2.1. RELACIONES HUMEDAD-DENSIDAD (COMPACTACION).

E s t o s e n s a y o s t i e n e n p o r f i n a l i d a d d e t e r m i n a r l a r e l a c i ó n h u m e d a d - d e n s i d a d d e u n s u e l o c o m p a c t a d o e n u n m o l d e n o r m a l i z a d o m e d i a n t e u n p i s ó n d e m a s a n o r m a l i z a d a , e n c a í d a l i b r e y c o n u n a e n e r g í a e s p e c í f i c a d e c o m p a c t a c i ó n . L a c o m p a c t a c i ó n s e d e f i n e c o m o e l p r o c e s o m e c á n i c o m e d i a n t e e l c u a l s e d i s m i n u y e l a c a n t i d a d d e h u e c o s e n u n a m a s a d e s u e l o , o b l i g a n d o a s u s p a r t í c u l a s a u n c o n t a c t o m á s í n t i m o e n t r e s í , e s d e c i r , a u n a u m e n t o d e l a d e n s i d a d d e u n m a t e r i a l d e t e r m i n a d o . L a s v a r i a b l e s d e t e r m i n a n t e s d e l a c o m p a c i d a d q u e s e p u e d a l o g r a r e n u n d e t e r m i n a d o m a t e r i a l , s o n l a h u m e d a d q u e p o s e e e l s u e l o y e l n i v e l d e e n e r g í a e n l a c o m p a c t a c i ó n . E n l a d é c a d a d e l o s a ñ o s 3 0 , R . R . P r o c t o r d e s a r r o l l ó u n m é t o d o e s t a n d a r i z a d o p a r a d e t e r m i n a r e l c o n t e n i d o d e h u m e d a d ó p t i m o y l a c o r r e s p o n d i e n t e D M C S . H o y , l a A A S H T O h a e s t a n d a r i z a d o m u c h o m á s e l m é t o d o d e s a r r o l l a d o p o r P r o c t o r e n e l l l a m a d o e n s a y o P r o c t o r e s t á n d a r y a d e m á s h a i n t r o d u c i d o e l e n s a y o P r o c t o r m o d i f i c a d o , d e b i d o a u n a m a y o r e n v e r g a d u r a d e l a s e s t r u c t u r a s p r o y e c t a d a s , q u e r e q u i e r e n u n a m a y o r c a p a c i d a d d e s o p o r t e d e l s u e l o , p a r a s o p o r t a r l a s c a r g a s y l i m i t a r l o s a s e n t a m i e n t o s . E l e n s a y o c o n s i s t e e n c o m p a c t a r e n u n m o l d e d e v o l u m e n c o n o c i d o m u e s t r a s d e u n m i s m o s u e l o , p e r o c o n d i s t i n t a s h u m e d a d e s y c o n l a m i s m a e n e r g í a d e c o m p a c t a c i ó n . S e r e g i s t r a n l a s d e n s i d a d e s s e c a s y e l c o n t e n i d o d e h u m e d a d d e c a d a m o l d e ( i d e a l 5 ) , g r a f i c a n d o l o s r e s u l t a d o s , d o n d e e l p u n t o m á s a l t o d e l a c u r v a r e p r e s e n t a l a D M C S y s u p r o y e c c i ó n e n l a a b s c i s a l a h u m e d a d ó p t i m a . L a a c e p t a c i ó n d e u n n i v e l d e e n e r g í a t r a e c o n s i g o l a e x i s t e n c i a d e u n p r o c e d i m i e n t o d e l a b o r a t o r i o a s o c i a d o . E n C h i l e , e s t o s e n s a y o s e s t á n n o r m a l i z a d o s a t r a v é s d e l e n s a y o P r o c t o r n o r m a l N C h 1 5 3 4 / I O f . 1 9 7 9 y d e l e n s a y o P r o c t o r m o d i f i c a d o N C h 1 5 3 4 / I I O f . 1 9 7 9 . E s t e t i p o d e e n s a y o s e s a p l i c a b l e a s u e l o s c o n u n p o r c e n t a j e d e f i n o s m e n o r q u e 0 , 0 7 4 m m . ( t a m i z N º 2 0 0 A S T M ) i g u a l o m a y o r q u e 1 2 % . P a r a s u e l o s c o n p o r c e n t a j e m e n o r , t a m b i é n e s a p l i c a b l e , s i e m p r e y c u a n d o p r e s e n t e n u n a c u r v a c o n u n m á x i m o b i e n d e f i n i d o . D e n o s e r a s í , s e r e c o m i e n d a d e t e r m i n a r a d e m á s l a d e n s i d a d m á x i m a p o r e l m é t o d o d e l a d e n s i d a d r e l a t i v a e i n f o r m a r l o s r e s u l t a d o s d e a m b o s e n s a y o s .

2 . 1 . 1 . M é t o d o s e g ú n N C h 1 5 3 4 / I O f . 1 9 7 9 y N C h 1 5 3 4 / I I O f . 1 9 7 9 .

- E q u i p o n e c e s a r i o .

