Informe MS P2

Determinación de la Densidad Seca Máxima y Contenido de Humedad Óptimo en Suelos
Mediante el Ensayo Proctor Modificado
Hansel S. Chilan, Katherine S. Cordova, Dixon A. Muñoz, Karla D. Pimbo, Yussara N.
Rodríguez, Nathaly M. Rodríguez, Mayerly M. Simba, Steeven M. Simba
Facultad de Ciencias Técnicas, Universidad Estatal del Sur de Manabí
Carrera de Ingeniería Civil
IC22: Mecánica de Suelos I
Ing. Loor Digna Elizabeth. MSc.
4 de septiembre de 2024
I
Índice General
Introducción .................................................................................................................................... 1
Capítulo I ........................................................................................................................................ 2
Perfil del Proyecto........................................................................................................................... 2
1.1. Objetivos .............................................................................................................................. 2
1.1.1. Objetivo General............................................................................................................ 2
1.1.2. Objetivos Específicos .................................................................................................... 2
1.2. Ubicación macro y micro ..................................................................................................... 2
1.2.1. Ubicación Macro. .......................................................................................................... 2
1.2.2. Ubicación Micro. ........................................................................................................... 3
Capítulo II ....................................................................................................................................... 5
Marco teórico .................................................................................................................................. 5
2.1. Ensayo Proctor Modificado - (ASTM D 1557, AASHTO T-180) ....................................... 5
2.1.1. Procedimiento para Realizar el Ensayo Proctor Modificado ......................................... 5
2.2. Ensayo Cono de Arena - (Norma ASTM 1556) ................................................................. 20
2.2.1. Procedimiento para Realizar el Ensayo Cono de Arena .............................................. 21
2.3. Equipos y Herramientas Usados en Ambos Ensayos ......................................................... 27
Capítulo III .................................................................................................................................... 33
Presentación de Resultados, Conclusiones, y Recomendaciones ................................................. 33
3.1. Resultados .......................................................................................................................... 33
3.2. Conclusiones ...................................................................................................................... 36
3.3. Recomendaciones ............................................................................................................... 36
Referencias .................................................................................................................................... 37
II
Índice de Tablas
Tabla 1. Contenido de Agua. ....................................................................................................... 17
Tabla 2. Datos para la curva......................................................................................................... 19
Tabla 3. Resultados del Ensayo de Cono de Arena. .................................................................... 25
III
Índice de Figuras
Figura 1. Ubicación Macro Geográfica de la Provincia de Manabí .............................................. 3
Figura 2. Ubicación Micro del Ensayo. ......................................................................................... 4
Figura 3. Proceso de excavación.................................................................................................... 5
Figura 4. Proceso de excavación.................................................................................................... 6
Figura 5. Identificación del Perfil Estratigráfico del Hoyo. .......................................................... 6
Figura 6. Perfil estratigráfico. ........................................................................................................ 7
Figura 7. Proceso de excavación.................................................................................................... 7
Figura 8. Transporte de tierra, resultado de la excavación. ........................................................... 8
Figura 9. Peso de la tierra excavada. ............................................................................................. 8
Figura 10. Bandeja con tierra esparcida......................................................................................... 9
Figura 11. Colocación de la tierra extraída en el cilindro. ............................................................. 9
Figura 12. Compactación a golpes con martillo. ......................................................................... 10
Figura 13. Separación del collarín del cilindro. ........................................................................... 10
Figura 14. Tallado de la probeta. ................................................................................................. 11
Figura 15. Desalojo de la tierra compactada del cilindro. ........................................................... 11
Figura 16. Desalojo de la tierra compactada del cilindro. ........................................................... 12
Figura 17. Preparación de la tierra. .............................................................................................. 12
