PROCTOR MODIFICADO

PROCTOR MODIFICADO

1 Generalidades

2 Pruebas de compactación

Actualmente existen muchos métodos para reproducir, al menos teóricamente, en laboratorio las condiciones dadas de compactación en terreno. Históricamente, el primer método, respecto a la técnica que se utiliza actualmente, es el debido R.R. Próctor y que es conocido como Prueba Próctor estándar. El mas empleado, actualmente, es la denominada prueba Próctor modificado
en el que se aplica mayor energía de compactación que el estándar siendo el que esta más de acuerdo con las solicitaciones que las modernas estructuras imponen al suelo. También para algunas condiciones se utiliza el que se conoce como Próctor de 15 golpes.

Todos ellos consisten en compactar el suelo, con condiciones variables que se especifican a continuación:

Método

Proctor

N

Tamaño

molde

(cm)

Volumen

molde

(cm)

Pisón

(kg)


Capas

Altura caída

(cm)


Golpes

Energía compac.

/ volumen

(kg*m/m3)

ESTÁNDAR

1

11.64*10.16

943.33

2.49

3

30.48

25

60.500

ESTÁNDAR

2

11.64*15.24

2123.03

2.49

3

30.48

55

60.500

MODIFICADO

3

11.64*10.16

943.33

2.49

5

45.72

25

275.275

MODIFICADO

4

11.64*15.24

2123.03

2.49

5

45.72

55

275.275

15 GOLPES

5

11.64*10.16

943.33

2.49

3

30.48

15

36.400

Tabla V.13 Especificaciones de pruebas en laboratorio


Los métodos 1 y 3 se emplean con suelos que tienen un alto % de partículas bajo la malla #4 = 4.76 mm, un buen criterio es considerar 80% en peso como mínimo. Los métodos 2 y 4 se emplean con suelos que tienen un % importante de partículas mayores a la malla #4 y menores que ¾.

La energía específica de compactación se obtiene aplicando la siguiente formula:

Ee = N * n * W * h

V

Donde :

Ee = Energía especifica

N = Numero de golpes por capa

n = Numero de capas de suelo

W = Peso del pisón

H = Altura de caída libre del pisón

V = Volumen del suelo compactado.


Con este procedimiento de compactación, Proctor estudió la influencia que ejercía en el proceso el contenido inicial de agua de suelo. Observó que a contenidos de humedad crecientes, a partir de valores bajos, se obtenían mas altos pesos específicos secos y, por lo tanto, mejores compactaciones de suelo, pero que esa tendencia no se mantenía indefinidamente, sino que al pasar la humedad de un cierto valor, los pesos específicos secos obtenidos disminuían, resultando peores compactaciones en la muestra. Es decir, que existe una humedad inicial denominada humedad optima, que produce el máximo peso especifico seco que puede lograrse con este procedimiento de compactación y, por consiguiente, la mejor compactación del suelo.

Los resultados de las pruebas de compactación se grafican en curvas que relacionan el peso específico seco versus el contenido de agua, lo que se puede apreciar en la Figura 5.17, para diferentes suelos.


3 Equipo necesario

- Molde de 100 cm. De diámetro nominal con una capacidad de 0.944 ± 0.008 lt, con un diámetro interno de 101.6 ± 0.4mm. y una altura de 116.4 ± 0.1 mm.

- Molde de 150 mm. De diámetro nominal con una capacidad de 2124 ± 0.021 lt, con un diámetro interno de 152.4 ± 0.1 mm.

- Pisón metálico de 50 ± 0.2 mm. De diámetro, con un peso de 2500 ± 10 g. Se ocupa en el método Standard.

- Pisón metálico de 50 ± 2 mm. De diámetro con un peso de 4.500 ± 10 g. Se ocupa en el método modificado.

- Probetas graduado con capacidad de 500 cm3 graduada a 2.5 cm3.

- Una balanza con una capacidad de 10 kg y una precisión de 5 g y otra con 1 kg de capacidad y una precisión de 0.1 g.

- Estufa

- Regla de acero de 300 mm. De largo, tamices de 50; 20 y 5 mm. De abertura, cápsulas, pailas, poruñas.


