practica de mecanica de suelos suelos

INSTITUTO TECNOLGICO DE VILLAHERMOSA Mecnica De Suelos

INSTITUTO TECNOLGICO DE VILLAHERMOSA

Depto. Ciencias de la Tierra

Mecnica De Suelos

Prcticas

Estudiantes:Jonatan Eduardo Ponce Almeida

Catedrtico:Ing. Ernesto Alejandro

Villahermosa Tabasco, 2 de abril de 2014

Prctica No. 1.Poso A Cielo Abierto

Consiste en la obtencin de una porcin del material con el que se pretende construir una estructura o bien del material que ya forma parte de la misma, de tal manera que las caractersticas de la porcin obtenida sean representativas del conjunto. El muestreo, adems, incluye las operaciones de envase, identificacin y transporte de las muestras.El muestreo comprende dos tipos de muestras:

1.- Muestras alteradas: son aquellas que estn constituidas por el material disgregado o fragmentado, en las que no se toman precauciones especiales para conservar las caractersticas de estructura y humedad; no obstante, en algunas ocasiones conviene conocer el contenido de agua original del suelo, para lo cual las muestras se envasan y transportan en forma adecuada.

Equipos y materiales que se emplean en la obtencin de muestras alteradas:

1. Picos2. Palas3. Barretas4. Sacos o costales

El peso mnimo de la muestra que se extrajo fue de 20 Kg.

2.- Muestras inalteradas: son aquellas en las que se conserva la estructura y la humedad que tiene el suelo en el lugar donde se obtenga la muestra.

Los equipos y materiales que se utilizan para la obtencin de las muestras inalteradas:

1. Picos2. Palas3. Cuchillos4. Machetes5. Brochas6. Flexmetro7. Recipiente metlico8. Manta de cielo9. Brea o Parafina

Procedimiento

La muestra fue obtenida en el piso de una excavacin con una profundidad de 2.60m. Se marca un cuadro de 25 x 25 x 25 cm. por lado aproximadamente, con el objeto de labrar un cubo de suelo de las dimensiones mencionadas, se excavo alrededor de las marcas con la herramienta apropiada, sin daar la estructura de la muestra ya sea por presin o por impacto; se profundizar lo necesario para poder efectuar un corte horizontal en la parte inferior de la muestra. Inmediatamente despus de haber realizado dicho corte y sin levantar la muestra, se cubre sta con una manta de cielo recin embebida en una mezcla previamente preparada, de 4 partes de parafina, por una parte de brea, licuadas por medio de calor; la manta as preparada deber quedar bien adherida a la muestra.

Una vez protegidas las 5 caras descubiertas, se procede a separar la muestra cuidadosamente para no daarla e inmediatamente despus, se procede a cubrirla igual que las otras caras. A continuacin se aplica con una brocha, otra capa de parafina y brea fundidas y aprovechando la temperatura de la mezcla, se fija la tarjeta de identificacin en la cara que originalmente estaba en la parte superior.

Ubicacin Del Predio

Km 03+500 Carretera Principal R/a Cumuapa 1ra seccin, Cunduacn, Tabasco.Gasilineria Paso de CunduacanLa IslaCarr. Villahermosa -CardenasCarr. Reforma-2 BocasKm 03+500 Carretera Principal R/a Cumuapa 1ra seccin

Macrolocalizacio de Muestreo

Localizacion de Muestreo

Evidencias Fotogrficas

Prctica No. 2.Contenido De Agua En Suelo (Humedad de campo)

Objetivoa) Determinar la cantidad de agua que posee una muestra de suelo, con respecto al peso seco de la muestra.b) Determinar este contenido de agua Estndar.

DefinicinContenido de humedad, es la relacin del peso del agua entre el peso de los slidos de un suelo.

