“CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA Y GEOMECÁNICA … · sólidas, densidad máxima compactada seca (proctor modificado y proctor normal), capacidad de soporte, ensayo triaxial no drenado

UNIVERSIDAD DE MAGALLANES FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN CONSTRUCCIÓN

“CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA Y GEOMECÁNICA DEL SUELO FINO DE

PUNTA ARENAS DENOMINADO MAZACOTE”

PATRICIA ALEJANDRA DONOSO MUÑOZ CLAUDIO ALEJANDRO AVALOS SOTO

AÑO 2006

ii

UNIVERSIDAD DE MAGALLANES FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIÓN

“CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA Y GEOMECÁNICA DEL SUELO FINO DE

PUNTA ARENAS DENOMINADO MAZACOTE”

“TRABAJO DE TITULACIÓN PRESENTADO

EN CONFORMIDAD A LOS REQUISITOS PARA OBTENER EL TÍTULO DE

CONSTRUCTOR CIVIL”. PROFESOR GUÍA: SR. JOSÉ CÁRCAMO R CONSTRUCTOR CIVIL

PATRICIA ALEJANDRA DONOSO MUÑOZ CLAUDIO ALEJANDRO AVALOS SOTO

AÑO 2006

iii

RESUMEN

En el presente trabajo se entrega la metodología, análisis y conclusiones del estudio del

suelo fino de Punta Arenas denominado “Mazacote”, orientado a obtener la

caracterización geotécnica y geomecánica de él.

La caracterización de este suelo se realizó por medio de la extracción de muestras de

suelo, a las que en laboratorio se les realizaron los siguientes ensayos: granulometría,

límites de consistencia, determinación de densidad natural, densidad de partículas

sólidas, densidad máxima compactada seca (proctor modificado y proctor normal),

capacidad de soporte, ensayo triaxial no drenado.

Como complemento y aprovechando la caracterización obtenida de la investigación

junto con la información existente en laboratorios de suelo de la ciudad, se realizó la

zonificación del mazacote en la ciudad de Punta Arenas.

iv

INDICE DE MATERIAS

Página

RESUMEN iii

CAPITULO I “INTRODUCCIÓN” 1

1.1. Objetivos del Estudio 3

1.1.1. Objetivo General 3

1.1.2. Objetivos Específicos 3

1.2. Ubicación de la Zona de Estudio 4

1.3. Descripción Geológica de la Zona de Estudio 5

CAPITULO II “PROPIEDADES INDICES” 6

2.1. Metodología de Muestreo 7

2.2. Humedad Natural 9

2.3. Análisis Granulométrico 10

2.4. Límites de Consistencia 12

2.5. Densidad del Suelo 18

2.5.1. Densidad Natural 18

2.5.2. Densidad de Partículas Sólidas 19

2.5.2.1. Determinación del Indice de Vacíos 20

2.5.3. Densidad Máxima Compactadaa Seca 22

2.6. Capacidad de Soporte del Suelo, CBR 25

CAPITULO III “RESISTENCIA AL CORTE DEL SUELO ENSAYO

TRIAXIAL” 26

3.1. Descripción del Equipo de Ensayo 28

CAPITULO IV “ZONIFICACION DEL SUELO DENOMINADO MAZACOTE 33

CAPITULO V “CONCLUSIONES” 36

5.1. Límite Líquido 37

5.1.1. Validación del Método Puntual 38

5.2. Granulometría 41

v

5.3. Densidad del Suelo 42

5.4. Capacidad de Soporte del Suelo 43

5.5. Ensayo Triaxial No Drenado 43

5.6. Zonificación del Mazacote 44

BIBLIOGRAFIA 45

ANEXOS 48

Tablas 49

Gráficos 87

INDICE DE TABLAS

Página

TABLA 2.1. Humedad natural por muestra 10

TABLA 2.2. Densidad natural por muestra 18

TABLA 2.3. Densidad de partículas sólidas por muestra 19

TABLA 2.4. CBR por muestra y dispersión de los valores 25

TABLA 5.1. Dispersión límite líquido según método de secado de la muestra 37

TABLA 5.2. Dispersión límite líquido según agua utilizada en el curado de la muestra 38

TABLA 5.3. Valores típicos de gravedad específica de las partículas 42

TABLA 5.4. Valores típicos de relación de vacíos en diferentes tipos de suelo 43

TABLA 5.5. Valores de φ para suelos granulares 44

TABLAS “ANEXOS” 49

TABLA 1.1. Granulometría muestra 1 (M-1) 49






vi










TABLA 1.16. Sistema de clasificación AASHTO 57

TABLA 1.17. Sistema de clasificación USCS para suelos finos 58

TABLA 2.1. Valores límite líquido muestra 1 (M-1) 59















TABLA 3.1. Datos y densidad natural probeta 1 66




vii

TABLA 4.1. Valores ensayo proctor modificado muestra 7 (M-7) 68









TABLA 5.1. Valores ensayo proctor normal muestra 7 (M-7) 73







TABLA 6.1. Datos iniciales Tx CIU presión de cámara 0,5 k/cm2 77

TABLA 6.2. Correcciones Tx CIU presión de cámara 0,5 k/cm2 77

TABLA 6.3. Lecturas etapa de corte Tx CIU presión de cámara 0,5 k/cm2 78







TABLA 7.1. Base de datos información laboratorios de suelo de la ciudad 83

TABLA 8.1. Cálculo de pendiente promedio 84

TABLA 8.2. Cálculo de límites líquidos y desviación estándar escala log-log 85

TABLA 8.3. Cálculo de límites líquidos y desviación estándar escala semilog 86

viii

INDICE DE GRÁFICOS

Página

GRÁFICO 2.1. Banda granulométrica de las muestras ensayadas 11

GRÁFICO 2.2. Banda de límites líquidos de muestras secadas al horno y curadas

con agua destilada 14

GRÁFICO 2.3. Banda de límites líquidos de muestras secadas al horno y curadas

con agua del sector 14

GRÁFICO 2.4. Banda de límites líquidos de muestras secadas al aire y curadas

con agua del sector 15

GRÁFICO 2.5. Banda de límites líquidos de muestras ensayadas 15

GRÁFICO 2.6. Ubicación de muestras ensayadas en la carta de plasticidad 17

GRÁFICO 2.7. Banda de ensayos proctor modificado 24

GRÁFICO 2.8. Banda de ensayos proctor normal 24

GRÁFICO 3.1. Resultados ensayo triaxial no drenado 30

GRÁFICO 3.2. Gráfico p - q ensayo triaxial no drenado 31

GRÁFICO 3.3. Línea de falla y obtención de parámetros φ y c 32

GRÁFICOS. “ANEXOS” 87

GRÁFICO 1.1. Curva granulométrica muestra 1 (M-1) 87











ix





GRÁFICO 2.1. Curva de fluidez muestra 1 (M-1) 95















GRÁFICO 3.1. Proctor modificado muestra 7 (M-7) 103









GRÁFICO 4.1. Proctor normal muestra 7 (M-7) 107


x






INDICE DE FIGURAS

Página FIGURA 1.1. Mazacote en estado natural 2

FIGURA 1.2. Ubicación geográfica de la ciudad de Punta Arenas 4

FIGURA 3.1. Detalle cámara triaxial 28

FIGURA 4.1. Zonificación del mazacote en la ciudad de Punta Arenas 35

INDICE DE FÓRMULAS

Página FÓRMULA 2.1. 20

FÓRMULA 2.2. 20

FÓRMULA 2.3. 21

FÓRMULA 2.4. 21

FÓRMULA 2.5. 21

FÓRMULA 2.6. 21

FÓRMULA 3.1. 27

FÓRMULA 5.1. 39

FÓRMULA 5.2. 39

FÓRMULA 5.3. 40

FÓRMULA 5.4. 44

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

2

INTRODUCCIÓN

A través del presente trabajo se pretende realizar una caracterización geotécnica y geomecánica

del suelo fino denominado mazacote, en la ciudad de Punta Arenas.

El suelo al que hacemos referencia en su estado natural se observa de color gris y pareciera estar

con abundante presencia de agua (se ve con reflejos, brillante), al tacto se comporta como una

plasticina, humedece levemente las manos, es inoloro y muy deformable. A continuación se

muestra una fotografía en la que puede observarse este suelo.

Figura 1.1. Mazacote en estado natural

Fuente: Propia

3

La inquietud de desarrollar este trabajo nace a partir de la abundante presencia de este tipo de

suelo en la ciudad, y del escaso conocimiento que de él se tiene, ya que no existen estudios o

textos que entreguen información relacionada con su comportamiento, composición, parámetros

de ingeniería, etc. Dado el desconocimiento existente se evita trabajar sobre él y se

sobredimensionan las estructuras o los mejoramientos de suelo, lo que implica un mayor costo

para la ejecución de la obra.

Para realizar este trabajo fue necesario tomar muestras de suelo desde distintos lugares de la

ciudad, en los que había presencia de este material. Como una primera parte de la investigación,

se realizaron variados ensayos de laboratorio, según las Normas correspondientes, (ver

bibliografía) cuyos alcances son abordados en los capítulos II (2.2., 2.3., 2.4., 2.5., 2.6.) y III

respectivamente, detallando la metodología de muestreo en el Capítulo II, subcapítulo 2.1.

“Metodología de Muestreo”.

Una segunda parte, consistió en recopilar la información existente en laboratorios de suelo de la

ciudad, zonificando aquellos sectores que presentaron registros y valores similares a los

obtenidos en nuestros ensayos, y denominándolos “mazacote”.

El objetivo general y los objetivos específicos que el estudio pretende lograr son los siguientes:

1.1. OBJETIVOS DEL ESTUDIO:

1.1.1. Objetivo General:

Entregar información de los parámetros de diseño del suelo fino denominado “mazacote”

ubicado en Punta Arenas.

1.1.2. Objetivos Específicos:

Ampliar la bibliografía sobre este tipo de suelo para uso docente.

4

Establecer en el plano de la ciudad de Punta Arenas sectores que presenten características

concordantes con el suelo fino denominado “mazacote”.

1.2. UBICACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO:

La ciudad de Punta Arenas, capital de la XII Región de Magallanes y Antártica Chilena, situada a

orillas del Estrecho de Magallanes, se encuentra ubicada a 53 grados, 8 minutos latitud Sur, 70

grados, 53 minutos de longitud Oeste del Meridiano de Greendwich, en la costa oriental de la

península de Brundwick.

Figura 1.2. Ubicación geográfica de la ciudad de Punta Arenas

Fuente: Biblioteca del Congreso Nacional de Chile

5

1.3. DESCRIPCIÓN GEOLÓGICA DE LA ZONA DE ESTUDIO

Antes de desarrollar el trabajo es importante describir el origen del suelo de la ciudad, por lo que

se entrega una descripción de su formación y de sus características.

El área estudiada está inserta dentro de la formación geológica de la XII región de Magallanes y

Antártica Chilena, que presenta relieves abruptos segmentados por canales y sectores aún

cubiertos por glaciares.

Las características geotécnicas de la región se deben fundamentalmente a las intensas

glaciaciones que le afectaron desde el mioceno1 provocando intensa degradación del relieve.

Posteriores deshielos y movimientos fluvioglaciales2 originaron en el cuaternario3 depositaciones

lacustres y morrénicas4.

Debido a esto, las formaciones geotécnicas de la región de Punta Arenas son formaciones

sedimentarias detríticas5 y químicas.

1: Época correspondiente a 23,7 millones de años atrás, en el período terciario, era cenozoica. 2: Flujo formado por deshielo glacial y que en su paso ha arrastrado material formando conglomeraciones. 3: Período correspondiente a 1,6 millones de años atrás, en la era cenozoica. Abarca épocas desde el holoceno hasta el Pleistoceno. 4: De morrenas. Morrenas: Suelos formados por la degradación de rocas producto del deslizamiento y roce de glaciares sobre ellas. 5: Depósito constituido por acumulación de partículas resultantes de la descomposición de una masa sólida.

6

CAPÍTULO II

PROPIEDADES INDICES

7

PROPIEDADES INDICES

No es posible hablar de un solo tipo de suelo ni siquiera en un mismo sector, dado que la

experiencia indica que este varía considerablemente a distintas profundidades y distanciamientos,

pudiendo haber en un pequeño radio muchas variantes y combinaciones de ellos.

