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UNIVERSIDAD SEOR DE SIPAN
ESCUELA INGENIERA CIVIL
LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
LABORATORIO No ___
TOMA DE MUESTRAS EN EL TERRENO
Y HUMEDAD NATURAL
1. OBJETIVOS
1.1. OBTENCIN DE MUESTRAS
Alteradas
Inalteradas
1.2. OBTENCIN DE UN PERFIL ESTRATIGRFICO Y POSICIN DEL
N.F.
1.3. CALCULAR LA VARIACIN DE LA HUMEDAD CON LA
PROFUNDIDAD.
2. EQUIPO
Barreno Manual (cuchara).
Recipientes para Humedad Esptula.
Bolsas plsticas Parafina.
Cinta Pala Pica Barra Baldes Machete.
Balanza de 0.1 gramos de sensibilidad.
Horno.
3. PROCEDIMIENTO
Construir una calicata o sondeo de unos 3.0 metros de profundidad.
Tomar muestras de aproximadamente 3 k cada 50.0 cm. o cada
cambio visual del estrato de suelo.
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ESCUELA INGENIERA CIVIL
LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
Colocar muestras de suelo en las bolsas plsticas y en los
recipientes para humedad de tal forma que se minimice la perdida
de humedad.
Pesar los recipientes con suelo y luego colocarlos al horno para
secar.
Para obtener el peso de slidos se debe secar al horno a una
temperatura de 110 C 5C, hasta obtener peso constante (12 a
18 horas).
4. CLCULOS
P1 = Peso muestra del suelo hmedo + tara.
P2 = Peso muestra del suelo seco + tara.
P3 = Peso tara.
W = Contenido de la humedad en porcentaje.
100*32
21
PP
PPW
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ESCUELA INGENIERA CIVIL
LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD
N.T.P. 339.127 ASTM D - 2216
SOLICITANTE : ______________________________________________________
OBRA : ______________________________________________________
LUGAR : ______________________________________________________
DESCRIPCION DEL MUESTRAS:
CALICATA: ____________ ESTRACTO: __________ PROFUNDIDAD: ____________
1.- Numero de Tara
2.- Peso muestras humedad + tara (g)
3.- Peso muestra seca + tara (g)
4.- Peso tara (g)
5.- Peso del agua (g)
6.- Peso muestras seca (g)
7.- Contenido de humedad (%)
8.- Promedio (%)
OBSERVACIONES____________________________________________________
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
LABORATORIO No ___
GRAVEDAD ESPECFICA DE SOLIDOS
N.T.P. 339.131 ASTM D - 854
1. OBJETIVO
Determinar y Obtener la gravedad especifica de la masa de
cualquier suelo compuesto por partculas pequeas.
Aplicable especialmente a suelos y agregados finos como los
utilizados en mezclas de concreto y asfaltos.
2. EQUIPO
Picnmetro o frasco volumtrico.
Balanza de 0.1 gramos de sensibilidad.
Termmetro.
Horno.
Cpsulas o recipientes de secado.
Pipeta.
Cocina.
Cpsulas o recipientes de secado
Tamiz No 40.
Peseta, etc.
3. PROCEDIMIENTO
Pesar el picnmetro vaci, M.
Llenar el picnmetro volumtrico hasta la marca con agua destilada.
Pesar el picnmetro y registrar el peso, Ma.
Registrar la temperatura existente, Ti.
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
Secar el suelo a temperatura de 110 C 5C, hasta obtener peso
constante (12 a 18 horas).
Tamizar por la malla N 40, pesar 50.0 g, Mo.
Trasladar el suelo (Mo) al frasco volumtrico.
Se hierve a baja temperatura durante 10 minutos girando en vez en
cuando el picnmetro, a fin de ayudar a la eliminacin del aire.
La muestra que se calienta se enfriara a temperatura ambiente.
Se aade agua destilada hasta que la base del menisco se
encuentre exactamente en la marca del picnmetro.
Pesar el picnmetro con la muestra de suelo y agua destilada, Mb y
la temperatura, Tx.
4. CLCULOS
GRAVEDAD ESPECFICA DE LOS SLIDOS (Gs)
MbMaMs
MoCTxTxespecificoPesoGs
)()/(
Mo = pero del suelo seco (g).
Ma = peso del picnmetro con agua (destilada), hasta la marca (g).
Mb = Peso del picnmetro + agua + suelo (g).
Tx = Temperatura ensayo. (C).
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
5. CORRECCIN POR TEMPERATURA
tablaKTxGsKCGs .....);(*)20(
Temperatura (c) 18,0 19,0 20,0 21,0
Densidad Rel .H2O 0,9986244 0,9984347 0,9982343 0,9980233
Fac. correc. (K)
1,0004 1,0002 1,0000 0,9998
Temperatura (c) 22,0 23,0 24,0 25,0
Densidad Rel .H2O 0,9978019 0,9975702 0,9973286 0,9970770
Fac. correc. (K)
0,9996 0,9993 0,9991 0,9988
Temperatura (c) 26,0 27,0 28,0 29,0
Densidad Rel .H2O 0,9968156 0,9965451 0,9962652 0,9959761
Fac. correc. (K)
0,9986 0,9983 0,9980 0,9977
6. VALORES DE GS
Normalmente vara entre 2.60 2.90.
Puede llegar a 3.0.
En la turba se ha llegado a medir valores de 1.50, debido a la
presencia de materia orgnica.
En suelos volcnicos de Pasto, vera entre 2.20 2.60.
7. APLICACIONES
Para calcular la relacin de vacos.
Para el clculo de la granulometra por hidrmetro.
