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F CULT D DE INGENIERI CIVIL
MECANICA DE SUELOS
Reporte De Actividad 3
Anlisis de Suelo para la construccin de unaGalera en la comunidad de Castillo de Teayo
Integrantes:
Flix Enrique Badillo Martnez
Edmundo Prez Jurez
Edwin Ivn Carballo Mrquez
Esteban Santiago Moreno
Catedrtico: Ing. Alejandro Garca Elas
5 semestre
Poza Rica, Ver., a 22 de noviembre de 2013
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EXTRACCION DE LA MUETRA
LOCALIZACION
El predio sobre el cual se piensa construir una galera y del cual obtendremos la muestra,
es propiedad del Sr. Alejandro Carballo Hernndez, y est localizado en el Municipio de
Castillo de Teayo, Ver. En la colonia el Abalo.
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EXTRACCION DE LA MUESTRA (PCA)
La extraccin de la muestra se ejecut mediante el mtodo de PCA (Pozo a Cielo Abierto),
indicaciones dadas por el Ing. Alejandro Garca Elas facilitador de la Experiencia Educativa
de Mecnica De Suelos.
El inicio de esta etapa tuvo lugar el da mircoles 30 de octubre del 2013. Se inici con la
excavacin manual de un pozo de secciones 1.5x1.0 m y una profundidad de 2 m, dicha
profundidad se estableci de acuerdo a un clculo matemtico con respecto al esfuerzoque ejercer la estructura diseada con el rea de contacto del suelo.
La excavacin del pozo fue llevada a cabo por 2 trabajadores a los cuales se les contrato
exclusivamente para este fin y la duracin de este proceso fue de un da completo.
Despus se procedi a extraer la muestra cubica inalterada de suelo siguiendo las
especificaciones del manual M-MMP.1.01.03 basadas en las normas NCMT101,
NCMT102, NCMT103 procedimos a la extraccin de una muestra inalterada.
Este tipo de muestreo consiste en obtener una porcin representativa del material por el
cual est conformado el suelo. Se trata de un espcimen cubico de aproximadamente 40
cm. por lado que se recubre con una membrana impermeable hecha de manta de cielo,
parafina y brea para protegerla y evitar la prdida de agua durante el transporte y
almacenamiento. Para dicho procedimiento se empleo el siguiente equipo y herramientas:
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Equipo Y Material:
- Palas
- Pico
- Machete
-
Cuchillo- Cuchara de albail
- Esptula
- Parafina
- Manta de cielo
- Soplete
- Cartucho de gas
- Recipiente metlico para derretir
la parafina
-
Brocha- Cajn de madera
- Aserrn, viruta o paja
- Flexmetro
- Guantes
As que al da siguiente (31/10/2013) despus de la excavacin a dos metros de
profundidad se comenz con el labrado de la muestra en una de las paredes, esto con el
fin de extraer una muestra inalterada que sea representacin del suelo a esa profundidad.Las medidas de la muestra obtenida debern tener las siguientes medidas 25x25x25 cm.
Segn las recomendaciones dadas por el Ingeniero.
Se excava una bveda alrededor del sitio para labrar un cubo, dicha excavacin tendr
dimensiones tales que permita las operaciones de labrado y extraccin de la muestra sin
Herramientas y Equipo a utilizar en la extraccin de la muestra
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daar su estructura, y se lleva hasta la profundidad necesaria para, posteriormente,
efectuar un corte horizontal en la base del cubo y desprenderlo.
Profundidad de la excavacin Labrado de la muestra inalterada
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Posteriormente se protege adecuadamente la muestra con la finalidad de que no pierda
su humedad natural. Es necesario utilizar una manta cielo o una normal para envolver lamuestra, consecutivamente se debe untar parafina derretida con la ayuda de una brocha.
Labrado de la muestra inalterada
Proteccin de la muestra con cera
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Posteriormente se realiza un corte en la base para desprenderla muestra del suelo, se
empareja y se sella con la manta y la parafina. Despus de haber protegido
completamente la muestra depositarlo en una caja y est lista para su transporte hasta el
laboratorio.
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IDENTIFICACION DE LAS CARACTERISTICAS FISICAS
Esta prctica consiste en identificar las propiedades fsicas de la muestra como lo son
su olor, color y textura.
Con el apoyo de las tablas 1,2 y 3,1.
Tabla de colores y tonos
color tono
Gris grisceo
Caf Cafe
Amarillo AmarillentoRojo RojizoNegro Negruzco
Verde VerdosoBlanco Blancuzco
Anaranjado AnaranjadoAzulado Azulado
pardo Parduzco
OLORES
A tierraOrgnico
ninguno
A azufre
Textura de la muestra
Lisa
Grumosa
Fibrosa
Sacarosa
terrosa
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PROCESO DE CONSOLIDACIN
Cuando un suelo pasa por una reduccin de volumen se presenta lo que es la
consolidacin de un suelo, especficamente en aquellos que finos cohesivos, provocado
cargas sobre su masa. Esto se lleva a cabo en un tiempo largo. Cuando se visualizan
materiales suaves en el fondo de una masa de agua, es de notar la reduccin del suelo y elaumento de las cargas sobre l. Mientras se est llevando a cabo este proceso la posicin
de las partculas, permanecen esencialmente igual sobre un mismo plano horizontal. De
esta forma, slo ocurre en direccin vertical el movimiento de las partculas de suelo.
