Factores Que Influyen en La Compactación de Los Suelos
Factores Que Influyen en La Compactación de Los Suelos
Factores Que Influyen en La Compactación de Los Suelos
“Curso de Verano”
Materia:
Mecánica de Suelos 1
Profesora:
Ing. Romana Josefa Mateos Lagunas
OMETEPEC, GRO. 16 DE JULIO DE 2019
INDICE
INTRODUCCION………………………………………………………….3
OBJETIVOS……………………………………………………………......3
DESARROLLO…………..……,…………………………………………..4
CONCLUSION…………………………………………………………….11
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………...
…………………………………………12
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INTRODUCCION:
Naturaleza del suelo: El proceso y equipo de compactación a emplear, así como la máxima
densidad seca que pueda alcanzarse con un suelo tanto en el laboratorio como en obra,
será bien diferente si el suelo a tratar es fino o grueso.
El método de compactación: Los métodos de laboratorios empleados para estudiar la
compactación de suelos son de cuatro tipos: por impacto, por amasado, por carga estática
y por vibración.
La energía de compactación: Es aquella energía que se entrega al suelo por unidad de
volumen durante el proceso de compactación.
Contenido de agua del suelo: Estudios realizados por Proctor tuvieron como conclusión el
hecho de que, al compactar un suelo con la misma energía de compactación y diferentes
contenidos de agua, la densidad seca que se obtenía aumentaba a medida que se
incrementaba la cantidad de agua, hasta cierto punto en el cual las densidades secas
comenzaban a decrecer.
Objetivos:
o Analizar los factores que intervienen en el proceso de compactación de los
suelos.
o Determinar de qué forma actúan cada uno de los factores en la
compactación de los suelos.
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Desarrollo:
Compactación
Compactar es la operación previa, para aumentar la resistencia superficial de
un terreno sobre el cual deba construirse una carretera y otra obra. Aplicando una
cantidad de energía la cual es necesaria para producir una disminución apreciable
del volumen de hueco del material utilizado.
Compactación del suelo
El suelo, como cualquier elemento natural, posee un equilibrio entre los
diversos factores que lo influyen. Un cambio de este equilibrio puede provocar una
alteración física, química o biológica. La compactación es la principal causa de
alteración del suelo.
Hay dos situaciones con elevado riesgo de compactación: áreas con fuerte
tránsito de vehículos y personas, y áreas cercanas a lugares en construcción. Hay
suelos con una tendencia más o menos acentuada a la compactación, en función
de la composición, estructura y contenido de humedad. Las constructoras a
menudo trabajan con maquinarias muy pesadas, sin delimitar la zona en la que se
encuentran y se plantarán árboles. Se desconocen cuál es la superficie que
abarca el aparato radical, así como, se ignoran los efectos derivados de la
compactación y dificultad que se encuentran para intentar resolverlo.
Características de la compactación de los suelos
La compactación de los suelos se produce por la reorientación de las partículas
o por la distorsión de las partículas y sus capas absorbidas. En un suelo no
cohesivo la compactación ocurre mayormente por la reorientación de los granos
para formar una estructura más densa. La presión estática no es muy efectiva en
este proceso porque los granos se acuñan unos contra otros y resisten el
movimiento.
Si los granos se pueden liberar momentáneamente, las presiones, aun las ligeras,
son efectivas para forzarlos a formar una distribución más compacta. El agua que
fluye también reduce el rozamiento entre las partículas y hace más fácil la
compactación, sin embargo el agua en los poros también impide que las partículas
tomen una distribución más compacta. Por esta razón la corriente de agua sólo se
usa para ayudar a la compactación, cuando el suelo es de granos tan gruesos que
el agua abandona los poros o huecos rápidamente
En los suelos cohesivos la compactación se produce por la reorientación y por la
distorsión de los granos y sus capas absorbidas. Esto se logra por una fuerza que
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sea lo suficientemente grande para vencer la resistencia de cohesión por las
fuerzas entre las partículas.
Para lograr una compactación eficiente en los suelos no cohesivos se requiere una
fuerza moderada aplicada en una amplia área, o choque y vibración. La
compactación eficiente en los suelos cohesivos requiere presiones más altas para
los suelos secos que para los húmedos, pero el tamaño del área cargada no es
crítico. La eficiencia se mejora aumentando la presión durante la compactación a
medida que el peso específico y la resistencia aumentan.
Propósito y Método de la Compactación de Suelos
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1. Tipo de Suelo
Tiene influencia la granulometría del suelo, forma de sus partículas, contenido
de finos, cantidad y tipo de minerales arcillosos, gravedad específica, entre otros.
