MECÁNICA DE SUELOS

Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico de Oaxaca
INTRODUCCIÓN
Todos los métodos aquí mencionados se enfoca básicamente en un término muy importante la
cual esla compactación,estadefiniciónes muy importante y beneficioso en mecánica de suelos
ya que este propicia a que aumenta la capacidad para soportar cargas, es decir, los vacíos se
reducenyla incapacidadpara soportarcargas pesadasquedanula,otrobeneficioesque impide el
hundimiento del suelo y por consiguiente el de la estructura o edificación.
En los laboratorios determinar el contenido de agua optimo es de vital importancia ya que dé él
depende que el estratomantengasuestabilidad,esdecir,que nosea muy plástico ni muy seco ya
que cada extremo presenta desventajas.
Las técnicasde mejoramientode suelosconsisten en modificar las características de un suelo por
una acciónfísica (vibracionesporejemplo) oporlainclusiónenel suelode unalamezcladel suelo
con un material más resistente, con el fin de:
- aumentar la capacidad y/o la resistencia al corte,
- disminuirlosasentamientos,tantoabsolutoscomodiferenciales, y acelerarlos cuando sucedan,
- disminuiroeliminarel riesgode licuefacciónencasode terremotoo de vibraciones importantes
Los ámbitosde aplicaciónde las distintas técnicas dependen esencialmente de la naturaleza y la
granulometría de los terrenos que se desea mejorar.

7.1. FACTORES QUE INTERVIENEN EN EL PROCESO DE COMPACTACIÓN.
La compactaciónde suelosesel procesoartificialporel cual laspartículas de suelosonobligadas a
estar más en contacto las unas con las otras, mediante una reducción del índice de vacíos,
empleando medios mecánicos, lo cual se traduce en un mejoramiento de sus propiedades
ingenieriles.
La importanciade lacompactaciónde suelosestribaenel aumentode laresistenciaydisminución
de la capacidadde deformaciónque se obtiene al someter el suelo a técnicas convenientes, que
aumentan el peso específico seco, disminuyendo sus vacíos. Por lo general, las técnicas de
compactación se aplican a rellenos artificiales tales como cortinas de presas de tierra, diques,
terraplenes para caminos y ferrocarriles, bordes de defensas, muelles, pavimentos, etc.
Los métodosempleadosparalacompactaciónde suelosdependendel tipode materiales con que
se trabaje en cada caso; en los materiales puramente friccionantes como la arena, los métodos
vibratorios son los más eficientes, en tanto que en suelos plásticos el procedimiento de carga
estática resulta el más ventajoso.
La compactación es el proceso realizado generalmente por medios mecánicos, por el cual se
produce una densificación del suelo, disminuyendo su relación de vacíos. El objetivo de la
compactación es el mejoramiento de las propiedades geotécnicas del suelo, de tal manera que
presente un comportamiento mecánico adecuado.
FUNDAMENTOS DE LA COMPACTACIÓN
Los fundamentos de la compactación no están perfectamente explicados, sin embargo, se
reconoce que el agua juegaunpapel importante,especialmenteensuelosfinos.Esasícomo existe
un contenido de humedad óptima (Wop) para suelos finos, para el cual el proceso de
compactacióndará un pesomáximode sueloporunidadde volumen,es decir, un peso específico
seco máximo (‫ﻻ‬max o DMCS).
Para bajos contenidos de humedad, el agua está en forma capilar produciendo compresiones
entre laspartículas constituyentesdel suelo,locual tiende a la formación de grumos difícilmente
desintegrables que dificultan la compactación.