Para predecir el peso unitario.
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
PESO ESPECFICO RELATIVO DE LAS PARTICULAS SOLIDAS (Gs)
N.T.P. 339.131 ASTM D - 854
SOLICITANTE : ______________________________________________________
OBRA : ______________________________________________________
LUGAR : ______________________________________________________
DESCRIPCION DEL MUESTRAS:
CALICATA: ____________ ESTRACTO: __________ PROFUNDIDAD: ____________
1.- Numero de picnmetro
2.- Peso de picnmetro (g)
3.- Peso de la muestra seca (g)
4.- Peso de la muestras seca + picnmetro (g)
5.- Peso de la muestras seca + picnmetro + agua (g)
6.- Peso picnmetro + agua (g)
7.- Peso especifico de slidos (g/cm3 )
8.- Temperatura del ensayo (C)
9.- Factor de correccin (K)
10.- Peso especifico relativo de slidos a 20C (g/cm3 )
K, Valor que se calcula dividiendo la densidad relativa del agua a la temperatura del
ensayo por la densidad relativa del agua a 20C
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
LABORATORIO No ___
PESO VOLUMTRICO DE SUELO COHESIVO
N.T.P. 339.139 / BS 1377
1. OBJETIVO
Determinar y Obtener el Peso Volumtrico de la masa de suelo.
Aplicable especialmente a suelos cohesivos.
2. EQUIPO
Balanza de 0.1 gramos de sensibilidad.
Horno.
Cocina.
Recipiente para la parafina.
Cpsulas o recipientes de secado.
Esptula, cuchillo, etc.
3. PROCEDIMIENTO
Tallar la muestra, de preferencia longitud mayor 100 mm, determine
su peso.
Llenar los poros de la muestra con parafina y psalo.
Cubra la muestra completamente mediante repetida inmersin en la
parafina fundida. Permita que la muestra encerada se enfri y luego
pesar.
Sumerja la muestra para finada y pese.
Remueva el espcimen, seque su superficie y rmpelo. Tome una
porcin de la muestra para determinar su porcentaje de humedad.
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
4. CLCULOS
PESO VOLUMTRICO DE SUELO COHESIVO
Calculo del volumen (Vs):
Vs = (mw mg) ((mw mf)/pp)
Donde:
. mw = Peso del espcimen cubierto de cera (g)
. mg = Peso aparente de espcimen cubierto de cera cuando se
suspende en agua (g)
. mf = Peso del espcimen despus de rellenarse los vacos
superficiales (g)
. pp = Densidad de la parafina (g)
Calcular la densidad de masa del espcimen, P (g/cm3), mediante la
ecuacin:
P = (ms/Vs)
Donde:
. ms = Peso del espcimen (g)
Calcular la densidad seca de masa del espcimen, Pd (g/cm3), mediante la
ecuacin:
Pd = (100(P)/100+ W)
Donde:
. W es el contenido de humedad del suelo (%)
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
PESO VOLUMTRICO DEL SUELO
N.T.P. 339.131 ASTM D - 854
SOLICITANTE : ______________________________________________________
OBRA : ______________________________________________________
LUGAR : ______________________________________________________
DESCRIPCION DEL MUESTRAS:
CALICATA: ____________ ESTRACTO: __________ PROFUNDIDAD: ____________
1.- Peso de la muestra (g)
2.- Peso de muestra de suelo con vacios superficiales tapados con parafina (g)
3.- Peso de la muestras suelo + parafina (g)
4.- Peso de la muestras seca + parafina suspendido en el agua (g)
5.- Densidad de la parafina (g)
6.- Volumen de la muestra de suelo (cm3)
7.- Peso volumtrico de masa hmedo (g/cm3)
8.- N de tara
9.- Peso de suelo hmedo (g)
10.- Peso suelo seco (g)
11.- Peso de tara (g)
12.- Contenido de humedad de (g)
13.- Peso Volumtrico Seco (g/cm3)
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LABORATORIO No ___
ANLISIS GRANULOMTRICO POR TAMIZADO
1. OBJETIVO.
Clasificar y Diferenciar un suelo de acuerdo al tamao y distribucin
de sus partculas.
Elaborar la curva granulomtrica y obtener sus parmetros.
2. EQUIPO
Juego de tamices. (de acuerdo al tipo de suelo)
Balanza de 0.1 gramos de sensibilidad.
Horno.
Recipientes para el manejo y secado de las muestras.
3. PROCEDIMIENTO
Seleccionar una muestra representativa mediante cuarteo y ponerla
a secar al horno. Se deja enfriar y se pesa la cantidad requerida.
Se desmoronan los grumos del material sin romper los granos.
Determinar el peso de la muestra seca.
Lavar la muestra a travs del tamiz No200 y poner a secar en el
horno el material retenido. (Esto en el caso de anlisis con lavado,
que se realiza cuando la muestra tiene apreciable cantidad de finos).
Obtener el peso de la muestra seca despus de lavada.
Las mallas o tamices son colocados en orden progresivo.
Se vaca el material sobre el juego de tamices y agitando todo el
conjunto.
Obtener el peso del material que quedo retenido en cada tamiz.
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
4. CLCULOS
Se calcula los porcentajes del material retenido en cada malla
respecto del peso seco de la muestra original.
100Re%
totalPeso
pasaPesototalPesotenido
Calcular el porcentaje que pasa cada tamiz restando de 100% el
porcentaje retenido acumulado en dicha malla.
Acomuladotenidopasa Re%100%
Con los datos obtenidos, se construye la curva granulomtrica en
papel semilogaritmico.