A continuacin se describe el proceso para determinar los Coeficientes de Consolidacin
cv, coeficiente de compresibilidad av, y coeficiente de compresibilidad volumtrica mv,
estos valores pueden ser utilizados para determinar la magnitud y la velocidad de los
asentamientos mediante la siguiente formula:
Donde:
H = asentamiento total.
H = espesor del estrato.
Material:
Bascula
Horno
Cuchillos Vernier
Micrmetro
Cabezal de carga
Piedra porosa
Placa base
Molde de bronce
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Foto 2
Foto 3
Procedimiento
1. Como primer paso se toman las medidas del anillo de
consolidacin, y se dejan saturar las piedras porosas.
2. Se toma una porcin de la muestra inalterada su
espesor deber ser el doble del espesor del anillo de
consolidacin.(foto 1)
3. posteriormente se procede a labrar la
muestra de suelo, para posteriormente esta sea
colocada en el molde de bronce el cual ser
llevado al consolidometro.(foto 2)
4. Se calcula el contenido de humedad del
suelo utilizando los residuos del labrado de la
pastilla, este valor ser usado en el formato de
consolidacin.
5. Remover cuidadosamente el exceso de suelo en la
parte superior de lamuestra. Tomar en cuenta que si
se encuentra gravilla en la superficie esta serretirada y sustituida por fragmentos de suelo labrado.
(foto 3)
Foto 1
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Foto 4
Foto 5
6. se procede a pesar la probeta con el anillo esto para fines de
clculo.(foto 4)}
7. extraccin de las piedras porosas y se secan con toallas de papel.
8. Se coloca el molde de bronce y las piedras
porosas una en la parte inferior y la otra en la superior
y se ajustan los tornillos.(foto 5)
9. Se instala el molde en la placa base y se centra
la probeta bajo el cabezal, colocamos el micrmetro
en el centro tomando en cuenta que se encuentre en
ceros.(foto 6)
10. Tomar en cuenta que la pastilla y el anillo de carga debe tener una
separacin de un mm.
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Foto 6
Foto 7
Foto 8
11.Se continua con la aplicacin de cargas, aplicamos la
primera condicin de carga al mismo tiempo que con el
cronometro registramos las lecturas de acuerdo a los tiempos
establecidos.
12.A las 24 horas, se procede a colocar la segunda
condicin de carga y se inicia nuevamente la toma de
lecturas.(foto7)
13.Para el resto de las condiciones de carga se realiza el
mismo proceso hasta llegar a la requerida.
14.Al terminar de las condiciones de carga se realiza la descarga
ahora retirando las condiciones cada 30min y tomando
lecturas esto con la finalidad de conocer el comportamientode la relacin de vacos.
15.Posteriormente se procede a desarmar el consolidometro y
se pone a secar la pastilla de suelo para conocer el peso del
suelo seco.(foto 8)
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Clculos:
hora inicio 11:20 a. m. pesa #1
hora tiempo (seg) lectura def. total (mm) E (%)
5 1 0.00253994 0.010159765
10 1 0.00253941 0.01015764820 1.2 0.00304259 0.01217036330 3 0.00760855 0.030434209
10:41 a. m. 60 4 0.01013619 0.04054475
10:42 a.m. 120 4 0.01011061 0.04044244410:44 a.m. 240 4 0.01016000 0.04064
10:48 a.m. 480 5 0.01270000 0.0508
10:56 a.m. 960 6 0.01524000 0.0609611:12 a.m. 1800 6 0.01524000 0.06096
11:40 p.m 3600 6 0.01524000 0.0609612:40 p.m 7200 6 0.01524000 0.06096
2:20 p.m 14400 6 0.01524000 0.060966:40p.m 28800 11 0.02794000 0.11176
2:40 a.m 57600 11 0.02794000 0.11176
10:40 a. m. 86400 18.5 0.04699000 0.18796
11:20a. m. pesa #2
tiempo(seg)
lecturadef. total(mm)
E (%)
5 90 0.22859971 0.9143988210 95 0.24129730 0.96518918
20 97 0.24637237 0.98548947
30 99 0.25144809 1.00579238
60 103 0.26159531 1.04638122
120 106 0.26924000 1.07696
240 109 0.27686000 1.10744
480 114.5 0.29083000 1.16332
960 115 0.29210000 1.1684
1800 116 0.29464000 1.17856
3600 116.5 0.29591000 1.183647200 117 0.29718000 1.18872
14400 117 0.29718000 1.18872
28800 117 0.29718000 1.18872
57600 177 0.44958000 1.79832
86400 117 0.29718000 1.18872
11:20a. m. pesa #3
