Densidad Natural por el metodo del cono de arena

DENSIDAD NATURAL POR EL METODO DEL CONO DE ARENA

2015


UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS I

PRACTICA # 10 HORARIO: JUEVES 9:00am-11:am


AUTOR: FERNANDEZ MONROY JOHN ALFONS

DOCENTE DE PRACTICAS: ING. JUAN CARLOS ZEVALLOS ARONI

DOCENTE TEORIA: NESTOR TUPA FERNANDEZ

CURSO: MECANICA DE SUELOS I GRUPO “B”

Autor: John Fernández Monroy 2


PRACTICA # 10

NORMAS QUE RIGEN LOS ENSAYOS: ASTM D1556

1. OBJETIVOS DEL ENSAYO:

APRENDER A DETERMINAR LA DENSIDAD DE UN SUELO POR EL METODO DEL CONO DE ARENA

2. MARCO TEORICO

Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en obras en construcción, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene que la densidad seca obtenida en el campo se fija con base en una prueba de laboratorio.Al comparar los valores de estas densidades, se obtiene un control de la compactación, conocido como Grado de Compactación, que se define como la relación en porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el equipo en el campo y la densidad máxima correspondiente a la prueba de laboratorio.

El Grado de Compactación de un suelo se determina de acuerdo a la siguiente expresión:

Donde:Gc = Grado de Compactaciónγd = Densidad Seca en el campoγdmax= Densidad Seca Máxima obtenida en el laboratorio.

La densidad natural de un suelo corresponde al cuociente entre su masa y el volumen total que la contiene. Para calcular el volumen que ocupa el material en el terreno se utiliza el Método del Cono de Arena.

Este método establece un procedimiento para determinar en terreno la densidad de suelos cuyo tamaño máximo absoluto de partículas sea menor o igual a 50 mm (2”) en un caso y menor o igual a 150 mm (6”) en el otro.

Es el método lejos más utilizado. Representa una forma indirecta de obtener el volumen del agujero utilizando para ello, una arena estandarizada compuesta por partículas cuarzosas, sanas, no cementadas, de granulometría redondeada y comprendida entre las mallas Nº 10 ASTM (2,0 mm.) y Nº 35 ASTM (0,5 mm.).



El ensayo permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados obtenidos en faenas de compactación de suelos, en las que existen especificaciones en cuanto a la humedad y la densidad.

Entre los métodos utilizados para obtener la densidad de terreno se encuentran el método del cono de arena (convencional y macrocono), el del balón de caucho e instrumentos nucleares entre otros.

Tanto el método del cono de arena como el del balón de caucho, utilizan los mismos principios, es decir, obtener la masa del suelo húmedo (Mh) de una pequeña excavación hecha sobre la superficie del terreno (generalmente del espesor de la capa compactada). Obtenido el volumen de dicho agujero (Ve), la densidad del suelo estará dada por la siguiente expresión:

hum = Mh / Ve ( g /cm3 )

Si se determina luego el contenido de humedad (w) del material extraído, la densidad seca será:

ρseca = hum / ( 1 + w ) ( g /cm3 )

3. EQUIPOS A SER EMPLEADOS:

1. Cono de Arena2. Base metalica3. molde de 6”4. cincel5. brocha6. wincha7. bolsas8. cucharon9. balanza10. Arena calibrada11. combo

4 PROCEDIMIENTO:

Calibración de la arenai. Calibrar la arena a utilizar, cribándola por los tamices No. 20 y No. 30 desechando

lo que retenga el tamiz No. 20 y lo que pase el tamiz No. 30. Utilizar un suelo con granos uniformes redondeados

ii. Una vez tamizada nuestra arena la pesamos se necesitara unos 5 kilos por lo menos

iii. Vertimos la arena en el Cono de arena y pesamos el remanenteiv. Ponemos un molde de 6” por debajo del cono y vertimos de nuevo la arena y de

nuevo pesamos el remanente



v. Ya tenemos la cantidad de arena en el Cono, la cantidad de arena en el molde y volumen del molde procedemos a calcular la densidad de nuestra arena

Determinacion de la densidad natural de un suelo

i. Colocamos la base del cono en el terreno, y comenzamos a escavar unos 11 a 15 centimetros

ii. Limpiamos el hoyo y luego colocamos nuestra arena calibradaiii. Pesamos la arena o suelo extraido, y pesamos el remanente de arena iv. Procedemos a calcular la densidad natural del suelo

5. MEMORIA DE CALCULO

I. CALIBRACION DE LA ARENA

Volumen del molde 6”

CALCULO VOLUMEN DEL MOLDEDiametro del molde 15.28 cm Altura del molde 11.39 cm

15.29 cm 11.39 cm15.29 cm 11.38 cm15.29 cm 11.39 cm

Diametro promedio 15.2875 cm Altura promedio 11.3875 cmVmolde 2090.21621 cm

3

CALIBRACION DE LA ARENA

M arena inicial 5007.00 grM arena final 3511.00 grM arena en el cono 1496.00 gr

M arena inicial 5005.00 grM arena final 369.00 grM arena en el molde 3140.00 grVmolde 2090.22 cm3

Densidad de la arena 1.50 gr/cm3



CALCULO DE DENSIDAD NATURAL DEL SUELOM suelo humedo 3318.00 grM arena ini 5007.00 grM arena final 638.00 grM arena en el hoyo 2873.00 grDensidad de la arena 1.50 gr/cm3V arena en el hoyo 1912.48 cm3Densidad natural del suelo 1.73 gr/cm3

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1. La densidad de nuestra arena calibrada es de 1.50 gr/cm3

2. La densidad natural húmeda de la arena del terreno excavado es de 1.73 gr/cm3

3. Este ensayo es muy utilizado en obra para poder conocer si el terreno se esta compactando al grado deseado

4. Se recomienda que al momento de hacer el hoyo tomar todo el suelo sin desperdiciar absolutamente nada

5. En el método del cono de arena no debe existir ningún tipo de vibración ya que su densidad cambiaria

6. Al momento de recuperar la arena calibrada del hoyo, solamente sacar arena sin partículas de suelo ya que contaminaría nuestra arena y tendríamos que volver a calibrarla.


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