Determinación de la Gravedad Específica de  Partículas SóLidas
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    Determinación de la Gravedad Específica de  Partículas SóLidas Determinación de la Gravedad Específica de Partículas SóLidas Presentation Transcript

    • ASTM D 3080 AASHTO T 236 ENSAYO DE CORTE DIRECTO Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • ALCANCE Esta norma tiene por objeto establecer el procedimiento para determinar la resistencia al corte de una muestra de suelo consolidado y drenado empleando el método de corte directo. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • EQUIPO Dispositivo para aplicar la fuerza normal : Se aplica mediante una palanca de carga acoplada, activada mediante cargas muertas. Dispositivo para cortar la muestra : Debe tener la capacidad suficiente para cortar la muestra a una velocidad de desplazamiento uniforme (0.0001 a 0.04 in/min). Dispositivo para medir la fuerza de corte : Se puede emplear un anillo de carga o una celda de carga con precisión de 0.5 lb. Indicador de deformación : Puede ser un indicador tipo dial, un transformador diferencia de variable lineal LVDT u otro dispositivo adecuado. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • EQUIPO Piedras porosas : Serán de carburo de silicio, oxido de aluminio o un metal no corrosivo, la permeabilidad de las piedras deberá ser mayor que la del suelo . Caja de corte : Debe ser de acero inoxidable, bronce o aluminio con suministros para drenar el agua de arriba hacia abajo. La caja está dividida horizontalmente en dos mitades de igual espesor. Contenedor de la caja de corte : Proporciona una reacción contra una mitad de la caja de corte, la cual es libre de moverse coincidentemente con la fuerza de corte aplicada. Anillo cortante : Adecuado para tallar las muestras de acuerdo con la dimensión interior de la caja de corte con un mínimo de alteración. Otros equipos : Balanza, cuchillo, cronometro, calibrador, agua destilada, etc.
    • MUESTRA DE ENSAYO
      • Si se usa una muestra inalterada, deben ser lo suficientemente grande para proveer un mínimo de tres muestras idénticas.
      • El diámetro mínimo para muestras circulares o el ancho mínimo para muestras cuadradas debe ser alrededor de 50 mm (2 in), ó 10 veces mayor que el diámetro del tamaño máximo de las partículas, cualquiera que sea la mayor.
      • El espesor mínimo de la muestra de ensayo, debe ser alrededor de 25 mm (1 in).
      • La relación mínima diámetro/espesor, ó ancho/espesor según la muestra debe ser de 2:1.
      Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
      • Se utilizan muestras obtenidas de bloques inalterados, o mediante tubos muestreadores.
      • MUESTRAS INALTERADAS
      • Retire la capa de parafina del bloque inalterado.
      • Inserte el anillo cortante y corte tres muestras.
      Corte de las muestras Retirado de la capa de parafina. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
      • Enrase las superficies planas de las muestras con un cuchillo y llene los vacios con el material recortado.
      • Extraiga la muestra del anillo cortante y determine la altura inicial y el diámetro.
      Extracción de la muestra del anillo cortante Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
      • Pese la masa inicial de cada una de las muestras (M To ) y determine el contenido de humedad inicial , utilizando el material recortado de las muestras, de acuerdo con la norma ASTM D 2216.
      Peso de la masa inicial de las muestras. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
      • MUESTRAS REMOLDEADAS
      • Mezcle el suelo con suficiente agua para obtener el volumen de agua deseada. La muestra deberá estar lista antes que se realice la compactación de acuerdo con la siguiente guía:
      Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos Tipo de suelo Tiempo mínimo en horas SW, SP M SC, ML, CL MH, CH --- 3 18 36
    • PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
      • Ensamble la caja de corte y asegúrela con los tornillos de alineación.
      •  
      • Coloque una piedra porosa húmeda y un papel filtro en el fondo de la caja de corte.
      • Compacte cada capa hasta que la masa acumulativa de los suelos puesta en la caja de corte se compacte a un volumen conocido.
      • Escarifique cada capa antes de colocar una capa superior.
      Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
      • Determine la masa de la muestra, pesando la caja de corte más muestra y restando el peso de la caja de corte.
