metodo cono de arena
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METODO CONO DE ARENATRANSCRIPT
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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.
METODO CONO DE ARENA MECANICA DE SUELO I
Miguel Flores Burgos, Hugo Gradiz Murillo, Andrés Urtecho, Alex Urtecho y Jorge Espinoza.
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
METODO CONO DE ARENA MECANICA DE SUELO I
Miguel Flores Burgos, Hugo Gradiz Murillo, Andrés Urtecho, Alex Urtecho y Jorge Espinoza.
ÍNDICE GENERAL
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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
METODO CONO DE ARENA MECANICA DE SUELO I
Miguel Flores Burgos, Hugo Gradiz Murillo, Andrés Urtecho, Alex Urtecho y Jorge Espinoza.
ÍNDICE DE FIGURAS
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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
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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
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Tabla 1 ...................................................................................................................... 11
Tabla 2 ...................................................................................................................... 13
Tabla 3 ...................................................................................................................... 13
Tabla 4 ...................................................................................................................... 13
ÍNDICE DE ECUACIONES
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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
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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
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Figura. 7 Figura. 8
Figura 9
Base Metálica con hueco Circular Martillo
Cono de Arena
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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
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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.