- M o l d e s m e t á l i c o s c i l í n d r i c o s , c o n u n c o l l a r í n s e p a r a b l e d e a p r o x i m a d a m e n t e 6 0 m m . d e a l t u r a ( f i g u r a 2 . 1 . ) . E l c o n j u n t o m o l d e -c o l l a r í n e s t á c o n s t r u i d o d e m o d o d e p o d e r s e r a j u s t a d o a u n a p l a c a b a s e . L a s d i m e n s i o n e s d e l o s m o l d e s s o n :

- m o l d e d e 1 0 0 m m . d e d i á m e t r o n o m i n a l , c o n u n a c a p a c i d a d d e 0 , 9 4 4

± 0 , 0 0 8 l t . ( V ) , d i á m e t r o i n t e r n o d e 1 0 1 , 6 ± 0 , 4 m m . y a l t u r a d e 1 1 6 , 4 ± 0 , 1 m m .

- m o l d e d e 1 5 0 m m . d e d i á m e t r o n o m i n a l , c o n u n a c a p a c i d a d d e 2 , 1 2 4

± 0 , 0 2 1 l t . ( V ) , d i á m e t r o i n t e r n o d e 1 5 2 , 4 ± 0 , 7 m m . y a l t u r a d e 1 1 6 , 4 ± 0 , 1 m m .

F i g u r a 2 . 1 . M o l d e s P r o c t o r .

F u e n t e : V a l l e R o d a s R . , 1 9 8 2 . - R e g l a d e a c e r o d e 3 0 0 m m . d e l a r g o c o n c a n t o b i s e l a d o . - P i s ó n m e t á l i c o p a r a e n s a y o P r o c t o r n o r m a l o e s t á n d a r , d e c a r a

c i r c u l a r d e 5 0 ± 0 , 2 m m . d e d i á m e t r o y m a s a d e 2 5 0 0 ± 1 0 g r s . D e b e e s t a r e q u i p a d o c o n u n a g u í a t u b u l a r p a r a c o n t r o l a r l a a l t u r a d e c a í d a a 3 0 5 ± 2 m m .

- P i s ó n m e t á l i c o p a r a e n s a y o P r o c t o r m o d i f i c a d o , d e c a r a c i r c u l a r d e 5 0 ± 0 , 2 m m . d e d i á m e t r o y m a s a d e 4 5 0 0 ± 1 0 g r s . D e b e e s t a r e q u i p a d o c o n u n a g u í a t u b u l a r p a r a c o n t r o l a r l a a l t u r a d e c a í d a a 4 6 0 ± 2 m m .

- B a l a n z a s , u n a d e 1 0 k g s . d e c a p a c i d a d y p r e c i s i ó n d e 5 g r s . ; l a o t r a d e 1 k g . y p r e c i s i ó n d e 0 , 1 g r .

- P r o b e t a s g r a d u a d a s , u n a d e 5 0 0 m l . d e c a p a c i d a d g r a d u a d a c a d a 5 c c . ; l a o t r a d e 2 5 0 m l . g r a d u a d a c a d a 2 , 5 c c .

- H o r n o d e s e c a d o c o n c i r c u l a c i ó n d e a i r e y t e m p e r a t u r a r e g u l a b l e c a p a z d e m a n t e n e r s e e n 1 1 0 º ± 5 º C .

- T a m i c e s d e a b e r t u r a n o m i n a l d e 5 0 , 2 0 y 5 m m . , t e j i d o s d e a l a m b r e y a b e r t u r a c u a d r a d a .

- H e r r a m i e n t a s y a c c e s o r i o s . P a l a , p a i l a o b a n d e j a m e t á l i c a d e m e z c l a d o , c u c h a r a , l l a n a y e s p á t u l a .

- P r o c e d i m i e n t o . E l t o t a l d e l a m u e s t r a r e c i b i d a d e s d e t e r r e n o , s e s e c a a l

a i r e o e n h o r n o a u n a t e m p e r a t u r a i n f e r i o r a 6 0 º C , h a s t a q u e s e v u e l v a d e s m e n u z a b l e , d i s g r e g a n d o l o s t e r r o n e s e v i t a n d o r e d u c i r e l t a m a ñ o n a t u r a l d e l a s p a r t í c u l a s . U n a v e z e s t a b l e c i d o e l n i v e l d e e n e r g í a ( P r o c t o r N o r m a l o P r o c t o r M o d i f i c a d o ) y d e p e n d i e n d o d e l a c o m p o s i c i ó n g r a n u l o m é t r i c a d e l s u e l o ,

s e e s t a b l e c e e l m é t o d o a r e a l i z a r d e a c u e r d o a l o i n d i c a d o e n l a t a b l a d e l a f i g u r a 2 . 2 .

C a r a c t e r í s t i c a s P r o c t o r n o r m a l P r o c t o r m o d i f i c a d o M a s a d e l p i s ó n 2 , 5 K g s . ( 5 , 5 L b . ) 4 , 5 K g s . ( 1 0 L b . ) M é t o d o A l t u r a d e c a í d a p i s ó n 3 0 5 m m . ( 1 2 ” ) 4 6 0 m m . ( 1 8 ” )

M a t e r i a l B a j o 5 m m . ( N º 4 ) B a j o 5 m m . ( N º 4 )

A M o l d e 1 0 0 m m . ( 4 ” ) 1 0 0 m m . ( 4 ” ) N º d e c a p a s 3 5 N º d e g o l p e s p o r c a p a 2 5 2 5 M a t e r i a l B a j o 5 m m . ( N º 4 ) B a j o 5 m m . ( N º 4 )

