Ensayos de laboratorio de suelos

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DENSIDAD O MASA UNITARIA DEL SUELO EN EL TERRENO
MÉTODO DEL CONO DE ARENA
I.N.V. E – 161 – 07 ASTM D1556-64

El ensayo permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados obtenidos en faenas de compactación de suelos, en las que existen especificaciones en cuanto a la humedad y la densidad.
Entre los métodos utilizados, se encuentran el método del cono de arena, el delbalón de caucho e instrumentos nucleares entre otros.
Tanto el método del cono de arena como el del balón de caucho, son aplicables en suelos cuyos tamaños de partículas sean menores a 50 mm. y utilizan los mismos principios, o sea, obtener el peso del suelo húmedo (P hum) de una pequeña perforación hecha sobre la superficie del terreno y generalmente del espesor de la capa compactada. Obtenidoel volumen de dicho agujero (Vol. Exc), la densidad del suelo estará dada por la siguiente expresión:
g hum = P hum / Vol. Exc ( grs/cc )
Si se determina luego el contenido de humedad (w) del material extraído, el peso unitario seco será:
g seco = ghum / ( 1 + w ) ( grs/cc )
2.2.1. Método del cono de arena según NCh 1516 Of. 1979. Es el método lejos más utilizado. Representa una formaindirecta de obtener el volumen del agujero utilizando para ello, una arena estandarizada compuesta por partículas cuarzosas, sanas, no cementadas, de granulometría redondeada y comprendida entre las mallas Nº 10 ASTM (2,0 mm.) y Nº 35 ASTM (0,5 mm.).
- Equipo necesario.
Aparato cono de arena, compuesto por una válvula cilíndrica de 12,5 mm. de abertura, con un extremo terminado en embudo y el otroajustado a la boca de un recipiente de aproximadamente 4 lts. de capacidad. El aparato deberá llevar una placa base, con un orificio central de igual diámetro al del embudo (figura 2.11.).
- Arena estandarizada, la cual deberá ser lavada y secada en horno hasta masa constante. Generalmente se utiliza arena de Ottawa, que corresponde a un material que pasa por la malla Nº 20 ASTM (0,85 mm.) yqueda retenida en la malla Nº 30 ASTM (0,60 mm.).
o Dos balanzas, de capacidad superior a 10 kgs. y 1000 grs., con precisión de 1 gr. y de 0,01 gr. Respectivamente.
o Equipo de secado, podrá ser un hornillo o estufa de terreno.
- Molde patrón de compactación de 4" de diámetro y 944 cc. de capacidad.

Figura 2.11. Equipo de densidad in situ.Fuente: Valle Rodas R.,1982.
- Herramientas yaccesorios. Recipientes herméticos con tapa, martillo, cincel, tamices, poruña, espátula, brocha y regla metálica.
- Procedimiento.
- Determinación de la densidad aparente suelta de la arena estandarizada. Se pesa el molde de compactación (W1) con su base ajustada y se verifica su volumen (V1).
Se coloca el molde sobre una superficie plana, firme y horizontal, montando en el la placa base y elaparato de densidad, procurando que la operación sea similar a la que se desarrollará en terreno.
Luego se abre la válvula y se deja escurrir la arena hasta llenar el molde, se cierra la válvula, se retiran el aparato de densidad y la placa base y se procede a enrasar cuidadosamente el molde, sin producir vibración, registrando el peso del molde más la arena que contiene. Esta operación se repetiráhasta obtener, a lo menos, tres pesadas que no difieran entre sí más de un 1%.
Promediando los valores, se obtiene el peso del molde con arena (W2) y se determina la densidad aparente suelta de la arena.
- Determinación del peso de arena necesario para llenar el cono y el espacio de la placa base. Se llena el aparato de densidad con arena registrando el peso del conjunto (W3).
Luego secoloca la placa base sobre una superficie plana, firme y horizontal, montando en ella el aparato de densidad. Se abre la válvula y se espera hasta notar que la arena ha parado de fluir, momento en el cual se cierra la válvula.
Finalmente se registra el peso del aparato de densidad más la arena remanente (W4). Esta operación se repetirá para obtener un segundo valor que se promediará con el...
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