Metodo cono de arena

UUnniivveerrssiiddaadd TTeeccnnoollóóggiiccaa CCeennttrrooaammeerriiccaannaa

UUNNIITTEECC Lauréate International Universities

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS I

PRACTICA DE: METODO DEL CONO DE ARENA

CATEDRATICO: ING. PATRICK GUSTAVO MILLA

ALUMNOS: Alex Urtecho 10421105

Andrés Urtecho 10321119

Hugo Gradiz Murillo 10641279

Jorge Espinoza 10551261

Miguel Flores Burgos 10541084

Semestre: II Periodo: I

Tegucigalpa M.D.C. Honduras

25 de septiembre del 2009

METODO CONO DE ARENA MECANICA DE SUELO I

Miguel Flores Burgos, Hugo Gradiz Murillo, Andrés Urtecho, Alex Urtecho y Jorge Espinoza.

RESUMEN

Se calibrar la arena a utilizar, tamizándola por los tamices No. 20 y No. 30. La arena que

nos interesa es el pase No. 20 retenida en No.30. Luego se prosigue a calcular el peso

volumétrico seco suelto de la arena calibrada. Pesamos el cilindro metálico, se introduce el

cono de arena en el cilindro metálico, con la ayuda de la espátula se enrazo la arena y se

limpia cualquier excedente con la brocha. Con el propósito de obtener un error mayor a

1%.

Colocamos el cono sobre la placa base (el hueco de la placa base debe de coincidir con el

cono). Verificar que la válvula de pase este cerrada. Abrimos válvula de pase y dejar caer la

arena hacia el cono inferior y el suelo. Cuando la arena deje de verter, cierre la válvula.

Todo lo anterior se hace para calibrar los instrumentos.

En el campo se limpia con una brocha todo el suelo suelto del área donde se realizará el

ensaye. Luego se coloco la placa base (Placa con el agujero). Esta no debe de moverse

hasta que se termine el ensaye. Retiramos el densímetro (cono) de la placa base y

comience a excavar sobre el suelo con ayuda del mazo y el cincel hasta una profundidad de

10 a 15 centímetros. Se procede a abrir la válvula de pase y deje que la arena fluya hacia la

parte inferior del cono y el hueco (excavación) hasta llenar estos lleno este se cierra. Retire

de la excavación la arena usada y deposítela en un balde, esta arena se lavara y se volverá a

cribar para usarse en otro ensaye. Pesamos las arenas sobrantes, en el factor de calibración

y en la excavación y anotes sus pesos.



INTRODUCCIÓN

Cuando el trabajo de compactación va progresando en el campo, es conveniente saber si el

peso volumétrico especificado se está logrando o no. Esto se conoce como control de

compactación de campo. Esta verificación se logra con varios procedimientos estándares,

nosotros utilizaremos el método mas comúnmente usado, “El Método del Cono de arena”.

Básicamente el método consiste en determinar el peso del suelo húmedo de una pequeña

excavación de forma irregular (hueco) hecho sobre la superficie del suelo. Se determina el

volumen de dicho hueco y la densidad húmeda del suelo en el sitio (densidad in situ) ó

peso volumétrico húmedo del campo. La arena utilizada (a menudo arena de Otawa) es

generalmente material que pasa el tamiz No. 20 y esta se encuentra retenida por el tamiz

No. 30



ÍNDICE GENERAL

Pág.

Objetivos ................................................................................................................... 1

Capitulo I: Equipo de laboratorio ................................................................................ 2

Material de laboratorio............................................................................... 5

Capitulo II: Procedimiento .......................................................................................... 6

Capitulo III: Datos .................................................................................................... 11

Capitulo IV: Cálculos................................................................................................ 11

Resultados ................................................................................................................ 12

Recomendaciones ..................................................................................................... 14

Conclusiones ............................................................................................................. 15

Anexos...................................................................................................................... 16



ÍNDICE DE FIGURAS

Pág.