Siempre se desea encontrar características comunes en distintos grupos de suelos para poder

compararlos entre ellos, y en lo posible, predecir su comportamiento.

Se recurre como medio de comparación a una serie de parámetros llamados “propiedades

índices”, entre las cuales se encuentran la distribución de tamaños de las partículas que

conforman el suelo (granulometría) y los límites de consistencia.

A través de la granulometría es posible obtener una banda que agrupe los resultados obtenidos, y

a través de los límites de consistencia, establecer una zona de referencia en la Carta de Plasticidad

(clasificación).

La carta de plasticidad es un método gráfico que se usa en el sistema unificado de clasificación de

suelos (USCS) para establecer los subgrupos de los tipos de granos finos a partir de la relación

entre los valores de límite líquido e índice de plasticidad.

2.1. METODOLOGÍA DE MUESTREO:

Las muestras fueron extraídas de lugares, donde se evidenció la existencia de este tipo de

material. Para esto se entabló comunicación con empresas constructoras que sabíamos realizaban

trabajos de excavación, las que nos autorizaban a visitar el terreno donde efectuaban los trabajos

y a retirar muestras de suelo, si correspondía al material en estudio.

La metodología se divide en dos etapas. En la primera de ellas las muestras son extraídas sin

importar su alteración, dado que serán utilizadas para realizar ensayos granulométricos, límites

líquido y plástico, densidad de partículas sólidas, humedad natural, proctor y CBR.

8

En la segunda etapa se dispuso el máximo cuidado para lograr que las muestras permanecieran lo

más inalteradas posible, ya que se utilizarían para realizar los ensayos triaxial y determinación de

densidad natural.

Para la primera etapa se extrajeron 10 muestras desde el sector del Barrio Isla Grande de Chiloé,

ubicado en el sector Suroeste de la ciudad entre calles Manuel Rodríguez por el Oriente, José

Martinez de Aldunate por el Poniente, Santa Juana por el Norte y el límite Sur de la ciudad; 3

muestras desde el sector donde se emplaza el nuevo Hospital Regional, sector Norponiente de la

ciudad, en la esquina de Av. Eduardo Frei Montalva y Av. Los Flamencos y; 2 muestras del

terreno donde se ubica el Colegio Alemán, sector Norte de la ciudad en Av. El Bosque (Villa El

Bosque).

Para la segunda etapa se extrajeron 4 muestras desde l sector del Barrio Isla Grande de Chiloé.

Las cuatro se utilizaron para determinar la densidad natural, y de ellas, 3 fueron usadas en el

ensayo triaxial.

Etapa 1:

Se extrajeron 15 muestras de suelo, identificándolas desde M-1 hasta M-15 de forma correlativa.

Cada muestra fue de aproximadamente 65 kilos de mazacote en su estado natural extraídas con

pala previo rebaje de los primeros 20 cm de material en una superficie aproximada de 1 m2.

El material fue colocado en sacos e identificado con el sector de extracción y el número

correlativo de muestra.

Una vez en el laboratorio las muestras eran secadas al horno, molidas y tamizadas en malla de

abertura 40 mm (1 ½”) con el objeto de retener partículas de tamaños superiores, que

ocasionalmente formaban parte de las muestras. Luego, las muestras se acondicionaban según lo

indicado en la Norma Chilena que correspondiere al ensayo a realizar (capítulo II).

9

Etapa 2:

Del suelo, en estado natural, se sacaron muestras de forma cúbica de aproximadamente 40x40x40

cm., las que fueron talladas manualmente con ayuda de un cuchillo. Se quitó la capa superior de

los cubos, rebajando una lámina de espesor entre 5 y 7 cm.

Estas muestras se envolvieron en papel de aluminio y luego en polietileno para tratar de mantener

las condiciones naturales del suelo, principalmente para evitar la pérdida de humedad.

Se identificaron con el lugar de extracción, número correlativo de muestra e indicando la parte

superior e inferior del cubo según su posición en estado natural.

Se trasladaron al laboratorio en cajas de madera forradas interiormente con aislapol.

2.2. HUMEDAD NATURAL

Este ensayo tiene por objetivo determinar el contenido porcentual de humedad con que el suelo se

encuentra en su estado natural, referida a la masa de la muestra de ensayo.

El ensayo, para cada una de las 15 muestras de suelo, fue realizado siguiendo las metodologías y

procedimientos indicados en la norma NCh 1515 Of. 1979 “Mecánica de suelos – Determinación

de la humedad.

Los resultados obtenidos se muestran a continuación en la tabla 2.1.

10

Muestra % W natural1 18,52 17,33 17,14 25,85 12,96 11,97 23,38 21,99 21,910 23,811 19,212 20,213 26,414 14,815 18,3

RANGO DE VALORES 11.9 - 26.4 (%)VALOR PROMEDIO 19,55

Tabla 2.1. Humedad natural por muestra

Fuente: Elaboración propia.

2.3. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO:

Este ensayo tiene por finalidad determinar en forma cuantitativa la distribución de las partículas

de suelo de acuerdo a su tamaño. La distribución de las partículas con tamaño superior a 0.08 mm

se determina mediante tamizado con una serie de mallas normalizadas. Para partículas menores a

0.08 mm su tamaño se determina observando la velocidad de sedimentación de las partículas en

una suspensión de densidad y viscosidad conocidas.

El ensayo, para cada una de las 15 muestras de suelo, fue realizado siguiendo las metodologías y

procedimientos indicados en la norma NCh 165 Of. 1977 “Áridos Para Morteros y Hormigones-

Tamizado y Determinación de la Granulometría”.

Para cada muestra se obtuvo una curva granulométrica, y a partir de ellas fue posible llegar a una

banda típica, la que permite observar que en todas las muestras mas del 50% del material pasa la

malla Nº200 ( 0,08 mm ) tal como lo muestra el gráfico 2.1. Por lo que este suelo, según sistemas

de clasificación AASHTO y USCS, se clasifica como fino. (Sistemas de clasificación AASHTO

y USCS se encuentran en capítulo “Anexos”. Tablas. Tablas 1.16. y 1.17. en páginas 57 y 58

respectivamente.

11

A continuación se presenta el gráfico 2.1. , que muestra las curvas de las 15 muestras agrupadas

dentro de una sola banda granulométrica obtenida del análisis realizado a cada muestra..

BANDA GRANULOMÉTRICA

0

20

40

60

80

100

120

0,01 0,1 1 10 100Abertura Tamices (mm)

% q

ue p

as

M-1 M-2 M-3 M-4 M-5 M-6 M-7 M-8

M-9 M-10 M-11 M-12 M-13 M-14 M-15 M-16

Gráfico 2.1. Banda granulométrica de las muestras ensayadas

Fuente: Elaboración Propia

Las tablas de ensayos granulométricos obtenidos para cada muestra se encuentran en“Anexos”.

Tablas. Desde tabla 1.1. hasta tabla 1.15. y desde página 49 hasta página 56.

Las curvas granulométricas correspondientes a cada una de las muestras se encuentran en

“Anexos”. Gráficos. Desde gráfico 1.1. hasta 1.15., desde página 87 hasta página 94.

12

2.4. LIMITES DE CONSISTENCIA

Los límites de consistencia, o de Atterberg, se basan en el concepto de que los suelos finos

pueden encontrarse en diferentes estados en la naturaleza (sólido, semisólido, plástico,

semilíquido y líquido), dependiendo del contenido de agua.

El contenido de agua con que se producen los cambios de estado varía de un suelo a otro, por lo

que nos interesa conocer el rango de humedades para el cual el mazacote presenta un

comportamiento plástico, es decir, deformarse sin romperse.

A cada muestra de suelo, desde la muestra 1 (M-1) hasta la muestra 15 (M-15) se le realizaron los

ensayos correspondientes para la determinación de los límites líquido y plástico, siguiendo las

metodologías y procedimientos indicados en las normas NCh 1517/1 Of 79 “Mecánica de suelos

- Límites de Consistencia - Parte 1: determinación del límite líquido” y NCh 1517/2 Of 79

“Mecánica de suelos - Límites de Consistencia - Parte 2: determinación del límite plástico”,

respectivamente. Además, para generar condiciones mas cercanas al terreno se realizaron

variaciones al ensayo indicado en la Norma, con el objetivo de poder comparar los resultados

obtenidos entre procedimientos. Las variaciones introducidas tienen relación con el tipo de agua

de curado de la muestra y el procedimiento de secado.

Se ensayó con agua destilada, como indica la norma, y también con agua extraída del sector de

donde se obtuvo la muestra (riachuelo). El motivo de realizar el ensayo con este tipo de agua fue

obtener una primera referencia respecto del comportamiento del suelo frente a la carga eléctrica

que ella posee. Esto nos permitió saber si este tipo de suelo contiene porcentajes importantes de

material arcilloso en su composición, lo que en alguna medida quedará reflejado a través de la

reacción electroquímica que debiera producirse entre la mencionada carga del agua y la ya

conocida carga que poseen las partículas de arcilla. De lo contrario, si no se observasen

variaciones entre los resultados obtenidos al curar las muestras con agua destilada y con agua del

13

sector podría decirse que existe, en este suelo, un mayor porcentaje de material limoso, debido a

su condición de material neutro.

La muestra de suelo sometida a ensayo se secó al horno y también al aire.

Los ensayos se realizaron bajo las siguientes condiciones:

Secado de Muestra Agua de Curado 1 Horno Destilada 2 Horno Del Sector

3 Aire Del sector

De la combinación 1 se realizaron 14 ensayos. A las muestras 2 no se le realizó este ensayo.

De la combinación 2 se realizaron 13 ensayos. A las muestras 1 y 4 no se les realizó este ensayo.

De la combinación 3 se realizaron 13 ensayos. A las muestras 13 y 14 no se les realizó este

ensayo

A continuación se presentan los gráficos 2.2., 2.3. y 2.4., en los que se observan las bandas de

límites líquidos para cada una de las variaciones indicadas anteriormente.

14

Muestras Secadas al Horno- Curado con Agua Destilada

0

5

10

15

20

25

30

35

1 10 100

Nº Golpes (Esc. Log)

% H

umed

ad

M5

M6

M7

M8

M9

M10

M11

M12

M13

M14

M15

25 Golpes

Banda Superior

Banda Inferior

Muestras Secadas al Horno- Curado con Agua del Sector

0

5

10

15

20

25

30

35

1 10 100

Nº Golpes (Esc. Log.)

%H

umed

a

M5

M6

M7

M8

M9

M10

M11

M12

M13

M15

25 golpes

Banda Inferior

Banda Superior

Serie14

Gráfico 2.2. Banda de límites líquidos de muestras secadas al horno y curadas con agua destilada

Fuente: Elaboración propia

Gráfico 2.3. Banda de límites líquidos de muestras secadas al horno y curadas con agua del sector


15

Muestras Secadas al Aire-Curado con Agua del Sector

05

10152025303540

1 10 100

Nº Golpes (Esc. Log.)

%H

umed

a

M4

M5

M6

M7

M8

M9

M10M11

M12

M14

M15

25 golpes

Banda Superior

Banda Inferior

Límite Líquido

0

5

10

15

20

25

30

35

1 10 100N° Golpes (Esc. Log)

% W

Gráfico 2.4. Banda de límites líquidos de muestras secadas al aire y curadas con agua del sector


Se observa que los valores del límite líquido se mueven en un rango pequeño de variación entre

un 18% y 26% tal como se observa en el gráfico 2.5. en el que se encuentran las curvas de fluidez

de todos los ensayos realizados.

Gráfico 2.5. Banda de límites líquidos de las muestras ensayadas


16

Finalmente, todos los resultados obtenidos fueron llevados a la Carta de Plasticidad, pudiendo

establecer una zona en la que se agrupan las muestras ensayadas, De acuerdo a la dispersión que

muestran los puntos dentro de ella, el suelo estudiado se clasifica, mayoritariamente, como arcilla

de baja plasticidad (CL), con tendencia a una arcilla limosa de baja plasticidad con doble

simbología (CL-ML), tal como se aprecia en el gráfico 2.6.

Las tablas con los resultados obtenidos en los ensayos de determinación de límite líquido se

encuentran en “Anexos”. Tablas. Desde tabla 2.1. hasta tabla 2.15., desde página 59 hasta página

66.