B M o l d e 1 5 0 m m . ( 6 ” ) 1 5 0 m m . ( 6 ” ) N º d e c a p a s 3 5 N º d e g o l p e s p o r c a p a 5 6 5 6 M a t e r i a l B a j o 2 0 m m . ( ¾ ” ) B a j o 2 0 m m . ( ¾ ” )

C M o l d e 1 0 0 m m . ( 4 ” ) 1 0 0 m m . ( 4 ” ) N º d e c a p a s 3 5 N º d e g o l p e s p o r c a p a 2 5 2 5 M a t e r i a l B a j o 2 0 m m . ( ¾ ” ) B a j o 2 0 m m . ( ¾ ” )

D M o l d e 1 5 0 m m . ( 6 ” ) 1 5 0 m m . ( 6 ” ) N º d e c a p a s 3 5 N º d e g o l p e s p o r c a p a 5 6 5 6 F i g u r a 2 . 2 . T a b l a d e c a r a c t e r í s t i c a s d e l o s e n s a y o s P r o c t o r . F u e n t e : G e o t e c n i a L N V . , 1 9 9 3 .

P o s t e r i o r m e n t e t a m i z a r l a m u e s t r a p o r e l t a m i z d e 5 m m . ( m a l l a N º 4 A S T M ) p a r a l o s m é t o d o s A y B y p o r e l t a m i z d e 2 0 m m . ( 3 / 4 ” A S T M ) p a r a l o s m é t o d o s C y D . E l m a t e r i a l r e t e n i d o d e b e d e s c a r t a r s e . E l t a m a ñ o d e l a m u e s t r a r e c o m e n d a d a a e n s a y a r p a r a c a d a m é t o d o , s e i n d i c a e n l a t a b l a 2 . 3 . E n e l m é t o d o D e s c o n v e n i e n t e m a n t e n e r e l p o r c e n t a j e d e m a t e r i a l g r u e s o d e l m a t e r i a l o r i g i n a l ( q u e p a s a p o r e l t a m i z d e 5 0 m m . y q u e d a r e t e n i d o e n 5 m m . ) , p a r a e s t o s e d e b e e f e c t u a r u n r e e m p l a z o , d o n d e s e d e t e r m i n a p o r t a m i z a d o e l p o r c e n t a j e d e m a t e r i a l q u e p a s a p o r e l t a m i z d e 5 0 m m . y q u e d a r e t e n i d o e n e l t a m i z d e 2 0 m m . L u e g o , s e r e e m p l a z a e l m a t e r i a l p o r u n a m a s a i g u a l q u e p a s a p o r e l t a m i z d e 2 0 m m . y q u e d a r e t e n i d o e n e l t a m i z d e 5 m m . , t o m a d a d e l a p o r c i ó n d e m u e s t r a n o u t i l i z a d a d e s u e l o o r i g i n a l .

D i á m e t r o d e l m o l d e ( m m . )

M é t o d o M a s a m í n i m a ( g r s . )

M a s a a p r o x i m a d a d e c a d a f r a c c i ó n ( g r s . )

1 0 0 A y C 1 5 0 0 0 3 0 0 0 1 5 0 B y D 3 0 0 0 0 6 0 0 0

F i g u r a 2 . 3 . T a b l a d e t a m a ñ o r e c o m e n d a d o d e l a m u e s t r a a e n s a y a r . F u e n t e : N C h 1 5 3 4 O f . 1 9 7 9 .

L a m u e s t r a d e b e a c o n d i c i o n a r s e m e z c l a n d o c a d a u n a d e l a s 5 f r a c c i o n e s p o r s e p a r a d o , c o n u n a c a n t i d a d d e a g u a s u f i c i e n t e , d e m a n e r a q u e c a d a u n a d e e l l a s t e n g a u n a h u m e d a d d i f e r e n t e q u e v a r í e e n a p r o x i m a d a m e n t e d o s p u n t o s p o r c e n t u a l e s e n t r e s í y s e d i s t r i b u y a n a l r e d e d o r d e l a h u m e d a d ó p t i m a , d e j a n d o c u r a r l a m u e s t r a d e m o d o d e o b t e n e r u n a d i s t r i b u c i ó n h o m o g é n e a d e h u m e d a d , y a q u e p a r a s u e l o s d e a l t a p l a s t i c i d a d , e l p l a z o m í n i m o e s d e 2 4 h o r a s , e n c a m b i o p a r a s u e l o s d e p l a s t i c i d a d m e d i a b a s t a r á c o n 3 h o r a s y e n l o s s u e l o s d e p l a s t i c i d a d n u l a b a s t a r á n s ó l o 3 0 m i n u t o s d e c u r a d o . L u e g o , e l m o l d e d e b e p e s a r s e s i n c o l l a r í n ( M m ) , a p r o x i m a n d o a 1 g r .