De acuerdo a la naturaleza del suelo se aplicarán técnicas adecuadas en el
proceso de compactación En laboratorio, un suelo grueso alcanzará densidades
secas altas para contenidos óptimos de humedad bajos, en cambio los suelos
finos presentan valores bajos de densidades secas máximas y altos contenidos
óptimos de humedad.
El proceso y equipo de compactación a emplear, así como la máxima densidad
seca que pueda alcanzarse con un suelo tanto en el laboratorio como en obra,
será bien diferente si el suelo a tratar es fino o grueso.
CURVAS DE
COMPACTACIÓN PARA DISTINTOS SUELOS
2. Energía Específica
La energía de compactación es otra de las variables del proceso que ejercen
una gran influencia sobre el mismo; sin embargo, no es fácil en general, conocer el
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valor exacto que se está empleando en un momento dado; por el contrario, es fácil
tanto en el campo como en el laboratorio, modificarla de modo graduable, dados
los procedimientos actualmente en uso en ambas técnicas.
La energía puede cuantificarse en términos absolutos, aunque en forma
aproximada por razones prácticas, en los procesos de compactación en el
laboratorio que impliquen el uso de pruebas de impactos causados por la caída de
un pisón. La fórmula que proporciona el valor de la energía específica en ese caso
es:
Donde:
E: Energía Específica
N: Número de golpes del pisón por capas
N: Número de capas
W: Peso del pisón compactador
H: Altura de caída del pisón
V: Volumen total del molde de compactación.
3. Método de Compactación
En el campo y laboratorio existen diferentes métodos de compactación. La
elección de uno de ellos influirá en los resultados a obtenerse.
Los métodos de laboratorios empleados para estudiar la compactación de
suelos son de cuatro tipos: por impacto, por amasado, por carga estática y por
vibración. La finalidad de estos ensayos es correlacionar de algún modo los
resultados que se obtiene, con la compactación que en el campo producen los
diversos equipos.
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Compactación por impacto: La compactación es producida por una placa
apisonadora con golpes y se separa del suelo a alta velocidad. Por ejemplo un
apisonador (impacto).
Compactación por vibración: La compactación se logra aplicando al suelo
vibraciones de alta frecuencia por ejemplo placa o rodillos vibratorios.
Compactación por amasado: La compactación se logra aplicando al suelo altas
presiones distribuidas en áreas más pequeñas que los rodillos lisos. Ejemplo
rodillo pata de cabra.
Con los procedimientos usuales de rolado en el campo, la energía no puede
cuantificarse, pero si modificarse, modificando el peso y/o la presión de los
equipos, el número de sus pasadas y el espesor de la capa que se compacta,
fundamentalmente. En el caso de utilizar métodos vibratorios, también se puede
influir sobre la energía entregada, según se comentará más adelante.
Cuando en el campo un equipo de compactación aplica energías de
compactación que se consideren bajas, pueden implementarse algunas acciones
para modificar esta situación; entre ellas están el recurrir a sobrepesos adicionales
para aumentar el peso total del equipo; el aumentar la presión de inflado en caso
del uso de rodillos de llantas; el reducir el espesor de la capa suelta por
compactar; el aumentar el número de pasadas; el modificar el contenido de agua
del suelo por compactar (casi siempre para aumentarlo) o el hacer modificaciones
en la velocidad de arrastre de los equipos o en frecuencias, amplitudes u otros
factores, en caso de usar vibración.
Es claro que cada uno de estos cambios puede tener implicaciones
indeseables, por lo que no es aplicable realizarlos sin un balance general del
problema. Algunas de las implicaciones más frecuentes se comentarán en lo que
sigue.
4. La Recompactación o sobrecompactación
En el laboratorio, a veces se acostumbra a utilizar un mismo espécimen para
obtener todos los puntos de la curva, esto causa una deformación volumétrica de
tipo plástico que causan las sucesivas compactaciones. La compactación muy
intensa puede producir un fracturamiento de las partículas y originar un material
susceptible al agrietamiento.
Cuando por compactar de más un suelo se le hacen adquirir características
indeseables, se dice que el suelo ha sido sobrecompactado. El convertir a los
suelos finos en altamente expansivos a costa del dinero y el esfuerzo que
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representa la compactación es uno de los pecados más frecuentes, pero no el
único, de la sobrecompactación.