Las curvas de fluidez correspondientes a cada una de las muestras se encuentran en “Anexos”.

Gráficos. Desde gráfico 2.1. hasta gráfico 2.15. y desde página 95 hasta página 102.

17

CAR

TA D

E PL

ASTI

CID

AD

010203040506070

010

2030

4050

6070

8090

100

110

LL

IP

CL-M

L

CL zo

na d

e ag

rupa

mie

nto

Grá

fico

2.6.

U

bica

ción

de

Mue

stra

s Ens

ayad

as e

n la

Car

ta d

e Pl

astic

idad

Fuen

te: E

labo

raci

ón P

ropi

a

18

2.5. DENSIDAD DEL SUELO

2.5.1. DENSIDAD NATURAL

Para realizar este ensayo se extrajeron cuatro muestras cúbicas de suelo, las que fueron

acondicionadas de manera de poder mantener su estado natural hasta el momento del ensayo

(indicado en etapa 2 de metodología de muestreo).

En el laboratorio, en cada cubo, se talló un cilindro, que sería la muestra de suelo a utilizar para

determinar la densidad natural del suelo.

Se midió la altura (cm) y se registró el peso de la probeta (g).

Se midieron tres diámetros: superior, medio e inferior (cm) y se registró el promedio.

Siendo conocidos los valores de las variables mencionadas (altura, peso y diámetro) se calculó el

área, el volumen, y finalmente, la densidad natural de la probeta.

Los valores obtenidos se muestran a continuación en la tabla 2.2.

Tabla 2.2. Densidad natural por muestra


Probeta Densidad Natural (g/cm3)

1 2,073

2 2,092

3 2,091

4 2,088

Promedio 2,086

19

Las tablas con los datos obtenidos para cada probeta en los ensayos de determinación de densidad

natural se encuentran en “Anexos”. Tablas. Desde tabla 3.1. hasta tabla 3.4. en las páginas 66 y

67.

2.5.2. DENSIDAD DE PARTÍCULAS SÓLIDAS

Este ensayo se realiza sólo con la finalidad de poder obtener el valor de densidad de partículas

sólidas para luego, a partir de él, poder calcular el valor del índice de vacíos natural del suelo.

Este ensayo se realizó a cinco muestras, desde la M-11 hasta la M-15 siguiendo las metodologías

y procedimientos indicados en la norma NCh1532.Of 1980 “Mecánica de suelos - Determinación

de la densidad de partículas sólidas”.

A continuación se presentan en la tabla 2.3. los resultados obtenidos para cada una de las

muestras ensayadas, donde se puede observar que los valores son todos muy similares entre sí.

Muestra M-1 M-2 Promedio

11 2,65 2,55 2,6

12 2,65 2,7 2,675

13 2,72 2,63 2,675

14 2,8 2,76 2,78

15 2,6 2,7 2,65

Promedio 2,68

Tabla 2.3. Densidad de partículas sólidas por muestra


20

AIRE

AGUA

SÓLIDO Vs = 1

Vw

Va

Vv

1 + e

Gs = 2,67

0,52

Ws

Ww

Wa

2.5.2.1. Determinación del Índice de Vacíos

Conociendo el valor de la densidad de partículas sólidas se calculó el valor del índice de vacíos

del suelo, lo que nos permitirá clasificarlo en base a esta propiedad. Para realizar la

determinación se considerará la humedad natural promedio, 19,5% (capítulo II, tabla 2.1., pg.10)

y que Vs = 1.

(2.1.) Vs=1 (m3) y γ0 = 1(ton/m3)

Gs = Ws

Hnat = Ww / Ws (2.2.)

Hnat = 0,195

Ww = Ws * 0,195

Ws = 2,67

Ww = 2,67 *0,195 = 0,52

Gs = Ws/ (Vs * γ0)

21

e = Vv / Vs (2.3.)

Si: Vs = 1 Entonces: e = Vv

Como: γ nat = Wt / Vt (*) (2.4.)

Vt = 1+e (2.5.)

Wt = Ws + Ww (2.6.)

Se sabe que Ws = G s= 2,67

Y que Ww = 0,52

Luego: Wt = 3,19

Retomando (*): γ nat = 3,19 / (1 + e) ; γ nat = 2,1

e = (3,19 – 2,1) / 2,1

e = 0,52

Nomenclatura: Vs : volumen de sólidos Vv : volumen de vacío Va : volumen de aire Vw : volumen de agua Ws : masa de sólidos Wv : masa de vacío Wa : masa de aire Ww : masa de agua e : índice de vacíos del suelo Gs : densidad de partículas sólidas γo : densidad del agua Hnat : humedad natural

22

2.5.3. DENSIDAD MÁXIMA COMPACTADA SECA (PROCTOR)

El valor máximo de la compacidad de un suelo, para una energía fija de compactación, depende

del contenido de humedad presente en el suelo en el momento de la compactación. La

determinación de la humedad óptima de un suelo se obtiene a través del ensayo proctor, que tiene

por finalidad reproducir, en laboratorio, las condiciones dadas de compactación en terreno.

Se realizaron los ensayos proctor normal (compactación con esfuerzo normal) y proctor

modificado (compactación con esfuerzo modificado), para poder comparar los resultados

obtenidos y así analizar si se producían diferencias significativas en los resultados al variar la

energía de compactación.

El ensayo Proctor Modificado se realizó a nueve muestras de suelo, desde la muestra Nº 7 (M-7)

hasta la muestra Nº 15 (M-15) y, el ensayo Proctor Normal se realizó a las mismas muestras

exceptuando a las muestras M-8 y M-13. Los ensayos fueron realizados siguiendo las

metodologías y procedimientos indicados en las normas NCh 1534/1 Of 1979 Mecánica de suelos

– Relaciones humedad/densidad – Parte 1: métodos de compactación con pisón de 2.5 kg y 305

mm de caída y NCh 1534/2 Of 1979 Mecánica de suelos – Relaciones humedad/densidad – Parte

2: métodos de compactación con pisón de 4.5 kg y 460 mm de caída.

Los ensayos Proctor Normal y Modificado se realizaron según métodos A y D respectivamente.

Las tablas con los resultados obtenidos en los ensayos proctor modificado se encuentran en

“Anexos”. Tablas. Desde tabla 4.1. hasta tabla 4.9., desde página 68 hasta página 72.

Las tablas con los resultados obtenidos en los ensayos proctor normal se encuentran en “Anexos”.

Tablas. Desde tabla 5.1. hasta tabla 5.7., desde página 73 hasta página 76.

23

Los gráficos correspondientes a los ensayos proctor modificado para cada una de las muestras se

encuentran en “Anexos”. Gráficos. Desde gráfico 3.1. hasta gráfico 3.9., desde página 103 hasta

página 107.

Los gráficos correspondientes a los ensayos proctor normal para cada una de las muestras se

encuentran en “Anexos”. Gráficos. Desde gráfico 4.1. hasta gráfico 4.7. y desde página 107 hasta

página 110.

Al realizar un gráfico de barras con los resultados obtenidos a partir de los ensayos proctor es

posible llegar a una banda, en la que se puede observar el rango en que fluctúan los valores de

densidad máxima compactada seca. Se realizaron dos bandas, una para los resultados del proctor

modificado y otra para el proctor normal.

Para el ensayo Proctor Modificado los resultados fluctúan entre 1800 g/cm3 y 2100 g/cm3.

Para el ensayo Proctor Normal los resultados fluctúan entre 1700 g/cm3 y 1900 g/cm3.

Los resultados obtenidos pueden observarse en los gráficos 2.7.y 2.8. que a continuación se

presentan.

24

BANDA DMCS PROCTOR MODIFICADO

1650170017501800185019001950

2000205021002150

8,3 8,4 9,9 9,9 10,7 12,2 12,4 12,8 13,9

HUMEDAD (%)

BANDA DMCS PROCTOR NORMAL

1550

1600

1650

1700

1750

1800

1850

1900

1950

11,7 11,9 12,1 13,1 14 16 16,3

HUMEDAD (%)

Gráfico 2.7. Banda de ensayos proctor modificado.


Gráfico 2.8. Banda de ensayos proctor normal.


25

2.6. CAPACIDAD DE SOPORTE DEL SUELO

El índice CBR (Razón de Soporte California) es la relación, expresada en porcentaje, entre la

presión necesaria para hacer penetrar un pistón de 50 mm de diámetro en una masa de suelo

compactada en un molde cilíndrico de acero a una velocidad de 1,27 mm/min, para producir

deformaciones de hasta ½” y la que se requiere para producir las mismas deformaciones en un

material chancado normalizado, al cual se le asigna un valor de 100%.

Este ensayo se realizó a seis muestras, desde la muestra 10 (M-10) hasta la muestra 15 (M-15)

siguiendo las metodologías y procedimientos indicados en la norma NCh1852. Of. 81 “Mecánica

de suelos – determinación de la razón de soporte de suelo compactados en laboratorio” se realizó

la determinación de la capacidad de soporte del suelo (CBR).

Los valores de CBR obtenidos se presentan a continuación en la Tabla 2.4.

Muestra CBR (95% dmcs)

M10 16,8

M11 10

M12 1,9

M13 4,5

M14 7,3

M15 10,2

Promedio 8,45

D.E. 5,2

Tabla 2.4. CBR por muestra y dispersión de los valores


26

CAPÍTULO III

RESISTENCIA AL CORTE DEL SUELO

ENSAYO TRIAXIAL

27

ENSAYO TRIAXIAL

Las pruebas de compresión triaxial se realizan con el propósito de determinar las características

de esfuerzo – deformación y resistencia de los suelos sujetos a esfuerzos cortantes, producidos

cuando varían los esfuerzos principales que actúan sobre un cuerpo cilíndrico del suelo que se

trate.

El ensayo triaxial nos entrega información para dibujar en un gráfico τ / σ un círculo de Mohr

utilizando la presión de cámara como σ3 y el esfuerzo principal correspondiente como σ1 en el

momento de la falla de la muestra. Es posible al variar la presión de cámara σ3, dibujar varios

círculos de Mohr y determinar la tangente aproximada a ellos. La pendiente de esta tangente se

toma como el ángulo de fricción interna del material “ φ “, del suelo y la intersección con el eje τ

nos entrega la cohesión “c“. Con estos parámetros establecemos la ecuación de Coulomb:

(3.1.)

Siguiendo las metodologías y procedimientos indicados en la norma ASTM D2850-70 Ensayos

Triaxiales de Suelos y Mezclas Bituminosas se procedió a realizar una serie de ensayos triaxial

no drenado de 3 probetas ensayadas a 3 diferentes presiones de cámara, 0,5, 1,0 y 2,0 kg/cm2.

Un ensayo no drenado nos permite observar la respuesta del suelo a cargas rápidas, por ejemplo

un sismo, y además nos permitirá determinar la línea de falla del suelo. Con relación a la

respuesta drenada, esta puede deducirse fácilmente a partir de un gráfico p,q de trayectoria de

tensiones, donde p representa la tensión media y, q la tensión desviadora.

El ensayo fue realizado en el laboratorio de suelos IDIEM de la Universidad de Chile ya que en

la región no se encuentra la implementación necesaria.

τ = c + σn tan φ

28

3.1. Descripción del Equipo de Ensayo

El aparato consta, en primer lugar, de la llamada cámara de compresión triaxial (figura 3.1. )

constituida por un cilindro de unos 10 cm de diámetro exterior y unos 6 mm de espesor en su

pared. Las bases de la cámara son dos placas redondas de acero selladas respecto al cilindro

perfectamente, por medio de goma o hule.

Figura 3.1. Detalle cámara triaxial

La cámara es resistente a presiones internas con un generoso factor de seguridad. Dentro de la

cámara se ubican dos cilindros cortos que sirven de base y cabezal del espécimen, con piedras

porosas en los contactos con dicho espécimen. Estas piezas están perforadas y se comunican, por

medio de un tubo de unos 3 mm de diámetro exterior con una bureta, a fin de permitir drenaje de

la muestra durante su consolidación.

El vástago transmisor de carga axial transmite ésta a la muestra a través del cabezal superior que

esta provisto de una perforación para que penetre la punta de dicho vástago.

