Informe de Laboratorio de Ensayo Proctor y Ensayo de cono de densidad

PRÓCTOR ESTÁNDAR Y MODIFICADO DEL
SUELO, CONO DE DENSIDAD
INTEGRANTES:
 Campos Guerra Carlos
 Jimenez Gonzales Margarita
 SanchezNeglia Denis
 Terrones López Yesenia
 Torres Lara María Victoria
 Zavaleta Burgos Percy
DOCENTE:
 Ing. Julio Cesar Rivasplata Diaz
ASIGNATURA:
 Mecánica de Suelos II.
LABORATORIO:

Universidad Nacional del Santa
Facultad de Ingeniería
Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil
2
ÍNDICE
-CARÁTULA …………………………………………….…………………………………..………… 01
-ÍNDICE ……………………………………………….…………………………………………….. 02
-INTRODUCCIÓN …………………………………….…………………………………………… 03
-OBJETIVOS ….……………………………………………………………………………... 03
-FUNDAMENTO TEÓRICO ……………………………………………………………… 04
- MATERIALES Y MÉTODO ………………………………………………………………... 07
-RESULTADOS …………………………………………………………………………………….…. 11
- RECOMENDACIONES .………………………………………………………………………….... 16
-CONCLUSIONES ……………………………………………………………………….……… 16
-REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA ……………………………………………………... 17

3
I. INTRODUCCIÓN
n la actualidad existen distintos métodos para reproducir en laboratorio las
condiciones de compactación en obra. Todos ellos pensados para estudiar, además,
los distintos factores que gobiernan la compactación de los suelos. Históricamente,
el primer método, en el sentido de la técnica actual, es el debido al Dr. R. R. Proctor
(1933) y es conocido como PruebaProctor Estándar o A.A.S.H.O. (American Association of
StateHighwayOfficials) Estándar.
II. OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES:
Hallar la máxima densidad y el óptimo contenido de humedad de un suelo.
Preparación de la arena para el cono de densidad.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Hallar elContenido de Humedad Óptima delsuelo para energía estándar y
modificada.
Hallar la Densidad Seca del suelopara energía estándar y modificada.
Calcular la densidad suelta seca de la arena del cono de densidad.
E

4
III. FUNDAMENTO TEÓRICO
COMPACTACIÓN DE LOS SUELOS
La compactación es el procedimiento de aplicar energía al suelosuelto para eliminar
espacios vacíos, aumentando así su densidad yen consecuencia , su capacidad de
soporte y estabilidad entre otraspropiedades.
Su objetivo es el mejoramiento de las propiedades de ingeniería delsuelo.
PRÓCTOR ESTÁNDAR
La prueba consiste en compactar el suelo a
emplear en tres capas dentro de un molde
de forma y dimensiones normalizadas, por
medio de 25 golpes en cada una de ellas
(56 para el Método C)con un pisón de 2,5
[kg] de peso, que se deja caer libremente
desde una altura de 30,5 [cm].
Con este procedimiento Proctor observó
que para un suelo dado, a contenido de humedad creciente incorporado a la masa del
mismo, se obtenían densidades secas sucesivamente más altas (mejor grado de
compactación). Asimismo, notó que esa tendencia no se mantenía indefinidamente si
no que, al superar un cierto valor la humedad agregada,las densidades secas
disminuían, con lo cual las condiciones empeoraban. Es decir, pusoen evidencia que,
para un suelo dado y a determinada energía de compactación, existe unvalor de
“Humedad Óptima” con la cual puede alcanzarse la “Máxima Densidad Seca”.
El Ensayo Proctor Estándar también es conocido como Ensayo AASHTO T–99
(AmericanAssociation of StateHigway and TransportationOfficials – Asociación
Americana deAgencias Estatales de Carreteras y Transportes).