VENTAJAS
- Aumento de resistencia y capacidad de carga
- Reducción de la compresibilidad
- Disminución de vacíos.
- Mejora el comportamiento esfuerzo-deformación del suelo.
- Incremento de estabilidad de taludes de terraplenes
APLICACIÓN
- Terraplenes para caminos y ferrocarriles
- Cortinas para presas de tierra
- Diques
- Pavimentos
- Mejoramiento de terreno natural para cimentación
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA COMPACTACIÓN
Tipo de Suelo
Tiene influencialagranulometríadel suelo,formade suspartículas,contenidode finos,cantidad y
tipode mineralesarcillosos,gravedadespecífica,entre otros. De acuerdoala naturaleza del suelo
se aplicarán técnicas adecuadas en el proceso de compactación En laboratorio, un suelo grueso
alcanzará densidadessecasaltas paracontenidosóptimosde humedadbajos,encambiolossuelos

finos presentan valores bajos de densidades secas máximas y altos contenidos óptimos de
humedad.
Energía Específica
La energía específica es la presión aplicada al suelo por unidad de volumen, durante cualquier
proceso de compactación. En laboratorio, la compactación por impacto queda definida por:
Dónde:
- E : Energía Específica
- N : Número de golpes del pisón por capas
- n : Número de capas
- W : Peso del pisón compactador
- h : Altura de caída del pisón
- V : Volumen total del molde de compactación.
- Ensayo Próctor Modificado : Ee = 27.2 kg-cm/cm
- Ensayo Próctor Estándar : Ee= 6.1 kg-cm/cm
El empleo de una mayor energía de compactación permite alcanzar densidades secas mayores y
óptimoscontenidosde humedadmenores,estose compruebaal analizarlosresultadosobtenidos
con las pruebas Proctor Estándar y Proctor Modificado
Método de Compactación

En el campo y laboratorio existen diferentes métodos de compactación. La elección de uno de
ellos influirá en los resultados a obtenerse.
La Re compactación
En laboratorio, a veces se acostumbra a utilizar un mismo espécimen para obtener todos los
puntos de la curva, esto causa una deformación volumétrica de tipo plástico que causan las
sucesivascompactaciones.Lacompactaciónmuyintensapuede producirun fracturamientode las
partículas y originar un material susceptible al agrietamiento.
Humedad
La humedad que nos permite alcanzar una compactación óptima es el óptimo contenido de
humedad, la cual nos permitirá alcanzar la densidad seca máxima. Si el contenido de humedad
estápor debajodel óptimo,el suelo esrígidoydifícil de comprimir,originandodensidades bajas y
contenidosde aire elevados.Cuándoestáporencimadel óptimo,el contenidode aire se mantiene
pero aumenta la humedad produciendo la disminución de la densidad seca.
Sentido de recorrido de la escala de humedad
En las pruebas de laboratorio, tiene influencia también el sentido en que se recorre la escala de
humedades al efectuar la compactación, se obtienen curvas diferentes si se compacta
comenzando con un suelo húmedo y luego se va agregando agua, ó si se empieza con un suelo
húmedo y luego se va secando.
En el primercaso se obtienendensidades secas mayores ya que al agregar el agua está tenderá a
quedar en la periferia de los grumos, penetrando en ellos después de un tiempo, por lo tanto la
presióncapilarentre losgrumosespequeñafavoreciendolacompactación. En el segundo caso se
obtienen densidades secas menores, ya que al evaporarse el agua e irse secando el suelo, la
humedadsuperficial de los grumos se hace menor que la interna, aumentando la presión capilar
haciendo más difícil la compactación.
Temperatura y presencia de otras sustancias
Dependiendo de la temperatura puede producirse la evaporación ó condensación del agua, la
presenciade sustanciasextrañas,puede tambiénproducirvariacióndel resultado en la obtención
de la densidad seca
LA CURVA DE SATURACIÓN
La curva de saturación representa las densidades de un suelo en estado de saturación, es decir
cuandoel volumende vacíoses cero,razón por la cual se le conoce también como “Curva de cero