La probeta de suelo puede ser moldeada naturalmente o remoldeada a una humedad determinada,

y confeccionada en un molde cilíndrico de relación recomendada 1:2 entre el diámetro y el alto

29

para reducir al mínimo la fricción con los cabezales. Además la probeta se protege con una

membrana impermeabilizante para evitar el contacto con el agua con la que se aplica presión

interna a la cámara.

El sistema de drenaje está compuesto por válvulas, un depósito de agua y una bureta calibrada.

Las cargas se aplican desde el exterior y se transmiten al espécimen por medio de un vástago bien

ajustado. Puede utilizarse el método de esfuerzo controlado o el método de deformación

controlada.

Las tablas obtenidas para cada probeta (según presión de cámara) se entregan en “Anexos”.

Tablas. Desde tabla 6.1. hasta tabla 6.9., desde la página 77 hasta la 82.

Los resultados del ensayo se aprecian en los gráficos 3.1, 3.2 y 3.3., a continuación.

30

Triaxial CIU, q-ε

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

0,000 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500

ε [%]

q [k

g/cm

2

Gráfico 3.1. Resultados Ensayo Triaxial No Drenado .


31

Triaxial CIU, q-p'

0,000,501,001,502,00

0,000 1,000 2,000 3,000

p'[kg/cm2]

q [k

g/cm

2s=2 kg/cm2s=0,5 kg/cm2s = 1 kg/cm2Lineal (Linea de Falla)

Gráfico 3.2. Gráfico p-q ensayo Triaxial no drenado


32

Gráfico 3.3. Linea de falla y obtención de parámetros φ y c


33

CAPÍTULO IV

ZONIFICACIÓN DEL SUELO DENOMINADO

MAZACOTE

34

ZONIFICACIÓN DEL SUELO DENOMINADO MAZACOTE

La zonificación del mazacote en Punta Arenas tuvo la finalidad de poder visualizar en el plano de

la ciudad los sectores donde hay presencia de este material y observar si se encuentra sectorizado

o distribuido en variados puntos de la ciudad. Además, poder establecer a qué profundidades se

encuentra.

La metodología de trabajo consistió en recopilar la información existente en los laboratorios de

suelo de la ciudad; AustroUmag y Terno-vía. Se tomaron los resultados de ensayos provenientes

de calicatas y sondajes. Se formó una base de datos con los límites de consistencia, humedad

natural, densidad de partículas sólidas, proctor y CBR; además de factores como la profundidad y

la clasificación del suelo. La información se seleccionó considerando los valores de límites de

consistencia, humedad natural y clasificación USCS del suelo estuvieran dentro del rango de los

resultados obtenidos a raíz de nuestro trabajo.

En el laboratorio AustroUmag se revisaron los registros desde el año 2000 al 2005. En el

laboratorio Terno-vía se revisaron los registros desde al año 1995 al 2005.

Una vez creada la base de datos se procedió a traspasar la información al plano de la ciudad, el

que se muestra a continuación. Los sectores con presencia de mazacote se identifican en rojo.

La base de datos creada se encuentra en “Anexos”. Tablas. Tabla 7.1. en página 83.

35

4.1. Zonificación del mazacote en la ciudad de Punta Arenas.


E S T R E C H O D E M A G A L L A N E S

JOSE MARTINEZ DE ALDUNATE

SIMON BOLIVAR

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JOHN BYRON

CACIQUE PAPON

CACIQUE KRIM

ANTONIO DE BOUGANVILLE

J. F. LINKE

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DOLPHIN

CARLOS THIMAEUS

MANUEL RODRIGUEZ

MANUEL RODRIGUEZ

MANUEL RODRIGUEZ

PARQUE MARIA BEHETY

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BA

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JOSE DONOSO HUEICHA

PUREN

EUG

ENI O

R

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CUR

ALA

BA





JOSE MARTINEZ DE ALDUNATE AV. PDTE. EDUARDO FREI MONTALVA

AV. PDTE. EDUARDO FREI MONTALVA

AV. PDTE. EDUARDO FREI MONTALVAAV. PDTE. EDUARDO FREI MONTALVA

AV. PDTE. EDUARDO FREI MONTALVA

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MANUEL MENDEZ

BERGANTIN CONDOR

SIMON BOLIVAR

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ARTURO PRAT

ARTURO PRAT

ARTURO PRAT

ARTURO PRAT

ARTURO PRAT

ARTURO PRAT

FRAGATA FORTUNA

TIMOTEO PINTOTIMOTEO PINTO

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IGNACIA LEIVA

IGNACIA

VENANCIA ELGUETA

JOSE SANTANA

DE MARMARA

EUSE BIO LILLO EUSEBIO LILLO

LIHN

DIAZ CASANUEVA

M. CERDA

M. ROJAS

A. ALCALDE

D. BELMAR

J. R. M

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S

PABLO

DE R

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18 DE SEPTIEMBRE

ROBLES GUTIERREZ

RA

MO

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CARNIC

ER

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EIRE

VIAL FORMAS

PUERTA DE VERA

GALLARDO

18 DE SEPTIEMBRE

ROLANDO MATUS

MANUEL RENGIFO

MANUEL GANDARILLAS

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TONIO

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CIRCUNVALACIONCIRCUNVALACION

CIRCUNVALACION

AV. CARDENAL ANTONIO SAMORE

AV. CARDENAL ANTONIO SAMORE

PADRE OBISPO

AVDA. BRAZIL

AVDA. BRAZIL

ROLANDO MATUS

OLEGARIO GOMEZ

MANUE L RENGIFO

M. GANDARILLAS

JOSE KRA

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MAYORINO BORGATELO

GREGORIO ACUÑA

JUAN BERNABE

EUSEBIO LILLO

EUSEBIO LILLO

EUSEBIO LILLO

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MATEO DE TORO Y ZAMBRANO

MATEO D E TORO Y ZAMBRANO








LOS COIRONES

LOS COIGUES

LOS ALAMOS

LOS SAUCES

AVDA. ESPAÑA

AVDA. ESPAÑA

AVDA. ESPAÑA

AVDA. ESPAÑA

AVDA. ESPAÑA

AVDA. ESPAÑA

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AVDA. ESPAÑA

AVDA. ESPAÑA

AVDA. BULNES

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AVDA. BULNES

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AVDA. BULNES

LOS CALAFATES

LAS MARGARITAS

LOS COPIHUES

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LAS ROSAS

LOS TREBOLES

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JOSE VICTORINO LASTARRIA

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MAR DE LAS HEBRIDAS

MAR DE CELEBES

MAR DE BEAUFORT

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MAR DE WEDDELL

MAR DE TASMANIA

MAR DE ARAL

MAR DE CHILE

MAR DE MOLUCAS

MAR DE TIMOR

MAR DE AZOV

MAR DE BARENTS

MAR DE NORUEGA

MAR DE LAS ANTILLAS

MAR DE GALILEA

MAR

DE LI G

URI A

MAR CARIBE

MAR MEDITERRANEO

MAR EGEO

MAR INDICO

MAR ADRIATICOMAR ARABIGO

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MAR CASPIO

MAR DEL NORTE

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JUAN LADRILLEROS

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JAPO

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ERNESTO HOBBS

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G. RIQUELME

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ANTONIO BEAULIER

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CLAUDIO BUSTOS

CLAUDIO BUSTOS

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EL CAMPAÑISTA

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29 DE DIC IEMBRE

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6 DE NOVIEMBRE

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BRUNO THURLERLORENZO BONDALLAZ

PEDRO MARECHEAU

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ESTEBAN CAPKOVIC MARTINIC

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AV.

R

AUL

S

ILVA H

ENRIQ

UEZ

SILVIO BETANCOURT BAHAMONDEZ

PADRE VICENTE LUCHELLI R.

LOS SALESIANOS

LOS SALESIANOS

LOS SALESIANOS

DR. ROBERTO CARVAJAL ORTEGA

DR . JUAN RAJCEVIC RADIC

MARCO CHAMORRO CID

DR.

RAM

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GO

NZA

LEZ

ORTE

GA

PAD

RE

SER

GIO

TRO

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SOCAL C

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SOR ANDRINA VOZELJ

BOGOSLAV JURICIC

HUGO FICA LARA

JOSE

S

CAR

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STR A

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SUSANAOVAND O COÑUE

ALB

ERTO

SEPU

LVED

A M

.

PADRE MECESLAO PUSCIUS MURZAITE

JOSE M. OVANDO B.

RE STGO. GIRARDELLI

P A

D

EMILIO PASTORI GIRONI

PADRE

C HED

OM

IR

LA

U SIC

G

LAS

INO

VIC

MARCELO BARRIOS ANDRADE

ALEJAND RO OLATE MALDONADO

DR. EDUARDO VALDES SOTO

SOR ELENAANCIC

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CRESCENCIO SOTO VARGAS

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TAVIO

C

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ENRIQ

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SE

G. W

ALL

ACE

ANT. GALLARDO

BARBE

IRO

VERA Y PINTADO

MAR DE

CAMILO HENRIQUEZ

EUSEBIO LILLO

DOMINGO ESPIÑEIRA

VILLA CAUPOLICAN

EL MORRO

PEDRO AGUIRRE CERDA

SIMON BOLIVAR

MANUEL BULNES

FITZ - ROY

CERRO PRIMAVERA

LAS AVES AUSTRALES

CARDENAL RAUL SILVA HENRIQUEZ

LOTEO MANANTIALES

LOTEO GLACIARES

LOTEO EL OVEJERO

ISLA GRANDE DE CHILOE

SENO ALMIRANTAZGO

GENERAL DEL CANTO

PABLO NERUDA

GOBERNADOR PHILLIPPI

POB. LA CONCEPCION

POB. CHORRILLOS

( MUN I CIPAL )

LOS ESPAÑOLES

JUAN PABLO II

MONSEÑOR BORIC

LOTEO DEL MAR

MANUEL CHAPARRO

PAMPA REDONDA

POB. EL OVEJERO

LOTEO E. FREI M.

ALFREDO LORCA

RIOS PATAGONICOS

LOTEO MARDONES

VILLA SELKNAM

POB. GRIMALDI

POB. BARCELO LIRA

LAS VERTIENTES

EL OVEJERO

VILLA MAGISTERIO

IGLESIA

JUNTA VECINAL

COMPAÑIA DE BOMBEROS

POB. GOBERNADOR VIEL

POB. BAHIA CATALINA

LOS MUNICIPALES

POB. EXPLOTADORA

POB. MANANTIALES

VILLA CLUB HIPICO

POB. LAS NACIONES

JAVIER PALACIOS

LOTEO ENAPOLIS

SANTOS MARDONES

DIEGO PORTALES

POB. EL PINGUINO

LOTEO IVELIC

LOTEO FERMIN ROCA

LOTEO 21 DE MAYO

CARLOS IBAÑEZ

POB. INDEPENDENCIA

29 DE DICIEMBRE

CECIL RASMUSSEN

POB. WILLIAMS

X 2

36

CAPÍTULO V

CONCLUSIONES

37

CONCLUSIONES

5.1. Límite Líquido

Según los resultados obtenidos, el suelo fino, denominado mazacote, de la ciudad de Punta

Arenas, corresponde a un CL-ML de baja plasticidad, con valores promedio de Límite Líquido

igual a 22%, Límite Plástico 14% e Índice de Plasticidad 9%.

La baja plasticidad presentada se debe a la presencia de limo, lo que queda demostrado en su

condición natural muy fluida con una humedad natural baja cercana al Límite Líquido (19,5%).

De los ensayos también puede observarse que el mazacote muestra indiferencia ante el método

de secado, ya que los valores obtenidos con la serie de ensayos son los siguientes:

Promedio LL Mh 22,32

Promedio LL Ma 22,41

Prom. LL Ma - Prom. LL Mh 0,09

Tabla 5.1. Dispersión límite líquido según método de secado de la muestra


No existe evidencia de actividad electroquímica intergranular, ya que los resultados muestran

indiferencia ante el uso de agua ionizada.

38

Promedio LL Ad 22,28

Promedio LL As 22,27

Prom. LL Ad - Prom. LL As 0,01

Tabla 5.2. Dispersión límite líquido según agua utilizada en el curado de la muestra


Nomenclatura: Mh: muestra secada al horno. Ma: muestra secada al aire. As: Curado con agua del sector. Ad: Curado con agua destilada.

