Informe de laboratorios de suelos

MECANICA DE SUELOS - I
INFORME DE LABORATORIOS
MECANICA DE SUELOS I

CUSCO, JULIO 2015
INDICE
I. INTRODUCCION………………………………………………2
II. OBJETIVOS……………………………………………………3
III. DATOSGENERALESDELESTUDIO………………………4
IV. ENSAYOS……………………………………………………...5
4.1 DETERMINACIONDELCONTENIDODEHUMEDAD
4.2 DETERMINACIONDELOSLÍMITESDECONSISTENCIA
4.3 GRANULOMETRIA
4.4 ENSAYODECOMPACTACION PROCTOR MODIFICADO

I. INTRODUCCION
El presente estudio de suelos fue realizado con la finalidad de poder saber
quétipode suelo encontramossiesdebuena,malacalidad conelpropósito
de poder saber con precisión las propiedades mecánicas y físicas de los
suelos, basados en los ensayos demecánica de suelostienen como propósito
identificar(oclasificar)elmaterial,determinándole criteriosdecontrolsobre
el material. Deben ser ejecutados sobre muestras que se consideran
representativasdelamismayquecumplenlasnormas

II OBJETIVOS
 familiarizar al estudiante con el estudio de tipos de canteras ,
obteniendo resultados y conclusiones en laboratorio; con el fin de
establecer un mejor criterio del comportamiento del de los diferentes
tiposdesuelos.
 brindar una fuente de información referencial de las características
físicasdel ymecánicas delossuelos,luegoparadiseñarnuestras, bases
subbases y laconstruccióndecualquiertipodeobra.

III. DATOS GENERALES DEL ESTUDIO
3.1. NOMBRE DEL PROPIETARIO:
3.2. UBICACIÓN
REGIÓN :Cusco
PROVINCIA :Canchis
DISTRITO :Sicuani
DIRECCION :Urb.VallecitoconSeisdeJulio.
REFERENCIA:
LUGAR DE DONDE
SE EXTRAJO LA
MUESTRA

IV ENSAYOS
4.1. DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD
NATURAL
4.1.1 OBJETIVOS
 DETERMINARELCONTENIDODEAGUADELSUELO
4.1.2. NORMAS APLICABLES
 ASTMD2216-71(NTP339.127)
4.1.3. MATERIALES
 muestras
 dosmoldeso(capsula)demetal
 estufa
 balanza
 horno
4.1.4. PROCEDIMIENTO
a)sepesarondos recipientesdemetal,enunabalanzaelectrónica,lacualnos
proporcionaradatosmásprecisos.
b)secolocóunamuestrarepresentativadesuelohúmedoenlosrecipientesy
se determinó el peso de los mismos más el del suelo húmedo. Como el peso
fuedeterminadodemanerainmediata.
c) después de pesar la muestra húmeda más el recipiente, se colocaron las
muestras en la estufa para secarlas a una temperatura de 100+-10°c durante
unperiodode24horascomomínimoohastalograrpesoconstante.
d) cuando las muestras se secaron, hasta mostrar un peso constante, se
determinó el peso de los recipientes más el del suelo seco; asegurándose de
usarlamismabalanzaparatodaslasmedicionesdepeso.
e) se calculó el contenido de humedad. El promedio de los dos valores
obtenidos para el contenido de humedad natural se toma como el valor