vacíos de aire” o de "saturacióncompleta" Estacurva esprácticamente paralela a la rama derecha
de la curva de compactación y varía en función del peso específico de sólidos del material
La curva del de saturación es una ayuda para dibujar la curva de compactación. Para los suelos
que contienen más de un 10% de finos las dos curvas generalmente se hacen aproximadamente
paralelas en el lado húmedo de la curva de compactación entre el 92% y 95% de saturación a
contenidosde humedadmuyporencimadel óptimo. Teóricamente, la curva de compactación no
puede cruzar a la derecha de la curva del 100% de saturación. Si ocurre así, hay un error en la
gravedad específica de los sólidos, en las medidas, en los cálculos, en los procedimientos de
ensayo, o en el gráfico.
Beneficios de la compactación
1.Aumenta la capacidad para soportar cargas: Los vacíos producen debilidad del suelo e
incapacidad para soportar cargas pesadas. Estando apretadas todas las partículas, el suelo
puede soportar cargas mayores debidas a que las partículas mismas que soportan mejor.
2.Impide el hundimiento del suelo: Si la estructura se construye en el suelo sin afirmar o
afirmado con desigualdad, el suelo se hunde dando lugar a que la estructura se deforme
(asentamientosdiferenciales).Donde el hundimiento es más profundo en un lado o en una
esquina, por lo que se producen grietas o un derrumbe total.
3.Reduce el escurrimiento del agua: Un suelo compactado reduce la penetración de agua. El
agua fluye y el drenaje puede entonces regularse.

4.Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo: Si hay vacíos, el agua puede penetrar
en el suelo y llenar estos vacíos. El resultado sería el esponjamiento del suelo durante la
estación de lluvias y la contracción del mismo durante la estación seca.
5.Impide los daños de las heladas: El agua se expande y aumenta el volumen al congelarse.
Esta acción a menudo causa que el pavimento se hinche, y a la vez, las paredes y losas del
piso se agrieten. La compactación reduce estas cavidades de agua en el suelo.
7.2. PRUEBAS DE COMPACTACIÓN EN EL LABORATORIO

ESPECIFICACIONES DE ENSAYOS DE COMPACTACIÓN EN LABORATORIO

7.2.1. PRUEBA PROCTOR ESTÁNDAR

7.2.2. PRUEBA PROCTOR MODIFICADA

7.2.3. PRUEBA PROCTOR (CARGA ESTÁTICA)

7.3 DETERMINACIÓN DE PESOS ESPECÍFICOS EN CAMPO
Existe grandiversidadde métodosparalaobtencióndel pesovolumétricoencampo,loscuales en
determinadomomento deberán adaptarse al tipo de material y a las condiciones en que éste se
encuentre.Ladeterminacióndel pesoespecíficoovolumétricoenel lugar,consiste esencialmente
hacer unaexcavaciónenel sitiode pruebaelegido (calavolumétrica),pesarel material extraído
y relacionar este peso con el volumen del sondeo. Dicho volumen se determinara con los
siguientes métodos.
CONO DE ARENA
La calidad durante un proceso de compactación en campo se mide a partir de un parámetro
conocido como grado de compactación, el cual representa un cierto porcentaje. Su evaluación
involucraladeterminaciónpreviadel peso específico y de la humedad óptima correspondiente a
la capa de material ya compactado. Este método de conocer el grado de compactación es un
método destructivo ya que se basa en determinar el peso específico seco de campo a partir del
material extraído de una cala, la cual se realiza sobre la capa de material ya compactada.
Se mide el diámetro y altura del cilindro y se calcula el volumen del cilindro; después se pesa el
cilindro con la base, se cierra la válvula del cono, se coloca éste sobre las mariposas del cilindro
evitandoque se mueva,se abre laválvulayse llenael molde conarenahasta que éstase derrame;
se cierra la válvula una vez que ha cesado el movimiento al interior del frasco y se enraza el
cilindro ayudado por un cordell para evitar ejercer presión, se limpia la base con la brocha y se
pesa; por diferencia de pesos se obtiene el peso de la arena que dividida entre el volumen del
cilindro nos proporcionará el peso volumétrico. Se repite el proceso anterior de 3 a 5 veces
dependiendo las variaciones en el peso de la arena.
Para obtener el peso de la arena que llena el cono y la base se procede a hacer lo siguiente: se
pesael equipoconarena,se coloca la base sobre una superficieplana(eneste caso la charola), se
cierrala válvulayse colocael cono sobre laplaca permitiendoque fluya la arena dentro del cono,
cuando se detenga el movimiento de la arena dentro del frasco se cierra la válvula y, se pesa el
equipo con la arena sobrante.
BALON DE DENSIDAD
Método del balón de caucho. A través de este método, se obtiene directamente el volumen del
agujero dejado por el suelo que se ha extraído. Por medio de un cilindro graduado, se lee el
volumende aguabombeadoque llenala cavidad protegida con el balón de caucho que impide la
absorción del agua en el terreno.
Comoventaja,este métodoresultasermás directo y rápido que el cono de arena, pero entre sus
desventajasse encuentranlaposibilidad de ruptura del balón o la imprecisión en adaptarse a las