Figura 1 ...................................................................................................................... 3

Figura 2 ...................................................................................................................... 3

Figura 3 ...................................................................................................................... 3

Figura 4 ...................................................................................................................... 3

Figura 5 ...................................................................................................................... 3

Figura 6 ...................................................................................................................... 3

Figura 7 ...................................................................................................................... 4

Figura 8 ...................................................................................................................... 4

Figura 9 ...................................................................................................................... 4

Figura 10 .................................................................................................................... 4

Figura 11 .................................................................................................................... 4

Figura 12 .................................................................................................................... 4

Figura 13 .................................................................................................................... 5

Figura 14 .................................................................................................................... 5

Figura 15 .................................................................................................................... 5

Figura 16 .................................................................................................................... 5

Figura 17 .................................................................................................................... 5

Figura 18 .................................................................................................................... 6

Figura 19 .................................................................................................................... 6

Figura 20 .................................................................................................................... 6

Figura 21 .................................................................................................................... 6

Figura 22 .................................................................................................................... 6

Figura 23 .................................................................................................................... 7

Figura 24 .................................................................................................................... 7

Figura 25 .................................................................................................................... 7

Figura 26 .................................................................................................................... 7

Figura 27 .................................................................................................................... 7



Figura 28 .................................................................................................................... 7

Figura 29 .................................................................................................................... 8

Figura 30 .................................................................................................................... 8

Figura 31 .................................................................................................................... 8

Figura 32 .................................................................................................................... 9

Figura 33 .................................................................................................................... 9

Figura 34 .................................................................................................................... 9

Figura 35 .................................................................................................................... 9

Figura 36 .................................................................................................................... 9

Figura 37 .................................................................................................................. 10

ÍNDICE DE TABLAS

Pág.

Tabla 1 ...................................................................................................................... 11

Tabla 2 ...................................................................................................................... 13

Tabla 3 ...................................................................................................................... 13

Tabla 4 ...................................................................................................................... 13

ÍNDICE DE ECUACIONES

Pág.

Ec.1 .......................................................................................................................... 11

Ec.2 .......................................................................................................................... 12

Ec.3 .......................................................................................................................... 12

Ec.4 .......................................................................................................................... 12

Ec.5 .......................................................................................................................... 12

Ec.6 .......................................................................................................................... 12



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OBJETIVOS

Determinar la densidad y peso unitario en una superficie de un suelo compactado

por medios mecánicos.

Determinar la densidad del suelo en el sitio.

Relacionar la densidad seca de campo con la densidad seca máxima obtenida en el

laboratorio, obtenidas de los diferentes métodos de compactación de laboratorio.

.



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EQUIPO DE LABORATORIO

Cilindro Metálico.

Bandeja Metálica

Placa base metálica con un círculo hueco.

Dos bolsas conteniendo arena calibrada (20±30) seca, una con peso de 2.00 kg

y la otra con peso de 4.00kg.

Cincel de acero liso de 5/8” de diámetro y una altura de 25 cm de longitud

aproximadamente.

Cuchara.

Brocha de 4”.

Mazo de dos libras y media de peso.

Taras para el contenido de humedad.

Balanza con precisión de 0.1 gramoy capacidad de 2.0 kg.

Balanza con precisión de 1.0 gramo y capacidad de 25 kg.

Horno marca QL Modelo 30GC LAB Oven.

Pala y barra ( si fuese necesario)

Cono de Arena



Página 3

Figura 1 Figura 2

Figura 3 Figura 4

Figura. 5 Figura. 6

Horno Marca QL Bandeja Metálica

Balanza de 29 Kg

Espátula

Cilindro Metálico

Pala

Cincel de Acero Cuchara

Brocha



Página 4

Figura. 7 Figura. 8

Figura 9

Base Metálica con hueco Circular Martillo

Cono de Arena



Página 5

MATERIAL DE LABORATORIO

Figura 10

PROCEDIMIENTO

Paso 1: 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.

Paso 2: Pesamos el cilindro metálico. Se introduce el cono de arena en el cilindro metálico,

con la ayuda de la espátula se enrazo la arena y se limpia cualquier excedente con la

brocha. Se pesa la muestra ( peso arena + cilindro) se calcula el error este debe de ser no

menor a 1%.

Paso 3: Determinarle el peso volumétrico seco suelto de la arena calibrada.