L a c a p a c i d a d v o l u m é t r i c a d e l m o l d e s e d e t e r m i n a l l e n a n d o e l m o l d e c o n a g u a ( e s t a n o d e b e c o n t e n e r b u r b u j a s ) , e l q u e d e b e r á e n c o n t r a r s e s o b r e u n a b a s e p l a n a . S e r e g i s t r a l a m a s a d e l a g u a y c o n l a t e m p e r a t u r a d e é s t a , s e d e t e r m i n a l a d e n s i d a d d e l a g u a d e a c u e r d o a l a t a b l a d e l a f i g u r a 2 . 4 . E l e g i d o e l m o l d e , s e l e c o l o c a e l c o l l a r í n y s e d e j a e l c o n j u n t o s o b r e u n a b a s e p l a n a y f i r m e , l l e n á n d o l o c o n u n a d e l a s f r a c c i o n e s d e l a m u e s t r a , m e d i a n t e l a c o l o c a c i ó n d e c a p a s d e 1 / 3 d e l a a l t u r a p a r a P r o c t o r n o r m a l o 1 / 5 p a r a P r o c t o r m o d i f i c a d o . S e c o m p a c t a l a c a p a c o n 2 5 g o l p e s d e p i s ó n u n i f o r m e m e n t e d i s t r i b u i d o s e n e l m o l d e d e 1 0 0 m m . ( m é t o d o s A y C ) , y 5 6 g o l p e s e n e l m o l d e d e 1 5 0 m m . ( m é t o d o s B y D ) .

T e m p e r a t u r a º C D e n s i d a d k g s / m 3 ( g r / l t ) 1 6 9 9 9 , 0 9 1 8 9 9 8 , 5 9 2 0 9 9 8 , 2 0 2 3 9 9 7 , 5 4 2 6 9 9 6 , 7 8 2 9 9 9 5 , 9 4

F i g u r a 2 . 4 . T a b l a d e d e n s i d a d d e l a g u a s e g ú n s u t e m p e r a t u r a . F u e n t e : N c h 1 5 3 4 O f . 1 9 7 9 .

S e r e p i t e e s t a o p e r a c i ó n 2 o 4 v e c e s s e g ú n e l e n s a y o , e s c a r i f i c a n d o l i g e r a m e n t e l a s s u p e r f i c i e s r e c i é n c o m p a c t a d a s a n t e s d e a g r e g a r u n a n u e v a c a p a ( f i g u r a s 2 . 5 . y 2 . 6 . ) . L a ú l t i m a d e b e q u e d a r c o n u n e x c e s o d e m a t e r i a l p o r s o b r e e l b o r d e d e l m o l d e .

C o n c l u i d a l a c o m p a c t a c i ó n , s e r e t i r a e l c o l l a r í n y s e e n r a s a e l m o l d e c o n l a r e g l a m e t á l i c a . L o s a g u j e r o s s u p e r f i c i a l e s q u e s e p r o d u z c a n c o m o r e s u l t a d o d e l a r e m o c i ó n d e l a s p a r t í c u l a s g r u e s a s , d e b e n r e t a p a r s e c o n e l m i s m o t i p o d e m a t e r i a l , p e r o m á s f i n o .

F i g u r a 2 . 5 . F o r m a d e e j e c u t a r l a c o m p a c t a c i ó n y e q u i p o n e c e s a r i o . F u e n t e : E L E I n t e r n a c i o n a l L t d a . , 1 9 9 3 . F i g u r a 2 . 6 . P r o c e d i e n d o a c o m p a c t a r . F u e n t e : E L E I n t e r n a c i o n a l L t d a . , 1 9 9 3 .

U n a v e z q u e s e h a y a p e s a d o e l m o l d e c o n e l s u e l o c o m p a c t a d o ( M h ) , s e r e t i r a e l t o t a l d e l a m u e s t r a d e l m o l d e y s e e x t r a e n 2 m u e s t r a s r e p r e s e n t a t i v a s p a r a d e t e r m i n a r e l c o n t e n i d o d e h u m e d a d ( w ) . S e r e p i t e n l a s o p e r a c i o n e s a n t e r i o r e s c o n c a d a u n a d e l a s f r a c c i o n e s r e s t a n t e s h a s t a q u e h a y a u n d e c r e c i m i e n t o e n l a d e n s i d a d h ú m e d a d e l s u e l o , r e a l i z a n d o u n m í n i m o d e 5 d e t e r m i n a c i o n e s . E l e n s a y o d e b e e f e c t u a r s e d e s d e l a c o n d i c i ó n m á s s e c a a l a m á s h ú m e d a .

- C á l c u l o s y g r á f i c o s . - C a l c u l a r e l v o l u m e n d e l m o l d e , m e d i a n t e l a s i g u i e n t e e x p r e s i ó n :

V = W w / γ w ( g r s / c c )

d o n d e : W w = m a s a d e l a g u a ( g r s . ) γ w = d e n s i d a d d e l a g u a a l a t e m p e r a t u r a r e q u e r i d a s e g ú n l o

i n d i c a d o e n l a t a b l a d e l a s f i g u r a 2 . 4 .