Figura 18. Peso de tara vacía. ...................................................................................................... 13
Figura 19. Peso de tara con tierra. ............................................................................................... 13
Figura 20. Curva de Compactación. ............................................................................................ 20
Figura 21. Peso del cilindro sin collarín. ..................................................................................... 21
Figura 22. Peso de arena con el cilindro. ..................................................................................... 22
IV
Figura 23. Peso de cono. .............................................................................................................. 22
Figura 24. Peso de cono y arena. ................................................................................................. 23
Figura 25. Peso de arena en botella. ............................................................................................ 23
Figura 26. Peso de arena en botella. ............................................................................................ 24
Figura 27. Ubicación de cono de arena en calicata...................................................................... 24
Figura 28. Colocación de arena en calicata. ................................................................................ 25
Figura 29. Peso de la arena restante de la calicata. ...................................................................... 25
Figura 30. Abre hoyo. .................................................................................................................. 27
Figura 31. Barra. .......................................................................................................................... 27
Figura 32. Flexómetro.................................................................................................................. 28
Figura 33.Pala. ............................................................................................................................. 28
Figura 34.Fundas. ........................................................................................................................ 29
Figura 35. Molde.......................................................................................................................... 29
Figura 36. Pisón o martillo de10 lb caída del 18”. ...................................................................... 30
Figura 37. Balanza. ...................................................................................................................... 30
Figura 38. Horno. ......................................................................................................................... 31
Figura 39. Taras. .......................................................................................................................... 31
Figura 40. Bandejas. .................................................................................................................... 32
Figura 41. Curva de Compactación. ............................................................................................ 35
1
Introducción
El comportamiento del suelo frente a la compactación es un factor crítico en la ingeniería
civil, ya que influye directamente en la estabilidad y capacidad de carga de las estructuras
construidas sobre él. Para comprender mejor estas propiedades, el ensayo Proctor modificado ha
sido ampliamente utilizado como una herramienta clave en proyectos que requieren suelos con
alta densidad y resistencia, tales como carreteras, aeropuertos, y embalses. Este ensayo permite
determinar dos parámetros fundamentales: la densidad seca máxima y el contenido de humedad
óptimo del suelo, elementos esenciales para optimizar los procesos de compactación en campo.
El presente proyecto tiene como objetivo aplicar el ensayo Proctor modificado en una
muestra de suelo proveniente de la Comuna Santa Rosa, ubicada en el Cantón Jipijapa, provincia
de Manabí, Ecuador. A través del análisis de las propiedades físicas del material, se busca
establecer su idoneidad para la compactación, permitiendo una adecuada interpretación de los
resultados que guiará decisiones en el contexto de obras civiles.
Este proceso se llevará a cabo bajo procedimientos normativos, tales como las
especificaciones ASTM D 1557 y AASHTO T-180, que regulan la correcta ejecución del
ensayo. De este modo, se logrará una comprensión clara de la relación entre el contenido de
humedad y la densidad del suelo, contribuyendo al éxito de futuros proyectos de infraestructura
que demandan suelos con características específicas para garantizar su estabilidad y durabilidad.
2
Capítulo I
Perfil del Proyecto
1.1. Objetivos
1.1.1. Objetivo General
Determinar la densidad seca máxima y el contenido de humedad óptimo de una muestra
de suelo a través de la aplicación del ensayo Proctor modificado, con el fin de establecer las
propiedades físicas del material y su comportamiento frente a la compactación.
1.1.2. Objetivos Específicos
Analizar las características físicas del suelo para determinar su idoneidad en el proceso de
compactación mediante el ensayo Proctor modificado.
Realizar el ensayo Proctor modificado utilizando una única muestra de suelo, siguiendo
los procedimientos normativos, para identificar su densidad seca máxima y su contenido de
humedad óptimo.
Interpretar los resultados obtenidos del ensayo Proctor modificado para entender la
relación entre la densidad del suelo y su contenido de humedad, facilitando la toma de decisiones
en proyectos de Ingeniería Civil.
1.2. Ubicación macro y micro
1.2.1. Ubicación Macro.
El ensayo se realizó en la Comuna Santa Rosa, perteneciente al Cantón Jipijapa de la
provincia de Manabí, Ecuador.
3
Figura 1.
Ubicación Macro Geográfica de la Provincia de Manabí
Nota. Mapa de Ecuador en el cual se resalta la Provincia de Manabí. Obtenido de vectorstock.