correspondientealaprofundidaddelamuestra.Ladiferenciaentreelpesode
suelo húmedo más el del recipiente y el peso del suelo seco más el del
recipiente es el peso del agua (Ww) que estaba presente en la muestra. La
diferencia entre el peso de suelo seco más el del recipiente y el peso del
recipientesolo,eselpesodelsueloseco (ws)
%𝑊 =
𝑊𝑊
𝑊𝑆𝑆
∗ 100
CONTENIDO DE HUMEDAD (%)
TARA M1 M2
PESO TARA 20 20
PESO TARA + SUELO HUMEDO (gr) 45 43
PESO TARA + MUESTRA SECA (gr) 43 41
PESO DEL AGUA 2 2
PESO SUELO SECO 23 21
CONTENIDO DE HUMEDAD (%) 8.70 9.52
4.1.5. CONCLUSIONES
De los datos obtenidos se puede afirmar que la humedad natural del suelo
varía con respectoalaprofundidaddemaneradirectamente proporcional en
el área de estudio. Esto puede deberse a laacumulación de aguaen los vacíos
entre las partículas del suelo la cual se evapora a una mayor taza en la parte
máspróximaalasuperficie.
El suelo presenta una humedad natural promedio de 9.11%, es decir el suelo
contiene9.11gr.deaguaporcada100gr.desueloseco.
4.2. DETERMINACION DE LOS LÍMITES DE CONSISTENCIA
4.2.1. OBJETIVOS
 determinarellimiteliquidodelsuelo
 determinarellimiteplásticodelsuelo
 determinarelíndice deplasticidaddelsuelo
ASTMD4318(NTP339.129)

4.2.3. MATERIALES
 aparatodelímitelíquido(copaCasagrande).
Acanalador(Casagrande).
 platoevaporadordeporcelana.
 placadevidrioparahacerelensayodelímiteplástico
 varilla de soldadura de 3 mm. para visualizar por comparación el
diámetrodelcilindroparalímiteplástico.
 balanzadesensibilidadde0.01g.
 estufa(100+-10°c),concirculacióndeaire.
 accesorios(espátula,gotero,franela,envases)
A) LÍMITE LIQUIDO
a-1. Se tamizo 6000 gr de suelo (seco al aire), por la malla n°40 al cual se le
realizó el cuarteo para tomar una muestra representativa de 500 gr. luego se
dejó saturar durante 1 hora con la finalidad de que el agua ocupe todos los
espacios vacíos del suelo. Una vez saturado el suelo se procede con el
siguientepaso.
a.2. se calibro la copa de Casagrande verificando que la altura de la máquina
dellímitelíquidoseaexactamentede1cm.
a.3. se colocó 250 gr. de suelo saturado en el recipiente de porcelana,
añadimos una pequeña cantidad de agua, y mezclamos cuidadosamente el
suelo hasta obtener una muestra pastosa y de color uniforme puesto que
estas características son indicadores de que la muestra está en un estado
adecuadoparaelensayo.
a.4. colocar con la espátula una muestra de la pasta en la copa Casagrande de
maneraquetengamosunasuperficiede10mmdeespesor.
a.5.despuésserealizólascuatropruebas
Unomenorde25golpesylosotrosmásde25golpes

a.6.se tomo una muestra para medir el contenido de humedad del suelo
colapsado en la ranura asegurándose que corresponda a la zona donde se
cerró la ranura y la pasta restante se regresó al plato de evaporación para la
siguienterepetición.
a.7.se repitió la secuencia para dos pruebas adicionales con número de
golpescomprendidoentre18y25,entre25y30respectivamente.
B) LÍMITE PLÁSTICO
b.1.delapastapreparadaparaelensayoanteriorsetomoporcionespequeñas
formando esferas (aprox. 6) que se colocaron sobre la placa de vidrio para
iniciar la prueba del límite plástico una vez concluido el ensayo del límite
líquido.
b.2. se tomaron dos esferas y se rolaron sobre la placa de vidrio aplicándole
presiónsuficienteparamoldearloenformadeunavarillacilíndrica, cuandoel
diámetro del cilindro de suelo llego a 3 mm y aun no se produjo rotura en
pequeños pedazos se moldea nuevamente de la misma manera hasta que se
produzca la rotura. Si el cilindro se desmorona a un diámetro superior a 3
mm.,estacondiciónessatisfactoriaparadefinirellímiteplástico.
b.3.a la muestra que ha sufrido rotura se le determina el contenido de
humedad (según ASTM d 2216-71). El valor obtenido se promediara con el
obtenidoenotrasrepeticiones.