- C a l c u l a r l a d e n s i d a d h ú m e d a ( γ h u m ) d e l s u e l o c o m p a c t a d o , m e d i a n t e l a

s i g u i e n t e e x p r e s i ó n : γ h u m = ( M h - M m ) / V ( g r s / c c ) d o n d e : M m = p e s o d e l m o l d e ( g r s . ) M h = p e s o d e l m o l d e m á s e l s u e l o h ú m e d o c o m p a c t a d o ( g r s . )

- C a l c u l a r l a d e n s i d a d s e c a ( γ d ) d e l s u e l o c o m p a c t a d o p a r a c a d a u n a d e l a s d e t e r m i n a c i o n e s , m e d i a n t e l a s i g u i e n t e e x p r e s i ó n , a p r o x i m a n d o a 1 0 g r s / c m 3 :

γ d = γ h u m / ( 1 + w / 1 0 0 ) ( g r s / c c )

d o n d e : w = h u m e d a d d e l s u e l o c o m p a c t a d o ( % )

- C o n s t r u i r u n g r á f i c o ( f i g u r a 2 . 7 . ) c o n l a d e n s i d a d s e c a d e l s u e l o c o m p a c t a d o ( c o m o o r d e n a d a ) c o n t r a l a h u m e d a d ( c o m o a b s c i s a ) , c o m o s e d e s c r i b e a c o n t i n u a c i ó n :

- e n e l g r á f i c o s e m a r c a n l o s p u n t o s c o r r e s p o n d i e n t e s a c a d a

d e t e r m i n a c i ó n y s e t r a z a u n a c u r v a d e l t i p o p a r a b ó l i c a p o r e l l o s , - e l p u n t o m á x i m o o p e a k d e l a c u r v a c o r r e s p o n d e a l a D M C S y s u

p r o y e c c i ó n e n l a a b s c i s a a l a h u m e d a d ó p t i m a ( w o p t )

F i g u r a 2 . 7 . C u r v a t í p i c a d e e n s a y o P r o c t o r . F u e n t e : B o w l e s J . , 1 9 8 2 .

- I n c l u i r e n e l g r á f i c o l a c u r v a p a r a m é t r i c a c o r r e s p o n d i e n t e a l 1 0 0 %

d e s a t u r a c i ó n p a r a l a d e n s i d a d d e l a s p a r t í c u l a s s ó l i d a s d e l s u e l o e n s a y a d o ( G s ) .

CONTENIDO DE HUMEDAD

DEN

SID

AD

SEC

A

W opt

DMCSCURVA DE SATURACION

- C a l c u l a r l a e n e r g í a d e c o m p a c t a c i ó n ( E c ) d e l e n s a y o , m e d i a n t e l a

s i g u i e n t e e x p r e s i ó n :

E c = ( N * n * W * h ) / V ( k g f * c m / c c )

d o n d e : N = n ú m e r o d e g o l p e s d e l p i s ó n c o m p a c t a d o r p o r c a p a n = n ú m e r o d e c a p a s q u e s e d i s p o n e n h a s t a l l e n a r e l m o l d e W = p e s o d e l p i s ó n c o m p a c t a d o r ( k g s . ) h = a l t u r a d e c a í d a d e l p i s ó n c o m p a c t a d o r ( c m . ) V = v o l u m e n d e l m o l d e d e c o m p a c t a c i ó n ( c c . )

2 . 1 . 2 . M é t o d o d e c o m p a c t a c i ó n d e s u e l o s c o n t a m a ñ o d e p a r t í c u l a s s u p e r i o r e s a 3 / 4 ” p r o p u e s t o p o r e l I D I E M . C u a n d o l o s s u e l o s p o s e e n p o r c e n t a j e s a l t o s d e p a r t í c u l a s g r u e s a s , l o s e n s a y o s t r a d i c i o n a l e s n o s o n r e p r e s e n t a t i v o s p a r a p o d e r o b t e n e r u n a r e l a c i ó n h u m e d a d - d e n s i d a d d e c a r á c t e r c o n f i a b l e , p o r e l l o s e h a c r e a d o u n p r o c e d i m i e n t o q u e p e r m i t e d e t e r m i n a r l a r e l a c i ó n h u m e d a d - d e n s i d a d e n s u e l o s q u e p o s e a n u n a c o m p o s i c i ó n g r a n u l o m é t r i c a c o n u n t a m a ñ o m á x i m o d e 8 0 m m . e n e l c u a l m e n o s d e l 8 0 % d e l a s p a r t í c u l a s p a s a n p o r l a m a l l a N º 4 A S T M ( 5 m m . ) .

L a e n e r g í a d e c o m p a c t a c i ó n u t i l i z a d a e s d e 9 , 0 4 k g * c m / c m 3 , l a c u a l s e p u e d e c a l c u l a r u t i l i z a n d o l a f ó r m u l a d a d a e n e l e n s a y o P r o c t o r . - E q u i p o n e c e s a r i o .

- M o l d e d e c o m p a c t a c i ó n c i l í n d r i c o m e t á l i c o d e d i á m e t r o i n t e r i o r d e

3 0 , 2 2 c m . , a l t u r a d e 2 8 , 1 1 c m . y u n a c a p a c i d a d v o l u m é t r i c a d e 2 0 1 6 2 c m 3 , p r o v i s t o d e u n c o l l a r í n d e i g u a l d i á m e t r o y u n p l a t o b a s e m e t á l i c o r e m o v i b l e .

- P i s ó n m e t á l i c o d e d i á m e t r o 1 0 0 m m . y p e s o d e 1 5 0 0 0 g r s . , c o n g u í a t u b u l a r q u e p e r m i t a u n a a l t u r a d e c a í d a d e 4 5 c m .

- E q u i p o d e i z a r , c o n s i s t e n t e e n u n t r í p o d e a r t i c u l a d o m e t á l i c o c o n u n a r o l d a n a d e 1 0 0 m m . d e d i á m e t r o c o n s o g a 1 / 2 ” .