Frmula:

Equipo Y Material

1. Horno elctrico, que mantenga la temperatura Constante a 105 grados Centgrados.2. Balanza con aproximacin al 0.1 gr.3. Charola y cpsula de aluminio4. Esptula5. Cristal de reloj

Procedimiento

a) Mtodo rpido

1. Se anota el nmero de la charola y se pesa, anotndola como tara (T).

T=18.00 gr

2. Se vaca suelo hmedo a la charola y se pesa, anotndola como tara + suelo hmedo.

T + Wm= 45.86 gr

3. Se pone a secar el suelo en el horno a una temperatura de 100-110.C, durante 24 hrs.

4. Cuando se cumple con todo lo anterior, el suelo es sacado del horno, Posteriormente, se deja enfriar (charola y suelo)

5. Se procede a pesar, lo que seria charola + suelo seco

T + Ws = 38.00 gr

6. Y se realizan los clculos para determinar el contenido de agua por el mtodo rpido.

Contenido De Humedad39.30%


Prctica No. 3Densidad Relativa De Los Slidos

ObjetivoDeterminar la densidad de una arena y/o un suelo fino (dado que es el mismo procedimiento para ambos suelos), empleando para ello un matraz de fondo plano, con su correspondiente curva de calibracin.

DefinicinLa densidad de slidos se define como la relacin que existe entre el peso de los slidos y el peso del volumen del agua desalojado por los mismos.

Generalmente la variacin de la densidad de slidos es de 2.60 a 2.80, aunque existen excepciones como en el caso de la turba en la que se han registrado valores de 1.5 y an menores, debido a la presencia de materia orgnica. En cambio en suelos con cierta cantidad de minerales de hierro la densidad de slidos ha llegado a 3.

AplicacinEl Peso especfico relativo de los slidos es una propiedad ndice que debe determinarse a todos los suelos, debido a que este valor interviene en la mayor parte de los clculos relacionados con la Mecnica de suelos, en forma relativa, con los diversos valores determinados en el laboratorio pueden clasificarse algunos materiales.

Una de las aplicaciones mas comunes de la densidad (Ss), es en la obtencin del volumen de slidos, cuando se calculan las relaciones gravimtricas y volumtricas de un suelo.

Equipo Y Material1. Matraz aforado a 500 ml.2. Balanza con aproximacin al 0.1 gr.3. Termmetro4. Embudo5. Probeta de 500 ml. de capacidad6. gotero7. Pipeta8. Bomba de vacos9. Horno10. Franela11. Curva de calibracin del matraz12. Canastilla13. Charola de aluminio14. Esptula15. Cristal de reloj

Procedimiento

Para la determinacin de la densidad de arena y finos.

1. Se seca el suelo en estudio al horno, se deja enfriar y se pesa una cantidad de material entre 50 y 100 grs. ().

2. Se vierte agua al matraz hasta la mitad de la parte curva, se vacan los slidos empleando para esto un embudo y en la parte inferior del matraz se coloca un flder, por si se cae algo de material pueda ser recogido posteriormente y vaciado al matraz.

3. Se extrae el aire atrapado en el suelo, empleado la bomba de vacos; el material con el agua se agita sobre su eje longitudinal, se conecta a la bomba de vacos por 30 seg.

4. Se repite el paso anterior unas 5 veces.

5. Se completa la capacidad del matraz con agua hasta la marca de aforo, de tal manera que la parte inferior del menisco coincida con la marca (500 ml).

6. Se pesa el matraz + agua + slidos ().

7. Se toma la temperatura de la suspensin, con esta, se entra a la curva de calibracin del matraz y se obtiene el peso del matraz + agua hasta la marca de aforo ().

8. Se sustituyen los valores obtenidos en la frmula siguiente y se obtiene la densidad:

= ; donde = Peso especfico de los slidos.