tiempo(seg)
lecturadef. total(mm)
E (%)
5 265.5 0.67436865 2.697474591
10 265.5 0.67436618 2.69746473620 265.5 0.67436206 2.69744825
30 265.5 0.67435765 2.697430611
60 265.5 0.67437000 2.69748
120 266 0.67564000 2.70256
240 266 0.67564000 2.70256
480 269 0.68326000 2.73304
960 269.5 0.68453000 2.73812
1800 270 0.68580000 2.7432
3600 270.5 0.68707000 2.74828
7200 274 0.69596000 2.7838414400 278 0.70612000 2.82448
28800 283 0.71882000 2.87528
57600 283 0.71882000 2.87528
86400 283 0.71882000 2.87528
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11:20a. m. pesa #4
tiempo(seg)
lecturadef. total(mm)
E (%)
5 385 0.97789809 3.91159237
10 385 0.97789603 3.91158413
20 385 0.97789177 3.91156707
30 385.5 0.97917000 3.91668
60 385.5 0.97917000 3.91668
120 385.5 0.97917000 3.91668
240 385.5 0.97917000 3.91668
480 385.5 0.97917000 3.91668
960 385.5 0.97917000 3.91668
1800 385.5 0.97917000 3.91668
3600 385.5 0.97917000 3.916687200 385.5 0.97917000 3.91668
14400 385.5 0.97917000 3.91668
28800 385.5 0.97917000 3.91668
57600 385.5 0.97917000 3.91668
86400 385.5 0.97917000 3.91668
COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD VOLUMETRICA Mv
(KG/CM2) (KG/CM2) (CM2/KG) (M2/TON 10^-3)
P e e P av=e/P mv=(av)/(1+e) mv
0 0.9449
0.031 0.9415 0.0035 0.031 0.111551071 0.057457073 5.745707339
0.093 0.9361 0.0053 0.062 0.086053938 0.044446302 4.44463022
0.217 0.9327 0.0035 0.124 0.027888579 0.014430045 1.443004463
0.464 0.9326 0.0001 0.247 0.00040061 0.000207293 0.020729334
descargaesfuerzo(ton/m2) e
0.31 0.9369
0.93 0.9368
2.17 0.9327
4.64 0.9308
carga
esfuerzo(ton/m2) e
0 0.9449
0.31 0.9415
0.93 0.9361
2.17 0.9327
4.64 0.9326
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COEFICIENTE DE CONSOLIDACION CV
(mm) (mm) (mm)H prom(mm)
(cm) (cm2) (min) (cm2) Cy(cm2/min) (m2/dia)
()/2 HiHi-
((()/2))2H H2 T 90 T 90 H2 (T90H2)(T90) Cy
0.0445 0.0222 25.0000 24.9778 2.4978 1.559723106 1.32264519
0.1130 0.0565 24.9778 24.9213 2.4921 1.552672974 1.31666668
0.2019 0.1010 24.9213 24.8203 2.4820 1.540117475 1.30601962
0.3607 0.1803 24.8203 24.6400 2.4640 1.51781807 1.28710972 1.287109724 0.1853438
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CALCULO DE ASENTAMIENTO.
Debido a que el proceso de condiciones de carga solo llego a la cuarta pesa 4.64 ton/m2 y en el
clculo de nuestro proyecto nos da un esfuerzo Max de ??????se procede a calcular elasentamiento del suelo con esta condicin de carga.
Donde:
DH = asentamiento total.
H = espesor del estrato.
= 0.00011 + 0.94491.29=
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CALCULO DE ASENTAMIENTO.
Debido a que el proceso de condiciones de carga solo llego a la cuarta pesa 4.64 ton/m2 y
en el clculo de nuestro proyecto nos da un esfuerzo Max de 6.487 Ton/m2 se procede a
calcular el asentamiento del suelo con esta condicin de carga.
Donde:
DH = asentamiento total.
H = espesor del estrato.
= 0.00011 + 0.9449 1 . 2 9 = 0.000066 m
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PRUEBA TRIAXIAL RAPIDA
EQUIPO:
- Marco triaxial
- Membrana de ltex (en este caso usaremos condones)
- Vernier
- Cter
- 4 ligas
- Bascula de precisin
- Escuadra
- Tara
- Cronometro
- Horno o parrilla elctrica
- Talco
PREPARACION DE LA MUESTRA
Primeramente se corta un fragmento prismtico de suelo, usando segueta de alambre y
guas apropiadas o si el material lo permite con un cuchillo y un exacto, los extremos de
ese fragmento deben cortarse tambin normalmente al eje del prisma. A continuacin el
fragmento se afina, usando un cortador vertical apropiado, hasta formar un espcimen
cilndrico de 3.0 cm de dimetro y de 8 cm de altura aproximadamente.
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Entonces se miden las dimensiones de la seccin transversal de la probeta y se anotan se
debe anotar el dimetro superior, medio e inferior, as mismo la altura se corrobora que
sea adecuada o de ser necesario se empareja con ayuda del cter y la escuadra para que
resulte una altura de: 80 mm con una desviacin estndar de 1mm.