- D o s b a l a n z a s , c o n c a p a c i d a d m í n i m a d e 5 0 k g s . y d e 5 k g s . - H o r n o d e s e c a d o c o n c i r c u l a c i ó n d e a i r e y t e m p e r a t u r a r e g u l a b l e

c a p a z d e m a n t e n e r s e e n 1 1 0 º ± 5 º C . - R e g l a e n r a s a d o r a d e 5 0 c m . d e l a r g o . - B a t e a m e t á l i c a d e 9 0 l t . o c a r r e t i l l a . - H e r r a m i e n t a s y a c c e s o r i o s . P o r u ñ a , p a l a , e s p á t u l a , p i p e t a g r a d u a d a ,

m a r t i l l o , c i n c e l , e s c o b i l l a , r e c i p i e n t e s m e t á l i c o s , l l a n a y t a m i z d e 3 ” A S T M ( 8 0 m m . ) .

- P r o c e d i m i e n t o . S i l a m u e s t r a s e e n c u e n t r a h ú m e d a , d e b e r á s e c a r s e a l

a i r e o a l h o r n o a u n a t e m p e r a t u r a i n f e r i o r a 6 0 º C , h a s t a q u e s e v u e l v a d e s m e n u z a b l e , d i s g r e g a n d o l o s t e r r o n e s o g r a n o s e v i t a n d o r e d u c i r e l t a m a ñ o n a t u r a l d e l a s p a r t í c u l a s . P o r d i f e r e n c i a d e p e s a d a s , s e d e t e r m i n a e l c o n t e n i d o d e h u m e d a d n a t u r a l y e l m a t e r i a l h o m o g e n i z a d o , s e s e p a r a e n 5 f r a c c i o n e s , c o n u n p e s o m í n i m o d e 4 7 k g s . c a d a u n a . C a d a f r a c c i ó n d e s u e l o s e m e z c l a c o n u n a c a n t i d a d d e a g u a d i f e r e n t e y s u f i c i e n t e p a r a d i s t r i b u i r l a s h u m e d a d e s a l r e d e d o r d e l a ó p t i m a , l a s v a r i a c i o n e s d e b e n s e r d e 1 , 5 a 2 % p o r s o b r e y b a j o l a h u m e d a d ó p t i m a . S i e s n e c e s a r i o , d e b e c u r a r s e c a d a u n a d e l a s f r a c c i o n e s d u r a n t e u n p e r í o d o d e t i e m p o s u f i c i e n t e p a r a l o g r a r u n a d i s t r i b u c i ó n h o m o g é n e a d e l a h u m e d a d . S e p e s a e l m o l d e ( M m ) y s e c o l o c a e s t e c o n e l p l a t o b a s e y e l c o l l a r í n s o b r e u n a s u p e r f i c i e f i r m e , p l a n a y h o r i z o n t a l b a j o e l p l o m o d e l c e n t r o d e l t r í p o d e , e l q u e d e b e p o s e e r u n a r o l d a n a c o n s o g a a m a r r a d a a l a r o d e l p i s ó n . S e l l e n a e l m o l d e c o n m a t e r i a l h a s t a u n 1 / 3 d e s u a l t u r a y s e c o m p a c t a l a c a p a d e s u e l o c o n 9 0 g o l p e s d e p i s ó n , d i s t r i b u i d o s u n i f o r m e m e n t e . S e r e p i t e e l p r o c e d i m i e n t o p a r a l a s c a p a s r e s t a n t e s , e s c a r i f i c a n d o l a c a p a r e c i é n c o m p a c t a d a y d e j a n d o l a ú l t i m a c o n u n e x c e s o p o r s o b r e e l b o r d e d e l m o l d e . S e s a c a e l c o l l a r í n y s e e n r a s a e l s u e l o , l a s c o n c a v i d a d e s s e r e l l e n a n c o n m a t e r i a l p r o v e n i e n t e d e l a m i s m a m u e s t r a p e r o d e f r a c c i ó n m á s f i n a y s e p e s a e l m o l d e c o n e l s u e l o c o m p a c t a d o ( M h ) . U n a v e z q u e s e e x t r a e e l t o t a l d e l a m u e s t r a d e l m o l d e , s e t o m a n d o s m u e s t r a s r e p r e s e n t a t i v a s m í n i m o 5 k g s . c a d a u n a , p a r a d e t e r m i n a r e l c o n t e n i d o d e h u m e d a d d e l a m u e s t r a c o m p a c t a d a . S e r e p i t e n l a s o p e r a c i o n e s d e c o m p a c t a c i ó n c o n l a s f r a c c i o n e s d e s u e l o r e s t a n t e s , c o n u n m í n i m o d e 5 d e t e r m i n a c i o n e s , d e s d e l a c o n d i c i ó n m á s s e c a a l a m á s h ú m e d a . C á l c u l o s i d é n t i c o s a l o s d e P r o c t o r .