1.2.2. Ubicación Micro.
El ensayo se llevó a cabo en la Comuna Santa Rosa, este lugar se encuentra a
aproximadamente 22,8 km del Cantón Jipijapa.
4
Figura 2.
Ubicación Micro del Ensayo.
Nota. Tramo de la vía. Obtenido de Google Earth.
Coordenadas UTM del ensayo: 543720,219 m E, 9857420,825 m N
5
Capítulo II
Marco teórico
2.1. Ensayo Proctor Modificado - (ASTM D 1557, AASHTO T-180)
El ensayo Proctor modificado es una prueba de laboratorio utilizada en la Ingeniería Civil
para determinar la densidad máxima seca y el contenido de agua óptimo de un suelo cuando es
compactado. Este ensayo es una versión más rigurosa del ensayo Proctor estándar y se aplica en
proyectos donde se requieren suelos con mayor densidad y resistencia, como en la construcción
de carreteras, aeropuertos y otras infraestructuras críticas (Camacho et al., 2007).
Aplicaciones
El conocimiento del contenido de humedad óptimo y la densidad seca máxima del suelo
permite a los ingenieros ajustar las condiciones de compactación en el campo para lograr la
estabilidad y la capacidad de carga deseadas. Este ensayo es esencial para la correcta ejecución
de proyectos de construcción, especialmente en terraplenes, carreteras y embalses.
2.1.1. Procedimiento para Realizar el Ensayo Proctor Modificado
Figura 3.
Proceso de excavación.
Nota. Elaboración de los autores.
6
Figura 4.
Proceso de excavación.
Nota. Elaboración de los autores.
Perfil estratigráfico. La capa superior está compuesta por un manto de suelo orgánico,
conocido como capa vegetal. Este estrato es característico de áreas cubiertas por vegetación,
donde se acumulan materiales orgánicos como hojas, ramas y raíces en descomposición, debajo
de la capa vegetal se encuentra un estrato compuesto por un suelo arcilloso.
Figura 5.
Identificación del Perfil Estratigráfico del Hoyo.
7
Nota: Reconocimiento del perfil estatigráfico de hoyo usado para el ensayo. Elaboración de los
autores
Figura 6.
Perfil estratigráfico.
Nota: Perfíl estatigráfico del suelo retirado del hoyo. Elaboración de los autores
Figura 7.
Proceso de excavación.
Nota. Elaboración de los autores.
8
Figura 8.
Transporte de tierra, resultado de la excavación.
Nota. Elaboración de los autores.
Figura 9.
Peso de la tierra excavada.
Nota. Elaboración de los autores.
Se procede a pesar 25 Kg de suelo para hacer el ensayo
9
Figura 10.
Bandeja con tierra esparcida.
Nota. Elaboración de los autores.
Figura 11.
Colocación de la tierra extraída en el cilindro.
Nota. Elaboración de los autores.
10
Figura 12.
Compactación a golpes con martillo.
Nota. Elaboración de los autores.
Figura 13.
Separación del collarín del cilindro.
Nota. Elaboración de los autores.
11
Figura 14.
Tallado de la probeta.
Nota. Elaboración de los autores.
Figura 15.
Desalojo de la tierra compactada del cilindro.
Nota. Elaboración de los autores.
12
Figura 16.
Desalojo de la tierra compactada del cilindro.
Nota. Elaboración de los autores.
Figura 17.
Preparación de la tierra.
Nota. Elaboración de los autores.
13
Figura 18.
Peso de tara vacía.
Nota. Elaboración de los autores.
Figura 19.
Peso de tara con tierra.
Nota. Elaboración de los autores.