Despus de terminar el labrado de al menos 5 probetas se debe obtener su volumen de la
cual el dimetro promedio ser resultado de la siguiente expresin:
= (Superior + 4 Medio + Inferior) / 6
Una vez obtenido el volumen de cada probeta se pesan y se obtiene el peso volumtrico
de cada una para despus promediarlo. En nuestro caso particular el resultado fue:
= 1.94 g/cm2.
Despus se procede a calcular la presin de confinamiento inicial de la cmara, la cual
pretende simular las condiciones originales alas cuales estaba sometida la probeta antes
de ser extrada, este clculo se realiza con la expresin siguiente:
P3= *Df
Donde:
P3= presin de confinamiento (kg/cm2)
= peso volumtrico (kg/cm3)
Df= profundidad de extraccin de la muestra (cm)
Realizacin de las mediciones y corte longitudinal (h)
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Sustituimos:
P3= (0.00194 kg/cm3) (200 cm)
Entonces obtuvimos una presin de confinamiento P3=0.388 kg/cm2.
Antes de iniciar con la prueba triaxial se deben deslubricar los condones colocndoles
talco por dentro y por fuera y frotndolos, una vez realizado ese proceso se debe cortar la
punta con ayuda del cter para as obtener una membrana cilndrica con dos orificios.
Despus de esto se comienza la prueba, siguiendo estos pasos:
1.- Se coloca una base plstica sobre el pedestal y se coloca la muestra, enseguida se le
coloca el cabezal sobre la probeta.
2.- Despus se coloca la membrana de ltex en un cilindro plstico de un dimetro y
altura mayor doblando hacia afuera sus extremos y expandindola. Se succiona una
manguera adaptada a este tubo creando un vacio entre la membrana y el cilindro. En
seguida este conjunto se coloca sobre el espcimen, cubrindolo, se suspende el vacio,
con lo que la membrana se aprieta en torno al espcimen y se retira el cilindro.
3.- Los extremos libres de la membrana se doblan ahora hacia afuera sobre la base y el
cabezal que sostiene el espcimen. Se asegura la membrana de ltex con 2 ligas en la
parte superior y dos en la parte inferir para mantener la probeta libre de humedad.
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4.- Se ensambla la cmara, se coloca el deformimetro y por ltimo el pistn de carga el
cual debe quedar alineado con el cabezal.
5.- Se llena la cmara con el lquido aplicando presin con ayuda del compresor de aire,
dicha presin se verificara constantemente mientras la cmara se llena, hasta alcanzar la
presin de confinamiento deseada.
6.- Se ajustan los micrmetros correspondientes, se enciende el motor con marcha hacia
adelante* y se van registrando las lecturas de ambos micrmetros** cada 10 segundos.
* La velocidad conveniente para realizar la prueba es con el motor en numero 2.
**El micrmetro superior mide la carga y el inferior la deformacin.
Proceso de llenado de la cmara de confinamiento,
hasta alcanzar una presin de 0.388 kg/cm2
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7.- Se detiene el motor una vez que en el micrmetro correspondiente al anillo de carga
haya mostrado que sus lecturas van disminuyendo continuamente.
8.- Se desmonta el equipo y se extrae la probeta cuidadosamente la cual se coloca en una
tara y se lleva al horno para ser secada durante un lapso de 24 horas y posteriormente ser
pesada.
Se repite el proceso hasta ensayar 3 probetas, con incrementos de presin de
confinamiento de 0.5 kg/cm2 con respecto a la P3 inicial. En nuestro caso particular las
presiones corresponden a: 0.388 kg/cm2, 0.888 kg/cm2y 1.388 kg/cm2en ese orden.
RESULTADOS DEL ENSAYE
Despus de haber ensayado las probetas se proceden a tabular los datos y las lecturas
obtenidas durante los diferentes ensayes para la obtencin de las Grafica Esfurzo-
Deformacion.
A continuacin se presentan las tablas y graficas obtenidas de las 3 probetas:
Tara con probeta secada durante 24 horas.
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0.38 kg/cm2
3.02 cm
3.10 cm
3.05 cm
80.30 mm
66.78 gr
180.19 gr
157.90 gr
7.4426 cm
PESO DE TARA
PRESION DE CONFINAMIENTO:
DIAMETRO SUPERIOR
DIAMETRO MEDIO
DIAMETRO INFERIOR
ALTURA
PESO DE TARA CON MATERIAL H
PESO TARA CON MATERIAL S
AREA PROMEDIO
TIEMPO
(seg.)
LECTURAS
MICROMETRO CARGA
LECTURAS
DEFORMIMETR
O
DEF. TOTAL
(mm)
DEF.
UNITARIA
(mm/mm)
DEF.