paredes del agujero, producto de cavidades irregulares o proyecciones agudas lo que lo hacen
poco utilizado.
EMPLEANDO ACEITE
Consiste enmedirel volumendel orificiomediante laintroducciónen.El de un volumen conocido
de aceite,el cual debe retirarse al concluirel ensayo.Este métodonose recomienda en el caso de
suelos arenosos.
TROMPA Y ARENA
Dispositivo para colocar la arena en el sondeo que consiste esencialmente en un recipiente en
forma cilíndrica con fondo cónico, y una extensión de tuvo metálico flexible. Primeramente se
verificael pesoespecíficode laarenasecaa utilizar.Paramedirel volumen de lacala volumétrica,
se pesa arena seca en una cantidad estimada superior en 25% a la que se requiere para llenar el
volumende lacala;se anota su peso y con ella se alimenta el dispositivo. Se introduce la trompa
del dispositivo dentro del sondeo con su extremo levantado hasta tocar el fondo del sondeo;
simultáneamente y en forma gradual se levanta el dispositivo y se suelta el cordel que sujeta la
trompa, hasta que este quede en posición vertical y deje salir la arena con una altura mínima de
caída, distribuyendola arenaentoda la secciónde cala. Esta operación se repetirá hasta llenar el
sondeo,se enrazacon una regla con el menor número de pasadas. Posteriormente se obtiene el
volumen del sondeo mediante la relación de la diferencia del peso inicial de la arena preparada
con el pesofinal de laarena sobrante incluyendoladel dispositivo yel pesoespecíficode laarena.
MEDIDOR HIDRÁULICO
Dispositivoesencial que incluye una bomba manual, que hace pasar el agua desde un recipiente
graduado hasta un globo de material impermeable, colocado dentro del agujero; a la vez que la
presión de la bomba ayuda a un mejor contacto entre las paredes de agujero y la membrana de
plástico,el recipiente graduado permite conocer automáticamente la cantidad de líquido que se
empleó para llenar el agujero.
EMPLEO DE LA MEMBRANA DELGADA DE PLÁSTICO Y AGUA
La prueba consiste en efectuar un sondeo de forma regular cubica o cilíndrica cuyo volumen
aproximado sea de 100 decímetros cúbicos o más.
Una vez terminado el sondeo, se coloca la tela de platico cubriendo las paredes y piso de dicho
sondeo.Se vierte agua sobre la telade plásticohastallenar el sondeo, utilizando una probeta se
anota el volumen de agua que se necesitó para llenar el sondeo como volumen de sondeo.
MÉTODO BASADO EN EL PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
De lamanera inalteradase labraunespécimende formaregular, con volumen aproximado a cien
centímetros cúbicos. Se trata de una balanza con un hilo, se sujeta el espécimen con este hilo, a