La forma de la curva representa la distribucin granulomtrica del
suelo.
5. PARMETROS QUE SE OBTIENEN DE LA CURVA
GRANULOMTRICA.
Dimetro efectivo:
. D10: es la abertura del tamiz o tamao de la partcula en mm que
corresponde al 10% de pasante.
. D60 es la abertura del tamiz o tamao de la partcula en mm que
corresponde al 60% de pasante.
D30 es la abertura del tamiz o tamao de la partcula en mm que
corresponde al 30% de pasante.
Coeficiente de Uniformidad (CU):
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
10
60
D
DCU
Coeficiente de Curvatura (CC):
10*60
302
DD
DCC
Tipo de suelo de acuerdo al tamao de las partculas: suelo grueso,
suelo fino, gravas y arenas.
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
ANLISIS GRANULOMTRICO POR TAMIZADO
N.T.P. 339.128 ASTM D - 422
SOLICITANTE : ______________________________________________________
OBRA : ______________________________________________________
LUGAR : ______________________________________________________
DESCRIPCION DEL MUESTRAS:
CALICATA: ____________ ESTRACTO: __________ PROFUNDIDAD: ____________
MALLAS Peso % % RETENIDO % QUE PASA
PULGADAS MILMETROS Retenido RETENIDO ACUMULADO ACUMULADO
3" 75,000
2" 50,000
1 1/2" 37,500
1" 25,000
3/4" 19,000
1/2" 12,500
3/8" 9,500
1/4" 6,300
N4 4,750
N10 2,000
N20 0,850
N40 0,425
N50 0,300
N100 0,150
N200 0,075 FONDO
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LABORATORIO No ___
MTODO DEL HIDRMETRO
1. OBJETIVO
Realizar el anlisis granulomtrico de un suelo fino, pasante del
tamiz No 200, basndose en la aplicacin de la ley de Stokes, la que
relaciona la velocidad de sedimentacin de las partculas del suelo
en un fluido y el tamao de las mismas.
2. EQUIPO
Hidrmetro.
Dos probetas de 1000 cm3.
Termmetro.
Cronmetro.
Balanza de 0.1 gramos de sensibilidad.
Agitador elctrico.
Solucin (defloculante) de hexametafosfato de sodio al 4%.
Agua destilada.
3. PROCEDIMIENTO
Tomar unos 50 gramos de suelo secado al horno, pasante del tamiz
No 200.
Se mezcla en una probeta el suelo con agua destilada hasta
completar un litro.
Para lograr que la defloculacin se lleve a cabo se agregan ciertas
cantidades de lquidos dispersantes, (defloculante).
Se transfiere el conjunto al agitador elctrico, para efectuar la
dispersin de las partculas durante unos 5 a 10 minutos.
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
Una vez conseguida la suspensin, colocar las mezcla lograda en la
probeta. Se agita por un minuto tapando con la palma de la mano e
invirtindola repetidas veces, para obtener una mezcla homognea.
Se coloca verticalmente la probeta, se introduce el hidrmetro muy
lentamente y con ayuda de un cronmetro se toman lecturas a
intervalos de , , 1 y 2 minutos.
Se realizan correcciones en las lecturas por menisco y por ceros.
4. CLCULOS
4.1. TEORA
Para el anlisis de granulometra por hidrmetros se hace uso de la
ley de Stokes y est dada por la expresin:
2*18
DV ws
V = Velocidad de sedimentacin de partculas esfricas en cm/s.
s =Peso unitario de las partculas esfricas en gr/cm3.
w Peso unitario del agua en gr/cm3.
Viscosidad del agua en gr*seg./cm2.
D Dimetro de las partculas esfricas en cm.
4.2. ANLISIS DE LA CONCENTRACIN
C Concentracin
s
WsVsientecorrespondel
volumendeunidad
solidosWC
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
wws
Gs
cVsGs
Como la unidad de volumen es: Slido + Liquido
VsVwV
W
WWW
W Gs
CVwWw
Gs
CVw
1
Gs
CWw
W
El peso unitario de la suspensin ser:
WWGs
CGs
CC )
11(
)(1/)1(
WW
Gs
Gs
GsGsC
)1(1
)(*
Gs
GsC W
4.3. TEORA DEL DENSMETRO
Ci
CxtN
N=Relacin entre Cxt y Ci.
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
Cxt=Concentracin a una profundidad x en un instante t
Ci=Concentracin inicial.
cr *
=Peso unitario a la profundidad x.
r =Lectura del densmetro (peso especfico relativo).
cw rw *
rw=Peso especifico del agua relativo al agua destilada.
w =Peso especfico del agua destilada.
En )1( :
)(**1
)**(*1
rwrGs
Gsrwr
Gs
GsCxt ccc
)(**1
)(*1
rwrW
V
Gs
Gsrwr
CiGs
GsN c
V=Volumen del lquido.
W=Masa de suelo en suspensin.
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
ANLISIS GRANULOMTRICO POR TAMIZADO
N.T.P. 339.128 ASTM D - 422
SOLICITANTE : ______________________________________________________
OBRA : ______________________________________________________
LUGAR : ______________________________________________________
DESCRIPCION DEL MUESTRAS:
CALICATA: ____________ ESTRACTO: __________ PROFUNDIDAD: ____________
HIDRMETRO N ________ Gs (g/cm3)_ ______ PESO DEL SUELO (g) ______ CORRECCIN POR DEFLOCULANTE ______ CORRECCIN POR MENISCO ______ Lectura del Lectura % Hidrmetro
Fecha Tiempo Temp. hidrmetro corregida ms corregido L L/t K D (min) (C) (Rd) hidrmetro fino menisco (mm) (Rc) (R)
Rc = Rd Correccin por defloculante + Ct % ms fino = (Rc * a / Ws) * 100 a = Gs * 1.65 / (Gs 1) * 2.65 R = Rd + Correccin por menisco L = - 0.164 * R + 16.295 K = 30 * n / 980 (Gs 1) D = K L / t
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
LABORATORIO No ___
LIMITES DE CONSISTENCIA DE ATTERBERG
Limites
Lmite Lquido.