Diámetro: 15.2 cm
Altura: 11.6
Volumen del cilindro:
Peso molde: 3135 gr
π∗ D2
4
∗h=
π(15.2cm)2
4
∗ 11.2cm = 2104.92cm3
14
Contenido de agua
Muestra # 0 Recipiente N tara (Jean, QR)
Tara (JEAN) + suelo húmedo (gr) = 109.4 gr
Tara (Qr) + suelo húmedo (gr) =102.4 gr
Tara (JEAN) + suelo seco = 97.9 gr
Tara (QR) + suelo seco = 90.9 gr
Peso tara (JEAN) = 28.1 gr
Peso tara (QR) = 26.4 gr
Peso agua (JEAN) = (Tara (JEAN) + suelo húmedo (gr)) − (Tara (JEAN) +
suelo seco) = 109.4 − 97.9) = 11.5 gr
Peso agua (QR) = (Tara (Qr) + suelo húmedo (gr)) − (Tara (QR) + suelo seco ) =
102.4 − 90.9 = 11.5 gr
Peso suelo seco (JEAN) = (Tara (JEAN) + suelo seco) − ( Peso tara (JEAN)) =
97.9 − 28.1 = 69.8 gr
Peso suelo seco (QR) = (Tara (QR) + suelo seco) − ( Peso tara (QR)) = 90.9 −
26.4 = 64.5 gr
Peso agua (JEAN)
11.5gr
Contenido de agua % (JEAN) = Peso suelo seco (JEAN) ∗ 100 = 69.8gr ∗ 100 = 16.48%
Peso agua (QR)
11.5gr
Contenido de agua % (QR) = Peso suelo seco (QR) ∗ 𝟏𝟎𝟎 = 64.5gr ∗ 100 = 17.83%
Contenido promedio del agua %
16.48+ 17.83
2
Contenido de agua % (JEAN)+Contenido de agua % (QR)
= 17.16%
Muestra # 3% Recipiente N tara (Z1, JR)
Tara + Suelo Húmedo (Z1) = 96.9 gr
2
=
15
Tara + Suelo Húmedo (JR) = 96.1 gr
Tara (Z1) + suelo seco = 83.8 gr
Tara (JR) + suelo seco = 84.6 gr
Peso tara (Z1) = 26.8 gr
Peso tara (JR) = 25.8 gr
Peso agua (Z1) = (Tara (Z1) + suelo húmedo (gr)) − (Tara (Z1) + suelo seco) =
96.9 − 83.8) = 13.1 gr
Peso agua (JR) = (Tara (JR) + suelo húmedo (gr)) − (Tara (JR) + suelo seco) =
96.1 − 84.6) = 11.5 gr
Peso suelo seco (Z1) = (Tara (Z1) + suelo seco) − ( Peso tara (Z1)) = 83.8 − 26.8 =
57 gr
Peso suelo seco (JR) = (Tara (JR) + suelo seco) − ( Peso tara (JR)) = 84.6 − 25.8 =
58.8 gr
Peso agua (Z1)
13.1gr
Peso agua (JR)
11.5gr
Contenido de agua % (Z1) = Peso suelo seco (Z1) ∗ 100 = 57gr ∗ 100 = 22.98%
Contenido de agua % (JR) = Peso suelo seco (JR) ∗ 100 = 58.8gr ∗ 100 = 19.56%
Contenido promedio del agua %
22.98+19.56
2
Contenido de agua % (ZI)+Contenido de agua % (JR)
= 21.27%
Muestra # 6% Recipiente N tara (Shira, EF)
Tara + Suelo Húmedo (Shira) = 87.2 gr
Tara + Suelo Húmedo (EF) = 89.1 gr
Tara (Shira) + suelo seco = 75.4 gr
Tara (EF) + suelo seco = 76.9 gr
2
=
16
Peso tara (Shira) = 28.1 gr
Peso tara (EF) = 25.2 gr
Peso agua (Shira) = (Tara (Shira) + suelo húmedo (gr)) − (Tara (Shira) +
suelo seco) = 87.2 − 75.4) = 11.8 gr
Peso agua (EF) = (Tara (EF) + suelo húmedo (gr)) − (Tara (EF) + suelo seco) =
89.1 − 76.9) = 12.2 gr
Peso suelo seco (Shira) = (Tara (Shira) + suelo seco) − ( Peso tara (Shira)) =
75.4 − 28.1 = 47.3 gr