Otro caso en que las ideas anteriores conducen a una sobrecompactación
perjudicial se tiene cuando se utilizan materiales ligeros, tales como los tezontles,
suelos pumíticos y otros materiales de origen volcánico, que deben su deseada
ligereza a porosidad en sus partículas, la cual se destruye con un efecto de
compactación excesiva; en tales casos, el tezontle, por ejemplo, puede pasar de
pesos volumétricos de alrededor de 1 Ton / m3 a valores del orden del peso
volumétrico del basalto es decir, de más del doble de esa cantidad, perdiéndose
evidentemente las características de ligereza que indujeron a su uso.
5. Humedad
La humedad que nos permite alcanzar una compactación óptima es el óptimo
contenido de humedad, la cual nos permitirá alcanzar la densidad seca máxima. Si
el contenido de humedad está por debajo del óptimo, el suelo es rígido y difícil de
comprimir, originando densidades bajas y contenidos de aire elevados. Cuándo
está por encima del óptimo, el contenido de aire se mantiene pero aumenta la
humedad produciendo la disminución de la densidad seca.
Estudios realizados por Proctor tuvieron como conclusión el hecho de que, al
compactar un suelo con la misma energía de compactación y diferentes
contenidos de agua, la densidad seca que se obtenía aumentaba a medida que se
incrementaba la cantidad de agua, hasta cierto punto en el cual las densidades
secas comenzaban a decrecer. A este punto en el que se halla la densidad
máxima corresponde una humedad, que Proctor denominó como óptima de
compactación.
El contenido de agua con que se compacta el suelo tiene una influencia
determinante, tanto en los procesos de compactación de campo como en el
laboratorio. Esta influencia fué ya reconocida por Proctor, Porter y otros pioneros
(Refs. I y 2) quienes la establecieron en los términos prácticamente actuales,
midiendo la compactación por el peso volumétrico seco alcanzado en cada caso.
La Fig. I muestra la bien conocida relación que se establece entre el peso
volumétrico seco del suelo compactado y el contenido de agua del mismo, cuando
se emplea una cierta energía de compactación.
La curva de compactación presenta formas relativamente similares para los
diversos modos de compactar. Existen diversas explicaciones de dicha forma, de
diferentes grados e complejidad. Una, es la que sigue:
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Cuando el contenido de agua es muy bajo, este elemento se encuentra en el
suelo en forma capilar, produciendo impresiones interparticulares tanto más
fuertes cuanto más finos sean los suelos, lo que conduce a grumos muy
difícilmente desintegrarles o a dificultad de reacomodar partículas individuales;
como consecuencia la compactación se dificulta y se alcanzan pesos volumétricos
relativamente bajos. Estos efectos capilares se van disipando si la misma energía
de compactación se da a suelos con contenidos de agua crecientes, lo que
permite alcanzar pesos volumétricos cada vez mayores.
Pero, si el contenido de agua alcanza valores que produzcan cantidades de
agua libre que empiecen a ocupar en forma substancial los vacíos del suelo, la
compactación comenzará a dificultarse, pues el agua no puede desplazarse
instantáneamente dentro del suelo y por ello comenzará a absorber parte de la
energía aplicada, devolviéndola, a expensas de su elasticidad en forma de simple
rebote; este efecto será tanto más notable a medida que el contenido de agua
crece.
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favoreciendo la compactación. En el segundo caso se obtienen densidades secas
menores, ya que al evaporarse el agua e irse secando el suelo, la humedad
superficial de los grumos se hace menor que la interna, aumentando la presión
capilar haciendo más difícil la compactación.
7. Temperatura y presencia de otras sustancias
Dependiendo de la temperatura puede producirse la evaporación o
condensación del agua, la presencia de sustancias extrañas, puede también
producir variación del resultado en la obtención de la densidad seca.
Conclusión
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Bibliografías:
https://www.imt.mx/archivos/Publicaciones/DocumentoTecnico/dt7.pdf&ved=2a
hUKEwiUr-y-5LrjAhUP6wKHQSHAqsQFjAHegQIBRAB&usg =AOvVaw3iswGo
FuANl3- Gh6QoMFej&cshid=1563326627989
https://civilgeeks.com/2011/10/02/la-compactacion-de-suelos/%3Famp&ved=2
ahUKEwiUr-y-5LrjAhUP-6wKHQSHAqsQFjAAegQIAxAB&usg=AOvVaw2AAv
K6zUGOKn2CK8OSNFq6&cf=1&cshid=1563326627989
https://docgo.net/7-1-factores-que-intervienen-en-la-compactacion&ved=2ahU
KEwidxYnp6brjAhVkh1QKHX9gBJAQFjAFegQIBBAB&usg=AOvVaw3C3CcYflv
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