Lmite Plstico.
Lmite de Contraccin.
Equipo
Tamiz N 40
Recipiente.
Piseta.
Esptula
Horno.
Mortero. Muestra
Secar la muestra a temperatura 105 C +/- 5 C.
Tamizar la muestra seca por la malla N 40.
Colocar la muestra en un recipiente y mezclar con agua destilada hasta obtener un color uniforme y la mezcla tenga una consistencia cremosa.
Cubrirlo y dejar reposar hasta el da siguiente (12 horas como mnimo).
Realizar los ensayos.
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
LMITE PLASTICO
N.T.P. 339.129 ASTM D4318
Es el contenido de humedad por debajo del cual se puede considerar el suelo como material no plstico.
1. OBJETIVO
Determinar y Obtener limite plstico de la muestra.
Aplicable especialmente a suelos arcillosos.
2. EQUIPO
Recipiente.
Piseta.
Placa vidrio pulido cuadrada 30cm, 1cm de espesor.
Balanza de 0.01 gramos de sensibilidad.
Horno.
Esptula, entre otros.
3. PROCEDIMIENTO
Reposada la mezcla (24 horas). Remover 20 g aprox.
Enrollar el suelo con la mano extendida sobre una placa de vidrio con presin suficiente para moldearlo en forma de cilindro de dimetro uniforme.
Cuando se empieza agrietar el cilindro formado anteriormente y tiene un dimetro de 3.2 mm (1/8), parar y tomar la muestra para el contenido de humedad.
El lmite plstico ser el promedio del contenido de humedad de las pruebas realizadas.
4. CLCULOS
x 100
Ww = Peso del agua (g.)
Ws = Peso de la muestra seca (g).
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
LMITE LQUIDO
N.T.P. 339.129 ASTM D4318
Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta como un material plstico.
1. OBJETIVO
Determinar y Obtener limite lquido de la muestra.
Aplicable especialmente a suelos arcillosos.
2. EQUIPO
Recipiente.
Piseta.
Copa de Casagrande.
Balanza de 0.01 gramos de sensibilidad.
Horno.
Esptula, entre otros.
3. PROCEDIMIENTO
Reposada la mezcla (24 horas).
Aadir agua hasta que la consistencia resultante permita un nmero de golpes para la falla en el rango de 30 a 35 golpes.
Colocar dentro de la copa del equipo Copa de Casagrande, una pequea cantidad de suelo bien centrada.
Emparejar la superficie de la pasta de suelo cuidadosamente con una esptula.
Con la ayuda del ranurador, cortar una ranura clara y recta, que separe completamente la masa de suelo en dos partes.
La profundidad es la que resulta de simplemente apoyar la herramienta en el fondo de la pasta de suelo al hacer la ranura.
Inmediatamente se procede a hacer el conteo de golpes necesarios para cerrar la ranura en una longitud de 12.7 mm. Se cuentan los golpes que da la copa sobre la base del aparato de lmite lquido a una velocidad constante.
Se toma una muestra para medir el contenido de humedad, tomada de la zona de cierre de la ranura (cercana a los 40g.).
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
Remover los restos de suelo de la copa y volverlos al recipiente donde se haba preparado la muestra. Limpiar la copa.
Aadir una pequea cantidad de agua al recipiente y mezclar hasta obtener una mezcla homognea y consistencia para obtener un nmero de golpes entre 25 y 30 prox.
Repetir la secuencia para dos ensayos adicionales con nmeros de golpes entre 20 y 25 y entre 15 y 20.
Graficar en una escala semilogartmica: contenido de humedad (%) vs. N de golpes (N)
Trazar una lnea recta que contenga aproximadamente a los 03 puntos.
El lmite lquido es el contenido de humedad a la cul es necesario dar 25 golpes a la copa para cerrar en una longitud de 12.7mm. la ranura hecha con la herramienta patrn.
4. CLCULOS
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
LIMITES DE CONSITENCIA
N.T.P. 339.129 ASTM D4318
SOLICITANTE : ______________________________________________________
OBRA : ______________________________________________________
LUGAR : ______________________________________________________
DESCRIPCION DEL MUESTRAS:
CALICATA: ____________ ESTRACTO: __________ PROFUNDIDAD: ____________
ENSAYO LIMITE LIMITE
LIQUIDO PLASTICO
1.- N de tara
2.- N de golpes (n)
3.- Peso tara + muestra ensayada (g)
4.- Peso tara + muestra ensayada seca (g)
5.- Peso tara (g)
6.- Peso del agua (g)
7.- Peso muestra ensayada seca (g)
8.- Contenido de Humedad (%)
Lmite lquido (%)
Lmite plstico (%)
ndice de plasticidad (%)
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
LIMITE DE CONTRACCION
N.T.P. 339,140 ASTM D427
1. EQUIPO:
Recipiente.
Esptula.
01 pipeta.
01 cpsula de contraccin.
01 placa de vidrio con tres poyos.
Recipiente volumtrico y placa plana.
Mercurio metlico (13.6 g/cm3).
Recipientes para humedad.
Balanza (aprox. 0.01 g).
Horno.