5
PRÓCTOR MODIFICADO
La prueba consiste en compactar el suelo a emplear en cinco
capas dentro de un molde de forma y dimensiones
normalizadas, por medio de 25 golpes en cada una de ellas (56
para el Método C) con un pisón de 4,5 [kg] de peso, que se deja
caer libremente desde una altura de 45,7 [cm].
Todo método de compactación, sea porimpacto, como es el caso del Ensayo Proctor,o
bien por amasado, vibración o compresiónestática o dinámica, produce
estabilizacióndel suelo al transferirle energía al mismo.
Ciertamente, no existe equipo de compactaciónaplicable al terreno que sea
contraparteo comparable al ensayo de impactoen el Laboratorio (a diferencia de lo
que ocurreen el caso de ensayos de amasado, vibración o compresión de laboratorio
queencuentran su contraparte en los rodillospata de cabra, vibro-compactadores, de
ruedalisa, etc.).
No obstante ello, es tanta la experiencia que se ha acumulado sobre la prueba
patrónProctor, así como la gran cantidad de información que da indicio de su
eficacia, que desdeel comienzo de su implementación hasta el presente es un método
aceptado y referenciadoen un sinnúmero de pliegos de obras.
MÉTODO DEL CONO DE ARENA
El método del cono de arena fue utilizado primeramente por el cuerpo de ingenieros
de U.S.A. y acogido por las normas A.S.T.M. y A.A.S.T.H.O., y adoptada por la Norma
Chilena 1516 of. 79.
Un suelo natural o compactado requiere la
determinación de la densidad in situ. En la mayoría
de los proyectos, esta verificación se logra con el
cono de arena o por el densímetro nuclear.

6
Este método (cono de arena) a utilizar establece un procedimiento para determinar
en terreno la densidad de suelos cuyo tamaño máximo absoluto de partículas sea
menor o igual a 50 mm (2”) se utilizara el cono convencional, y menor o igual a 150
mm (6”) en el otro. Se utilizara el macrocono.
El cono convencional utilizado en este ensayo es
un aparato medidor de volumen, provisto de una
válvula cilíndrica de 12,5 mm.de abertura, que
controla el llenado de un cono de 6” de diámetro y
60º de ángulo basal. Un extremo termina en
forma de embudo y su otro extremo se ajusta a la
boca de un recipiente de aproximadamente 5 lts.
de capacidad. La válvula debe tener topes que
permitan fijarla en su posición completamente
cerrada o completamente abierta.
El aparato debe llevar una placa base para facilitar la ubicación del cono de densidad,
permite reducir pérdidas al transferir el suelo desde la perforación al envase y
proporciona una base más sólida en suelos blandos. Esta placa debe considerarse
como parte constituyente del cono de densidad durante el ensaye.
El cono de arena convencional puede usarse con perforaciones de ensaye de
aproximadamente 3 litros.
La arena normalizada se compone de partículas cuarzosas sanas, subredondeadas,
no cementadas y comprendidas entre 2mm y 0,5 mm. Debe estar lavada y seca en
horno a 110+- 5ºC, para el ensayo.
En el caso del cono convencional, el depósito consiste en un recipiente metálico, de
forma cilíndrica, de 165 mm de diámetro interior, impermeable y una capacidad
volumétrica entre 3 y 3,5 litros.

7
IV. MATERIALES Y MÉTODO
A. Materiales:
Molde De 4” Horno de secado Pisones manuales
Estándar y Modificado
TAMICES Espátula, cuchara y brocha
Balanza Recipientes
Probeta (500ml)
B. Metodología:
N°4

8
Descripción de muestra:
El suelo es arena, con escaza cantidad de material orgánico (residuos de hojas de
Ciprés), el cual se retira fácilmente de las muestras a ensayar.
Para realizarse la compactación en una zona de dimensiones 100x100x30 cm3, se
toma la prueba de la UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA, a una profundidad de 20
cm, cuya ubicación exacta está en la zona contenida entre la Facultad de Ing. Civil y el
cerco perimétrico de la universidad.
Las características necesarias son:
Selección del Método A, B o C:
De acuerdo a los datos granulométricos, se utiliza el método A que se usa cuando el
20% o menos del peso del material es retenido en el tamiz N°4 (4,75 mm).
Datos del ensayo granulométrico:
TABLA DE DATOS
Diametro de
la malla (mm)
N° de malla
Peso
retenido (g)
Retenido acumulado R.T (%) (%) que pasa
6,35 1/4 0 0 0.00% 100.00%
4,75 4 1.978 1.978 0.10% 99.90%
2,36 8 5.187 7.165 0.38% 99.62%
1,18 16 32.638 39.803 2.09% 97.91%
0,6 30 73.171 112.974 5.92% 94.08%
0,3 50 300 412.974 21.64% 78.36%
0,15 100 961 1373.974 72.00% 28.00%
0,074 200 450 1823.974 95.58% 4.42%
cazoleta 84.323 1908.297 100.00% 0.00%
Peso de muestra ensayada 1908