Peso suelo seco (EF) = (Tara (EF) + suelo seco) − ( Peso tara (EF)) = 76.9 −
25.2 = 51.7 gr
Peso agua (Shira)
11.8gr
Contenido de agua % (Shira) = Peso suelo seco (Shira) ∗ 100 = 47.3gr ∗ 100 = 24.9%
Contenido de agua % (EF) =
Peso agua (EF)
Peso suelo seco (EF)
Contenido promedio del agua %
24.9+23.6
2
Contenido de agua % (Shira)+Contenido de agua % (EF)
= 24.25%
Muestra # 9% Recipiente N tara (MA2, SE2)
Tara + Suelo Húmedo (MA2) = 78.72 gr
Tara + Suelo Húmedo (SE2) = 89 gr
Tara (MA2) + suelo seco = 67.1 gr
Tara (SE2) + suelo seco = 77 gr
Peso tara (MA2) = 26.06 gr
Peso tara (SE2) = 28.42 gr
12.2gr
∗ 100 = 51.7gr ∗ 100 = 23.6%
2
=
17
Peso agua (MA2) = (Tara (MA2) + suelo húmedo (gr)) − (Tara (MA2) +
suelo seco) = 78.72 − 67.1) = 11.62 gr
Peso agua (SE2) = = (Tara (SE2) + suelo húmedo (gr)) − (Tara (SE2) +
suelo seco) = 89 − 77) = 12.00 gr
Peso suelo seco (MA2) = (Tara (MA2) + suelo seco) − ( Peso tara (MA2)) = 67.1 −
26.00 = 41.04 gr
Peso suelo seco (SE2) = (Tara (SE2) + suelo seco) − ( Peso tara (SE2)) = 77 −
28.42 = 48.58 gr
Peso agua (MA2)
11.62gr
Contenido de agua % (MA2) = Peso suelo seco (MA2) ∗ 100 = 41.04gr ∗ 100 = 28.31%
Peso agua (SE2)
12.00gr
Contenido de agua % (SE2) = Peso suelo seco (SE2) ∗ 100 = 48.58gr ∗ 100 = 24.70%
Contenido promedio del agua %
28.31+24.70
2
Contenido de agua % (MA2)+Contenido de agua % (SE2)
2
= 26.51%
Tabla 1.
Contenido de Agua.
Contenido de Agua
Muestra #
0%
3%
6%
9%
Recipiente N Tara
Jean
QR
Z1
JR
Shira
EF
MA2
SE 2
Tara + Suelo Hum
(g)
109,4 102,4
96,9
96,1
87,2
89,1
78,72
89
Tara + Suelo Seco
(g)
97,9
90,9
83,8
84,6
75,4
76,9
67,1
77
Peso Tara (g)
28,1
26,4
26,8
25,8
28,1
25,2
26,06 28,42
Peso agua (g)
11,5
11,5
13,1
11,5
11,8
12,2
11,62 12,00
Peso Suelo Seco (g)
69,8
64,5
57
58,8
47,3
51,7
41,04 48,58
=
18
Cont de agua %
16,48 17,83 22,98 19,56
24,9
Cont. Prom Agua
%
17,16
24,25
21,27
23,6
28,31 24,70
26,51
Nota: La tabla muestra los datos obtenido del ensayo de humedad y el incremento del porcentaje
de agua en los ensayos proctor
Datos para la curva
Muestra #1
P. Molde + Suelo h (g) = 6630.7 gr
Peso Molde (g)= 3135 gr
Peso Suelo Húmedo (g) = (P. Molde + Suelo h ) − (Peso Molde (g)) =
(6630.7 − 3135) = 3495.7 gr
Cont. Prom Agua % = 17.16
Peso Suelo Húmedo (g)
3495.7
Dens. Humeda (g/cm3) = Volumen del cilindro = 2104.92 = 1.66
Dens. Seca (Kg/cm3) =
Dens.Humeda
Cont.Prom Agua
1+
100
∗ 1000 =
1.66
1+
17.16
100
∗ 1000 = 1418
Muestra # 2
P. Molde + Suelo h (g) = 6850.3 gr
Peso Molde (g)= 3135 gr
Peso Suelo Húmedo (g) = (P. Molde + Suelo h ) − (Peso Molde (g)) =
(6850.3 − 3135) = 3715.3 gr
Cont. Prom Agua % = 21.27
Peso Suelo Húmedo (g)