2. PROCEDIMIENTO:
Tomar una muestra suelo preparado para el ensayo de lmite lquido y plstico. La consistencia del suelo se obtendr utilizando una humedad cercana o algo superior al lmite Lquido del suelo.
Recubrir ligeramente el interior de la cpsula de contraccin con vaselina para prevenir que el suelo se adhiera al recipiente. Pesar la cpsula (Wc)
Llenar la cpsula en tres capas colocando aproximadamente 1/3 de la altura de la cpsula.
En cada capa se dar golpes suaves sobre una base firme hasta que el suelo fluya dentro del recipiente y se note la ausencia total de burbujas de aire.
Luego enrasar utilizando una esptula y pesar suelo ms recipiente (Wc+sh)
Llevar al horno y secar hasta obtener un peso constante.
Pesar recipiente ms suelo seco (W c+ss)
Encontrar el volumen de la cpsula de contraccin (esto es el volumen inicial de la muestra), para esto llenar la cpsula con mercurio metlico y enrasar. Luego, vaciar el mercurio retenido en la cpsula a un recipiente volumtrico graduado y leer directamente el volumen de la cpsula.
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
Otra forma, sera pesar la cpsula ms el mercurio (Wc+m) y calcular el volumen utilizando el peso unitario del mercurio (Dmercurio = 13.6gr/cm3)
Determinar el volumen de la pastilla de suelo seco (Vf). Utilizando un recipiente que se conozca su volumen (realizar el paso 6) se llena con mercurio y se enrasa, luego introducir la pastilla de suelo seco y medir el volumen desplazado.
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
LIMITES DE CONTRACCIN
N.T.P. 339.140 ASTM D427
SOLICITANTE : ______________________________________________________
OBRA : ______________________________________________________
LUGAR : ______________________________________________________
DESCRIPCION DEL MUESTRAS:
CALICATA: ____________ ESTRACTO: __________ PROFUNDIDAD: ____________
1.- Numero recipiente de contraccin (N)
2.- Peso recipiente de contraccin + suelo hmedo (g)
3.-Peso recipiente de contraccin + suelo seco (g)
4.- Peso del agua (g)
5.- Peso recipiente de contraccin (g)
6.- Peso del suelo seco (Wo) (g)
7.- Contenido de humedad (%)
8.- Volumen del recipiente de contraccin (V) (cm3)
9.- Volumen de la torta de suelo (Vo) (cm3)
10.- (V Vo) (cm3)
11.- ((V Vo) / (Wo))* 100 (%)
12.- Limite de contraccin (%)
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
LABORATORIO No ___
PERMEABILIDAD CABEZA CONSTANTE
1. OBJETIVOS
Determinar la permeabilidad (conductibilidad hidrulica) de un suelo
utilizando el mtodo de permemetro de cabeza constante.
2. EQUIPO
Permemetro de cabeza constante.
Regla metlica graduada.
Cronmetro.
Probeta.
Balanza de 0.1 gramos de sensibilidad.
Termmetro.
Equipo de compactacin.
3. PROCEDIMIENTO
Preparar la muestra (granular).
Colocar el suelo en el aparato de permeabilidad.
Colocar una malla filtro en la parte inferior del Permemetro y
depositar la muestra de suelo teniendo en cuenta los pasos de
compactacin.
Saturar la muestra por capilaridad sumergindola en un recipiente
con agua.
Medir la diferencia de niveles H.
El agua fluye a travs de la muestra y se recoge en una probeta.
Se mide el volumen de agua en un tiempo t.
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
4. CLCULOS
Calcular la permeabilidad aplicando la siguiente relacin (ley de
Darcy):
t
ViAKQ **
iAt
VK
** ;
L
Hi
tHA
LVK
**
*
Donde:
K=Permeabilidad del suelo a 20 grados.
V=Volumen de agua medido.
L=Longitud de la muestra.
A=rea seccin transversal de la muestra.
H=Carga bajo la cual se produce la filtracin.
t=Tiempo que dura la prueba.
Tabla.- Densidad Relativa del agua para diferentes temperaturas
T (c)
Den. Rel .H2O
T (c) Den. Rel .H2O
17,0 0,9988035 23,5 0,9974494
17,5 0,9987140 24,0 0,9973286
18,0 0,9986244 24,5 0,9972028
18,5 0,9985296 25,0 0,9970770
19,0 0,9984347 25,5 0,9969463
19,5 0,9983345 26,0 0,9968156
20,0 0,9982343 26,5 0,9966804
20,5 0,9981288 27,0 0,9965451
21,0 0,9980233 27,5 0,9964052
21,5 0,9979126 28,0 0,9962652
22,0 0,9978019 28,5 0,9961207
22,5 0,9976861 29,0 0,9959761
23,0 0,9975702 29,5 0,9958271
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ESCUELA INGENIERA CIVIL
LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD (cabeza constante)
N.T.P. 339.147
SOLICITANTE : ______________________________________________________
OBRA : ______________________________________________________
LUGAR : ______________________________________________________
DESCRIPCION DEL MUESTRAS:
CALICATA: ____________ ESTRACTO: __________ PROFUNDIDAD: ____________
DATOS DE LA MUESTRA
DIAMETRO (cm) AREA A (cm2)
ALTURA L (cm) VOLUMEN (cm3)
PESO (g) PESO UNITARIO (g/cm3)
DATOS DEL ENSAYO
CABEZA CONSTANTE h :
EXPERIMENTO
N
t
(segundos)
Q
(Cm3)
Tx
(C)
PROMEDIO
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
RELACIN HUMEDAD DENSIDAD (Ensayo de Compactacin)
1. OBJETIVO:
Obtencin de la relacin densidad humedad para un esfuerzo de compactacin dado sobre un suelo particular.