Sabemos que las arcillas presentan atracción intergranular electroquímica, además del roce entre

ellas, lo que queda reflejado en su retentividad del agua la cual actúa como una molécula

ionizada. No es el caso de este suelo, ya que con un bajo porcentaje de agua logra la movilidad de

las partículas, comportándose como un fluido.

5.1.1. Validación del Método Puntual

Aprovechando los resultados obtenidos se utilizaron las curvas de fluidez para validar el método

puntual. El método puntual es un procedimiento que permite obtener el valor aproximado del

límite líquido de un suelo a través de un solo punto. El método puntual ha sido incorporado a la

Norma Chilena NCh 1517/1 Of79 por ser esta una traducción de la norma norteamericana

correspondiente, en la que se incluye el Método Puntual.

Este método se encuentra validado en el país que originó la norma, no en Chile, por lo que si se

desea utilizar este método, anteriormente debe ser validado con el suelo en el que se desea

aplicar esta metodología.

Para validar el método puntual, en este tipo de suelo, se calculó la pendiente promedio a partir de

todas las curvas de fluidez que resultaron de los ensayos realizados. Conociendo la pendiente

39

promedio de las curvas de fluidez, y utilizando la ecuación “punto – pendiente” se dedujo la

ecuación que permite determinar el valor del límite líquido.

La ecuación se dedujo a partir del grafico de límite líquido en escala semilogarítmica y en escala

log – log, siendo esta última la que presenta mayor exactitud en los resultados, lo que la hace

más representativa, y por lo que se ha seleccionado como la fórmula para determinar el límite

líquido para este tipo de suelo.

A partir de la ecuación punto pendiente:

(Y2 – Y1) = m * (X2 – X1) (5.1.)

Pendiente promedio m = -0.094 (ver tabla 8.1. página 88).

Escala Semilogarítmica

(Y2 – Y1) = -0.094 * (LogX2 – LogX1)

Y2 = -0.094 * Log (X2 / X1) + Y1

Para los 25 golpes:

Y2 = -0.094 * Log (25 / X1) + Y1

Y2 = (Log (25 / X1)-0,094) + Y1 (5.2.)

40

Escala logarítmica (log – log).

(LogY2 – LogY1) = -0.094 * (LogX2 – LogX1)

Log (Y2 / Y1) = -0.094 * Log (X2 / X1)

(Y2 / Y1) = -0.094 * (X2 / X1)

Y2 = ((X2 / X1) -0.094 ) * Y1

Para los 25 golpes:

Y2 = ((25 / X1) -0.094 ) * Y1 (5.3.)

Nomenclatura:

X1 : Nº de golpes del punto utilizado. X2 : valor 25 correspondiente a os 25 golpes para determinar el límite líquido. Y1 : % de humedad del punto utilizado. Y2 : valor del límite líquido.

Ejemplo:

Para la muestra M – 9 tomada al azar, se sabe que esta tiene un LL = 22,8 calculado en

laboratorio a través del ensayo Casagrande como se indica en la NCh 1517/1 Of 1979. De dicho

ensayo se entregan los resultados en la siguiente tabla:

N° Golpes % W

15 25

21 23,7

28 22,5

36 21,1 (*)

41

Ahora tomando un punto se verifica la validez de la formula deducida:

(*) Punto utilizado: (28 , 22,5)

Y2 = ((25 / X1) -0.094 ) * Y1

Y2 = ((25 / 28) -0.094 ) * 22,5

Y2 = 22,75

Las tablas donde se encuentran los datos que justifican los valores y cálculos expuestos en

esta conclusión se encuentran en el capítulo “Anexos”. Tablas. Desde tabla 8.2. hasta tabla

8.3.. Desde página 85 hasta página 86.

Este método cobra importancia para obras lejos de la ciudad donde se hace dificultosa la

presencia de laboratorios, y además, la rapidez en la toma de decisiones es fundamental.

5.2. Granulometría

Las distintas granulometrías realizadas indican que el material posee un porcentaje bajo malla Nº

200 superior al 50%, lo que lo clasifica en los sistemas ASSTHO y USCS como un suelo fino.

La distribución de los tamaños resultó ser uniforme con escasas intercalaciones de material

grueso.

De acuerdo al IP promedio, 9%, y al porcentaje promedio de finos, 78%, se clasifica según

parámetros SERVIU como un suelo heladizo (% finos > 12% e IP > 6%), por lo que no debe

existir material de este tipo bajo una estructura a menos de 0,25 mt de la superficie, que

representa la profundidad de penetración de la helada, según Tesis “Estimación de Penetración de

la Helada en Suelos Naturales Homogéneos Predominantes de la Ciudad de Punta Arenas”,

elaborada por los alumnos de la carrera de Construcción Civil de la Universidad de Magallanes

Rodrigo Oyarzo y Danissa Guerrero, en el año 2004. Este valor es variable según el sector

42

involucrado, por lo que es recomendable, evitar este material a lo menos en el primer metro de

profundidad.

5.3. Densidad del Suelo

La densidad natural de mazacote es de 2,1 (ton/m3). Al comparar este valor con los obtenidos en

los ensayos proctor, observamos que son coincidentes con los valores de la Densidad Máxima

Compactada Seca (DMCS), 2.1 (ton/m3), pero con una humedad distinta, aproximada al 12%, en

relación a la humedad natural que en promedio es de 19,43%. Esto indica que este suelo al

perturbarlo cambia su estructura interna que hace muy difícil volver a obtener el mismo valor de

la DMCS, por lo que no es conveniente informar dicho valor (proctor) como el de referencia a

obtener en obra, por la dificultad que presenta el material para secarlo en campo debido a la

resistente costra superficial que se forma. Más bien los valores de densidad se acercan a 1,8

(ton/m3).

La Densidad de Partículas Sólidas se calculó en 2.67, lo que nos permitió determinar el índice de

vacíos de este suelo, e= 0,52.

A continuación se muestran tablas con valores típicos de densidad de partículas sólidas e índice

de vacíos para distintos tipos de suelos, donde puede observarse que los valores obtenidos en

nuestros ensayos son coincidentes con los indicados en la bibliografía existente.

Tipo de Suelo Gs limo 2,65 arcilla inorgánica 2,70 arcilla orgánica 2,60

Tabla 5.3. Valores típicos de gravedad específica de las partículas

Fuente: “Mecánica de Suelos”. Peter Berry – David Reid

43

Tipo de Suelo e arena limpia uniforme 0,4 - 1,0 limo inorgánico 0,4 - 1,1 arena limosa 0,3 - 0,9

Tabla 5.4. Valores típicos de relación de vacíos en diferentes tipos de suelo

Fuente: “Mecánica de Suelos”. William Lambe – Robert Whitman

5.4. Capacidad de Soporte del Suelo

La dispersión entre los distintos valores fue demasiado alta contra en valor promedio de 8.1, por

lo que resulta muy difícil hablar de un valor referencial de CBR.

Como condición más desfavorable podríamos considerar el punto más bajo, CBR=3%, lo que no

cumple según lo indicado en el Manual de Carreteras Volumen 3 Capítulo 3.604.206 (2), que

indica que el material apto para relleno de subrasante debe tener un CBR> 20%.

De acuerdo a estos valores no es un material apto para ser involucrado en la zona de influencia

de carga de alguna estructura.

5.5. Ensayo Triaxial No Drenado

De este ensayo se deduce que el mazacote se encuentra en un estado denso con una respuesta

dilatante.

Esto implica que la condición más desfavorable es la condición drenada, y no la no drenada.

Lo que aleja el peligro de una licuefacción. Esta condición debe ser chequeada por cada

proyectista.

Con los valores de φ y c podemos escribir la ecuación de resistencia al corte del suelo como:

44

τ = 0,07 + σn * tg 32,2º (5.4.)

Donde:

τ : resistencia al corte del suelo

σn : esfuerzo normal

c : 0,07

φ : 32,2º

A continuación se muestra una tabla con valores típicos de ángulo de fricción interna para

variados tipos de suelo. Se observa que el resultado obtenido es coincidente con la bibliografía

existente.

φ (grados) Tipo de Suelo Suelto Denso

Limo 27 - 30 30 - 34 Arena limosa 27 - 33 30 - 35 Arena uniforme 28 34 Grava arenosa 35 50

Tabla 5.5. Valores de φ para suelos granulares (según Terzaghi y Peck)

Fuente: “Mecánica de Suelos”. Meter Berry – David Reid

5.6. Zonificación del Mazacote

Al ubicar en el plano la información recopilada de los laboratorios de suelo, se observa que el

mazacote ese encuentra distribuido por toda la ciudad, sin que pueda establecerse sólo un

sector determinado. Es importante decir que la información de los laboratorios se seleccionó

tomando como parámetros de comparación aquellos valores obtenidos en los ensayos

realizados a las muestras extraídas por nosotros.

Lo más común es, como resultado de calicatas, encontrar este suelo desde la cota 0,00 m

hasta 3.00 mt. Al realizar sondajes se ha encontrado mazacote hasta una profundidad de 8.00

m desde el nivel de terreno, lo que evidencia la presencia de potentes estratos, creando la

necesidad de implementar soluciones que incluyan el mejoramiento de este suelo sin tener

que necesariamente reemplazarlo.

45

BIBLIOGRAFÍA

46

BIBLIOGRAFÍA

1.- BERRY, PETER L. – REID, DAVID “Mecánica de Suelos”, Editorial McGraw Hill

Interamericana S.A., 1993.

2.- LAMBE, T. WILLIAM – WHITMAN, ROBERT V. “Mecánica de Suelos”, Editorial

Limusa S.A. Grupo Noriega Editores, 2001.

3.- WHITLOW, ROY “Fundamentos de Mecánica de Suelos”, Compañía Editorial Continental

S.A. de C.V. México, 2000.

4.- BADILLO, JUÁREZ – RODRÍGUEZ RICO “Mecánica de Suelos, Tomo I Fundamentos

de la Mecánica de Suelos”, Editorial Limusa S.A., 1974.

5.- BOWLES, JOSEPH E. “Manuel de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil”, Editorial

McGraw Hill Interamericana S.A., 1980.

6.- NCh 1515 Of 1979 Mecánica de suelos – Determinación de la humedad, NCh 165 Of 1977

áridos para morteros y hormigones – Tamizado y determinación de la granulometría

7.- NCh 1517/1 Of 1979 Mecánica de Suelos- Límites de consistencia – Parte 1:determinación

del límite líquido.

8.- NCh 1517/2 Of 1979 Mecánica de Suelos- Límites de consistencia – Parte 2:determinación

del límite plástico.

9.- NCh 1532 Of 1980 Mecánica de suelos – Determinación de la densidad de partículas sólidas.

10.- NCh 1534/1 Of 1979 Mecánica de suelos – Relaciones humedad/densidad – Parte 1:métodos

de compactación con pisón de 2.5 kg y 305 mm de caída.

11.- NCh 1534/2 Of 1979 Mecánica de suelos – Relaciones humedad/densidad – Parte 2:métodos

de compactación con pisón de 4.5 kg y 460 mm de caída.

47

12.- NCh 1852 Of 1981 Mecánica de suelos – Determinación de la razón de soporte de suelo

compactado en laboratorio.

13.- GUERRERO, DANISSA – OYARZO, RODRIGO Estimación de Penetración de la

Helada en Suelos Naturales Homogéneos Predominantes de la Ciudad de Punta Arenas, Trabajo

de Titulación, año 2004.

14.- http://www2.ing.puc.cl/~ingeot/ice1603/lab3/lab3.htm

Sitio web Universidad Católica del Norte Departamento de Construcción Civil, 08/04/2006, 16:40 hrs.

15.- http://www.ucn.cl/FacultadesInstitutos/laboratorio/mecanica4.htm

Sitio web Universidad Católica del Norte, 08/04/2006, 17:15 hrs.