LIMITES DE CONSISTENCIA
METODO AASHTO T-89/90 Y STM D-423/424
LIMITE LIQUIDO LIMITE PLASTICO
TARA M3 M4 M5 M6 M7 M8
Nro. DE GOLPES 34 26 24 16 --- --- I 21.95
PESO TARA 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 II 19.05
PESO TARA + SUELO HUMEDO (gr) 0.03 0.03 0.025 0.03 0.025 0.025 ------
PESO TARA + MUESTRA SECA (gr) 0.0285 0.0275 0.0237 0.0275 0.0241 0.0242
PESO DEL AGUA 0.0015 0.0025 0.0013 0.0025 0.0009 0.0008 LP = 20.50
PESO SUELO SECO 0.0085 0.0075 0.0037 0.0075 0.0041 0.0042
CONTENIDO DE HUMEDAD (%) 17.65 33.33 35.14 33.33 21.95 19.05

LIMITE LIQUIDO LIMITE PLASTICO INDICE PLASTICO
LL: 34.0 % LP: 20.50 % IP: 13.50 %
-
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
50.00
10 15 20 25 30 35 40
%DEHUMEDADDELMATERIAL
Nro. DE GOLPES

CONCLUSIONES

De los resultados se puede concluir que el suelo estudiado presenta
arcilla de baja plasticidad.
RECOMENDACIONES
 se recomienda que ambos ensayos sean ejecutados por la
misma persona entrenada ya que gran parte da la verificación
y observación en el procedimiento es subjetivo.
 tener cuidado con las variables que pueden afectar el
resultado de la prueba del límite líquido, como pueden ser:
utilizar una porción mayor de suelo a ensayar, no cumplir con
la frecuencia de golpes especificada (2 golpes por segundo), el
tiempo en realizar la prueba y la humedad del laboratorio.
4.3. GRANULOMETRIA DEL AGREGADO
4.3.1. OBJETIVOS
 determinarladistribucióndeltamañodepartículasdelagregado
 trazarlacurvagranulométrica
 clasificarelsueloporelmétodosucsyaashto
ASTMD422(NTP339.128)
4.3.3. MATERIALES
 unjuegodetamicesnormalizados.
 Tamizadoramecánica
 Una balanza: con capacidades superiores a 20 kg. y 2000 gr. Y
precisionesde1gr.y0,1gr.respectivamente.
 herramientasyaccesorios(bandejametálica,recipientesyescobilla).

4.3.4. PROCEDIMIENTO
a) se tomó una muestra representativa de 500 gr (peso antes de lavado)
obtenida del cuarteorealizado previamente, el cual fue sometido a un remojo
duranteunmomento paraquelaspartículasfinassesuelten.
b)luegosedispusoalavarlamuestrausandocomofiltroeneltamizn°200
c) elmaterialretenidosedepositaenunrecipiente.
d)luegosedepositaelmaterialenunjuegodetamicesysesacudedurante5a
10 minutos, y se registra el peso del material retenido en cada tamiz. Se
sumaron estos pesos (peso final después del ensayo) y se comparó con el
pesoinicial, calculando el porcentajede error quefuemuyinferior al máximo
admisible.

ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO
METODO AASHTO T-89 Y ASTM D-1422
TAMIZ ABERTURA (mm)
Pesos
Retenidos
% Pesos
Retenidos
% Retenidos
Acumulados
% Q´ PASA
ESPECIF.
"A" DESCRIPCION DE LA MUESTRA
N° 4 4.760 125 13.4 13.4 86.6 CLASIFICACION
N°10 2.000 160 17.2 30.6 69.4 SUCS : GW
N° 20 0.840 155 16.7 47.3 52.7 AASHTO : A-1-a (0)
N° 40 0.420 305 32.8 80.1 19.9 OBSERVACIONES:
N° 60 0.250 140 15.1 95.2 4.8 MATERIAL PARA SUB BASE Y BASE
N° 100 0.149 35 3.8 98.9 1.1 Se clasifico con Coeficientes de
N° 200 0.074 5 0.5 99.5 0.5 Cu = 4.38
< N° 200 5 0.5 100.0 0.0 Cc = 0.73
930 100.0
INTERPOLACION
D10: 19.89 0.42
10.00 D10
4.84 0.25
D10= 0.31
D30: 52.69 0.84
30.00 D30
19.89 0.42
D30= 0.55
D60: 69.35 2.00
60.00 D60
52.69 0.84
D60= 1.35