UNITARIA (%)
AREA
CORREGIDA
(cm2)
ESFUERZO
0 0 0.1660 0 0.0000 0.0000 0.0000 7.4426 0.0223
20 5 2.2490 11 0.2794 0.0035 0.3479 7.4685 0.3011
40 20 8.4980 24 0.6096 0.0076 0.7592 7.4995 1.1331
60 30 12.6640 33 0.8382 0.0104 1.0438 7.5211 1.6838
80 40 16.8300 45 1.1430 0.0142 1.4234 7.5500 2.2291
100 0 0.1660 58 1.4732 0.0183 1.8346 7.5817 0.0219
120 0 0.1660 72 1.8288 0.0228 2.2775 7.6160 0.0218
140 0 0.1660 83 2.1082 0.0263 2.6254 7.6432 0.0217
160 10 4.3320 96 2.4384 0.0304 3.0366 7.6756 0.5644
180 15 6.4150 107 2.7178 0.0338 3.3846 7.7033 0.8328
200 20 8.4980 121 3.0734 0.0383 3.8274 7.7388 1.0981
220 20 8.4980 134 3.4036 0.0424 4.2386 7.7720 1.0934
240 20 8.4980 146 3.7084 0.0462 4.6182 7.8029 1.0891260 10 4.3320 154 3.9116 0.0487 4.8712 7.8237 0.5537
PROBETA No 1.
GRAFICA ESFUERZO-DEFORMACION
*Descartada
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TIEMPO
(seg.)
LECTURAS
MICROMETRO CARGA
LECTURAS
DEFORMIMETR
O
DEF. TOTAL
(mm)
DEF.
UNITARIA
(mm/mm)
DEF.
UNITARIA (%)
AREA
CORREGIDA
(cm2)
ESFUERZO
0 0 0.1660 0 0.0000 0.0000 0.0000 8.8774 0.0187
20 11 4.7486 8 0.2032 0.0025 0.2493 8.8996 0.5336
40 16 6.8316 17 0.4318 0.0053 0.5298 8.9247 0.765560 20 8.4980 28 0.7112 0.0087 0.8726 8.9556 0.9489
80 23 9.7478 41 1.0414 0.0128 1.2778 8.9923 1.0840
100 24 10.1644 55 1.3970 0.0171 1.7141 9.0322 1.1253
120 23.5 9.9561 67 1.7018 0.0209 2.0881 9.0667 1.0981
140 23 9.7478 82 2.0828 0.0256 2.5556 9.1102 1.0700
160 23 9.7478 95 2.4130 0.0296 2.9607 9.1483 1.0655
180 22.5 9.5395 108 2.7432 0.0337 3.3659 9.1866 1.0384
200 22.5 9.5395 122 3.0988 0.0380 3.8022 9.2283 1.0337
220 23 9.7478 134 3.4036 0.0418 4.1762 9.2643 1.0522
240 25 10.5810 147 3.7338 0.0458 4.5813 9.3036 1.1373
260 24 10.1644 156 3.9624 0.0486 4.8618 9.3311 1.0893
PROBETA No.2
GRAFICA ESFUERZO-DEFORMACION
0.88kg/cm2
3.35 gr
3.35 cm
3.42 cm
81.50 mm
66.78 gr
206.32 gr
183.70 gr
8.8774 cmAREA PROMEDIO
PRESION DE CONFINAMIENTO:
DIAMETRO SUPERIOR
DIAMETRO MEDIO
DIAMETRO INFERIOR
ALTURA
PESO DE TARA
PESO DE TARA CON MATERIAL H
PESO TARA CON MATERIAL S
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PROBETA No. 3
GRAFICA ESFUERZO-DEFORMACION
1.38 kg/cm2
3.15 gr
3.15 cm
3.20 cm
81.00 mm
86.30 gr
210.71 gr
157.90 gr
7.8344 cm
PESO DE TARA CON MATERIAL H
PESO TARA CON MATERIAL S
AREA PROMEDIO
PRESION DE CONFINAMIENTO:
DIAMETRO SUPERIOR
DIAMETRO MEDIO
DIAMETRO INFERIOR
ALTURA
PESO DE TARA
TIEMPO
(seg.)
LECTURAS
MICROMETRO CARGA
LECTURAS
DEFORMIMETR
O
DEF. TOTAL
(mm)
DEF.
UNITARIA
(mm/mm)
DEF.
UNITARIA (%)
AREA
CORREGIDA
(cm2)
ESFUERZO
0 0 0.1660 0 0.0000 0.0000 0.0000 7.8344 0.0212
20 10 4.3320 9 0.2286 0.0028 0.2822 7.8566 0.5514
40 14 5.9984 20 0.5080 0.0063 0.6272 7.8839 0.760860 17 7.2482 32 0.8128 0.0100 1.0035 7.9138 0.9159
80 19 8.0814 45 1.1430 0.0141 1.4111 7.9466 1.0170
100 21 8.9146 56 1.4224 0.0176 1.7560 7.9745 1.1179
120 22 9.3312 68 1.7272 0.0213 2.1323 8.0051 1.1657
140 24 10.1644 81 2.0574 0.0254 2.5400 8.0386 1.2644
160 24.5 10.3727 94 2.3876 0.0295 2.9477 8.0724 1.2850
180 25.5 10.7893 108 2.7432 0.0339 3.3867 8.1090 1.3305
200 27 11.4142 122 3.0988 0.0383 3.8257 8.1461 1.4012
220 27 11.4142 137 3.4798 0.0430 4.2960 8.1861 1.3943
240 27.5 11.6225 149 3.7846 0.0467 4.6723 8.2184 1.4142
260 27.5 11.6225 160 4.0640 0.0502 5.0173 8.2483 1.4091
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Analizando los resultados del ensaye de las tres probetas pudimos observar en los grficos
anteriores el comportamiento de cada una y nos dimos cuenta que la *Probeta No. 1
muestra un comportamiento y datos incongruentes as que esta quedara descartada y por
tanto no ser tomada en cuenta a la hora de realizar los clculos pertinentes.