Zona de estudio



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Factor de calibración.

Paso 4: Colocar el cono sobre la placa base (el hueco de la placa base debe coincidir con el

cono). Verificar que la válvula de pase este cerrada. Abrir válvula de pase y dejar caer la

arena hacia el cono inferior y el suelo. Cuando la arena deje de verter, cierre la válvula.

Paso 5: La arena que quedó (sobrante) en el cono superior deposítela en la bolsa que

contenía los 2.0 k de arena.

Excavación.

Paso 6: Retire el densímetro (cono) de la placa base y comience a excavar sobre el suelo

con ayuda del mazo y el cincel hasta una profundidad de 10 a 15 centímetros, como se lo

indica el Instructor de la clase.

Paso 7: Coloque el cono sobre la placa base (como se indicó en el paso No. 4). Abra la

válvula de pase y deje que la arena fluya hacia la parte inferior del cono y el hueco

(excavación) hasta llenar estos. Cuando la arena deje de fluir, cierre la válvula y la arena

sobrante en el parte superior del cono deposítela en la bolsa que contenía los cuatro

kilogramos de arena.

Paso 8: Retire de la excavación la arena usada y deposítela en un balde, esta arena se lavara

y se volverá a cribar para usarse en otro ensaye.

Laboratorio

Paso 9: Determine el peso húmedo del suelo excavado en la balanza de 1.0 de presición y

anote su peso.

Paso 10: Pese las arenas sobrantes, en el factor de calibración y en la excavación y anotes

sus pesos



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DATOS

Descripción (kg)

Peso del cilindro #4 4.205

Peso del cilindro #4 + arena 5.650

peso de arena en el cilindro 1.445

Volumen del cilindro (m3) 0.001

peso del cono de arena 4.435

peso del cono de arena después de llenar el agujero 4.010

Peso vol. seco suelto de arena calibrada (kg/m³) 1,806.250

Peso de arena que llena el agujero y el cono (kg) 0.425

Peso de arena en el cono interior 0.400

CALCULOS

Volumen de calibración (V1) en m³

Ecuación 1

V1 = W1

W2

Donde:

W1 = Peso de arena usada en calibración (kg)

W2 = Peso vol. seco suelto de arena calibrada (kg/m³)

Volumen total (V2) en m³

Ecuación 2

V2 = W3

W4

Donde:



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W3 = Peso de arena usada en excavación (kg)

W4 = Peso vol. seco suelto de arena calibrada (kg/m³)

Volumen de excavación (Vexcv.) en m³

Ecuación 3

Vexcv. = V2 – V1

Donde:

Vexcv. = Volumen de excavación

V1 = Volumen de calibración

V2 = Volumen total

Peso Volumétrico húmedo del sitio

Ecuación 4

γ húmeda= W5

Vexcv

Donde:

γ húmeda = Peso Volumétrico húmedo del sitio (kg/m³)

W5 = Peso del suelo húmedo excavado (kg)

Vexcv = Volumen de excavación (m³)

Peso volumétrico seco del sitio en kg/m³

Ecuación 5

γd = γ húmeda .

(1 + contenido de humedad)

Donde:



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γ húmeda = Peso Volumétrico húmedo del sitio (kg/m³)

γd= Peso volumétrico seco del sitio en kg/m³

Porcentaje de compactación (% compac.)

Ecuación 6

% compac = γd .

γd máximo

RESULTADOS

Descripción (kg)

volumen de hueco excavado (m3) 0.00001384

peso volumétrico seco del suelo en in situ (gd) 23.8383

contenido de humedad del suelo 45.58%

peso especifico de solidos 2.43

g agua (kn/m3) 9.81

g suelo (kn/m3) 23.8383

peso del suelo excavado (kg) 0.000329942

gd máximo 16.375

porcentaje de compactación 1.32%

Peso específico máximo de lab. = 1810 kg/m³

METODO PROCTOR MODIFICADO MECANICA DE SUELO I


Página 10

CONCLUCIONES

Esta práctica es muy interesante ya que por medio de ella podemos conocer el grado de

compactación de una capa en campo, es muy sencilla, no necesita mucho tiempo.

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