3715.3
Dens. Humeda (g/cm3) = Volumen del cilindro = 2104.92 = 1.77
Dens. Seca (Kg/cm3) =
Muestra #3
Dens.Humeda
Cont.Prom Agua
1+
100
∗ 1000 =
1.77
1+
21.27
100
∗ 1000 = 1455
19
P. Molde + Suelo h (g) = 7000 gr
Peso Molde (g)= 3135 gr
Peso Suelo Húmedo (g) = (P. Molde + Suelo h ) − (Peso Molde (g)) =
(7000 − 3135) = 3865 gr
Cont. Prom Agua % = 24.25
Peso Suelo Húmedo (g)
Dens. Humeda (g/cm3) =
Dens. Seca (Kg/cm3) =
Volumen del cilindro
Dens.Humeda
1+
Cont.Prom Agua
100
=
3865
2104.92
∗ 1000 =
= 1.84
1.84
1+
24.25
100
∗ 1000 = 1478
Muestra #4
P. Molde + Suelo h (g) = 6900 gr
Peso Molde (g)= 3135 gr
Peso Suelo Húmedo (g) = (P. Molde + Suelo h ) − (Peso Molde (g)) =
(6900 − 3135) = 3765 gr
Cont. Prom Agua % = 26.51
Peso Suelo Húmedo (g)
3765
Dens. Humeda (g/cm3) = Volumen del cilindro = 2104.92 = 1.79
Dens. Seca (Kg/cm3) =
Dens.Humeda
1+
Cont.Prom Agua
100
∗ 1000 =
1.79
1+
26.51
100
∗ 1000 = 1414
Tabla 2.
Datos para la curva.
Datos para la curva
Muestra #
P. Molde + Suelo h
(g)
Peso Molde (g)
1
2
3
4
6630,7
6850,3
7000
6900
3135
3135
3135
3135
20
Peso Suelo Húmedo
(g)
3495,7
3715,3
3865
3765
Cont. Prom Agua
%
17,16
21,27
24,25
26,51
Dens. Húmeda
(g/cm3)
1,66
1,77
1,84
1,79
Dens. Seca
(Kg/cm3)
1418
1455
1478
1414
Nota. La tabla muestra los para la curva para determinar Densidad Seca Máxima y Humedad
Óptima.
Figura 20.
Curva de compactación.
1490
1480
Densidad seca (Kg/m3)
1470
1460
1450
1440
1430
1420
1410
15,00
17,00
19,00
21,00
23,00
25,00
27,00
29,00
Humedad %
Nota. Curva para determinar Densidad Seca Máxima y Humedad Óptima.
2.2. Ensayo Cono de Arena - (Norma ASTM 1556)
El cono de arena es un método de ensayo in situ ampliamente utilizado en la ingeniería
geotécnica para determinar la densidad relativa de suelos granulares. Este ensayo permite evaluar
21
el grado de compactación de un suelo en su estado natural, lo cual es fundamental para el diseño
y control de calidad de obras civiles como terraplenes, pavimentos y cimentaciones.
El principio del cono de arena se basa en la medida de la resistencia que ofrece el suelo a
la penetración de un cono metálico de forma estándar. Al introducir el cono en el suelo, se
desplaza una cantidad de arena contenida en un recipiente graduado. La diferencia de volumen
de arena antes y después de la penetración del cono permite calcular la densidad relativa del
suelo.
2.2.1. Procedimiento para Realizar el Ensayo Cono de Arena
Figura 21.
Peso del cilindro sin collarín.
Nota. Elaboración de los autores.
22
Figura 22.
Peso de arena con el cilindro.
Nota. Elaboración de los autores.
Figura 23.
Peso de cono.