2 . 1 . 3 . M é t o d o d e c o m p a c t a c i ó n H a r v a r d m i n i a t u r a . C u a n d o s e u s a n r o d i l l o s

p a t a d e c a b r a o n e u m á t i c o s , l a c a r g a s e p o n e e n c o n t a c t o c o n e l s u e l o p r á c t i c a m e n t e s i n i m p a c t o , l a r o t a c i ó n d e l r o d i l l o o n e u m á t i c o p r o d u c e u n a a c c i ó n d e a m a s a d o , a m e d i d a q u e e l r o d i l l o s e a d a p t a a l a s u p e r f i c i e d e l s u e l o . T o m a n d o e n c u e n t a e s t a c o n s i d e r a c i ó n , a p a r e c i e r o n m é t o d o s d e l a b o r a t o r i o q u e f u e r a n c a p a c e s d e r e p r o d u c i r m e j o r l a s c o n d i c i o n e s d e t e r r e n o , s i e n d o e l e q u i p o d e l a b o r a t o r i o m á s p o p u l a r e l a p a r a t o H a r v a r d m i n i a t u r a ( W i l s o n , 1 9 5 0 ) e l c u a l a c t ú a m e d i a n t e a m a s a d o a d i f e r e n c i a d e l e n s a y o d e P r o c t o r q u e p r o d u c e l a c o m p a c t a c i ó n m e d i a n t e i m p a c t o ( f i g u r a 2 . 8 . ) .

F i g u r a 2 . 8 . E q u i p o d e c o m p a c t a c i ó n H a r v a r d . F u e n t e : E L E I n t e r n a c i o n a l L t d a . , 1 9 9 3 .

L a s c a r a c t e r í s t i c a s d e l e q u i p o u s a d o ( m o l d e ) , s e r á n d e 1 5 / 1 6 ” d e d i á m e t r o , 2 , 8 1 6 ” d e a l t u r a y v o l u m e n d e 6 2 , 4 c m 3 . E x i s t e n o t r a s d i m e n s i o n e s , c u y a s p r o b e t a s p u e d e n s e r u s a d a s e n e n s a y o s t r i a x i a l e s e n c á m a r a s d e 1 , 5 ” . E s t a s d i m e n s i o n e s s e r á n d e 1 , 5 ” d e d i á m e t r o , 3 ” d e a l t u r a y v o l u m e n d e 8 6 , 9 c m 3 ( f i g u r a 2 . 9 . ) . E l p i s ó n e m p l e a d o t i e n e 1 / 2 ” d e d i á m e t r o e n e l e x t r e m o y p o s e e u n m a n g o r a n u r a d o q u e e n c i e r r a u n r e s o r t e p r e c o m p r i m i d o e n s u i n t e r i o r , e l c u a l p u e d e a j u s t a r s e c o n u n a t u e r c a s i t u a d a e n l a p a r t e p o s t e r i o r p a r a p r o d u c i r l a e n e r g í a d e c o m p a c t a c i ó n d e s e a d a .

F i g u r a 2 . 9 . S e c c i ó n t í p i c a e q u i p o d e c o m p a c t a c i ó n H a r v a r d . F u e n t e : J i m é n e z S a l a s J . y D e J u s t o A l p a ñ e s J . V o l . 1 , 1 9 7 5 .

E l a p a r a t o d e H a r v a r d n o s e h a n o r m a l i z a d o a ú n , l o q u e p u e d e h a c e r s e a d o p t a n d o u n n ú m e r o d e t e r m i n a d o d e g o l p e s y d e c a p a s , e n u n m o l d e d e d i m e n s i o n e s a d e c u a d a s c o n l a e n e r g í a d e c o m p a c t a c i ó n c o r r e s p o n d i e n t e . E n l a t a b l a d e l a f i g u r a 2 . 1 0 . s e i n d i c a n l o s r a n g o s u s a d o s g e n e r a l m e n t e p a r a l a c o m p a c t a c i ó n .

G r a d o d e p r e c o m p r e s i ó n d e l r e s o r t e e n e l p i s ó n 1 0 - 6 0 L b

N ú m e r o d e g o l p e s p o r c a p a 1 5 – 6 0 N ú m e r o d e c a p a s 3 – 3 0

F i g u r a 2 . 1 0 . T a b l a d e r a n g o s d e c o m p a c t a c i ó n . F u e n t e : J i m é n e z S a l a s J . y D e J u s t o A l p a ñ e s J . , V o l . 1 1 9 7 5 .

- P r o c e d i m i e n t o . E l s u e l o a e m p l e a r d e b e p a s a r p o r e l t a m i z N º 1 0 A S T M

( 2 , 0 m m . ) , p r e p a r a n d o p o r l o m e n o s 6 f r a c c i o n e s d e e s t e s u e l o c o n u n p e s o m í n i m o d e 1 5 0 g r s . c a d a u n a .

