Universidad Nacional de Ingeniería

UNI-IES
Facultad de Tecnología de la construcció n
Mecá nica de suelos
Departamento de construcció n

Practica N.º 6
Ensaye De Compactació n De Suelos

Integrantes: Justin Ezsequiel Mendoza Montenegro 2020-0743I

Diederich Josué Ló pez Salinas 2020- 0586I
Oscar Rafael Ló pez Orozco 2020-0503I
Oriana Esther Narvá ez Barboza 2020-0105I

Grupo de teoría: 3M2-C

Grupo de practica: 3M2-C3 (miércoles)

Docente (Teoría): ING. José Rene Urtecho Paramo.

Docente (Practica): ING. Orlando Garth

Fecha de realizació n de la prá ctica: 05/10/2022

Fecha de entrega: 12/10/2022

0
INDICE
I. Desarrollo.....................................................................................................
1. Introducción..........................................................................................2
2. Objetivos...............................................................................................3
II. Desarrollo ....................................................................................................
1. Desarrollo teórico.................................................................................4
2. Materiales y equipos empleados..........................................................6
3. Explicación técnica del procedimiento realizado.................................7
4. Tabla de los datos recopilados............................................................8
III. Cálculos........................................................................................................
1. Métodos y formulas a utilizarse............................................................9
2. Desarrollo de los cálculos matemáticos.............................................11
3. Tabla de resultados obtenidos...........................................................22
IV. Conclusiones................................................................................................
1. Interpretación de los resultados de los cálculos................................23
2. Conclusiones......................................................................................23
3. Recomendaciones..............................................................................24
V. Anexos......................................................................................................24
VI. Bibliografía................................................................................................24

1
Introducción

La compactación es un proceso mecánico que tiene como finalidad proporcionar energía al

suelo para eliminar espacios vacíos, aumentando así su densidad y su capacidad de
soporte. La compactación del suelo se usa para el mejoramiento de las propiedades
mecánicas del suelo pues al aumentar la capacidad de soporte, el suelo reduce los
asentamientos en el terreno, así como también reduce su permeabilidad y la penetración del
agua.

Este proceso en el suelo radica su importancia en el aumento de la resistencia y

disminución de la capacidad de deformación que se obtiene al someter al suelo a técnicas
de compactación, que evidentemente aumentan el peso específico seco disminuyendo los
espacios entre sus partículas. Se realiza trabajos de compactación en una gran cantidad de
obras civiles como muros de contención, terraplenes, estabilización de terrenos, canales,
alcantarillado, adoquinado etc.

En la actualidad existen algunos ensayos que permiten determinar la densidad máxima y la

humedad óptima, entre ellos se encuentra:
 Compactación Proctor estándar
 Compactación Proctor modificado

Para fines de este informe, se utiliza el ensayo de compactación Proctor estándar, en el cual
se establece que, aplicando cierta energía a un suelo, para compactarlo, el peso unitario
obtenido varía con el contenido de agua según la curva de compactación en la cual se puede
observar que existe un contenido de humedad óptimo para el cual se obtiene el peso
unitario máximo del suelo seco a dicha energía proporcionada al suelo.

Este ensayo consiste en colocar tres capas de suelo húmedo en un cilindro, al cual se debe
proporcionar 25 golpes en cada capa con un apisonador de tal manera que se obtenga una
muestra de suelo.

2
Objetivos

 Explicar en forma general el procedimiento que se debe desarrollar para la

determinación de las características de compactación de los suelos, conforme a la
norma AASHTO T 99.
 Determinar correctamente el peso específico seco máximo del suelo ensayado y el
contenido de humedad óptimo del mismo, por medio del método descrito en la
norma AASHTO T 99.
 Determinar el punto óptimo de humedad al que el material granular llega a su
densidad máxima.

3
Desarrollo teórico

Contenido de humedad, W %: relación que existe entre el peso de agua contenida en la

muestra en estado natural y el peso de la muestra después de ser secada en el horno a una
temperatura entre los 105 y 110 C.

Humedad optima: contenido de humedad de un suelo con el que se alcanza el mayor grado
de acomodo de partículas y el peso unitario seco máximo, para una determinada energía de
compactación.

Compactación de suelos: proceso mecánico de estabilización del suelo que se fundamenta

en la aplicación de fuerza de compresión sobre este material para lograr reducir lo más
posible la cantidad de espacios vacíos presente en él. Es posible gracias a que, si el suelo
está bien graduado, sus partículas más pequeñas son forzadas, por la compresión, a ocupar
los vacíos existentes.

Esfuerzo normal: es el término para un esfuerzo de compactación de 12,400 lb- pie/𝑝𝑖𝑒3,

aplicado por el equipo y método de este ensayo.