86.6
69.4
52.7
19.9
4.8
1.1 0.5
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
100.0
0.010.101.0010.00100.00
%QUEPASA
TAMIZ (MILIMETROS)
CURVA GRANULOMETRICA
CURVA GRANULOMETRICA
D10 = 0.30
D30 = 0.51
D60 = 1.31

4.3.5. CONCLUSIONES
Con el análisis granulométrico y los límites de consistencia
obtenidos en el ensayo anterior, se pudo determinar que el suelo del
terreno de fundación para cualquier tipo de construcción.
Es un suelo con presencia de arcilla de alta plasticidad, lo cual nos
indica que es un suelo con baja capacidad para soportar
deformaciones rápidas sin rebote elástico.
4.3.6. RECOMENDACIONES
Se recomienda evitar el uso de tamices que se encuentran en mal
estado para disminuir los errores por defecto o exceso de material
ensayado.
4.4. ENSAYO DE COMPACTACION (PROCTOR) MODIFICADO
4.4.1. OBJETIVOS
 determinar el óptimo contenido de humedad con el que el suelo logra
sumáximadensidadseca.
 determinarelgradodecompactacióndelsuelos
ASTMD1557(NTP339.141)
4.4.3. MATERIALES
 moldeproctordecompactaciónconbaseycollar
 pistón o martilloconalturalibredecaídade18”y4.54kgdepeso
 extractordemuestras
 envases(paraladeterminacióndelcontenidodehumedad)
 estufadesecadoconcirculacióndeaire(temperatura110º±10ºc.)
 tamices 3/4”
 herramientas y accesorios (bandeja metálica, espátula, balanza, un
mezclador).
4.4.4. PROCEDIMIENTO:
A) lamuestrasecaalairefuepulverizada.

B) se preparó un espécimen de 6000 gr con 10% de humedad en peso
seco y se removió la muestra hasta obtener un color uniforme, para
luego dividirla muestra en cuatro partes proporcionalmente iguales
queconformarancadacaparespectivadelacompactación.
C) seprocedióadeterminarel pesoyelvolumendel proctormas subase
paraluegoensamblarloconyelcollar.
D) de la muestra dividida se tomó una de las partes para colocarla en el
molde proctor y así formarla primera capa para la compactación con 56
golpes a razón de 25 golpes/min. Este proceso se repitió para cada una
de las cuatro partes restantes escarpando y retirando el suelo restante
antesdecadacapa.
E) después de compactar la última capa se removió el collarín teniendo
cuidado de no desgarrar el suelo del molde proctor, y luego se enraso el
molde usando un cuchillo y una regla de metal recta adecuados de
maneraqueseformóunasuperficieplana.
F) se retiró el molde de su base y se pesó cuidadosamente
G) usando el extractor de muestra se retiró la probeta del molde
proctor para tomar muestras del suelo compactado para la
determinación de la humedad según norma ASTM d 2216-71
(NTP 339.127) .
ENSAYO PROCTOR MODIFICADO
(NORMA AASHTO T-180, ASTM D 1557)