S e d e t e r m i n a e l p e s o d e l m o l d e s i n p l a c a b a s e y s e a j u s t a e l r e s o r t e c o n l a t u e r c a p a r a o b t e n e r l a e n e r g í a d e s e a d a q u e s e v a a d a r c o n e l p i s ó n . S e i n t r o d u c e e l s u e l o c o n l a f u e r z a n e c e s a r i a p a r a v e n c e r e l r e s o r t e h a c i e n d o q u e s e c o m p r i m a l i g e r a m e n t e , a c o n t i n u a c i ó n s e s a c a y s e c a m b i a a u n n u e v o p u n t o . S e r e p i t e l a o p e r a c i ó n e l n ú m e r o d e v e c e s q u e s e h a d e f i n i d o p r e v i a m e n t e d i s t r i b u y e n d o l o s g o l p e s u n i f o r m e m e n t e e n c a d a c a p a . L a ú l t i m a c a p a d e b e s o b r e p a s a r e l e x t r e m o d e l m o l d e a l c a n z a n d o u n a a l t u r a d e 1 / 8 ” a 1 / 4 ” e n e l c o l l a r a j u s t a b l e , e l c u a l s e r e t i r a u n a v e z t e r m i n a d a l a c o m p a c t a c i ó n , t a m b i é n s e r e t i r a l a p l a c a b a s e y s e e n r a s a n l a s d o s c a r a s d e l s u e l o . A q u í s e r e g i s t r a e l p e s o d e l m o l d e m á s e l s u e l o p a r a f i n a l m e n t e s a c a r m u e s t r a s p a r a d e t e r m i n a r l a h u m e d a d d e l s u e l o u n a v e z r e t i r a d o d e l m o l d e .

- C á l c u l o s . L o s c á l c u l o s p a r a e s t e e n s a y o s o n s i m i l a r e s a l e n s a y o d e

c o m p a c t a c i ó n P r o c t o r , e s d e c i r , s e d e b e c a l c u l a r l a d e n s i d a d h ú m e d a y c o n l a h u m e d a d q u e p o s e e e l s u e l o e s p o s i b l e d e t e r m i n a r s u d e n s i d a d s e c a . A l r e a l i z a r v a r i a s d e t e r m i n a c i o n e s e s p o s i b l e o b t e n e r l a c u r v a d e

c o m p a c t a c i ó n e n l a c u a l e s r e c o m e n d a b l e i n c l u i r l a c u r v a d e s a t u r a c i ó n m á x i m a c o n e l d a t o d e l a g r a v e d a d e s p e c í f i c a d e l s u e l o e n s a y a d o .

T a m b i é n e s p o s i b l e c a l c u l a r l a e n e r g í a e s p e c í f i c a d e c o m p a c t a c i ó n d e a c u e r d o a l a f ó r m u l a d e s c r i t a e n e l e n s a y o d e c o m p a c t a c i ó n P r o c t o r .

- O b s e r v a c i o n e s .

- E l u s o d e e s t e a p a r a t o e s v e n t a j o s o e n s u e l o s q u e n o c o n t e n g a n

g r u e s o s y a q u e e l t i e m p o y e l t r a b a j o n e c e s a r i o p a r a o b t e n e r u n a c u r v a d e c o m p a c t a c i ó n s o n m u y i n f e r i o r e s a l e n s a y o P r o c t o r y n o s e n t r e g a r e s u l t a d o s s a t i s f a c t o r i o s .

- P u e d e n p r o d u c i r s e e r r o r e s e n l a d e t e r m i n a c i ó n d e l a D M C S d e b i d o a

l a e x i s t e n c i a d e g r u m o s e n e l s u e l o o a u n a m e z c l a i n c o m p l e t a d e s u e l o - a g u a q u e p r o v o c a u n a m a l a d i s t r i b u c i ó n d e l a h u m e d a d .

- L a s c a p a s e s t a b l e c i d a s d e b e n t e n e r u n e s p e s o r s i m i l a r y l o s g o l p e s

d a d o s p o r e l p i s ó n d e b e n d i s t r i b u i r s e u n i f o r m e m e n t e . - N o e s c o n v e n i e n t e u s a r e l m i s m o s u e l o p a r a d e t e r m i n a c i o n e s

s u c e s i v a s , c a d a u n o d e l o s p u n t o s q u e s e d e t e r m i n e d e b e r e a l i z a r s e c o n u n a f r a c c i ó n d e s u e l o d i s t i n t a .

UNIVERSIDAD CATOLICA DE VALPARAISO ESCUELA DE INGENIERIA EN CONSTRUCCION LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS

RELACIONES HUMEDAD-DENSIDAD ( PROCTOR ) Proyecto : Ubicación : Descripción del suelo : Tipo de ensayo : Estándar - Modificado Fecha de muestreo : Fecha de ensayo :

Características de la compactación Diámetro del molde ( cm ) : Altura del molde ( cm ) : Volumen del molde ( cm3 ) : Peso del pisón ( kgs ) : Altura de caída pisón ( cm ) :

Número de capas : Número de golpes por capa : Gravedad específica de la muestra :

Acondicionamiento de la muestra Muestra Nº 1 2 3 4 5

Peso Humedad inicial Humedad deseada Volumen de agua a agregar ( cc )

Determinación de la humedad Muestra Nº 1a 1b 2a 2b 3a 3b 4a 4b 5a 5b

Peso recipiente + suelo húmedo Peso recipiente + suelo seco Peso recipiente Peso suelo seco Peso agua Contenido de humedad ( % ) Humedad promedio ( % )

Determinación de la densidad Muestra Nº 1 2 3 4 5

Peso molde + suelo húmedo Peso molde Peso suelo húmedo Volumen del molde Densidad húmeda ( grs / cm3 ) Densidad seca ( grs / cm3 )

Gráfico relación humedad - densidad Densidad seca

( grs / cm3 ) Contenido de humedad ( % ) Contenido de humedad óptimo = ( % ) Densidad máxima compactada seca = ( grs / cm3 ) Observaciones :