= x 100

e =

ClculosPeso de la muestra = 100 grMatraz = 210.8 grTara = 42.4 grTara + muestra = 142.4 gr250 ml de aguaMatraz + 500 ml + muestre = 791.4Volumen de vacos = 485.8Volumen de los slidos = 14.2 cm3Peso de la muestra hmeda = 238.8 gr

= x 100% = x 100 = 38 %

e = = = 34.21cm

w = = = 2.388


Prctica No. 4Granulometra

Mtodo Mecnico

ObjetivoSeparar por tamaos las partculas de suelos gruesos y finos que componen la muestra de suelo en estudio, y en funcin de lo anterior clasificar el suelo de acuerdo a su graduacin.

DefinicinSe designa como ensaye granulomtrico a la determinacin de la distribucin de las partculas de un suelo en cuanto a su tamao.

AplicacinAl realizar un anlisis granulomtrico en suelos gruesos, tiene las siguientes aplicaciones:

a) Poder clasificar los suelos de acuerdo a su graduacin.b) Analizar el material ms factible para la construccin de pavimentos.c) Calcular el coeficiente de permeabilidad en una forma aproximada.

Y en suelos finos (partculas que pasan la malla No. 200):

a) Es conveniente obtener el porcentaje de partculas menores de 0.002 mm., para definir los porcentajes de limo y arcilla que contiene un suelo; en funcin de lo anterior podremos definir u obtener la actividad de ese suelo.

Equipo y Material1. Juego de mallas (comnmente se utilizan: 3, 2,1, , ,3/8, No.4, No.10, No.20, No.40, No.60, No.100, No.200 y la Charola).2. Cucharn3. Balanza con aproximacin a 0.1gr.4. Charolas rectangulares de 40X60 cm.5. Esptula y vidrio de reloj6. Partidor de muestras o cuarteador7. Malla No. 200, para el lavado del suelo que pas la malla No. 48. Alambrn de 5 mm de dimetro, con punta redondeada.9. Horno o estufa10. Charolas de aluminio11. Vaso de aluminio12. Agua13. Suelo en estudio

Procedimiento

1. Del suelo secado al sol, disgregado y cuarteado, se obtiene una muestra representativa, la cual es pesada y se anota el peso en el registro correspondiente.

2. Se procede a pasar el material por las diferentes mallas, que van de mayor a menor abertura tal y como se presentan en el registro propio para este ensaye.

3. El material retenido en cada malla se va pesando y anotando en la columna de peso retenido.

4. Todo lo anterior se realiza hasta la malla No. 4 y con el material que pasa dicha malla se procede a obtener una porcin de suelo que sea representativa, para ello habr que pasar el material las veces necesarias por el partidor de muestras, hasta que se obtenga una muestra de entre 500 y 1000 grs.

5. La muestra anterior se pone a secar totalmente (hasta que no empae el cristal de reloj), esta se enfra y se pesa una muestra de 200.0 grs., la cual se vaca a un vaso de aluminio y se vaca agua hasta llenarlo; con esto se procede a realizar el Lavado del suelo. Si el suelo en estudio, tiene una cantidad apreciable de grumos, este se deja en saturacin por 24 hrs.

6. El Lavado del suelo, consiste en agitar el suelo utilizando el alambrn con punta redondeada, haciendo figuras en forma de ochos durante 15 segundos.

7. Se vaca el lquido a la malla No. 200, con el fin de eliminar los finos (que es el material que pasa dicha malla), posteriormente se vierte ms agua al vaso y se agita de la forma antes descrita.

8. Cuando en la malla se acumule mucho material (arena), se reintegra al vaso, vaciando agua sobre el reverso de la malla, siempre cuidando de no perder material; esto se har cada 5 veces que se vace agua con finos a la malla No. 200.Esta operacin se repite las veces necesarias para que el agua salga limpia o casi limpia.

9. El suelo es secado al horno o a la estufa, se deja enfriar y despus se pasa por las siguientes mallas, que son la No. 10 a la No. 200.