16.- http://www.bcn.cl

Sitio web Biblioteca del Congreso Nacional, 28/03/2006, 17:30

17.- http://www.vialidad.cl/glosario.htm

Sitio web Dirección Nacional de Vialidad, 08/04/2006, 18:55 hrs

48

ANEXOS

49

TABLAS

1. Granulometría

M-1 Abertura (mm)

% que pasa 80 0 63 0 50 0 40 0 25 0 20 100 10 98,4 5 97,1 2 95

0,5 91,6 0,08 83,9

Tabla 1.1. Granulometría muestra 1 (M-1)




M-2 Abertura (mm) % que pasa

80 63 50 40 100 25 99,0 20 98,0 10 94,4 5 90,6 2 85,3

0,5 76,7 0,08 61,9

50






80

63

50

40 100

25 95,2

20 93,9

10 89,7

5 85,4

2 77,4

0,5 66,0

0,08 50,6


80

63

50

40

25

20

10

5

2 100

0,5 99,99

0,08 99,59

51


80

63

50

40

25

20 100

10 98,5

5 96,2

2 92,6

0,5 87,0

0,08 80,4






80

63

50

40 100

25 97,3

20 95,1

10 88,5

5 83,5

2 77,6

0,5 69,2

0,08 51,2

52






80

63

50

40

25

20

10

5

2 99,3

0,5 98,2

0,08 94,6


80

63

50

40 100

25 98,6

20 98,4

10 95,7

5 91,4

2 84,4

0,5 73,3

0,08 57,9

53






80

63

50

40

25

20

10

5

2 99,8

0,5 99,2

0,08 88,8


80

63

50

40

25

20

10

5 100

2 98,9

0,5 97,2

0,08 95,5

54






80

63

50

40

25

20

10

5 100

2 96,2

0,5 91,0

0,08 77,3


80

63

50

40

25

20

10

5 100

2 94,1

0,5 91,2

0,08 87,7

55






80

63

50

40

25

20

10

5 100

2 96,2

0,5 94,0

0,08 89,4


80

63

50

40

25

20

10

5 100

2 80,5

0,5 71,1

0,08 59,9

56




80

63

50

40

25

20

10

5 100

2 97,1

0,5 95,5

0,08 92,11

57

Tabla 1.16. Sistema de clasificación AASHTO

Fuente: Sitio web Universidad católica del Norte Departamento Construcción Civil

58

Tipo de Suelo Símbolo Lim. Liq. Wl

ML <50

MH >50CL <50CH >50

OL <50

OH >50

SISTEMA CLASIFICACION USCS (a)FINOS (? 50 % pasa 0.08 mm)

Indice de Plasticidad * IP

< 0.73 (wl – 20) ó < 4Limos Inorgánicos < 0.73 (wl – 20)

> 0.73 (wl – 20) y > 7> 0.73 (wl – 20)

** wl seco al horno ? 75 % del wl seco al aire

Arcillas Inorgánicas

Limos o Arcillas

InorgánicosAltamente

Inorgánicos P 1

Si wl = 50; CL-CH ó ML-MH

Materia orgánica fibrosa se carboniza, se quema o se pone incandescente.

Si IP = 0.73 (wl – 20) ó si IP entre 4 y 7** Si tiene olor orgánico debe determinarse adicionalmente wl seco al horno.En casos dudosos favorecer clasificación más plástica Ej: CH-MH en vez de

CL-ML.

Tabla 1.17. Sistema de clasificación USCS para suelos finos

Fuente: Sitio web Universidad católica del Norte Departamento Construcción Civil

59

2. Límite Líquido

Mh - Ad Ma - As

N° Golpes % W N° Golpes % W

16 27,2 17 25,9

22 26,6 22 24,5

26 25,8 28 23,9

34 25,1 34 23,3

LL 25,9 LL 24,2

Tabla 2.1. Valores limite liquido muestra 1 (M-1)


Mh - As Ma - As


15 22,3 15 19,6

21 21,9 22 19,4

27 21,5 29 19,2

36 21,0 38 18,9

LL 21,6 LL 19,3



60

Mh - Ad Mh - As Ma - As

N° Golpes % W N° Golpes % W N° Golpes % W

15 24,4 16 23,6 17 23,8

26 23,8 23 23,2 24 23,2

33 23,5 29 22,7 31 22,9

37 22,5 38 22,7

LL 23,0 LL 23,9 LL 23,2



Mh - Ad Ma - As


15 24,3 16 24,5

20 23,7 23 24,1

26 23,5 30 23,6

35 22,9 38 22,9

LL 23,5 LL 24,0



61



16 24,2 15 23,4 15 23,5

22 23,4 22 22,2 21 22,4

30 23,1 28 21,9 26 21,9

35 23,0 37 21,2 33 21,4

LL 23,3 LL 22,1 LL 22,0





15 18,8 18 18,4 15 19,1

21 18,2 24 18,3 23 18,5

LL 17,9 LL 18,3 LL 18,4



62



15 24,3 15 24,1 18 23,4

23 23,9 24 23,3 22 23,1

27 23,3 29 23,1 28 22,2

37 22,1 39 21,4 38 22,0

LL 23,5 LL 23,3 LL 22,7





16 20,3 17 19,3 18 19,1

24 20,0 24 18,3 30 18,6

30 19,6 32 18,1 39 18,0

39 19,1 39 17,8

LL 19,9 LL 18,3 LL 18,8



63



15 25,0 16 24,6 16 23,3

21 23,7 21 23,7 22 21,9

28 22,5 29 23,2 29 21,8

36 21,1 35 22,8 37 20,9

LL 22,8 LL 23,5 LL 22,0





15 22,4 18 22,0 15 23,9

23 21,3 24 21,2 22 22,8

LL 21,0 LL 21,1 LL 22,4



64

Mh - Ad Mh - Ad Ma - As


15 23,6 15 21,9 16 26,3

23 20,7 22 21,4 22 25,0

31 20,5 28 20,7 38 24,3

40 19,9 36 20,4

LL 21,5 LL 21,0 LL 25,0





17 27,0 16 27,3 16 29,5

21 26,7 22 26,8 23 28,8

28 25,9 28 25,9 28 27,4

34 25,7 34 25,6 38 26,7

LL 26,2 LL 26,3 LL 28,1



65

Mh - Ad Mh - As


17 25,4 16 25,4

21 24,6 22 24,5

28 24,2 30 23,3

36 23,5 40 23,0

LL 24,4 LL 24,2



Mh - Ad Mh - As


17 25,4 16 25,4

21 24,6 22 24,5

28 24,2 30 23,3

36 23,5 40 23,0

LL 23,1 LL 21,0



66



17 21,8 16 21,4 15 22,2

23 20,4 24 20,3 23 21,9

32 20,2 32 19,4 36 20,3

43 19,4 44 18,1 41 19,6

LL 20,8 LL 21,1 LL 21,6



3. Densidad Natural

Ds (cm) 5,030 Dm (cm) 4,965 Di (cm) 4,980 Dp (cm) 4,992 A (cm2) 19,570 Hm (cm) 10,170 V (cm3) 199,022 Peso (g) 412,490 Densidad (g/cm3) 2,073

Tabla 3.1. Datos y densidad natural probeta 1


67










68

4. Proctor Modificado

M 7

% Humedad Densidad (gr/cm3)

9,1 1778

10,1 1833

12,8 1859

14,9 1840

15,6 1781

Tabla 4.1. Valores ensayo proctor modificado muestra 7 (M-7)


M 8


4,5 1918

6,4 1976

8,3 2030

10,4 2025

12,5 1928



69

M 9


6,6 1838

8,7 1909

10,7 1959

13,2 1928

14,6 1864



M 10


8,2 1758

10,5 1777

12,3 1776

13,9 1810

16,1 1743



70

M 11


6,3 1863

8,4 1906

10,3 1819

12,3 1857

14,2 1891



M 12


5,9 1730

8,1 1748

9,9 1857

12,2 1825

14,0 1844



71

M 13


8,5 1916

10,5 1942

12,4 1976

14,0 1907

15,9 1828



M 14


5,9 1944

7,8 2015

9,9 2086

12,2 1977

14,2 1901



72

M 15


7,9 1829

10,2 1865

12,2 1899

13,9 1855

15,9 1776



73

5. Proctor Normal

M 7


10,0 1741

12,0 1798

14,0 1817

16,0 1802

18,0 1731

Tabla 5.1. Valores ensayo proctor normal muestra Nº 7


M 9


8,4 1748

11,0 1775

13,1 1813

14,9 1811

16,6 1758



74

M 10


12,2 1655

14,2 1711

16,0 1728

18,1 1652

20,1 1615



M 11


10,0 1808

12,1 1713

14,1 1768

16,3 1819

18,2 1757



75

M 12


7,7 1612

9,8 1640

11,7 1688

13,6 1657

16,0 1678



M 14


8,1 1762

9,8 1802

12,1 1894

14,2 1832

16,1 1763



76

M 15


7,8 1669

9,8 1684

11,9 1714

13,8 1673

15,9 1606



77

6. Ensayo Triaxial No Drenado

DATOS INICIALES Diámetro Superior [cm] 5,048Diámetro Medio [cm] 5,02Diámetro Inferior [cm] 5,06Altura Promedio [cm] 10,21Peso Probeta Húmeda [gr] 426,67Humedad [%] 5Back Presure [kg/cm2] 2Presión de Cámara Efectiva [kg/cm2] 1Calibración Presión de Poros [(kgf/cm2)/Volt] 2,765

Calibración Carga [kgf/Volt] 509,08Calibración Def. Vertical [mm/Volt] 26,645

Velocidad Def. Unitaria [mm/min] 0,9

Tabla 6.1. Datos iniciales Tx CIU presión de cámara 0.5 k/cm2

Fuente: Elaborado por IDIEM

CORRECCION POR CONSOLIDACION Lect. Consolid. Inicial [cm3] 19

Lect. Consolid. Final [cm3] 17,65

Altura Corregida [cm] 10,253

Diámetro Corregido [cm] 5,03

Area Corregida [cm3] 19,88

Diámetro Inicial [cm] 5,03

Area Inicial [cm3] 19,89

Volumen Inicial [cm3] 203,942

Densidad Húmeda [gr/cm3] 0,209

Densidad Seca [gr/cm3] 0,199

Tabla 6.2. Correcciones Tx CIU presión de cámara 0.5 k/cm2


78

Δl P u Δu ε Ac Δσ p' q Φ

[mm] [kg] [kg/cm2] [kg/cm2] [%] [cm2] [kg/cm2] [kg/cm2] [kg/cm2] [°]

0,0 0,00 2,04 0,00 0,000 19,88 0,00 0,500 0,00 0

0,1 2,10 2,05 0,01 0,010 19,88 0,11 0,525 0,05 6 0,2 3,40 2,06 0,02 0,020 19,88 0,17 0,537 0,09 9 0,3 6,70 2,12 0,08 0,029 19,88 0,34 0,532 0,17 18 0,4 8,60 2,15 0,11 0,039 19,89 0,43 0,534 0,22 22 0,5 9,90 2,18 0,14 0,049 19,89 0,50 0,526 0,25 25 0,6 11,50 2,20 0,16 0,059 19,89 0,58 0,533 0,29 28 0,7 12,30 2,21 0,17 0,068 19,89 0,62 0,536 0,31 30 0,8 13,10 2,22 0,18 0,078 19,89 0,66 0,539 0,33 31 0,9 14,10 2,23 0,19 0,088 19,90 0,71 0,546 0,35 33 1,0 14,90 2,23 0,19 0,098 19,90 0,75 0,560 0,37 34 1,5 18,20 2,24 0,20 0,146 19,91 0,91 0,605 0,46 37 2,0 20,50 2,22 0,18 0,195 19,92 1,03 0,663 0,51 38 2,5 22,50 2,20 0,16 0,244 19,93 1,13 0,716 0,56 38 3,0 24,00 2,17 0,13 0,293 19,94 1,20 0,771 0,60 38 3,5 25,60 2,14 0,10 0,341 19,95 1,28 0,828 0,64 38 4,0 26,90 2,11 0,07 0,390 19,96 1,35 0,879 0,67 37 4,5 27,90 2,09 0,05 0,439 19,97 1,40 0,916 0,70 37 5,0 29,00 2,06 0,02 0,488 19,98 1,45 0,964 0,73 37 6,0 30,70 2,04 0,00 0,585 19,99 1,54 1,012 0,77 37 7,0 32,50 2,01 -0,03 0,683 20,01 1,62 1,071 0,81 37 8,0 33,80 1,98 -0,06 0,780 20,03 1,69 1,122 0,84 37 9,0 35,10 1,95 -0,09 0,878 20,05 1,75 1,173 0,88 37