Nota. Elaboración de los autores.
23
Figura 24.
Peso de cono y arena.
Nota. Elaboración de los autores.
Figura 25.
Peso de arena en botella.
Nota. Elaboración de los autores.
24
Figura 26.
Peso de arena en botella.
Nota. Elaboración de los autores.
Figura 27.
Ubicación de cono de arena en calicata.
Nota. Elaboración de los autores.
25
Figura 28.
Colocación de arena en calicata.
Nota. Elaboración de los autores.
Figura 29.
Peso de la arena restante de la calicata.
Nota. Elaboración de los autores.
Tabla 3.
Resultados del Ensayo de Cono de Arena.
ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO
METODO CONO DE ARENA
Identificacion
Abscisa
1
2+000
26
Tipo de Capa
Profundidad cm
DENSIDAD
Densidad de la arena (gr/cm3)
Peso del frasco + arena + cono (gr)
Peso de frasco + arena sobrante + cono
(gr)
Peso de la arena en cono (gr)
Peso del suelo húmedo de hoyo (gr)
Peso de arena en hoyo (gr)
Volumen de hoyo (cm3)
Densidad humeda del suelo (gr/cm3)
HUMEDAD
Nombre de tara
Peso de la tara (gr)
Peso de la tara + suelo humedo (gr)
Peso de la tara + suelo seco (gr)
Peso del agua (gr)
Peso suelo seco (gr)
Contenido de humedad (%w)
PROMEDIO
RESULTADOS
Peso del suelo seco de hoyo (gr)
Densidad seca (gr/cm3)
Suelo Natural
50
1,4644
7718,1
1416,2
1686,1
3161,9
4615,8
3152,01
1,00
XP
27,6
176,1
116,4
59,7
88,8
67,23
ZA
28,3
176,5
116,5
60
88,2
68,03
67,63
1886,25
0,60
Nota: La tabla muestra los resultados de la densidad obtenida por medio del ensayo del cono de
arena y el contenido de humedad presente en el suelo. Elaboración de los autores
27
2.3. Equipos y Herramientas Usados en Ambos Ensayos
Figura 30.
Abre hoyo.
Nota. El abre hoyo se utilizó para realizar el hoyo para hacer la calicata
Figura 31.
Barra.
Nota. Barra utilizada para enrazar las muestras en los moldes
28
Figura 32.
Flexómetro.
Nota. Utilizado para la medición del diámetro del hoyo
Figura 33.
Pala.
Nota. Utilizada para realizar el hueco del hoyo
29
Figura 34.
Fundas.
Nota. Utilizadas para la recolección de las muestras sacadas del hoyo
Figura 35.
Molde.
Nota. Se utilizó para hacer compactación con cada muestra
30
Figura 36.
Pisón o martillo de10 lb caída del 18”.
Nota. Utilizado para compactar las muestras
Figura 37.
Balanza.
Nota. Balanza utilizada para obtener los valores de los pesos
31
Figura 38.
Horno.
Nota. Horno utilizado para secar las muestras de las taras
Figura 39.
Taras.
Nota. Se coloca una muestra en las taras para poner a secar al horno
32
Figura 40.
Bandejas.
Nota. Utilizado para agregar agua al suelo
33
Capítulo III
Presentación de Resultados, Conclusiones, y Recomendaciones
3.1. Resultados
En el ensayo de cono de arena, se obtuvieron los siguientes resultados:
Densidad de la arena: 1,4644 g/cm³
Peso de la arena en el hoyo: 4615.8 g
Volumen del hoyo: 3152.01 cm³
Densidad húmeda del suelo: 1.00 g/cm³
Densidad seca del suelo: 0,60 g/cm³
Contenido de humedad promedio: 67.63 %
Se obtuvo como resultado de contenido de humedad de un 67.63% en el presente ensayo
de cono de arena.