Fig. 5.17 Curvas de control de varios suelos


4 Calibración del molde

- Se pesa, se registra la masa del molde vacío (Mv) y se determina la capacidad volumétrica como sigue:

- Ajustar el cilindro y la placa base.

- Colocar el molde sobre una superficie firme, plana y horizontal.

- Llenar el molde con agua a temperatura ambiente y determinar la masa de agua que llena el molde (Mw) aproximadamente a 1 g.

- Medir la temperatura de agua y determinar su peso especifico (W), según la tabla V.9.


Temperatura

º C

Peso Especifico

G/cm3

4

1.0

6

0.999968

8

0.999876

10

0.999728

12

0.39526

14

0.39273

16

0.99897

18

0.99862

20

0.99823

23

0.99756

26

0.99681

29

0.99597


Tabla V.9 Peso específico del agua según su temperatura

- Determinar la capacidad volumétrica aproximando a 1 cm3, según la siguiente expresión:

V = Mw


W

Donde :

Mw : Masa de agua que llena el molde.

W : Peso específico del agua.


5 Tamaño de la muestra

El tamaño de la muestra de ensayo se obtiene de acuerdo a la tabla mostrada a continuación:


Molde

Método

Masa mínima de la muestra (g)

Masa aprox. De fracción de muestra para cada determinación (g).

100

1

15000

3000

150

2

30000

6000


Tabla V.14 Tamaño de la muestra de ensayo

Se describe solo el método uno, Proctor Standard, ya que los demás siguen el mismo procedimiento variando solo las características indicadas.

5.1 Para permitir un mínimo de 5 determinaciones de punto de la curva de compactación, dos bajo la humedad óptima y dos sobre ellas, se procede a secar al aire una cantidad suficiente de suelo.

5.2 Se selecciona el material haciéndolo pasar por la malla Nº4, se pesa el material retenido por ella y el que pasa. Se utiliza en el ensaye solo el material que pase bajo esta malla.

5.3 Se mezcla cada porción de suelo, con agua para llevarla al contenido de humedad deseado, considerando el agua contenido en la muestra.

5.4 Para permitir que el contenido de humedad se distribuya uniformemente en toda la muestra, se guardan las proporciones de suelo en envases cerrados.

5.5 Se pesa el molde y su base. Se coloca el collar ajustable sobre el molde.

5.6 Colocar una capa de material aproximadamente 1/3 de la altura del molde más el collar. Compactar la capa con 25 golpes uniformemente distribuidos en el molde de 100 mm de diámetro con un pisón de 2.5 kg con una altura de caída de 30.5 cm.

5.7 Repetir 2 veces la operación anterior, escarificando ligeramente la superficie compactada antes de agregar una nueva capa. Al compactar la ultima capa debe quedar un pequeño exceso de material por sobre el borde del molde, el que debe sobresalir de ¼ a ½ pulgada.

5.8 Retirar cuidadosamente el collar ajustado y enrasar la superficie del molde con una regla metálica. Pesar el molde (con la placa) y el suelo y restar la masa del primero, obteniendo así la masa del suelo compactado (M). Registrar aproximado a 1 g.

5.9 Retirar el material del molde y extraer dos muestras representativas del suelo compactado. Obtener la humedad de cada uno de ellos y registrar la humedad del suelo compactado como el promedio de ambas.

Repetir las operaciones anteriores, hasta que haya un decrecimiento en la densidad húmeda del suelo. El ensaye se debe efectuar desde la condición más seca a la condición más húmeda.

6 Expresión de resultados

- CURVA DE COMPACTACION

El peso específico húmedo (t) se obtiene dividiendo el peso del material húmedo por el volumen interior del molde.

t = Peso del material húmedo

Volumen del molde

A partir de los datos del contenido de humedad calculados, de cada muestra compactada de determina el peso especifico seco d según:

w = Ww

Ws

d =
t .

w + 1


Donde : Ww : Peso del agua

Ws : Peso de los sólidos

Con los datos obtenidos de d y w se construye un grafico similar a la siguiente figura 5.18



Fig. 5.18 Relación Humedad – Densidad

la curva de compactación resultante para un suelo es una curva experimental a diferencia de la curva de saturación.


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