2. EXPOSICIN GENERAL:
Donde: Ec : Energa de compactacin N : Numero de golpes por capa n : Numero de capas W : Peso del pisn H : Altura de cada del pisn V : Volumen del suelo compactado
3. ENSAYOS
Proctor estndar Proctor Modificado
4. MATERIAL
Suelo seco a temperatura ambiente.
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
ENSAYO DE COMPACTACIN (PRCTOR ESTDAR)
N.T.P. 339.142 ASTM D 698
1. OBJETIVO:
Determinar la Mxima Densidad Seca (MDS) del material, as como el Optimo contenido de Humedad (OCH) a que se deber hacerse la compactacin.
2. METODOS:
3. EQUIPO: - Molde de compactacin con base y collar de extensin (dimetro
4y 6). - Martillo de compactacin (10 altura de cada libre, 5.5 libra). - Tamices (2, 3/4, 3/8 y N4). - Balanza de 20 kg (sensibilidad 1.0 g). - Horno (Temperatura 110C 5C). - Bandeja metlica. - Cucharn para mezclar
ENSAYO PROCTOR ESTANDAR N.T.P. 339.142
Mtodo A B C
Molde (pulgada) 4 4 6
Capas (#) 3 3 3
Golpe (#) 25 25 56
Pisn (libras) 5.5 5.5 5.5
Energa de compactacin
Condiciones 20% Retenido
Tamiz N 4
> 20% Retiene Tamiz N 4
20 % Retenido
Tamiz 3/8
> 20% Retenido
Tamiz 3/8
< 30% Retenido
Tamiz 3/4
Reemplazo Material que
pasa N 4
Material pasa 3/8 y Retiene
N 4
Material pasa 3/4 y Retiene
3/8
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
- Probeta graduada - Regla de acero para nivelar. - Recipientes para humedad.
4. Procedimiento: a) Secar el material al aire libre al horno (Temperatura 60C). b) Cuartear el material seco, hasta obtener una porcin
representativa para realizar el tamizado por las mallas 2, 3/4, 3/8 y N4 para determinar el mtodo a usarse.
c) Obtenido el mtodo, desmenuzar y pasar el material a travs del tamiz , 3/8 o N 4 segn el mtodo especificado para preparar la tanda.
d) Preparar 4 tandas como mnimo para todos los mtodos, el peso de cada tanda ser segn el mtodo:
- A y B 3000 g. - C 6000 g. e) Agregar agua a la tanda y mezclar, a cada tanda se incrementara
diferentes % de humedad (los incrementos de los % de humedad no debe excedes en 4%), colocar el material mezclado en recipientes hermtico para evita perdida de humedad.
f) Calibras los moldes, obteniendo : - Peso del molde sin collarin. - Volumen del molde sin collain. g) Colocar la muestra en cinco capas (de aproximadamente igual
espesor) en el molde, siendo cada capa compactada en 25 o 56 golpes segn el mtodo, con el pisn que se deja caer libremente de una altura de 18, sometiendo el suelo a una energa de compactacin total de aproximadamente 27.5 Kg.-cm./cm3.
h) Quitar el collar y la base y enrasar cuidadosamente la base y la parte superior del cilindro compactado de suelo con una regla metlica.
i) Pesar el molde lleno de suelo hmedo compactado. j) Extraer el cilindro de suelo del molde, partirlo en dos y tomar dos
muestras para el contenido de humedad - una cercana a la parte superior del molde y otra a la parte inferior.
k) Se repite el procedimiento de los pasos g j, para las tandas que contienen diferentes % de humedad.
l) Una vez determinado el contenido de humedad (promedio de los dos valores) de cada muestra, se determina el peso unitario seco:
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
m) Graficar peso unitario seco contra contenido de humedad, obteniendo una relacin curvilnea conocido como la Curva de Compactacin.
n) Determinar en dicha curva, la mxima densidad seca (MDS) y el ptimo contenido de humedad (OCH).
o) Graficar peso unitario seco contra contenido de humedad, obteniendo una relacin curvilnea conocido como la Curva de Compactacin.
p) Determinar en dicha curva, la mxima densidad seca (MDS) y el ptimo contenido de humedad (OCH).
Para graficar la curva de saturacin:
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ENSAYO DE COMPACTACIN (PRCTOR ESTDAR) N.T.P. 339.142 ASTM D 698
SOLICITANTE : ______________________________________________________
OBRA : ______________________________________________________
LUGAR : ______________________________________________________
DESCRIPCION DEL MUESTRAS:
CALICATA: ____________ ESTRACTO: __________ PROFUNDIDAD: ____________
1.- Peso de la muestra compactada + molde (g)
2.- Peso del molde
3.- Volumen del molde
4.- Densidad humedad
5.- N de tara
6.- Peso de tara + suelo hmedo
7.- Peso de tara + suelo seco
8.- Peso del agua
9.- Peso de tara
10.- Peso de suelo seco
11. Contenido de humedad
12.- Densidad seca
M.D.S: (g/cm3) O.C.H: (%)
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ENSAYO DE COMPACTACIN (PRCTOR MODIFICADO) N.T.P. 339.141 ASTM D - 1557
1. OBJETIVO Determinar la Mxima Densidad Seca (MDS) del material, as como el Optimo contenido de Humedad (OCH) a que se deber hacerse la compactacin.
