen
aumentamos más
agua hasta llegar a
la marca indicada.
Luego colocarla en la
estufa y medir la
temperatura, eliminar
el excedente de
volumen y pesar.
Realizar el mismo
procedimiento para 4
temperaturas
diferentes a diferencia
de 4 grados aprox.
74. • Hallar el Gs del suelo
Luego pesamos la fiola,
más el agua y la muestra
sin vacíos.
Como se elimina vacíos
disminuye el volumen,
debemos agregar agua
hasta los 500 ml y
repetir el proceso hasta
que no existan vacíos.
Con la ayuda de la
bomba de vacíos
extraemos todas las
burbujas de aire que
pudiesen estar dentro de
la fiola.
Llenamos con agua
destilada hasta los
500 ml, con la
muestra ya dentro.
Con ayuda del
embudo metemos la
muestra dentro del
picnómetro y
pesamos.
Pesamos el
picnómetro.
Debemos tener la
muestra totalmente
seca y tamizarla por
la malla N°4
usaremos el suelo
que pase esta malla.
75. 2. RESULTADOS
Temp. (C°) Peso del Picnometro (gr.)
19.1 684.6
19.2 684.1
28.9 683.1
33.1 682.1
37.3 681.7
Peso dela fiola a 20 °C es 684.242 g
76. • 𝐺𝑠 =
𝑊𝑠
(𝑊𝑠+𝑊2−𝑊3)
∗K
• Ws = Peso de la muestra seca.
• W2 = Peso del picnómetro llenado con agua destilada.
• W3 = Peso del picnómetro llenado con agua y el suelo.
• K = Factor de corrección por temperatura del agua de ensayo.
• 𝐺𝑠 =
223.0
(223.0+684.1−824.4)
∗1.00018
Gs= 2,68077
Para la temperatura de 20°C la Gs=2.6918712
79. ENSAYO DE POROSIDAD Y
RELACIÓN DE VACIOS (n y e)
• La porosidad se define como la relación entre el volumen de vacíos y el
volumen total , y la relación de vacíos como la relación de volumen de vacíos
y el volumen del solido, estas se relacionan mediante la formula:
𝑒 =
n
1−n
80. 1.Procedimiento
Metemos aproximadamente unos 5 cm
de altura de suelo en la probeta.
Intentamos acomodar que
este de forma uniforme la
parte superior de la
muestra.
Pesamos y luego le
agregamos agua,
cuidadosamente, hasta
que alcance un estado de
saturación total pero que
no exista agua encima de
la muestra.
Pesamos con la muestra
ya saturada.
81. 2.Resultados
peso (gr)
Probeta 259.74
Probeta +muestra 326.61
Probeta +muestrahumeda 354.92
Peso del agua 28.31
Volumen del agua 28.31
Volumen de la muestra 62.83
Diametro(cm) Altura(cm) Volumen
4 5 62.83
𝑛 =
28.31
62.83
∗ 100 = 45.05%
𝑒 =
n
1−n
=0.81
83. La compactación de un suelo produce un incremento en la densidad del material y con ello tres
beneficios importantes:
• Reducción de la compresibilidad
• Incremento de la resistencia al corte
• Disminución de la permeabilidad
La compactación de suelos es uno de los métodos más utilizados para mejorar las propiedades de un
suelo y por ello es primordial conocer sus características de compactación y puesta en obra.
Objetivos:
• Determinar el contenido de humedad
• Determinar la máxima densidad seca.
84. PRUEBAS N° 1 2 3
N° CAPAS 5 5 5
N° DE GOLPES POR CAPA 25 25 25
PESO DEL MOLDE + SUELO COMPACTADO (GR) 5962.7 6147.9 6098
PESO DEL MOLDE (GR) 4173.5 4173.5 4173.5
PESO SUELO 1789.2 1974.4 1924.5
PRESENTACION DE DATOS
PESO TARA 16.32 15.95 16.24 16.24 16.18 16.29
PESO TARA + SUELO HUMEDO 43.93 43.94 37.38 37.39 35.26 35.84
PESO TARA + SUELO SECO 41.9 41.85 35.47 35.29 32.99 33.73
PESO SUELO HUMEDO 27.61 27.99 21.14 21.15 19.08 19.55
PESO SUELO SECO 25.58 25.9 19.23 19.05 16.81 17.44
PESO DEL AGUA 2.03 2.09 1.91 2.1 2.27 2.11
CONTENIDO DE HUMEDAD 7.94 8.07 9.93 11.02 13.50 12.10
CONTENIDO DE HUMEDAD PROMEDIO (%) 8.00 10.48 12.80
CALCULOS
PORCENTAJE DE HUMEDAD
1 2 3
1 2 3
PESO DEL MOLDE + SUELO COMPACTADO (GR) 5962.7 6147.9 6098
PESO DEL MOLDE (GR) 4173.5 4173.5 4173.5
VOLUMEN DEL MOLDE (CM) 966.55 966.55 966.55
DENSIDAD HUMEDA DEL SUELO (GR/CM3) 1.85 2.04 1.99
DENSIDAD SECA DEL SUELO (GR/CM3) 1.71 1.85 1.77
DENSIDAD HUMEDA
1 2 3
CONTENIDO DE HUMEDAD (%) 8.00 10.48 12.80
DENSIDAD HUMEDA DEL SUELO (GR/CM3) 1.85 2.04 1.99
DENSIDAD SECA DEL SUELO (GR/CM3) 1.71 1.85 1.77
CUADRO RESUMEN
CÁLCULOS
CHO 10.48%
DENSIDAD MAXIMA 1.85 gr/cm3
86. OBJETIVO:
• Determinar el grado de compactación de un terreno utilizando el Ensayo de
Densidad de Campo.