LABORATORIO MECÁNICA DE SUELOS
CANTERA : Sicuani Técnico : Grupo Sicuani
KM. : ING. RESP :
MATERIAL : tierra suelta FECHA : julio del 2015
LADO : céntrico
MÉTODO DE COMPACTACIÓN : AASHTO T180 (D, Con Remplazo)
VOLUMEN DEL MOLDE : 965.48
PRUEBA N° 1 2 3 4
Peso suelo + molde gr 7799 7885 8030 7980
Peso molde gr 4055 4055 4055 4055
Peso suelo húmedo
compactado gr 3744 3830 3975 3925
Peso suelo húmedo + tara gr 465 388 335 380
Peso del suelo seco + tara gr 444 365 306 343
Tara gr 20 20 20 20
Peso del agua gr 21 23 29 37
Peso del suelo seco gr 424 345 286 323
Contenido de humedad % 4.95 6.67 10.14 11.46
Densidad suelo húmedo gr/cm3 3.878 3.967 4.117 4.065
Densidad suelo seco gr/cm3 3.695 3.719 3.738 3.647
DENSIDAD MAXIMA - MDS (gr/cm3) 3.742
HUMEDAD ÓPTIMA - OCH (%) 9.6
4.4.6. CONCLUSIONES
3.640
3.660
3.680
3.700
3.720
3.740
3.760
3.780
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
DensidadSeca(gr/cm3)
Contenido de humedad (%)
𝒄𝒎 𝟑

 de los resultados obtenidos de la compactación y tomando
el resultado de la densidad in situ podemos decir que el
terreno de fundación es medianamente compacto.
4.4.7. RECOMENDACIONES
 antes de realizar el ensayo de proctor modificado se
recomienda tener una práctica previa del método de
compactación para lograr cierta habilidad en la operación
con el pisón y así cumplir con los requerimientos de la
norma.
 cuando se grafican los datos de compactación, tener en
cuenta que la ecuación que une los puntos (cuatro puntos),
debe ser una curva poli nómica de grado 3, por lo cual se
deben hacer las correcciones necesarias en el sistema.
5. METODO DEL CONO DE ARENA
OBJETIVO GENERAL
Determinar la densidad seca y el contenido de humedad del suelo en situ mediante
el método del cono de arena
OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Conocer el funcionamiento correcto del equipo para realizar el ensayo del
método del cono de arena.
 Calcular el porcentaje de compactación de una muestra de suelo de campo.
 Comparar la compactación obtenida por el ensayo del cono de arena
EQUIPOS Y MATERIALES
 Cilindro Metálico.
 Bandeja Metálica
 Placa base metálica con un círculo hueco.
 Dos bolsas conteniendo arena calibrada (20±30) o con arena de ottawa
 Cincel de acero de 5/8” de diámetro y una altura de 25 cm de longitud
aproximadamente.
 Cuchara.
 Brocha de 4”.
 Mazo de dos libras y media de peso.
 Taras para el contenido de humedad.
 Balanza con precisión de 0.1 gramo y capacidad de 2.0 kg.
 Balanza con precisión de 1.0 gramo y capacidad de 25 kg.
 Horno

 Pala y barra ( si fuese necesario)
 Cono de Arena
Se observa con todos los equipos y materiales a usar al lado de la calicata para el
ensayo de cono de arena
PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
 Se obtuvo los pesos del cono, con la arena (arena Ottawa) a utilizar.
 Colocar el cono sobre la placa base (el hueco de la placa base debe coincidir
con el cono). Verificar que la válvula de pase este cerrada. Abrir válvula de
pase y dejar caer la arena hacia el cono inferior y el suelo. Cuando la arena
deje de verter, cierre la válvula.

 Se volvió a pesar la arena sobrante en el cono.
 Se coloca la placa base en situ y se comienza a excavar sobre el suelo con
ayuda del mazo y el cincel hasta una profundidad de 10 a 15 centímetros y
todo lo excavado de la placa base se coloca a un recipiente para poder pesar
la muestra.
 Coloque el cono sobre la placa base abra la válvula de pase y deje que la
arena fluya hacia la parte inferior del cono y el hueco (excavado) hasta
llenar estos. Cuando la arena deje de fluir, cierre la válvula y la arena
sobrante se vuelve a pesar junto con el cono.