2. METODOS:
3. EQUIPO: - Molde de compactacin con base y collar de extensin (dimetro
4y 6). - Martillo de compactacin (18 altura de cada libre, 10 libra). - Tamices (2, 3/4, 3/8 y N4). - Balanza de 20 kg (sensibilidad 1.0 g). - Horno (Temperatura 110C 5C). - Bandeja metlica. - Cucharn para mezclar - Probeta graduada
ENSAYO PROCTOR ESTANDAR N.T.P. 339.142
Mtodo A B C
Molde (pulgada) 4 4 6
Capas (#) 5 5 5
Golpe (#) 25 25 56
Pisn (libras) 10 10 10
Energa de compactacin
Condiciones 20% Retenido
Tamiz N 4
> 20% Retiene Tamiz N 4
20 % Retenido
Tamiz 3/8
> 20% Retenido
Tamiz 3/8
< 30% Retenido
Tamiz 3/4
Reemplazo Material que
pasa N 4
Material pasa 3/8 y Retiene
N 4
Material pasa 3/4 y Retiene
3/8
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- Regla de acero para nivelar. - Recipientes para humedad.
4. Procedimiento: q) Secar el material al aire libre al horno (Temperatura 60C). r) Cuartear el material seco, hasta obtener una porcin
representativa para realizar el tamizado por las mallas 2, 3/4, 3/8 y N4 para determinar el mtodo a usarse.
s) Obtenido el mtodo, desmenuzar y pasar el material a travs del tamiz , 3/8 o N 4 segn el mtodo especificado para preparar la tanda.
t) Preparar 4 tandas como mnimo para todos los mtodos, el peso de cada tanda ser segn el mtodo:
- A y B 3000 g. - C 6000 g. u) Agregar agua a la tanda y mezclar, a cada tanda se incrementara
diferentes % de humedad (los incrementos de los % de humedad no debe excedes en 4%), colocar el material mezclado en recipientes hermtico para evita perdida de humedad.
v) Calibras los moldes, obteniendo : - Peso del molde sin collarin. - Volumen del molde sin collain. w) Colocar la muestra en cinco capas (de aproximadamente igual
espesor) en el molde, siendo cada capa compactada en 25 o 56 golpes segn el mtodo, con el pisn que se deja caer libremente de una altura de 18, sometiendo el suelo a una energa de compactacin total de aproximadamente 27.5 Kg.-cm./cm3.
x) Quitar el collar y la base y enrasar cuidadosamente la base y la parte superior del cilindro compactado de suelo con una regla metlica.
y) Pesar el molde lleno de suelo hmedo compactado. z) Extraer el cilindro de suelo del molde, partirlo en dos y tomar dos
muestras para el contenido de humedad - una cercana a la parte superior del molde y otra a la parte inferior.
aa) Se repite el procedimiento de los pasos g j, para las tandas que contienen diferentes % de humedad.
bb) Una vez determinado el contenido de humedad (promedio de los dos valores) de cada muestra, se determina el peso unitario seco:
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LABORATORIO DE ENSAYOS DE MATERIALES
cc) Graficar peso unitario seco contra contenido de humedad, obteniendo una relacin curvilnea conocido como la Curva de Compactacin.
dd) Determinar en dicha curva, la mxima densidad seca (MDS) y el ptimo contenido de humedad (OCH).
ee) Graficar peso unitario seco contra contenido de humedad, obteniendo una relacin curvilnea conocido como la Curva de Compactacin.
ff) Determinar en dicha curva, la mxima densidad seca (MDS) y el ptimo contenido de humedad (OCH).
Para graficar la curva de saturacin:
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ENSAYO DE COMPACTACIN (PRCTOR MODIFICADO)
N.T.P. 339.141 ASTM D 1557
SOLICITANTE : ______________________________________________________
OBRA : ______________________________________________________
LUGAR : ______________________________________________________
DESCRIPCION DEL MUESTRAS:
CALICATA: ____________ ESTRACTO: __________ PROFUNDIDAD: ____________
1.- Peso de la muestra compactada + molde (gr)
2.- Peso del molde
(gr)
3.- Volume del molde (cm3)
4.- Densidad humedad
(gr/cm3)
5.- N de tara
6.- Peso de tara + suelo hmedo (gr)
7.- Peso de tara + suelo seco (gr)
8.- Peso del agua (gr)
9.- Peso de tara (gr)
10.- Peso de suelo seco (gr)
11. Contenido de humedad (%)
12.- Densidad seca (gr/cm3) M.D.S: (g/cm3) O.C.H: (%)
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DENSIDAD NATURAL: METODO DEL CONO DE ARENA DE 6
N.T.P. 339.143 ASTM D - 1556
1. OBJETIVOS:
- Establecer un mtodo de ensayo In Situ - Conocer sus usos y la prctica del ensayo en campo
2. CONCEPTO:
Este mtodo de ensayo se utiliza para determinar la densidad de
suelos compactados encontrados en una construccin ya sea en terraplenes de tierra, capa de rodadura, y obras de contencin. Siempre y cuando este como base de aceptacin para suelos compactados para una densidad especifica. Tambin se podra decir por un porcentaje de una densidad mxima determinada Proctor Modificado NTP: 339.141 Proctor estndar NTP: 339.142.
3. CONDICIONES:
Este mtodo de ensayo generalmente se limita a suelos en
condiciones no saturadas.
Este ensayo no es recomendable en suelos blandos o desmenuzables (que se desmoronen). Ni tampoco para suelos en condiciones hmedas.
4. EQUIPOS Y/O HERRAMIENTAS PARA EL ENSAYO:
Una balanza de 20 Kg. de capacidad
Un cono de arena
Dos mallas de tamizado N 20 y N 30
Una base perforada en forma circular D = 6 Una comba de 5 lb. ( depende del tcnico )
Un cincel
Una brocha
Un cucharn
Bolsas plsticas, varios.