Ensayo Proctor Modificado
En el ensayo de compactación Proctor Modificado se logra obtener los siguientes
resultados
Peso Molde + Suelo Húmedo:
Ensayo 1: 6630.7 g
Ensayo 2: 6850.3 g
Ensayo 3: 7000 g
Ensayo 4: 6900 g
Peso Suelo Húmedo:
Ensayo 1: 3495.7 g
Ensayo 2: 3715.3 g
34
Ensayo 3: 3865 g
Ensayo 4: 3765 g
Contenido Promedio de Humedad:
Ensayo 1: 17.16 %
Ensayo 2: 21.27 %
Ensayo 3: 24.25 %
Ensayo 4: 26.51 %
Densidad Húmeda:
Ensayo 1: 1.66 g/cm3
Ensayo 2: 1.77 g/cm3
Ensayo 3: 1.84 g/cm3
Ensayo 4: 1.79 g/cm3
Densidad Seca:
Ensayo 1: 1418 kg/cm3
Ensayo 2: 1455 kg/cm3
Ensayo 3: 1478 kg/cm3
Ensayo 4: 1414 kg/cm3
Curva de Compactación: Se obtuvo como resultado que el suelo de la vía Sancan Santa Rosa en la abscisa 2+000, tiene como densidad seca máxima 1 479 Kg/m3 y una humedad
óptima de 23,40 %
Figura 41.
35
Figura 421.
Curva de Compactación.
1490
1480
Densidad seca (Kg/m3)
1470
1460
1450
1440
1430
1420
1410
15,00
17,00
19,00
21,00
23,00
25,00
27,00
29,00
Humedad %
Nota: La curva de compactación determina la densidad seca máxima en conjunto al porcentaje de
humedad optimo del suelo. Elaborado por los autores.
Los resultados de contenido de humedad demostraron lo siguiente:
Ensayo Proctor Modificado con un 0 % de humedad
Contenido promedio de humedad: 17.16 %
Ensayo Proctor Modificado con un 3 % de humedad
Contenido promedio de humedad: 21.27 %
Ensayo Proctor Modificado con un 9 % de humedad
Contenido promedio de humedad: 26.51 %
36
3.2. Conclusiones
La aplicación del ensayo proporcionó datos muy importantes, los cuales, nos ayudaron a
comprender las propiedades del material y su comportamiento durante la compactación.
La realización del ensayo Proctor modificado con la muestra de suelo, nos permitió
conocer los valores de la densidad seca máxima y el contenido de humedad optimo, lo cual es
importante para poder evaluar la idoneidad del suelo en proyectos de compactación
La interpretación de los resultados que se obtuvieron en el ensayo Proctor modificado nos
arroja datos, los cuales ayudan a asegurar que se alcancen los niveles de compactación
necesarios para garantizar una gran durabilidad y también resistencia, en construcciones de
estructuras.
3.3. Recomendaciones
Determinar el contenido de humedad natural del suelo para comprender cómo se
comportará durante la compactación. La humedad natural afecta a la plasticidad y cohesión del
suelo, lo cual puede influir en la energía de compactación requerida y en la densidad seca
alcanzable.
Realizar el ensayo según la norma ASTM D1557 para el Ensayo Proctor Modificado para
asegurar que los resultados sean válidos y comparables se de mantener un registro detallado de
todas las mediciones realizadas durante el ensayo.
Comparar los resultados obtenidos con las condiciones reales del sitio, como las
características del suelo in situ y las condiciones ambientales, para prever cómo se comportará el
suelo durante la compactación.
37
Referencias
Camacho, J., Reyes, O., & Méndez, D. (2007). Ensayo De Compactación Giratoria En Suelos
Como Alternativa Al Ensayo De Compactación Proctor Gyratory Compaction Test in
Soils As Alternative To the Proctor Compaction Test. Ciencia e Ingeniería
Neogranadina, 17, 67–81.
Das, B. M. (2011). Principles of geotechnical engineering. Cengage Learning.
Craig, R. F. (2004). Soil mechanics. Spon Press.
ASTM D1557: Standard Test Methods for Laboratory Determination of Water Content, Density,
and Unit Weight of Soil.
AASHTO T191: Standard Method of Test for Determining the Density of Soil in Place by the
Sand-Cone Method.