10,0 36,20 1,93 -0,11 0,975 20,07 1,80 1,211 0,90 37 11,0 37,30 1,90 -0,14 1,073 20,09 1,86 1,259 0,93 36 12,0 37,80 1,89 -0,15 1,170 20,11 1,88 1,277 0,94 36 13,0 38,50 1,87 -0,17 1,268 20,13 1,91 1,308 0,96 36 14,0 38,50 1,80 -0,24 1,365 20,15 1,91 1,377 0,96 35 15,0 38,90 1,78 -0,26 1,463 20,17 1,93 1,403 0,96 35 16,0 39,10 1,77 -0,27 1,561 20,19 1,94 1,416 0,97 34 17,0 39,30 1,77 -0,27 1,658 20,21 1,94 1,418 0,97 34 18,0 39,70 1,76 -0,28 1,756 20,23 1,96 1,434 0,98 34 19,0 39,6 1,76 -0,28 1,853 20,25 1,96 1,432 0,98 34 20,0 39,6 1,76 -0,28 1,951 20,27 1,95 1,431 0,98 34

Tabla 6.3. Lecturas etapa de corte Tx CIU presión de cámara 0.5 k/cm2


79






CORRECCION POR CONSOLIDACION Lect. Consolid. Inicial [cm3] 20

Lect. Consolid. Final [cm3] 15,8

Altura Corregida [cm] 10,203Diámetro Corregido [cm] 5,04Area Corregida [cm3] 19,94Diámetro Inicial [cm] 5,04Area Inicial [cm3] 19,97Volumen Inicial [cm3] 203,909Densidad Húmeda [gr/cm3] 0,209




80



0,0 0,00 2,00 0,00 0,000 19,94 0,00 1,000 0,00 0

0,1 7,00 2,09 0,09 0,010 19,95 0,35 1,027 0,18 10 0,4 9,50 2,16 0,16 0,039 19,95 0,48 0,999 0,24 13 0,6 11,40 2,22 0,22 0,059 19,96 0,57 0,970 0,29 16 0,7 12,90 2,26 0,26 0,069 19,96 0,65 0,955 0,32 19 0,9 14,70 2,29 0,29 0,088 19,96 0,74 0,955 0,37 21 1,0 15,60 2,31 0,31 0,098 19,96 0,78 0,950 0,39 22 1,5 16,90 2,33 0,33 0,147 19,97 0,85 0,952 0,42 24 2,0 17,90 2,34 0,34 0,196 19,98 0,90 0,959 0,45 25 2,5 19,00 2,36 0,36 0,245 19,99 0,95 0,957 0,48 26 3,0 19,70 2,37 0,37 0,294 20,00 0,98 0,958 0,49 27 3,5 23,60 2,38 0,38 0,343 20,01 1,18 1,013 0,59 30 4,0 26,30 2,37 0,37 0,392 20,02 1,31 1,068 0,66 32 4,5 28,60 2,35 0,35 0,441 20,03 1,43 1,126 0,71 32 5,0 31,10 2,33 0,33 0,490 20,04 1,55 1,187 0,78 33 6,0 33,30 2,30 0,30 0,588 20,06 1,66 1,253 0,83 34 7,0 35,20 2,28 0,28 0,686 20,08 1,75 1,304 0,88 34 8,0 36,70 2,25 0,25 0,784 20,10 1,83 1,359 0,91 34 9,0 38,40 2,23 0,23 0,882 20,12 1,91 1,406 0,95 34

10,0 40,70 2,18 0,18 0,980 20,14 2,02 1,494 1,01 34 11,0 42,80 2,13 0,13 1,078 20,16 2,12 1,578 1,06 34 12,0 44,80 2,10 0,10 1,176 20,18 2,22 1,640 1,11 34 13,0 46,90 2,06 0,06 1,274 20,20 2,32 1,714 1,16 34 14,0 48,50 2,03 0,03 1,372 20,22 2,40 1,770 1,20 34 15,0 49,60 2,00 0,00 1,470 20,24 2,45 1,817 1,23 34 16,0 51,00 1,98 -0,02 1,568 20,26 2,52 1,859 1,26 34 17,0 52,10 1,96 -0,04 1,666 20,28 2,57 1,896 1,28 34 18,0 53,80 1,94 -0,06 1,764 20,30 2,65 1,944 1,33 34 19,0 54,50 1,92 -0,08 1,862 20,32 2,68 1,974 1,34 34 20,0 55,60 1,91 -0,09 1,960 20,34 2,73 2,001 1,37 34 21,0 56,50 1,90 -0,10 2,058 20,35 2,78 2,025 1,39 34 21,0 57,40 1,88 -0,12 2,058 20,35 2,82 2,060 1,41 34 21,0 58,7 1,87 -0,13 2,058 20,35 2,88 2,091 1,44 35 21,0 59,5 1,86 -0,14 2,058 20,35 2,92 2,114 1,46 35



81






CORRECCION POR CONSOLIDACION Lect. Consolid. Inicial [cm3] 23Lect. Consolid. Final [cm3] 15Altura Corregida [cm] 10,187Diámetro Corregido [cm] 5,01Area Corregida [cm3] 19,69Diámetro Inicial [cm] 5,01Area Inicial [cm3] 19,74Volumen Inicial [cm3] 201,373Densidad Húmeda [gr/cm3] 0,169




82



0,0 0,00 2,12 0,00 0,000 19,69 0,00 2,000 0,00 0

0,1 3,10 2,14 0,02 0,010 19,69 0,16 2,032 0,08 2 0,2 8,10 2,19 0,07 0,020 19,69 0,41 2,067 0,21 6 0,3 16,80 2,37 0,25 0,029 19,70 0,85 2,034 0,43 12 0,4 20,30 2,50 0,38 0,039 19,70 1,03 1,964 0,52 15 0,5 23,10 2,61 0,49 0,049 19,70 1,17 1,901 0,59 17 0,6 25,40 2,69 0,57 0,059 19,70 1,29 1,860 0,64 19 0,7 27,70 2,76 0,64 0,069 19,70 1,41 1,829 0,70 21 0,8 29,10 2,81 0,69 0,079 19,71 1,48 1,802 0,74 22 0,9 30,80 2,85 0,73 0,088 19,71 1,56 1,791 0,78 24 1,0 32,20 2,89 0,77 0,098 19,71 1,63 1,775 0,82 25 1,5 37,50 2,99 0,87 0,147 19,72 1,90 1,764 0,95 28 2,0 42,00 3,03 0,91 0,196 19,73 2,13 1,800 1,06 31 2,5 45,60 3,04 0,92 0,245 19,74 2,31 1,850 1,16 32 3,0 49,00 3,03 0,91 0,295 19,75 2,48 1,917 1,24 33 3,5 51,90 3,01 0,89 0,344 19,76 2,63 1,986 1,31 33 4,0 54,50 2,99 0,87 0,393 19,77 2,76 2,049 1,38 34 4,5 56,10 2,96 0,84 0,442 19,78 2,84 2,106 1,42 34 5,0 58,30 2,93 0,81 0,491 19,79 2,95 2,172 1,47 34 6,0 62,20 2,88 0,76 0,589 19,81 3,14 2,287 1,57 34 7,0 64,40 2,82 0,70 0,687 19,83 3,25 2,383 1,62 34 8,0 66,10 2,77 0,65 0,785 19,84 3,33 2,460 1,67 34 9,0 67,40 2,73 0,61 0,884 19,86 3,39 2,521 1,70 34

10,0 68,50 2,71 0,59 0,982 19,88 3,45 2,558 1,72 34 11,0 69,30 2,68 0,56 1,080 19,90 3,48 2,601 1,74 34 12,0 69,80 2,67 0,55 1,178 19,92 3,50 2,618 1,75 34 13,0 70,10 2,66 0,54 1,276 19,94 3,52 2,632 1,76 34 14,0 70,20 2,65 0,53 1,374 19,96 3,52 2,642 1,76 34 15,0 70,20 2,65 0,53 1,473 19,98 3,51 2,641 1,76 34 16,0 70,10 2,65 0,53 1,571 20,00 3,51 2,638 1,75 34 17,0 69,90 2,65 0,53 1,669 20,02 3,49 2,634 1,75 34 18,0 70,00 2,65 0,53 1,767 20,04 3,49 2,634 1,75 34 19,0 70,1 2,66 0,54 1,865 20,06 3,49 2,625 1,75 34 20,0 70,2 2,66 0,54 1,963 20,08 3,50 2,626 1,75 34



83

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94

3

7. Zonificación

Tabl

a 7.

1.

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84

8. Método Puntual

Muestra Condición de

Ensayo x1 y1 x2 y2 m M1 Mh-Ad 16 27,2 34 25,1 -0,117 M1 Ma-As 17 25,9 34 23,3 -0,153 M2 Mh-As 15 22,3 36 21 -0,062 M2 Ma-As 15 19,6 38 18,9 -0,030 M3 Mh-Ad 15 24,4 33 23,5 -0,050 M3 Mh-As 16 23,6 37 22,5 -0,052 M3 Ma-As 17 23,8 38 22,7 -0,052 M4 Mh-Ad 15 24,3 35 22,9 -0,070 M4 Ma-As 16 24,5 38 22,9 -0,073 M5 Mh-Ad 16 24,2 35 23 -0,063 M5 Mh-As 15 23,4 37 21,2 -0,100 M5 Ma-As 15 23,5 33 21,4 -0,117 M6 Mh-Ad 15 18,8 21 18,2 -0,100 M6 Mh-As 18 18,4 24 18,3 -0,017 M6 Ma-As 15 19,1 23 18,5 -0,075 M7 Mh-Ad 15 24,3 37 22,1 -0,100 M7 Mh-As 15 24,1 39 21,4 -0,113 M7 Ma-As 18 23,4 38 22 -0,070 M8 Mh-Ad 16 20,3 39 19,1 -0,052 M8 Mh-As 17 19,3 39 17,8 -0,068 M8 Ma-As 18 19,1 39 18 -0,052 M9 Mh-Ad 15 25 36 21,1 -0,186 M9 Mh-As 16 24,6 35 22,8 -0,095 M9 Ma-As 16 23,3 37 20,9 -0,114 M10 Mh-Ad 15 22,4 23 21,3 -0,138 M10 Mh-As 18 22 24 21,2 -0,133 M10 Ma-As 15 23,9 22 22,8 -0,157 M11 Mh-Ad 15 23,6 40 19,9 -0,148 M11 Mh-As 15 21,9 36 20,4 -0,071 M11 Ma-As 16 26,3 38 24,3 -0,091 M12 Mh-Ad 17 27 34 25,7 -0,076 M12 Mh-As 16 27,3 34 25,6 -0,094 M12 Ma-As 16 29,5 38 26,7 -0,127 M13 Mh-Ad 17 25,4 36 23,5 -0,100 M13 Mh-As 16 25,4 40 23 -0,100 M14 Mh-Ad 16 24,3 39 21,5 -0,122 M14 Ma-As 15 22,3 42 18,9 -0,126 M15 Mh-Ad 17 21,8 43 19,4 -0,092 M15 Mh-As 16 21,4 44 18,1 -0,118 M15 Ma-As 15 22,2 41 19,6 -0,100 Promedio -0,094