Con los datos anteriores se obtienen los esfuerzos mximos los cuales junto con laspresiones de confinamiento nos sirven para la realizacin de los Crculos de Mohr. Los
datos se presentan en la tabla sguete:
P3 P
*0.388 *2.2291
0.888 1.1373
1.388 1.4142
CIRCULOS DE MHOR
Los resultados obtenidos mediante el circulo de Mohr indican un Angulo de friccin
interna de 48 y una cohesin de C= 0 kg/cm2. Lo cual indica que se trata de un suelo
Los resultados obtenidos mediante los crculos de Mohr indican un Angulo de friccin
interna de = 12 y una cohesin de C= 0.2609 kg/cm2. Lo cual indica que se trata de un
suelo cohesivo-friccionante.
0.88801.1373
1.4136
12
0.2609
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ESFUERZO DE TRABAJO
Con los datos obtenidos anteriormente procederemos a calcular el esfuerzo de trabajo de
la una Galera con cimentacin a base de zapatas aisladas la cual se construir en el lugar
de extraccin de la muestra: Castillo de Teayo.
Para ello analizaremos la zapata ms cargada (Wz) sumndole la carga del suelo y as
determinar el peso total que soportara dicha cimentacin la cual pose secciones de
1.20x1.20X0.20 m. y un dado de secciones 0.30x0.30x0.80.
DATOS:
Wz (peso de cimentacin incluido)= 7.248 Ton.
= 12
C= 0.2609 kg/cm2
m= 1.94 g/cm2 = 1.94 Ton/m3
Cargas totales (peso de cimentacin incluido)Vista en planta de la galera
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Peso de suelo (Ws)=m *(Vol. De suelo)
Vol. De suelo= (altura del dado x seccin de zapata)(Vol. De dado)
Vol. De suelo= (0.80X1.20x1.20)(0.80x0.30x0.30) = 1.08 m3
Peso de suelo (Ws) = (1.94 Ton/m3
)*( 1.08 m3
) = 2.095 Ton.
Wtotal = 7.248 Ton + 2.095 Ton = 9.343 Ton
= 9.342 Ton/ (1.2)2 ; trabajo=6.487 Ton/m2
Ahora procedemos a calcular la carga admisible del suelo:
= + [ 2 + ( 1 + )]
= (45+ 2)
= 2 ( + 1) tan
= (1)
Nq= 2.9735
Nr=1.6892
Nc= 9.2846
qad= 4.857
trabajo> qad por lo tanto el suelo falla
CONCULCION
En conclusin dado al anlisis realizado podemos concluir que el suelo no es capaz de
soportar ese esfuerzo por lo cual abra que redisear la cimentacin aumentado el
tamao de su seccin y/o desplantando a una profundidad mayor. Habra que realizar un
anlisis mas minucioso acerca de cual seria la opcin mas conveniente o ambas tomando
en cuanta el aspecto econmico como en lo estructural. Pero definitivamente el no se
debe llevar a cabo la realizacin de la obra tal y como estaba diseada inicialmente puesto
que habr notables fallas en la estructura.
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DENSIDAD DE SOLIDOS
Esta prueba pretende conocer la consistencia del solido basado en un procedimiento que
se describir brevemente.
La densidad de solido se define como densidad de un suelo a la relacin entre el peso del
slido y el peso del volumen del agua que desaloja, adems sirve para fines de
clasificacin e incluso interviene en los clculos de mecnica de suelos.
Material:
Matraz aforado N 10 y N 11
- Termmetro- Embudo
- Probeta
- Pipeta
- Papel absorbente
- Bascula
- Tara
- Batidora
- Horno de secado
- Esptula
Procedimiento
Para la prueba de densidad de solidos se inici por tomar una porcin de 80gr de suelo
saturado colocndola en una tara previamente pesada y agregndole una racin de agua
destilada y as mismo someterla a un mezclado en la batidora durante 20 min para que
tome una consistencia completamente homognea.
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Una vez que se haya mezclado bien el material con el agua es colocado en un matraz con
la ayuda de un embudo y se le agrega agua destilada para observar la separacin entre el
suelo y el agua. Tambin es necesario otro matraz lleno de agua destilada al mismo nivel
del matraz que contiene el suelo.