OBJETIVO ESPECÍFICO:
• Determinar la Densidad del Suelo Seco y el Contenido de Humedad del
Suelo compactado en el campo, para luego poder determinar el Grado de
Compactación que presenta el suelo en el campo.
87. PROCEDIMIENTO
• El procedimiento se dividirá en tres partes, una referida a la calibración de la arena, otra
referida a la calibración del frasco y la última a la ejecución del en sí mismo.
• 1.- Se tiene arena granular para luego tamizar por las mallas #10 y #30, obteniendo la
retención de material entre las mallas indicadas respectivamente.
88. • 2.- Luego se procede a lavar el material tamizado para eliminar la suciedad.
• 3.- Se hace el secado del material lavado
• 4.- Luego se hace procede hacer la calibración para saber la densidad del
material, teniendo el peso y el volumen.
• 5.- Se pesa el embudo vacío, luego se pesa el embudo con la arena.
89. • 6.- se procede con la calibracion del frasco.
• - Se llena el frasco con AGUA, se mide la temperatura, se registra el peso y se
calcula el volumen del agua contenida en el.
• - Finalmente se calcula la densidad de la arena utilizando el volumen calculado
y la masa de arena contenida en el frasco
• 7.-ejecucion del ensayo en campo:
• - Se elige un lugar representativo para la zona de estudio.
• - Se asegura la placa base al terreno con ayuda de clavos
y un martillo.
90. • - Se practica un orificio cilíndrico con ayuda del cincel y la comba.
• - Se extrae el material del orificio y se coloca en un recipiente hermético
que no deje a la muestra perder su humedad natural.
• - Se coloca el cono lleno de arena sobre la placa, se abre la válvula y se
espera hasta que la arena deje de caer.
• Se cierra la válvula y se calcula la masa de la arena presente en el orificio
mediante el peso del restante de arena presente en el recipiente.
93. Del ensayo de Granulometría y Limites de Atterberg
• Teniendo como dato que la malla N°4 solo retuvo el 3.14% y que en la malla
N°200 pasa el 8.69% concluimos que es una ARENA.
• Por tener entre 5% y 12% que pasa el tamiz #200 ARENA LIMPIA CON
FINOS.
• Su Cu= 4.123 y su Cc=0.866 y Como el Cu es menor a 6 y Cc esta entre 1 y
3 decimos que es una ARENA MAL GRADUADA (SP)
• Su IP= 6.26 y al no adecuarse que sea mayor a 7 decimos que contiene limos
ósea nuestro suelo es un SP –SM (Arena mal graduada con limo)
94.
95. Del ensayo de humedad
tenemos que nuestro suelo en
estado húmedo tiene un
11.955% de humedad.
El ensayo de Porosidad nos da
los siguientes resultados
𝑛 = 45.05% 𝑦 𝑒=0.81
Del ensayo de Gravedad
especifica nos da que a la
temperatura de ensayo osea
19.1°C tenemos un Gs=2,68077
y para la temperatura de 20°C el
Gs=2.6918712.
96. • Del ensayo de Proctor Modificado
• Del ensayo de densidad de campo por el
método del cono de arena obtenemos los
siguientes resultados:
Densidad Húmeda: gsat =1.85 gr/cm3
Densidad Seca: gd= 1.63 gr/cm3
El grado de compactación relativa es del
92.09% y se encuentra dentro del margen del
90% - 95% según las normas.
CHO 10.48%
DENSIDADMAXIMA 1.85gr/cm3
• Del ensayo de Corte Directo nos da los siguientes resultados:
C=0.6665 kg/cm2 Ø=28.24469º
Porque la cohesión del suelo es muy próximo a 0 y su ángulo de fricción esta
entre 27 a 45 grados decimos que es un SUELO NO COHESIVOS
SATURADOS en nuestro caso ARENA, Y LIMOS NO PLÁSTICOS.
102. • NIVEL FREÁTICO:
NO EXISTE.
• PROFUNDIDAD DE CIMENTACIÓN:
SE RECOMIENDA CIMENTAR A UNA PROFUNDIDAD
DE 0,50
• TRABAJO ADMISIBLE DEL SUELO:
Qadm= 8.1897 kg/cm2.
103. • ANGULO DE FRICCIÓN INTERNA DEL SUELO:
28.25º.
• CLASIFICACIÓN DE SUELOS SUCS:
Por tener entre 5% y 12% que pasa el tamiz #200 ARENA
LIMPIA CON FINOS.
Su Cu= 4.123 y su Cc=0.866 y Como el Cu es menor a 6 y Cc
esta entre 1 y 3 decimos que es una ARENA MAL
GRADUADA (SP).
104. • TIPO DE CIMENTACIÓN RECOMENDADA
Teniendo en consideración los resultados del análisis y pruebas de
laboratorio.
H = 0.50 mts
Las cimentaciones que corresponden a estas áreas son cimentaciones
superficiales. CIMIENTOS CORRIDOS DE CONCRETO.