10. Para que sea un vibrado ms eficaz se recomienda, llevar todo el conjunto de mallas al vibrador de mallas.

11. Se procede a pesar el material retenido en cada malla.

12. Se realizan los clculos de: % retenido parcial, % retenido acumulado, % que pasa; se dibuja la curva granulomtrica.

13. Se calculan: los % de grava, de arena y de finos, as como los Coeficientes de uniformidad (Cu) y de Curvatura (Cc).

ClculosComposicin GranulomtricaMallasPeso Retenido Parcia% Retenido Parcial% Retenido Acumulativo% Que Pasa

3 (76.2 Mm)000100

2 (50.8 Mm)000100

1 (83.1 Mm)000100

1 (25.4mm)625101090

(19.1mm)51381882

3/8 (9.52)689112971

4 (4.76mm)1858316040

Pasa No. 4242140100

Suma6106100

Determinacin de la composicin granulomtrica del material tamizado por la malla No. 4 (por lavado).MallasPeso Retenido Parcia% Retenido Parcial% Retenido Acumulativo% Que Pasa

10 (2.00mm)48.5107030

20 (0.84 Mm)21.347426

40 (0.42 Mm)27.968020

60 (0.25 Mm)35.478713

100 (0.149 Mm)17.539010

200 (0.074 Mm)36.57973

Pasa No. 20012.93100

Suma20040


Prctica No. 5Compresin Triaxial

ObjetivoDeterminar la resistencia al esfuerzo cortante y la relacin es fuerzo-deformacin de una muestra cilndrica de suelo cohesivo inalterada o remodelada.

Equipo

1. Dispositivo Para Medir La Carga Axial: Puede ser un anillo de carga o una celda de carga.2. Pistn De Carga Axial: Pistn pasante a travs de la parte superior de la cmara3. Dispositivo De Carga Axial: Puede ser un gato de tornillo accionado por un motor elctrico.4. Cmara De Compresin Triaxial: Consiste de una placa base, superior separadas por un cilindro capaz de resistir la presin aplicada.5. Tapa Y Base De La Muestra: Sern usadas para prevenir el drenaje de la muestra, y tendrn el mismo dimetro inicial de la muestra6. Dial De Deformacin Axial: Debe tener una sensibilidad de 0.001pul, y un recorrido mnimo del 20% de la altura de la muestra7. Dispositivo De Control De Presin: Ser capaz de aplicar la presin a la cmara mediante una vlvula conectada en la parte superior de la cmara.8. Otros Aparatos.-Cuchillo de moldeo, perfilador de muestras, recipientes para de terminar el contenido de humedad, anillos de caucho, equipo compactador, piedras porosas y papel filtro.9. Balanza10. Calibrador

MuestrasLas muestras pueden ser inalteradas o remodeladas.

Muestras Inalteradas

Se las puede obtener de bloques inalterados o mediante tubos de pared delgada.

Bloques inalterados: perfile la muestra hasta obtener el dimetro y altura final

Tubo Muestreador: se recortarn solamente las superficies planas.

Mida y registre las dimensiones de la muestra.

Pese y registre la masa de la muestra.

Terminada la compactacin determine las dimensiones de la muestra

Pese la masa de la probeta.

PROCEDIMIENTO

Humedezca las piedras porosas y el papel filtro.Lubrique el interior y exterior de la membrana.Fije la membrana al dilatador de membrana.Coloque sobre la base de la muestra las piedras porosas, el papel filtro, la probeta y la tapa superior.Extienda la membrana sobre la tapa y base de la muestra y sllela con los anillos de caucho.Aplique un vaco de 5 in Hg hasta que todo el aire sea expulsado.Ensamble la cmara triaxialPonga en contacto el pistn con la tapa de la muestra para permitir el asentamiento y la alineacin del pistn con la tapa.Llene con agua la cmara triaxial.

