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Informe de Laboratorio-Cbr

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RELACION DE SOPORTE DEL SUELO EN EL LABORATORIO

(CBR DE LABORATORIO) I.N.V. E - 148

1. ENSAYO DE CBR

1.1. Resumen del método


El ensayo CBR se emplea para evaluar la capacidad portante de terrenos
compactados como terraplenes, capas de firme, explanadas, así como en la
clasificación de terrenos. Las siglas CBR significan Californian Bearing Ratio y
proviene de que este ensayo fue desarrollado, antes de la segunda guerra
mundial, por el Departamento de Transportes de California. La prueba CBR de
suelos consiste básicamente en compactar un terreno en unos moldes
normalizados, sumergirlos en agua y aplicar un punzonamiento sobre la superficie
del terreno mediante un pistón normalizado. (INVIAS, 2016)

1.2. Equipos y materiales


Equipos Representación

Molde, de metal,

1
Disco espaciador

Martillos de
compactación

Aparato medidor de
expansión
compuesto

Sobrecargas metálicas

Pistón de penetración
1.3. Cálculos
Humedad de compactación

𝑊𝑝 ∗ 𝑊ℎ ∗
𝑊𝑤 𝑎 𝑎ñ𝑎𝑑𝑖𝑟 =
𝑊𝑜 100

Ww: masa de agua a añadir, g;


Wp: % de humedad inicial
Wh: % de humedad prefijada
Wo: masa húmeda de la porción de suelo

0.106 ∗ 5500𝑔 ∗
𝑊𝑤 𝑎 𝑎ñ𝑎𝑑𝑖𝑟 = 0.668
100

𝑊𝑤 𝑎 𝑎ñ𝑎𝑑𝑖𝑟 = 3.8𝑔
Densidad

Modificado
Ensayo 1ro 2do 3ro
wdeaseada (%) 10 10 10
N° Molde 28 29 26
Wmolde (g) 4598 4550 4529
Wmolde+mh (g) 8938 7902 7550
Wmuestra h (g) 4340 3352 3021
Vmolde (cm3) 2159.3 2114.3 2102.903
5 2 6
N° Golpes 56 25 10
N° Capas 5 5 5
Densidad (g/cm3) 2.01 1.59 1.44
Densidad 19.72 15.55 14.09
Total (Kg/m3)
Densidad 17.92 14.14 12.81
Seca (Kg/m3)

ENSAYO1 ENSAYO2 ENSAYO3


Penetraci Deformaci Penetraci Deformaci Penetraci Deformaci
on (mpa) on (mm) on (mpa) on (mm) on (mpa) on (mm)
0.635 0.079 0.635 0.138 0.635 0.365
1.27 0.262 1.27 0.571 1.27 1.22
1.905 0.57 1.905 1 1.905 2.27
2.54 1.01 2.54 2 2.54 3.33
3.81 2.32 3.81 5 3.81 5.37
5.08 4.27 5.08 8 5.08 7.38
7.62 9.71 7.62 13.08 7.62 11.17
10.16 15 10.16 18.45 10.16 14.74
12.7 23 12.7 22.44 12.7 17.43
fuerzamax(kn) 41 fuerzamax(kn) 26.83 fuerzamax(kn) 21.49
esfuerzomax(mp 21 esfuerzomax(mp 13.86 esfuerzomax(mp 11.1
a) a) a)

Curva esfuerzo-penetración
Esfuerzo (Mpa)

13
12
11
10
9
8 Ensayo 1
7
Ensayo 2
6
521 Ensayo 3
40
3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Penetracion(mm)

Valor de la relación de soporte (CBR): Se llama valor de la relación de soporte


(índice CBR), al tanto por ciento de la presión ejercida por el pistón sobre el
suelo, para una penetración determinada, con relación a la presión
correspondiente a la misma penetración en una muestra patrón. Las
características de la muestra patrón son las siguientes:

Fuente: INV E-148

Se debe tener en cuenta las correcciones por inflexiones en las curvas; si no


presenta punto de inflexión se toman de la curva los valores de presión
correspondientes a 2.54 y 5.08 mm (0,1" y 0,2") de penetración.
Curva esfuerzo-penetración
13
Esfuerzo (Mpa)

12
11
10
9
8 Ensayo 1
7
6 Ensayo 2
5
Ensayo 3
4
3
2
1 012345678910111213
0 Penetracion(mm)

Se lee la gráfica en los puntos especificados anteriormente y se aplica la fórmula


para la relación de soporte

𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛
𝑅𝑒𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑝𝑜𝑟𝑡𝑒 = 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 ∗ 100
𝑃𝑟𝑒𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑑𝑒
𝑟𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎

Ensayo 1
presi Presio Relacion
Penetracion(m on n
m) (mpa (lb/plg de soporte
) 2)
2.54 4 580.10 58.01
5.08 6.5 942.740 62.85
Ensayo 2
Penetracion(m presi Presio Relacion
m on n
) (mpa (lb/plg de soporte
) 2)
2.54 2.8 406.10 40.61
5.08 4.7 681.10 45.41

Ensayo 3
presi Presio Relacion
Penetracion(m on n
m) (mpa (lb/plg de soporte
) 2)
2.54 2 290.070 29.007
5.08 3.5 507.630 33.84

CBR de diseño para un solo contenido de humedad (humedad óptima): Usando


los datos obtenidos de los tres ensayos, se dibuja la curva densidad seca-CBR
(Figura 4). El CBR de diseño puede ser determinado al porcentaje deseado de la
densidad seca máxima.

Densidad
N° Golpes CBR
Seca
(Kg/m3)
56 58.01 17.92
30 40.61 14.14
10 29.007 12.81

curva densidad seca-CBR


70

60

50
CBR %

40

30

20

10

0
10,0011,0012,0013,0014,0015,0016,0017,0018,0019,00
Densidad seca (Kg/m3)

CBR de diseño : 58.01


1.4. Análisis de resultados
 La determinación de la humedad, así como la capacidad de penetración para el
CBR inalterado son valores indispensables que determinan la comparación y
posterior verificación entre los valores de diseño de la estructura del pavimento
y los obtenidos mediante este ensayo.
 El CBR determinado en la práctica = 1. 50 % es realmente bajo, con lo que se
identifica que el suelo analizado no posee buena resistencia a esfuerzos
cortantes, y que bajo ninguna condición alcanza los porcentajes requeridos por
la norma tanto para base y sub base como para sub rasante.

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