Tabla 8.1. Cálculo de pendiente promedio


85

MuestraCondición de

Ensayo LL1 LL2 LL1 - LL2 M1 Mh-Ad 26,1 25,9 0,2 M1 Ma-As 25,0 24,2 0,8 M2 Mh-As 21,3 21,6 -0,3 M2 Ma-As 18,7 19,3 -0,6 M3 Mh-Ad 23,3 23,0 0,3 M3 Mh-As 22,6 23,9 -1,3 M3 Ma-As 23,0 23,2 -0,2 M4 Mh-Ad 23,2 23,5 -0,3 M4 Ma-As 23,5 24,0 -0,5 M5 Mh-Ad 23,2 23,3 -0,1 M5 Mh-As 22,3 22,1 0,2 M5 Ma-As 22,4 22,0 0,4 M6 Mh-Ad 17,9 17,9 0,0 M6 Mh-As 17,8 18,3 -0,5 M6 Ma-As 18,2 18,4 -0,2 M7 Mh-Ad 23,2 23,5 -0,3 M7 Mh-As 23,0 23,3 -0,3 M7 Ma-As 22,7 22,7 0,0 M8 Mh-Ad 19,5 19,9 -0,4 M8 Mh-As 18,6 18,3 0,3 M8 Ma-As 18,5 18,8 -0,3 M9 Mh-Ad 23,8 22,8 1,0 M9 Mh-As 23,6 23,5 0,1 M9 Ma-As 22,3 22,0 0,3 M10 Mh-Ad 21,3 21,0 0,3 M10 Mh-As 21,3 21,1 0,2 M10 Ma-As 22,8 22,4 0,4 M11 Mh-Ad 22,5 21,5 1,0 M11 Mh-As 20,9 21,0 -0,1 M11 Ma-As 25,2 25,0 0,2 M12 Mh-Ad 26,0 26,2 -0,2 M12 Mh-As 26,2 26,3 -0,1 M12 Ma-As 28,3 28,1 0,2 M13 Mh-Ad 24,5 24,4 0,1 M13 Mh-As 24,4 24,2 0,2 M14 Mh-Ad 23,3 23,1 0,2 M14 Ma-As 21,3 21,0 0,3 M15 Mh-Ad 21,0 20,8 0,2 M15 Mh-As 20,5 21,1 -0,6 M15 Ma-As 21,2 21,6 -0,4 D.E. 0,44

Tabla 8.2. Cálculo de límites líquidos y desviación estándar escala log - log


LL1: límite líquido calculado a partir de la fórmula establecida para el método puntual en escala log – log. LL2: límite líquido calculado a partir del método gráfico tradicional

86

Muestra Condición de

Ensayo LL1 LL2 por gráfico LL1 - LL2

M1 Mh-Ad 27,2 25,9 1,3 M1 Ma-As 25,9 24,2 1,7 M2 Mh-As 22,3 21,6 0,7 M2 Ma-As 19,6 19,3 0,3 M3 Mh-Ad 24,4 23,0 1,4 M3 Mh-As 23,6 23,9 -0,3 M3 Ma-As 23,8 23,2 0,6 M4 Mh-Ad 24,3 23,5 0,8 M4 Ma-As 24,5 24,0 0,5 M5 Mh-Ad 24,2 23,3 0,9 M5 Mh-As 23,4 22,1 1,3 M5 Ma-As 23,5 22,0 1,5 M6 Mh-Ad 18,8 17,9 0,9 M6 Mh-As 18,4 18,3 0,1 M6 Ma-As 19,1 18,4 0,7 M7 Mh-Ad 24,3 23,5 0,8 M7 Mh-As 24,1 23,3 0,8 M7 Ma-As 23,4 22,7 0,7 M8 Mh-Ad 20,3 19,9 0,4 M8 Mh-As 19,3 18,3 1,0 M8 Ma-As 19,1 18,8 0,3 M9 Mh-Ad 25,0 22,8 2,2 M9 Mh-As 24,6 23,5 1,1 M9 Ma-As 23,3 22,0 1,3 M10 Mh-Ad 22,4 21,0 1,4 M10 Mh-As 22,0 21,1 0,9 M10 Ma-As 23,9 22,4 1,5 M11 Mh-Ad 23,6 21,5 2,1 M11 Mh-As 21,9 21,0 0,9 M11 Ma-As 26,3 25,0 1,3 M12 Mh-Ad 27,0 26,2 0,8 M12 Mh-As 27,3 26,3 1,0 M12 Ma-As 29,5 28,1 1,4 M13 Mh-Ad 25,4 24,4 1,0 M13 Mh-As 25,4 24,2 1,2 M14 Mh-Ad 24,3 23,1 1,2 M14 Ma-As 22,3 21,0 1,3 M15 Mh-Ad 21,8 20,8 1,0 M15 Mh-As 21,4 21,1 0,3 M15 Ma-As 22,2 21,6 0,6 D.E. 0,5

Tabla 8.3. Cálculo de límites líquidos y desviación estándar escala semilog


LL1: límite líquido calculado a partir de la fórmula establecida para el método puntual en escala semilog. LL2: límite líquido calculado a partir del método gráfico tradicional.

87

GRANULOMETRÍA M-1

0

20

40

60

80

100

120

0,01 0,1 1 10 100

Abertura Tamiz (mm)

% q

ue p

as

GRANULOMETRIA M-2

0

20

40

60

80

100

120

0,01 0,1 1 10 100

Abertura Tamiz (mm)

% q

ue p

as

GRÁFICOS

1. Granulometría

Gráfico 1.1. Curva granulométrica muestra 1 (M-1)




88

GRANULOMETRÍA M-3

0

20

40

60

80

100

120

0,01 0,1 1 10 100

Abertura Tamiz (mm)

% q

ue p

as

GRANULOMETRIA M-4

99,5

99,6

99,7

99,8

99,9

100

100,1

0,01 0,1 1 10 100 1000

Abertura tamiz (mm)

% q

ue p

as





89

GRANULOMETRIA M-5

0

20

40

60

80

100

120

0,01 0,1 1 10 100 1000

Abertura tamiz (mm)

% q

ue p

as

GRANULOMETRIA M-6

0

20

40

60

80

100

120

0,01 0,1 1 10 100 1000

Abertura tamiz (mm)

% q

ue p

as





90

GRANULOMETRIA M-7

94

95

96

97

98

99

100

0,01 0,1 1 10 100 1000

Abertura tamiz (mm)%

que

pas

GRANULOMETRIA M-8

0

20

40

60

80

100

120

0,01 0,1 1 10 100 1000

Abertura tamiz (mm)

% q

ue p

as





91

GRANULOMETRIA M-10

9595,5

9696,5

9797,5

9898,5

9999,5100

100,5

0,01 0,1 1 10 100 1000

Abertura Tamiz (mm)

% q

ue P

as

GRANULOMETRIA M-9

88

90

92

94

96

98

100

102

0,01 0,1 1 10 100 1000

Abertura tamiz (mm)%

que

pas





92

GRANULOMETRIA M-12

85

90

95

100

105

0,01 0,1 1 10 100 1000

Abertura Tamiz (mm)

% q

ue P

as

GRANULOMETRIA M-11

70

75

80

85

90

95

100

105

0,01 0,1 1 10 100 1000

Abertura Tamiz (mm)

% q

ue P

as





93

GRANULOMETRIA M-13

88

90

92

94

96

98

100

102

0,01 0,1 1 10 100 1000

Abertura Tamiz (mm)%

que

Pas

GRANULOMETRIA M-14

50

60

70

80

90

100

110

0,01 0,1 1 10 100 1000

Abertura Tamiz (mm)

% q

ue P

as





94

GRANULOMETRIA M-15

90

95

100

105

0,01 0,1 1 10 100 1000

Abertura Tamiz (mm)%

que

Pas



95

Límite Líquido M-2

0

5

10

15

20

25

30

1 10 100 1000

N° Golpes (Esc. Log)

% W

25 golpes

Lineal (Secado al Aire)

Lineal (Sin Indicación)

Lineal (Secado al Horno)

Limite Líquido M-1

0

5

10

15

20

25

30

1 10 100

N° Golpes (esc. Log)

% W

Secadoal Horno

Secadoal Aire

25golpes

2. Límite Líquido

Gráfico 2.1. Curva de fluidez muestra 1 (M-1)




96


0

5

10

15

20

25

30

1 10 100 1000


% W

25 golpes

Lineal(Secado alAire)

Lineal(Secado alHorno (1))

Lineal(Secado alHorno (2))

Límite Líquido M- 4

05

1015202530

1 10 100 1000


%W

25 golpes

Lineal (SinIndicación)

Lineal (S.Aire, A.delSector)

Lineal (Secado alAire)





97


0

5

10

15

20

25

30

1 10 100


% W

25 golpes

Lineal (Sec. Horno, A.delSector)

Lineal (Sec. Horno, AD)

Lineal (Sec. Aire, A.delSector)


0

5

10

15

20

25

30

1 10 100


% W

25 golpes

Lineal (Sec. Horno,A.del Sector)

Lineal (Sec. Horno,AD)

Lineal(Sec.Aire,A.delSector)





98


0

5

10

15

20

25

30

1 10 100

N° Golpes (Esc. Log)%

W

25 golpes

Lineal(Sec.Horno,A.del Sector)

Lineal(Sec.Horno,AD)

Lineal(Sec.Aire,A.del Sector)

Límite Líquido M- 8

0

5

10

15

20

25

30

1 10 100


% W

25 golpes

Lineal (Sec. Aire, A.del Sector)

Lineal (Sec. Horno, A.del Sector)

Lineal (Sec.Horno, AD)





99


0

5

10

15

20

25

30

1 10 100


% W

25 golpes

Lineal (Sec Horno, AD)

Lineal (Sec. Horno, Adel Sector)

Lineal (Sec.Aire, A delSector)


0

5

10

15

20

25

30

1 10 100


%

Sec. Horno,AD

Sec. Horno, A.del Sector

Sec. Aire,A.del Sector

25 golpes





100 Límite Líquido M-11

0

5

10

15

20

25

30

1 10 100


% W

Sec. Horno, AD

Sec. Horno, A.delSector

Sec. Aire,A.delSector

25 golpes


0

5

10

15

20

25

30

35

1 10 100


% W

Sec. Horno, AD


Sec. Aire, A.delSector

25 golpes





101


0

5

10

15

20

25

30

1 10 100

N° Golpes (Esc. Log.)

% W

Sec. Horno, AD


25 golpes


0

5

10

15

20

25

30

35

1 10 100


%

Sec. Horno, AD


25 golpes





102


0

5

10

15

20

25

30

35

1 10 100


% W

Sec. Horno,AD

Sec. Horno,A.del Sector


25 golpes



103

M 7 Polinómica Grado 1

17701780

1790180018101820

183018401850

18601870

0 2 4 6 8 10% W

M7 DMCS = 1859 % W óptima = 3

M8 Polinómica Grado 1

19001920194019601980200020202040

0 2 4 6 8 10 12 14 16

% W

M8 DMCS = 2035 % W óptima = 9.2

3. Densidad Máxima Compactada Seca – Proctor Modificado

Gráfico 3.1. Proctor modificado muestra 7 (M-7)




104


1650

1700

1750

1800

1850

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20% W

M-10 DMCS =1810 % W óptima= 13.9


17301740175017601770178017901800181018201830

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

% WM9 DMCS =1815 % W óptima = 13.9





105 M11 Polinómica Grado 1

1800

1850

1900

1950

0 2 4 6 8 10 12 14 16% W

M-11 DMCS =1906 % W óptima= 8.2


1700

1750

1800

1850

1900

0 2 4 6 8 10 12 14 16% W

M-12 DMCS =1857 % W óptima= 10.2





106 M13 Polinómica Grado 1

1800182018401860188019001920194019601980

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18% W

Den

sida

M-13 DMCS =1976 % W óptima= 12.4


1850188019101940197020002030206020902120

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

% W

M-14 DMCS =2086 % W óptima= 9.8





107


1750

1800

1850

1900

1950

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

% WM-15 DMCS =1899 % W óptima= 12.1


168017001720174017601780180018201840

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

% W

M-7 DMCS =1817 % W optima =14



4. Densidad Máxima Compactada Seca - Proctor Normal

Gráfico 4.1. Proctor normal muestra 7 (M-7)


108


17301740175017601770178017901800181018201830

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

% WM9 DMCS =1815 % W óptima = 13.9


1600

1650

1700

1750

0 3 6 9 12 15 18 21 24

% W

M-10 DMCS =1730 % W óptima= 15.6





109


1700

1750

1800

1850

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20% W

M-11 DMCS =1819 % W óptima= 16.3


1600

1620

1640

1660

1680

1700

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18% W

M-12 DMCS =1688 % W óptima= 11.7

ººº





110


1750

1800

1850

1900

1950

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18% W

Den

sida

M-14 DMCS =1894 % W óptima= 12.2

M15 Polinómica Gado 1

1550

1600

1650

1700

1750

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

% WM-15 DMCS =1714 % W óptima= 11.8

Gráfico 4.6. Proctor normal muestra Nº 14 (M-14)


Gráfico 4.7. Proctor normal muestra Nº 15 (M-15)


Documents

“CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA Y GEOMECÁNICA … · sólidas, densidad máxima compactada seca (proctor modificado y proctor normal), capacidad de soporte, ensayo triaxial no drenado