Aplique una presin de confinamiento hasta que el regulador indique la presin deseadaEncere los deformmetros vertical y descarga.Aplique la carga axial a una velocidad de deformacin de 0.127cm/min (lecturas constantes o hasta el 20% de la de formacin axial).Registre las lecturas de deformacin axial y descargaApague la mquina, suelte la presin del equipo y remueva la muestra.Realice un grfico tome una fotografa del tipo de falla.Siga el mismo procedimiento descrito anteriormente para realizar dos ensayos adicionales con diferente presin de confinamiento 3

CLCULOS muestra 1

Di = Dimetro inferior, mm o cm. =3.5Dm= Dimetro medio, mm o cm. =3.5Ds= Dimetro superior, mm o cm=3.6

Hm=8.5

K=0.72

As=9.621Ac=9.621Ai=10.17Am 9.7125 cm2Vt= 82.556 cm2

Lectura del anillocarga(kg)Lectura del microm. (mm)Deformacin totalDeformacin unitaria1-def. unitariarea corregidaEsfuerzo desviador

00000000

107.250.050.0050.9959.760.73

2014.470.070.00720.99289.781.47

3021.690.090.00920.99089.802.20

4028.8110.110.01130.9889.8302.92

5036120.120.01230.98779.8333.66

6043.2130.130.01330.98679.844.39

7050.4140.140.01440.98569.8545.11

8057.6614.50.1450.01490.98519.855.85

9064.8150.150.01540.98469.866.57

1007215.50.1550.01590.98419.867.30

11079.2160.160.01640.98369.878.02

12086.4150.150.01540.98468.866.57

CLCULOS muestra 2


Hm=8.5

K=0.72

As=9.953Ac=9.511Ai=9.62Am =9.60 cm2Vt= 81.6cm2

Muestra 2


00000000

107.260.060.0060.9949.560.75

2014.480.080.00830.9919.6871.48

3021.690.090.00930.99079.692.22

4028.8110.110.0110.9899.702.96

5036120.120.0120.9889.713.70

6043.2130.130.130.9879.7264.44

7050.4150.150.0150.9859.745.17

8057.6617.50.1750.0310.9699.9075.82

9064.8190.190.0190.9819.7856.62

10072200.200.0200.989.797.15

11079.221.50.2150.0220.7812.306.43

12086.419.50.1950.0200.989.798.82

CLCULOS muestra 1


Hm=8.5

K=0.72

As=9.621Ac=9.621Ai=9.621Am =9.621 cm2Vt= 81.77cm2

Muestra 2


00000000

107.2140.140.0160.9849.7770.73

2014.4170.170.020.989.811.46

3021.6190.190.0220.9789.8372.19

4028.8200.200.0230.9779.8472.92

503620.50.250.0290.9719.9083.63

6043.2210.210.0290.9719.9084.36

7050.4200.200.0230.9779.8475.11


Muetra 1 Muestra 2

Muestra 3

Lmites De AtterbergPractica No. 6Determinacin del Lmite Lquido

ObjetivoSe define el lmite lquido, como la humedad que tiene un suelo Amasado con agua y colocado en una copa normalizada (Casa grande), cuando un surco, Realizado con un acanalador normalizado, que divide dicho suelo en dos mitades, se cierra a lo Largo de su fondo en una distancia de 13 mm, tras haber dejado caer 25 veces la mencionada Cuchara desde una altura de 10 mm. sobre una base tambin normalizada, con una cadencia de 2 golpes por segundo.