9
Compactación:
Como el contenido de humedad natural de la muestra es 0,4%, la cual es una cifra
baja para el C.H.O. se usa el método de preparación húmeda.
Se toma 5 muestras del suelo a compactar, tanto para el próctor estándar como en el
modificado, cada muestra de 3 kg.
Dadas las 5 muestras se agrega una cierta cantidad de agua para cada una:
MUESTRA 1=5%=150ml
MUESTRA 2= 7%=210ml
MUESTRA 3= 9%=270ml
MUESTRA 4= 11%=330ml
MUESTRA 5= 13%=390ml
Se pesó el molde sin el anillo, en seguida se vació la arena de cada muestra de tres
kilos en un recipiente y se vertió el agua, removiéndolo hasta verlo
homogenizadoluego, en hechó una cierta cantidad en el molde(primera capa)
compactándolo por medio de 25 golpes con el pisón, haciendo lo mismo en las otras
dos capas.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
0.01 0.1 1 10
%quepasa
Diámetro de la malla
CURVA GRANULOMÉTRICA
Suelo

1
0
Una vez compactada esta muestra(en el molde) se retiró el anillo(del molde), y se
enrazó con la espátula, llevándolo así a pesar; teniendo solo el molde(sin anillo y sin
la parte de la base) se sacó tres muestras del suelo compactado; una de la zona de
arriba, la segunda de la zona de abajo y la tercera de la zona intermedia, se colocó
cada pequeña muestra en una tara de peso conocido, y se llevó a pesarcada tara con
la pequeña muestra del suelo, luego pesado se colocó en el horno, pasado 24 horas se
pesó cada tara que contenía las muestras pequeñas de suelo, y realizando
operaciones(fórmulas) se determinó el contenido de humedad y densidad seca para
cada muestra(1, 2, 3, 4, y 5), la razón de obtener 3 contendidos de humedad por
muestra, es porque se quiere verificar la exactitud de el método de promedio del
C.H. arriba y abajo y compararlo con el método del C.H. de la zona intermedia.
Procedimiento:
Este procedimiento se realizara para los dos ensayos de próctor donde solo varía el
número de capas(3 en estándar y 5 en modificado) y el tamaño del pistón.
Ensayo N° 1 y 2
1. Se pesa el molde sin el collarín.
2. Se determina el volumen del molde.
3. Se toma 3Kg de muestra de suelo por recipiente para cada uno de los cinco
ensayos, se utiliza el material que pase el tamiz N° 4.
4. Se agrega el agua necesaria para cada muestra (variando el porcentaje de
humedad de manera progresiva), y luego se homogeniza.
5. Se compacta la muestra en 3 capas (estándar) y 5 capas (modificado) con 25
golpes por cada capa.
6. Al terminar de compactar se quita el collarín, se enraza, se retira todo material
que se encuentre fuera del molde y se pesa (se obtiene el peso húmedo
compactado).
7. Extraer tres muestras del suelo húmedo compactado, colocarlos en las taras y
pesarlas.
8. Llevarlos al horno a 110 ± 5 °C y dejar secar por 24 hrs y pesar (se obtiene el
C.H.).