 Se retire de la excavación la arena usada y se deposítela en un balde, esta
arena será lavada y se volverá a cribar para usar en otro ensayo.
 Se pesa el peso húmedo del suelo excavado en la balanza de precisión y se
anota su peso.
 Después de esto la muestra se lleva al horno en nuestro caso lo secamos al
aire libre con el sol durante dos días para poder saber el peso de la muestra
seca.
CALCULOS
La jarra se llena con arena de Ottawa seca muy uniforme y se determina el peso

(w1) de la jarra, el cono y la arena que llena la jarra. En el campo, se excava un
pequeño agujero en la zona donde el suelo ha sido compactado. Si se determina
el peso de la humedad del suelo excavado desde el agujero (w2) y se conoce el
contenido de humedad de la tierra excavada, el peso seco del suelo (w3) está
dado por.
𝑊3 =
𝑊2
1 +
𝑊(%)
100
Donde w= contenido de humedad
Después de excavar del agujero, el cono con la jarra llena de arena unida a él se
invierte y se coloca sobre el orificio se deja que la arena fluya fuera de la jarra
dentro del orificio y el cono y la arena restante en la jarra (w4) por lo que
𝑊5 = 𝑊1 − 𝑊4
Donde w5= peso de arena que llena el agujero y el cono.
El volumen del orificio excavado ahora se puede determinar como
𝑊 =
𝑊5 − 𝑊𝐶
𝛾𝑑(𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎)
Wc= peso de la arena para llenar solo el cono
𝛾𝑑(𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎)= peso unitario en seco de la arena de Ottawa utilizado
Los valores de Wc y 𝛾𝑑(𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎) se determina a partir de la calibración realizada
en el lboratorio el peso unitario seco compactado hecho en el campo ahora se
puede determinar como
𝛾𝑑 =
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 𝑒𝑥𝑐𝑎𝑣𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑗𝑒𝑟𝑜
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑗𝑒𝑟𝑜
=
𝑊3
𝑉
DATOS
DATOS TOMADOS
1 PESO DEL FRASCO + ARENA grs 7015

2 PESO DEL FRASCO + ARENA SOBRANTE grs 5178
3
PESO DEL FRASCO + ARENA SOBRANTE DEL
HUECO grs
2212
4 PESO DEL TARRO + HUECO + GRAVA. grs 3773
5 PESO DEL RECIPIENTE + SUELO HUM. grs 355
RESULTADO
ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD
1 PESO DEL FRASCO + ARENA grs 7015
2 PESO DEL FRASCO + ARENA SOBRANTE grs 5178
3
PESO DEL FRASCO + ARENA SOBRANTE DEL
HUECO grs 2212
4 PESO DE LA ARENA DEL CONO. grs 1837
5 PESO DE LA ARENA DEL HUECO. grs 2966
6 DENSIDAD DE LA ARENA peso unitario grs/cm3 1.40
7 VOLUMEN DEL HUECO. cm3 2119
8 PESO DEL TARRO + HUECO + GRAVA. grs 3773
9 PESO DEL TARRO grs 0
10 PESO DEL SUELO + GRAVA. grs 3773
11 DENSIDAD HUMEDA DE CAMPO. grs/cm3 1.78
12 PESO DEL RECIPIENTE + SUELO HUM. grs 355
13 PESO DEL RECIPIENTE + SUELO SECO. grs 285
14 PESO DEL AGUA. grs 70
15 PESO DEL RECIPIENTE. grs 0.00
16 PESO DEL SUELO SECO. grs 285.00
17 CONTENIDO DE HUMEDAD % 24.6
18 DENSIDAD SECA DE CAMPO grs/cm3 1.43
CONCLUCIONES
Esta práctica es muy interesante ya que por medio de ella podemos conocer el
contenido de humedad, es muy sencilla, no necesita mucho tiempo.

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