Compactacion de suelos

MATERIAL DE APOYO

COMPACTACIÓN DE SUELOS Y MATERIALES ESTABILIZADOS

CATEDRA TRANSPORTE III

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, INGENIERÍA Y AGRIMENSURA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE ROSARIO

Año 2002

Compactación de Suelos y Materiales Estabilizados. Año 2002

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COMPACTACIÓN DE SUELOS Y MATERIALES ESTABILIZADOS 1.- Introducción: La compactaciónde suelos y materiales estabilizados es el proceso por el cual se obliga a las partículas a ponerse más en contacto unas con otra. Se realiza generalmente por medios mecánicos, produciéndose la expulsión del aire de los poros. La compactación se mide cuantitativamente por la densidad seca del suelo (peso de las partículas sólidas del suelo por unidad de volumen, [gr/cm3]; [Kg/dm3]). La humedaddel suelo es el peso del agua que contiene, expresado con respecto al peso del suelo seco. La densidad seca se puede determinar entonces, a partir de determinar la densidad húmeda del suelo y su porcentaje de humedad. Densidad seca = densidad húmeda 1 + % de humedad R. R. Proctor hacia 1933, propone un ensayo empírico de compactación en laboratorio. Para un determinado trabajo de compactación,relaciona la densificación de los suelos con el contenido de humedad. Actualmente tal ensayo se encuentra normalizado con algunas variantes. Permite obtener resultados reproducibles que ofrecen la posibilidad de emplearlos como referencia de control de densificación en obra. Las variables que entran en juego son: a) Energía por unidad de volumen de suelo compactado, en el trabajo mecánico decompactación, en Kg. cm/cm3. Trabajo logrado mediante impactos de un pisón. b) Composición en volumen de las distintas fases: partículas del suelo, aire y agua. c) Naturaleza del suelo y la proporción de partículas gruesas. 2.- El Proceso de Densificación: 2.1.- Trabajo Mecánico o energía de Compactación: La realización de ensayos de compactación, implica la entrega de un trabajo mecánico que comprende:número de golpes, altura de caída, peso del pisón, número de capas. Además, está en juego la forma de entrega de esa energía: amasado, presión estática, impacto. La entrega unitaria de trabajo, debe ser suficiente para vencer la resistencia al corte del suelo y por lo tanto, poder deformarlo de manera irreversible. Ello se expresa en la desigualdad de la ley de Coulomb: Τrabajo externo > C + σ tg φEste trabajo determina la orientación de las partículas con modificación de las características mecánicas de los suelos y materiales estabilizados. La representación gráfica (figura 1) de la relación densidad seca – humedad, da lugar a lo que habitualmente se denomina “curva de compactación” o “curva Proctor”. La primer parte ascendente se denomina “rama seca”. El punto máximo superior es un puntosingular, del cual se obtiene el valor de la “densidad seca máxima” y la “humedad óptima”. La parte descendente se conoce como “rama húmeda”. Para un mismo suelo compactado con diferentes energías de compactación, los puntos correspondientes a las densidades máximas, se ordenan sobre una línea marcadamente paralela a la curva de saturación. Además sus respectivas ramas húmedas, exhiben unaconsiderable coincidencia y paralelismo con la curva de saturación. La figura 2 muestra las curvas de compacta
Cátedra Transporte III F.C.E.I. y A. U.N.R. Ing. Jorge A. Páramo Figura 1

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ción para dos energías diferentes. A mayor trabajo mecánico de compactación, se obtiene una mayor densidad seca máxima y una menor humedadóptima. Dicho alineamiento tiene marcado paralelismo con la curva de saturación y contiene entre 4 y 6 % de aire. Ambas características responden al fenómeno físico de oclusión de aire, el que mantiene aproximadamente el mismo volumen independientemente de la energía exterior aplicada. El grado de saturación de los suelos en las líneas de óptimos, se mantiene en un ámbito restringido. Para los...