1
1
Ensayo N° 3
1. Se tamiza material con los tamices N°10 y N°20, se separa la aren retenida entre
estos (se debe obtener un peso mínimo de 6 kg).
2. Se procede al lavado de la arena retenido hasta que el agua de lavado quede clara.
3. Se lleva al horno a 110 ± 5 °C y dejar secar por 48 horas.
4. Se ensaya la densidad de la arena en probetas y en el cono de densidad.
5. Se calcula el volumen del cono.
V. RESULTADOS
La densidad de la muestra húmeda se halla con la siguiente fórmula:
El contenido de humedad de la muestra se obtiene de:
Densidad seca:
Ensayo N°1 (Próctor estándar)
1. Wmolde = 2023 g
2. Vmolde = π (5,1 cm)2 (11,4 cm)
Vmolde = 931.53 cm3

1
2
DATOS Y RESULTADOS
ENSAYO N°1 PROCTOR ESTANDAR ( MTC E 115-2000 )
MUESTRA I II III IV V
Volumen del molde (cm
3
) 931.5 931.5 931.5 931.5 931.5
Peso del molde (gr) 2023.0 2023.0 2023.0 2023.0 2023.0
Peso del molde + muestra húmeda (gr) 3600.0 3631.0 3695.0 3720.0 3743.0
Peso de la muestra húmeda (gr) 1577.0 1608.0 1672.0 1697.0 1720.0
Densidad húmeda de la muestra (gr/cm
3
) 1.693 1.726 1.795 1.822 1.846
Contenido de humedad 5.57% 7.26% 9.90% 11.11% 13.04%
3
) 1.604 1.609 1.633 1.640 1.633
CONTENIDO DE HUMEDAD
Peso de la tara (gr)
zona ↑ 1.856 1.856 2.987 2.017 2.724
zona ↓ 1.856 2.201 3.216 1.889 1.920
zona media 1.856 1.944 2.819 1.085 2.181
Peso de la tara + suelo
húmedo (gr)
zona ↑ 27.398 20.931 29.306 20.100 23.112
zona ↓ 27.563 25.633 22.139 27.571 24.663
zona media 19.382 36.995 25.013 19.435 31.082
seco (gr)
zona ↑ 26.088 19.610 26.977 18.262 20.754
zona ↓ 26.244 24.025 20.404 24.985 22.024
zona media 18.432 34.664 23.013 17.623 27.762
Peso del agua (gr)
zona ↑ 1.310 1.321 2.329 1.838 2.358
zona ↓ 1.319 1.608 1.735 2.586 2.639
zona media 0.950 2.331 2.000 1.812 3.320
Peso del suelo seco
(gr)
zona ↑ 24.232 17.754 23.990 16.245 18.030
zona ↓ 24.388 21.824 17.188 23.096 20.104
zona media 16.576 32.720 20.194 16.538 25.581
Contenido de
humedad (%)
zona ↑ 5.41% 7.44% 9.71% 11.31% 13.08%
zona ↓ 5.41% 7.37% 10.09% 11.20% 13.13%
zona media 5.73% 7.12% 9.90% 10.96% 12.98%
PROM(↑,↓) 5.41% 7.40% 9.90% 11.26% 13.10%
PROMEDIO 5.57% 7.26% 9.90% 11.11% 13.04%

1
3
Máxima Densidad Seca 1,640 gr/cm3
Contenido de Humedad 11.47%
Ensayo N°2 (Próctor modificado)
1. Wmolde = 2016 g
2. Vmolde = π (5,1 cm)2
(11,4 cm)
Vmolde = 931.53 cm3
DATOS Y RESULTADOS
ENSAYO N°1 PROCTOR MODIFICADO ( MTC E 115-2000 )
MUESTRA I II III IV V
Volumen del molde (cm
3
) 931.5 931.5 931.5 931.5 931.5
Peso del molde (gr) 2016.0 2016.0 2016.0 2016.0 2016.0
Peso del molde + muestra húmeda (gr) 3646.0 3684.0 3723.0 3759.0 3784.0
Peso de la muestra húmeda (gr) 1630.0 1668.0 1707.0 1743.0 1768.0
3
) 1.750 1.791 1.832 1.871 1.898
Contenido de humedad 5.33% 7.39% 9.12% 10.77% 12.66%
3
) 1.661 1.667 1.679 1.689 1.685
1.600
1.605
1.610
1.615
1.620
1.625
1.630
1.635
1.640
1.645
5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%
DensidadSeca(gr/cm3)
Contenido de Humedad (%)
GRAFICO: DENSIDAD vs HUMEDAD