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Enseguida de esto se llevan los dos matraces a bao mara a una temperatura de 60 C
durante 30 min y se les colocara una manguera conectada a una bomba de vacio con el fin
de extraer el aire que contengan. Una vez transcurrido los 30 min del bao mara se limpia
el cuello del matraz que contiene los slidos con servilleta hasta la lnea de aforo. Despus
se toma agua del matraz que solo contiene agua con ayuda de la pipeta y se agrega en el
matraz que contiene el material hasta llegar a la lnea de aforo.
En seguida registramos la temperatura inferior, media, y superior con la ayuda de un
termmetro. Despus se pesa el matraz afora y se registra como Wmwfs, posteriormente
se vaca el material que contiene este matraz a una tara previamente pesada, de ser
necesario se aade un poco de agua para retirar todo el material del matraz. Se vuelve apesar el material ahora con la tara.
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Seguido de esto se somete el material a un secado completo en el horno durante el
tiempo que sea necesario (24 horas o mas), y se pesa despus de su secado, se registra
como Wt+Ws.
La frmula para calcular la densidad relativa de solidos es:
Ss = Ws / (Wfw + WsWfsw)
Donde:
Ss = densidad relativa de slidos del material, (adimensional)
Ws = masa del material secado al horno, (g)
Wfw = masa del matraz lleno de agua a la temperatura de la prueba tp, determinada
grficamente de la curva de calibracin del matraz, (g)
Wfsw = masa del matraz conteniendo al suelo y agua hasta la marca de aforo, a la
temperatura de la prueba tp, (g)
Los datos se presentan en la siguiente tabla:
Peso delmatraz
Temperaturainferior
Temperaturamedia
Temperaturasuperior
Temperaturapromedio
54 53 53 53.3333
Peso del material Seco mas la tara
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matraz Wt (gr) Wt + Ws (gr) Ws (gr) Wmwfs (gr)Temperaturapromedio C
Wmwf (gr) Ss
10 66.9 115.37 48.47 700 53.33 666.4 3.259583
La densidad relativa de solidos del suelo es Ss = 3.259583
DETERMINACION DE LOS LMITES DE CONSISTENCIA
Pulverizacin de la muestra
Material:
- Charola metlica
- Rodillo
- Malla numero 40
- Recipiente
-
bscula de precisin1.-Retiramos una buena parte de la muestra extrada en campo la cual colocamos en
una charola, se pes y posteriormente se coloc en el horno por 24 horas.(Ver imagen
1)
2.- con ayuda de rodillo comenzamos a pulverizar la muestra extrada(la muestra que
dejamos a secar 24 horas en el horno).(Ver imagen 2)
3.- enseguida pasamos la muestra por la maya # 40, el cual obtuvimos una cantidad de
1260 gramos.(Ver imagen 2y 3)
4.- una vez obtenida la muestra, tomamos 60 gramos y lo depositamos en un recipiente
pequeo y lo revolvemos bien, lo el cual despus de hacer varias pruebas de copa de casa
grande llegamos al resultado de agregarle una cantidad del 57% de agua con respecto a
los 1260 gr.
5.-a la muestra total se le agrego el agua y lo dejamos reposar durante 24 horas. (Ver
imagen 4)
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Imagen 4
Muestra preparada para reposar 24
Esta mezcla ser utilizada durante las siguientes prcticas, as que ser bien tapada y
guardada en lugar seguro para las prcticas posteriores.
Imagen 1
Muestra extrada para pulverizar
Imagen 2
Pulverizacin con ayuda del rodillo
adems pasando la muestra por la
maya #40
Imagen 3
Muestra ya pulverizada
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Determinacin de limite liquido (WL) por el procedimiento
estndar
Equipo necesario:
- Copa de Casagrande
- Ranurador.
- Taras
- Bscula de precisin
- Esptula
- Parrilla elctrica
- Placa de vidrio
Tenemos que calibrar la copa de casa grande
1.- Tomamos una cantidad de 60 gramos del material y lo colocamos en la copa de
Casagrande con la ayuda de una esptula.(Ver imagen 1)
2.- Con ayuda del ranurador se pasa firmemente en el centro en el material colocado en la
copa de Casagrandeobteniendo una abertura.(Ver imagen 2)
3.- Ahora hacemos el conteo de golpe registrando los nmeros de golpes necesarios
cuando los bordes inferiores de la ranura se pongan en contacto con una longitud de 13mm.(Ver imagen 3)
4.- En seguida tomamos una tara, la pesamos, tomamos los datos, despus le colocamos
una porcin de la copa de Casagrande ala tara, la volvemos a pesar tomando los datos.
Ponemos a secar esa muestra con ayuda de la parrilla elctrica para que pierda toda su
humedad.Mientras tanto el material saturado, lo exponemos al sol durante 20 minutos
para que este pierda humedad, no sin antes vigilar constantemente la tara con el material
en la parrilla y verificando con la placa de vidrio si persiste humedad en el material,
cuando est completamente seco el material, no debe humedecer la placa de vidrio, si
este ya est seco, se retira de la parrilla y se deja enfriar para posteriormente pesarlo y se
registran los datos y se calcula el % de humedad.(Ver imagen 4)
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Imagen 1
Muestra lista para ranurar
Imagen 2
Ranurando la muestra en la copa de
Casa rande
Imagen 3
Muestra dando los golpes
Imagen 4
Muestra secando
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Este procedimiento lo realizamos 5 veces tomando los datos en cada ensaye
y obtuvimos el siguiente resultado.