Material Utilizado

(aprox. 150-200 g. que pase por tamiz de 0,4 mm.) Copa de Casagrande Ranurador laminar o ranurador curvo Pesa sustancias Balanza 100 g Tamiz 0,4 mm Estufa 115 C Esptulas Mortero o molino con mazo recubierto de goma

ProcedimientoPreparacin De La Muestra

1. Cuartear la muestra2. Secar al aire o en estufa < 60 C3. Pulverizar con mazo de goma si hay terrones4. Tamizar por el tamiz de 0,4 mm. (Hasta unos 200 g)5. Amasar con agua6. Cubrir y conservar en cmara hmeda durante un da

Limite Lquido

1. Calibrar altura de cada de la cuchara2. Separar la cuchara y sujetarla con la palma de la mano3. Colocar con la esptula una porcin en la parte inferior4. Aplastar extendiendo de un lado a otro (hasta 10 mm en el punto de mayor espesor)5. Hacer surco con el acanalador plano con el borde biselado hacia adelante6. Colocar la cuchara en el aparato7. Girar la manivela a razn de 2 vueltas/s8. Contar el n de golpes para que se cierre el surco en 13 mm.9. Tomar 15 g prximos a las paredes del surco donde se cerr

10. Determinacin de su humedad:

Pesar pesa sustancias vaco (tara) = T

Pesar pesa sustancias con la muestra tomada de la cuchara = T+S+A

Pesar pesa sustancias despus de secar en estufa a 105 C = T+S

Suelo = S =(T+S)-T

Procedimiento

Tara = 296 gr

Muestra seca = 150 gr

Tara + muestras = 446 gr

Primera prueba 20 golpes con 13.33 ml de agua o 20% de humedad

Segunda prueba 30 golpes con 12.46 ml de agua o 18.7% de humedad

Tercera prueba 25 golpes y 17. 4% de humedad o 11.6% de humedad


Practica No. 7Determinacin Del Lmite Plstico

Se define el lmite plstico como la humedad ms baja con la que pueden formarse un suelo

Material Utilizado

Muestra de rido fino Esptula de hoja flexible Pesa sustancias Balanza 100 g 0.01g Estufa 115 C Pinzas para recipientes calientes Tamiz 0,4 mm. Frasco lavador y agua destilada Varilla 3 mm dimetro para comparar Cristal 300 x 300 x 10 mm Cmara hmeda

Determinacin Del L.P

1. Tomar una porcin de 20 g

2. Moldear la mitad de la muestra en forma de elipsoide

3. Rodar entre los dedos y la superficie lisa a razn de 90 veces/minuto paraFormar cilindros de 3 mm en 2 min.

4. Si al llegar al cilindro de 3 mm. no se ha resquebrajado se parte en 6 trozos, seAmasan juntos y se repite

5. Si al llegar al cilindro de 3 mm se ha resquebrajado se da por terminado elEnsayo

6. Colocar unos 5 g de los trozos del cilindro resquebrajado en el pesa sustancias

7. Determinar su humedad

Pesar pesa sustancias vaco (tara) = T Pesar pesa sustancias con la muestra tomada = T+S+A Pesar pesa sustancias despus de secar en estufa a 105 C = T+S Suelo = S =(T+S)-T Agua = A = (T+S+A)-(T+S) % Humedad = (A/S) x 100

ClculosTara = 18.0 grMuestra seca () = 20 grMuestra hmeda () = 45.2 gr

W =

W = = = 1.26


Practica No. 8Determinacin Contraccin Lineal

Para la Contraccin Lineal, en este caso, se determina el porcentaje que se contrajo el suelo al secarse, con respecto a su dimensin ms grande, tiene aplicacin en los estudio de materiales que se utilizan en las capas del pavimento.

Material Utilizado

Cpsula de porcelana Esptula Malla No. 40 Horno con temperatura constante de 105.C Molde para Contraccin lineal Franela Agua

Determinacin C.L.

Se utiliza de la misma preparacin de la muestra de limite liquido .La preparacin de muestra se coloca en el molde de contraccin lineal se llena por capas con mas de

Clculos

Longitud inicial (Li) = cmLongitud final (Lf) = cmContraccin al secado (Li-Lf) = cm

Frmula:


LL=17.4LP=1.26IP=LL-LP= 17.40 -1.26IP=16.14

ML= Limo Inorganico

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