      • Las muestras remoldeadas también pueden ser preparadas compactando el suelo mediante los procedimientos y el equipo usado para determinar la relación humedad-densidad de los suelos de acuerdo con la norma ASTM D 1557, Compactación con proctor modificado , ó ASTM D 698, Compactación con proctor estándar.
      Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • PROCEDIMIENTO
      • Primera etapa.-
      • Consolidación de la muestra.
      • Ensamble la caja de corte colocando las piedras porosas, el papel filtro.
      • Asegure la caja de corte con los tornillos de alineación, centre la placa de transferencia de carga y coloque la caja en el dispositivo de corte.
      Muestra dentro de la caja de corte Aseguramiento de la caja de corte. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • PROCEDIMIENTO
      • Conecte y ajuste el sistema de corte.
      • Coloque los LVDT horizontal y vertical.
      • Llene con agua la caja de corte.
      • Calcule las cargas normales para obtener los esfuerzos normales deseados.
      Encerado de los LVDT Encerado de los deformímetros Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • PROCEDIMIENTO
      • Aplique la carga normal, agregando masa al brazo de palanca ( 0.5, 1, 2 Kg/ cm2).
      • Registre las lecturas vertical en función del tiempo transcurrido.
      • Grafique la curva deformación vertical versus log del tiempo o raíz cuadrada del tiempo en min.
      Aplicación de la carga normal Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • PROCEDIMIENTO
      • Quite los tornillos y levante el anillo móvil a 0.025 in (0.64 mm).
      • Determine el tiempo total para que se produzca la falla (tf), mediante la siguiente ecuación:
      • Donde:
      • t f =Tiempo total estimado para alcanzar la falla, min. 10 min para arenas densas y limpias
      • T 50 =Tiempo requerido por la muestra para lograr el 50% de consolidación.
      Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • PROCEDIMIENTO
      • Si t90 se calcula por método de la raíz cuadrada del tiempo, t50 se obtiene con la siguiente ecuación.
      • Donde:
      • T 90 = Tiempo requerido por la muestra para alcanzar el 90% de la consolidación primaria, min.
      • 4.28= Constante relativa
      Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • PROCEDIMIENTO
      • Determine la velocidad de corte, la cual debe ser lo suficientemente lenta:
      • Donde:
      •  
      • d r =Velocidad de desplazamiento, en in/min ó mm/min.
      • d f =Desplazamiento horizontal estimado hasta la falla, in ó mm. 0.5 in si el material es de grano fino normal o sobreconsolidado y 0.2 in. Si el suelo es arenoso
      • T f =Tiempo estimado hasta la falla, min.
      Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • PROCEDIMIENTO
      • Segunda etapa.-
      • Corte de la muesra
      • Inicie el corte de la muestra aplicando la velocidad calculada.
      • Registre las lecturas de deformación vertical, horizontal y de la celda de carga a intervalos de desplazamiento horizontal igual o menor que el 2% del diámetro de la muestra.
      Corte de la muestra Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • PROCEDIMIENTO
      • Continúe cortando la muestra hasta cuando actué la máxima resistencia al corte
      • Luego de alcanzar la falla desarme el equipo quitando los LVDT, las pesas y luego la caja de corte.
      Retirado de la caja de corte. Desarmado de la caja de corte. Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • PROCEDIMIENTO
      • Retire la muestra de la caja de corte, pese su masa y determine el contenido de humedad ASTM D 2216.
      • Proceda a realizar dos ensayos adicionales.
      Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • CÁLCULOS
      • Determine el esfuerzo cortante, como sigue:
      • Donde:
      • t =Esfuerzo cortante, lb/in 2 ó kPa.
      • F =Fuerza de corte, lb ó N, que se calcula como sigue:
      • F = Lectura del deformímetro de carga * Constante del anillo de carga.
      • A =Área inicial de la muestra, in 2 ó mm 2 .
      Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos
    • CÁLCULOS
      • Determine el esfuerzo normal que actúa sobre la muestra, como sigue:
      •  
      •   Donde:
      •  =Esfuerzo normal, lb/in 2 ó kPa.
      • N=Fuerza vertical que actúa sobre la muestra, lb ó N, se calcula como sigue:
      N = Carga aplicada * Brazo de palanca Competencias Técnicas de Laboratorista en Mecánica de Suelos