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5. PROCEDIMIENTO:
a. Se aplana el suelo compactado. b. Colocamos la base perforada y empezamos a picar alrededor del
dimetro a profundidad de 12 cm aproximadamente. c. El material que se extrae del suelo se echa en bolsas plsticas para
as no perder su estado inicial de humedad ( con su previa identificacin )
d. Luego pesamos lo extrado y tambin se pesa el cono + frasco + arena calibrada.
e. Luego colocamos el cono en una posicin invertida en la base perforada, abrimos la vlvula y dejamos caer la arena calibrada.
f. Una vez lleno el orificio perforado, cerrar la vlvula y nuevamente pesar el cono + frasco + arena que queda.
g. Luego la arena ya utilizada se tamiza en las malla N 10 y N 20, pero solo se utilizara lo retenido en la malla N 20.
h. Despus en laboratorio pesar la muestra trada de orificio + bolsa. i. Se tamizara la muestra por la malla , lo retenido en ella se pesara
y ser mi porcentaje de grava. j. luego se hace lo siguientes clculos indicados por el tcnico.
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DENSIDAD NATURAL: METODO DEL CONO DE ARENA DE 6 N.T.P. 339.143 ASTM D 1556
SOLICITANTE : ______________________________________________________
OBRA : ______________________________________________________
LUGAR : ______________________________________________________
DESCRIPCION DEL MUESTRAS:
CALICATA: ____________ ESTRACTO: __________ PROFUNDIDAD: ____________
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LABORATORIO No ___
ENSAYO DE CORTE DIRECTO
1. INTRODUCCIN
El aparato consta de dos marcos, uno fijo y otro mvil, que
contienen la muestra del suelo. Dos piedras porosas, una superior y
otra inferior, proporcionan drenaje a la muestra.
El ensayo consiste en aplicar una carga rasante, que provoca la falla
del espcimen a lo largo de un plano definido.
Sobre la cara superior del conjunto se aplican cargas que
proporcionan una presin normal en el plano de falla, graduable a
voluntad.
La deformacin de la muestra es medida con deformimetros tanto
en direccin horizontal como vertical.
5. OBJETIVO
Determinar los parmetros de resistencia al corte de un suelo a saber;
ngulo de friccin interna y la cohesin del suelo, c; mediante
condiciones idealizadas que permiten la ocurrencia de una falla a travs de
un plano de localizacin predeterminada.
Utilizando la ecuacin de Coulomb, encontrar la mxima resistencia al
corte, f; cuyo plano de falla esta dado por:
= c + n tan
donde :
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n: es el esfuerzo normal total en el plano de falla.
: es el ngulo de friccin del suelo.
C: cohesin del suelo.
6. EQUIPO
Aparato de corte directo
Calibrador (Nonio)
Balanza de precisin
Los tipos de ensayos que se pueden realizar en este ensayo son:
7. TIPOS DE ENSAYOS
A. ENSAYOS NO CONSOLIDADO- NO DRENADOS O ENSAYOS U
El corte se inicia antes de consolidar la muestra bajo una carga
normal PV. Si el suelo es cohesivo, y saturado, se desarrollar
exceso de presin de poros. Este ensayo es anlogo al ensayo
triaxial no consolidado-drenado.
B. ENSAYO CONSOLIDADO- NO DRENADO
Se aplica la fuerza normal, y se observa el movimiento vertical del
deformmetro hasta que pare el asentamiento antes de aplicar la
fuerza cortante, este ensayo puede situarse entre los ensayos
triaxiales consolidado-no drenado y consolidado-drenado.
C. ENSAYO CONSOLIDADO-DRENADO
La fuerza normal se aplica, y se demora la aplicacin del corte
hasta que se haya desarrollado todo el asentamiento; se aplica a
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continuacin la fuerza cortante tan lento como sea posible para
evitar el desarrollo de presiones de poros de la muestra. Este
ensayo es anlogo al ensayo triaxial consolidado-drenado.
8. PROCEDIMIENTO
Moldear cuidadosamente 3 4 muestras del mismo tamao
tomadas de una muestra de bloque grande, o de cualquier otro tipo
de fuente.
Retroceder la separacin y el agarre de los tornillos gua superior de
la caja de corte y ensamblar las dos partes. Asegurarse que las
piedras porosas estn saturadas a menos que se vaya a ensayar en
suelo seco.
Colocar cuidadosamente la muestra dentro de la caja de corte.
Colocar el bloque o pistn de carga en su sitio sobre el suelo, la
carga normal PV y ajustar el deformmetro de cartula vertical.
Comenzar la carga horizontal bajo una carga pre-establecida y
tomar lecturas del deformmetro de carga, desplazamiento de corte y
desplazamientos verticales.
Remover el suelo y tomar una muestra para el contenido de
humedad.
Dibujar las curvas:
Esfuerzo cortante vs. desplazamiento horizontal
Esfuerzo cortante vs. esfuerzo normal. Con la ayuda del circulo de
Mohr trazar una envolvente de falla, que nos permita obtener el
valor de cohesin c , y el ngulo de friccin interna .
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ENSAYO DE CORTE DIRECTO N.T.P. 339.131
SOLICITANTE : ______________________________________________________
OBRA : ______________________________________________________
LUGAR : ______________________________________________________
DESCRIPCION DEL MUESTRAS:
CALICATA: ____________ ESTRACTO: __________ PROFUNDIDAD: ____________
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