continuación se pesa el espécimen. El espécimen se sumerge en parafina sumergido en agua. El
volumen del espécimen se calcula restándole al peso del espécimen con parafina el peso del
espécimen con parafina sumergido en agua todo esto menos el volumen de la parafina; nos da
como resultado el volumen de la muestra.
MÉTODO NUCLEAR
Esto métodos se desarrollan sobre todo para el ahorro de tiempo en las operaciones de control.
Todos los aparatos para medir el peso volumétrico tiene una fuente emisora radiactiva,
generalmente de rayos gamma que penetran en el suelo y chocan contra los electrones de las
orbitas exteriores de los átomos del mismo, rebotando con una energía menor a la inicial. Estos
rayos de retorno son captados por un detector. La pérdida de energía en los choques aumenta la
probabilidadde que los rayos sean absorbidos antes de alcanzar el detector, cuando aumenta el
númerode choques.Sinunsuelotiene mayorYm, eslógicopensarque los rayos gamma chocaran
enél más vecesensu recorridoque enotro suelomenos denso y aquí nace la responsabilidad de
una correlación entre las lecturas del detector y el peso volumétrico de la masa del suelo.
Los medidoresnuclearesde ladensidademitenradiacionesal sueloque se estáprobandoymiden
tanto la densidad como el contenido de humedad. La prueba es rápida y se puede efectuar sin
afectar material.
Hay dos métodos básicos para medir la densidad, el medidor de dispersión de retorno y la
transmisióndirecta.El métodode transmisióndirecta ofrece la mayor precisión, menos error por
la composiciónydesigualdadde lasuperficie.Se puede usar este método para probar una amplia
gama de profundidades, desde 51 mm hasta 305 mm. El aspecto más importante del método de
transmisióndirectaesque el operador tiene el control directo de la profundidad de la medición.
El métodode mediciónde dispersiónde retornoeliminalanecesidadde haceruna perforación en
el suelocompactadodebidoaque el dispositivo descansa sobre la superficie, sin embargo, no es
un métodomuyprecisoporque sonprobablesloserroresporcomposición.Este método funciona
mejor en capas de 50 a 75 mm de espesor.

CONCLUSION.
Algunas de las técnicas de mejoramiento de suelo son usadas a nivel mundial, pues posibilitan
lograr convertirunsuelode propiedadesmecánicasnoaptas,para ser usados como material base
de un vial u otra obra de cimentación, en un excelente material; con alta resistencia al corte, se
logra disminuir su deformación o acelerar está en un período de tiempo corto, y así tener una
mayor confianza en la construcción a realizar.
En algunasocasionesal realizarlosproyectos de una construcción no se tiene el suelo deseado o
planeado en el proyecto, por eso es de gran importancia tener conocimiento de las diferentes
técnicasde mejoramientode unsueloparanotenerque excavaralgoinnecesarioyque puede ser
tratado de alguna forma especial.

BIBLIOGRAFIA.
http://www3.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/generalM6.htm
http://civilgeeks.com/2011/10/02/la-compactacion-de-suelos/
http://imt.mx/archivos/Publicaciones/DocumentoTecnico/dt7.pdf
http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/7285/capitulo3.pdf
http://ingenieriacivil-emi.blogspot.mx/2013_07_01_archive.html

INSTITUTO TECNÓLOGICO DE OAXACA.
SISTEMAS DE TRANSPORTE
(CLAVE: ICJ1026)
INGENIERIA CIVIL
CATEDRATICO: RAMIREZ MARTINEZ SILVIA OLIVIA
INTEGRANTES DEL EQUIPO:
- RODRIGUEZ LOPEZ SAUL
- GARCIA CRUZ PEDRO ALBERTO
- HERNANDEZ REYES ANGEL
- CHIGO QUINTERO NORMA ANGELICA
- SILVA ZURITA LUIS RENE
- HUMBERTO GUADALUPE HERNANDEZ JIMENEZ
GRUPO: ICB
UNIDAD 7: MEJORAMIENTO MECÁNICO DE LOS SUELOS.

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