1
4
CONTENIDO DE HUMEDAD
Peso de la tara (gr)
zona ↑ 24.532 23.418 24.171 24.774 24.106
zona ↓ 24.890 24.436 25.015 24.917 24.607
zona media 24.220 25.166 24.367 24.530 24.656
húmedo (gr)
zona ↑ 43.895 47.222 47.725 54.399 62.897
zona ↓ 40.860 50.494 57.354 55.799 51.032
zona media 60.177 56.633 60.162 56.824 60.887
seco (gr)
zona ↑ 42.894 45.561 45.774 51.697 58.534
zona ↓ 40.047 48.671 54.665 52.763 48.020
zona media 58.382 54.500 57.149 53.607 56.845
Peso del agua (gr)
zona ↑ 1.001 1.661 1.951 2.702 4.363
zona ↓ 0.813 1.823 2.689 3.036 3.012
zona media 1.795 2.133 3.013 3.217 4.042
Peso del suelo seco (gr)
zona ↑ 18.362 22.143 21.603 26.923 34.428
zona ↓ 15.157 24.235 29.650 27.846 23.413
zona media 34.162 29.334 32.782 29.077 32.189
Contenido de humedad
(%)
zona ↑ 5.45% 7.50% 9.03% 10.04% 12.67%
zona ↓ 5.36% 7.52% 9.07% 10.90% 12.86%
zona media 5.25% 7.27% 9.19% 11.06% 12.56%
PROM(↑,↓) 5.41% 7.51% 9.05% 10.47% 12.77%
PROMEDIO 5.33% 7.39% 9.12% 10.77% 12.66%
Máxima Densidad Seca 1,689 gr/cm3
Contenido de Humedad 10.90%
1.660
1.665
1.670
1.675
1.680
1.685
1.690
1.695
5.0% 8.0% 11.0% 14.0% 17.0% 20.0% 23.0%
DensidadSeca(gr/cm3)
Contenido de Humedad (%)
GRAFICO: DENSIDAD vs HUMEDAD

1
5
Ensayo N°3 (Arena del cono densidad)
Densidad 1:
Densidad 2:
Densidad 3:
Densidad final:

1
6
VI. RECOMENDACIONES
Se debe calibrar la balanza antes de pesar.
Cada recipientedonde seecha la muestra de 3kg. de suelo, debe estar limpio y
seco, para evitar polvo o un aumento de humedad (aparte del agua q se verterá)
en nuestra muestra de suelo.
La rapidez de la homogenización garantiza la estabilidad de la humedad
deseada, pero esto no interviene en la mal elaboración del ensayo, puesto que
luego se determina el contenido de humedad actual.
Al momento de compactar la guía del pisón debe mantenerse ligeramente sobre
el suelo que se compacta, puesto que si éste es soltado, remueve o taja el
material.
Cada muestra obtenida para la obtención del contenido de humedad real, debe
llevarse rápidamente al laboratorio, puesto que éste pierde fácilmente su
humedad cuando está expuesto al aire.
Para el lavado de la arena para el cono de densidad, se recomienda echar y
mezclar agua al mismo tiempo y votar inmediatamente el agua, así haremos que
las partículas no deseadas estén en suspensión y sean eliminadas de manera
rápida
VII. CONCLUSIONES
El óptimo Contenido de Humedad del suelo para energía estándar es 11,47% lo
cual indica que se debe agregar 11,04% debido a que la arena ya tiene un 0,43%
de humedad.
El óptimo Contenido de Humedad del suelo para energía modificada es 10,9% lo
cual indica que se debe agregar 10,47%.
La densidad máxima para energía estándar es de 1,640 gr/cm3.
La densidad máxima para energía modificada es de 1,689 gr/cm3.
La densidad de la arena para el cono de densidad es ρ=1,517 gr/cm3.

1
7
VIII. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
http://ntics.frra.utn.edu.ar/portal/PDFs/compactacion.pdf
Mecánica de Suelos – Juárez Badillo
Manual de ensayos de materiales para carreteras (EM 2000)
http://suelosycimentaciones.blogspot.com/
http://www.ingenieracivil.com/2008/03/densidad-in-situ-metodo-del-cono-
de.html

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