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¿Qué es la compactación del suelo?
La compactación del suelo es acercar las partículas del suelo por medios mecánicos. El aire durante la compactación del suelo es expulsado a través de los huecos del terrón, aumentando así la densidad de masa. La compactación del suelo se realiza para mejorar las propiedades de ingeniería del suelo. La construcción de presas de suelo, terraplenes de canales, carreteras, pistas de aterrizaje y muchas otras estructuras requiere la compactación del suelo.
Método de prueba de compactación del suelo.
Prueba Proctor estándar para la compactación del suelo
Las pruebas de compresión se realizan en los mismos suelos en el laboratorio para evaluar la cantidad de compactación del suelo y el contenido de humedad requerido en el sitio. Esta prueba muestra la relación entre el contenido de humedad y la densidad seca. El contenido de humedad en el que se alcanza la máxima densidad seca se obtiene a partir de la relación proporcionada por la prueba. Proctor usó un tipo estándar con un diámetro interno de 4 pulgadas, una altura efectiva de 4,6 pulgadas y una capacidad de 1/30 de pie cúbico. El molde tenía una placa base removible y un collar removible de 2 pulgadas de alto en la parte superior. El suelo se compactó en 3 capas en el molde y cada capa se roció 25 veces con 5,5 libras de relleno de pisón de 12 pulgadas de alto. IS: 2720 Parte VII recomienda esencialmente las mismas especificaciones que la prueba Proctor estándar, con algunas modificaciones. El molde recomendado tiene un diámetro de 100 mm, una altura de 127,3 mm y una capacidad de 1000 ml. El apisonador recomendado tiene una masa de 2,6 kg, una caída libre de 310 mm y un diámetro de cara de 50 mm. El suelo se compacta en 3 capas. El molde se fija sobre una placa base extraíble. La altura del cuello es de 60 mm.
Procedimiento de prueba de Proctor para la compactación del suelo
Tome aproximadamente 3 kg de suelo secado al aire para la prueba. Mezclar 8% de humedad y llenar el molde con 3 capas, dando a cada capa 25 golpes. Se toma el volumen del molde y la masa de suelo compactado. La densidad aparente se calcula a partir de las observaciones. Coloque una muestra representativa en el horno para medir el contenido de humedad. Densidad seca determinada a partir de la densidad aparente y el contenido de humedad. Repite el mismo procedimiento con más agua.
Presentación de los resultados de la prueba del supervisor
curva de compresión
Las curvas de compresión se trazan entre el contenido de humedad en el eje horizontal y la densidad seca correspondiente en el eje vertical. Se observa que la densidad seca inicialmente aumenta con el aumento del contenido de agua hasta que se alcanza la densidad máxima.
A medida que aumenta el contenido de humedad, la densidad seca disminuye. El contenido de humedad correspondiente a la máxima densidad seca se conoce como contenido de humedad óptimo (OWC) o contenido de humedad óptimo (OMC).
Con un contenido de agua superior al óptimo, el agua adicional ocupa espacio que podría haber sido ocupado por partículas sólidas, lo que reduce la densidad seca.
Un contenido de agua constante produce una densidad máxima teórica que corresponde a la ausencia de vacíos (100% de saturación). La densidad máxima teórica también se denomina densidad seca saturada. Se puede trazar una línea que muestra la densidad máxima teórica junto con la curva de compresión. Esto se conoce como la línea de vacío de aire cero.
Ensayo de Proctor modificado para la compactación del suelo
Se desarrolló una prueba Proctor modificada para representar una compresión más pesada que la prueba Proctor estándar. Esta prueba se usa para simular condiciones de campo donde se usan rodillos pesados. Esta prueba también se conoce como la prueba AASHO modificada porque fue estandarizada por la Asociación Estadounidense de Oficiales de Carreteras.
En este caso el molde utilizado es el mismo que el de la prueba Std Proctor. Sin embargo, los apisonadores utilizados son mucho más pesados y tienen una caída mayor que la prueba Std Proctor. Su masa es de 4,89 kg y su caída libre es de 450 mm. El suelo se compacta en 5 capas iguales y cada capa recibe 25 golpes. La prueba Proctor modificada tiene una fuerza de compresión 4,56 veces mayor que la prueba Std Proctor.el resto de los pasos son los mismos
contenido de agua
Un bajo contenido de humedad hace que el suelo sea más duro y más resistente a la compactación. A medida que aumenta el contenido de agua, las partículas del suelo se lubrican. Es más fácil trabajar con el terrón y las partículas están densamente empaquetadas. La densidad seca del suelo aumenta con el aumento del contenido de agua hasta que se alcanza el OMC.
Cantidad de compactación
El aumento de la fuerza de compactación aumenta la densidad seca hasta cierto punto cuando el contenido de humedad es bajo.
tipo de suelo
La densidad seca alcanzada depende del tipo de suelo.Diferentes suelos tienen diferente OMC y densidad seca
método de compactación
La densidad seca alcanzada depende del método de compactación
Efecto de la compactación en las propiedades del suelo
1. Efecto de la compactación sobre la estructura del suelo
Los suelos compactados con un contenido de agua inferior al óptimo generalmente tienen una estructura cohesiva. Los suelos compactados con un contenido de humedad superior al óptimo suelen tener una estructura dispersa.
2. Efectos de la compactación del suelo sobre la permeabilidad
La permeabilidad del suelo depende del tamaño de los poros. La permeabilidad del suelo disminuye con el aumento del contenido de agua en el lado seco del contenido óptimo de agua.
3. Hinchamiento 4. Presión intersticial 5. Contracción 6. Compresibilidad 7. Relación tensión-deformación 8. Resistencia al corte
Método de compactación del suelo utilizado en el campo.
Varios métodos se utilizan en el campo para la compactación del suelo. El método que elija depende del tipo de suelo, la densidad seca máxima deseada y las consideraciones económicas. Los métodos comúnmente utilizados son:
1. Tamper 2. Rodillo 3. Compactador de vibración
La compresión depende de los siguientes factores:
- presión de contacto
- número de pases
- grosor de la capa
- velocidad del rodillo
Tipo de rodillo
- rodillo de rueda lisa
- rodillo neumático
- rodillo de patas de oveja
Control de compactación del suelo
El manejo de la compactación se realiza midiendo la densidad seca y el contenido de humedad del suelo compactado en el campo.
La densidad seca se mide mediante el método del cortador de núcleo y el método de reemplazo de arena.
El método de secado en horno, el método de baño de arena, el método de carburo de calcio, etc. se utilizan para medir el contenido de humedad. También se utiliza una aguja Proctor para esto.
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