LIMITE LIQUIDO = 57.94372
LIMITE PLSTICO
Material:
-Bascula digital de alta precisin
-Parrilla
-Cristal
-Taras
-Pinzas
1.- Para llevar a cabo esta prctica, que es el lmite plstico se tom tres pequeas
muestras en tres placas de cristal del material ya preparado y se expuso al sol para que
LIMITE liquido
MUESTRAn #
golpesPESOTARA
PESO TARAMAS sueloHUMEDO
PESO TARAMAS suelo
SECO
CONTENIDODE AGUA
PESOsueloSECO
CONTENIDODE
HUMEDAD
No. No. WtWt + Sh
(gr)Wt + Ss
(gr)DIFERENCIA
(gr) Ss (gr) %
1 50 8.68 13.85 11.98 1.87 3.3 56.66667
2 49 8.71 14.84 12.56 2.28 3.85 59.22078
3 22 8.97 14.16 12.15 2.01 3.18 63.20755
4 17 8.68 14.31 12.1 2.21 3.42 64.61988L. L. = 57.94372
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perdiera el exceso de humedad que tena y si poder manipular el material con las manos.
(Ver imagen 1)
Una vez que la muestra perdi su humedad comenzamos a moldearlo con los dedos y
formar cilindros de 3 mm
2.- Enseguida haremos con la misma muestra cilindros en forma de esferas de 1cm dedimetro aproximadamente esto lo aremos rodando las esferas con un movimiento de la
mano hacia adelante y hacia atrs con una velocidad de 60 a 80 ciclos hasta formar dichos
filamentos de aproximadamente 3 mm. (Ver imagen 2)
3.- Una vez de hacer los dos procedimientos (la esfera y el cilindro)observamos que el
filamento ya empezaba a tener grietas entonces ya estaba listo para seguir el siguiente
paso.
4.- Una vez obtenidas dichas coberturas en el cilindro, lo colocamos en la tara y lo
pesamos en la bscula de precisin para obtener su peso de la muestra hmeda.
Colocamos la muestra en una parrilla (caliente) para retirar toda la humedad y as
obtener el peso de la muestra seca, la muestra se qued un rato en la parrilla en el cual
fuimos checando con el vidrio si ya perdi su humedad. Una vez que la muestra se enfri,
la pesamos y tomamos sus datos. (Ver imagen 3y 4)
Imagen 1
Muestra en reposo secando al sol.
Imagen 2
La muestra en una esfera para
sacar filamentos
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Despus de hacer los procedimientos de las tres muestras procedimos a calcular el
porcentaje de humedad necesaria para encontrar el lmite plstico, y los datos se
presentan en la siguiente tabla.
Entonces el lmite de plasticidad de nuestra muestra es:
LIMITE DE PLASTICIDAD = 29.16667
LIMITE PLASTICO
MUESTRA PESO TARA
PESO TARAMAS
FILAMENTOHUMEDO
PESO TARAMAS
FILAMENTOSECO
CONTENIDODE AGUA
PESOFILAMENTO
SECO
CONTENIDODE
HUMEDAD
No. Wt Wt + Sh (gr) Wt + Ss (gr)DIFERENCIA
(gr) Ss (gr) %
1 8.7 11.2 10.7 0.5 2 25.000002 8.8 10.8 10.3 0.5 1.5 33.33333
3 8.7 11.4 10.85 0.55 2.15 25.58140L. P. = 29.16667
Imagen 3
Muestra secando en la arrilla
Imagen 4
Pesando muestra ya seca
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NDICE DE PLASTICIDAD
Una vez que obtuvimos los resultados del lmite plstico y lmite liquido determinaremos
el ndice plstico con la siguiente expresin:
IP = WL - WP
Donde:
IP = ndice plstico del material, (%), con aproximacin a la unidad.
WL = Lmite lquido del material obtenido.
WP = Lmite plstico del material.
CLASIFICACION DEL SUELO DE ACUERDO CON EL SUCS
Teniendo estos datos procedemos a localizar el punto de interseccin de los datos en la
carta de plasticidad de acuerdo a las normas de la SCT.
CARTA DE PLASTICIDAD
limiteliquido
limiteplstico
ndice deplasticidad
57.94372 29.16667 28.77705
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De acuerdo con la carta de plasticidad, nos indica que el suelo es de tipo
MH o OH
Para poder tener, una mejor explicacin de lo que es un suelo MH, nosapoyaremos al SUCS, en su tabla, de explicacin de las caractersticas de un
suelo. Y obtenemos lo siguiente:
Que el suelo es un MH, Limo de alta Compresibilidad.