Peso unitario húmedo (𝑦𝑚): es el peso por unidad de volumen total de un suelo masa de
roca independientemente de su grado de saturación.

Peso unitario máximo 𝑦𝑚𝑎𝑥: es el máximo valor del peso unitario seco definido por el pico
de la curva de compactación.

Peso unitario seco 𝑦𝑑: se define como el peso de los sólidos del suelo o roca por unidad del
volumen total de la masa de suelo roca.

Fracción sobredimensionada 𝐹𝑔(%): es la fracción de la muestra total no utilizada en la

realización del ensayo de compactación.

Fracción de ensaye𝐹𝑓%: es la fracción de la muestra total utilizada en el ensayo de

compactación.

Ensayo de compactación Proctor estándar: considerado como uno de los más importantes
métodos de estudio y control de calidad de la compactación de un terreno, consiste en

4
aplicar una energía de compactación determinada a una muestra de suelo contenida en un
cilindro guía de volumen conocido, haciendo variar el contenido de agua del material entre
vueltas de ensayo, de esta manera es posible determinar el peso específico seco y el
contenido de la humedad para cada condición de estudio, datos a partir de los cuales se
construye una gráfica conocida como curva de compactación, que indica los valores de
peso específico seco máximo y humedad óptima.

En este método de ensayo proporciona cuatro proporciona hola cuatro por seguimiento
alternativo para determinar la relación humedad-densidad de los suelos los cuales son:

• Método A en este procedimiento se utiliza el material que pasa el tamiz número

cuatro (4.75mm) y es compactado en un molde 4”.

• Método B en este procedimiento se utiliza el material que pasa el tamiz número

cuatro (4.75mm) o cuando el 40% o menos es retenido en tamiz número cuatro y es
compactado en un molde 6”.

• Métodos C este procedimiento se utiliza el material que pasa el tamiz 3⁄4” (19 mm)
y es compactado por un molde de 4”.

• método D en este procedimiento se utiliza el material que pasa el tamiz 3⁄4” (19
mm) o es retenido 30% o menos en el tamiz de 3⁄4” y es compactado en un molde de 6”.

5
Materiales y equipos empleados

Muestra de suelo

Apisonador manual o martillo de compactación (martillo Proctor)

Moldes

Extractor de muestras

Regla enrazadora

Balanza

Bandejas

Probeta

Taras

Tamices

6
Explicación técnica del procedimiento realizado

 Pulverizar una cantidad suficiente de suelo secado al aire para obtener una muestra
representativa del material que pasa a través del tamiz N°40.
 Colocar los 250 gr de suelo en un recipiente de porcelana, añadir una pequeña
cantidad de agua y mezclar cuidadosamente hasta obtener un color uniforme. Se
debe continuar añadiendo pequeñas cantidades adicionales de agua y mezclando
cada vez hasta obtener una mezcla homogénea de apariencia cremosa y de color
uniforme.
 Remover en la “copa de Casagrande” y colocar dentro de la misma una pequeña
cantidad de suelo de aproximadamente 1 cm de espesor en la parte de máxima
profundidad, bien centrada en la copa con respecto al pasado y con una superficie
pareja y lisa.
 Cortar una ranura clara, recta, que separe completamente la masa de suelo en dos
partes, para ello se debe hacer uso de la herramienta ranurador.
 Retornar rápidamente la copa de Casagrande a su sitio en el aparato y hacer el
conteo de golpes. Para producir los golpes basta con girar la manivela a razón de 2
golpes por segundo hasta que las dos mitades de suelo entren en contacto en una
distancia de 1 cm.
 Registrar el número de golpes, necesario para cerrar el surco. Tomar una muestra de
suelo de la zona donde se cerró la ranura y se determina su peso húmedo y su peso
seco.
 Retirar el suelo restante de la copa de Casagrande y devolverlo a la tara de
porcelana. Lavar y limpiar perfectamente la copa de Casagrande y el ranurador.
 Añadir una pequeña cantidad de agua a la tara de porcelana que contiene el suelo y
mezclar cuidadosamente hasta obtener una coloración homogénea y consistencia
para obtener número de golpes entre 25 y 30 aproximadamente.
 Repetir la secuencia de dos ensayos adicionales con número de golpes entre 20 y 25
y entre y entre 15 y 20, respectivamente para un total de cuatro determinaciones en
el ensayo.

7
Tabla de los datos recopilados

Para determinar contenido de humedad

Ensaye No. 1 2 3 4
Tara No. B-12-1 A-12 0021 R-101
Peso de la tara (g) 47.4 41.8 41. 40.1
Peso tara + suelo húmedo (g) 192.3 217.6 182.6 193.2
Peso tara + suelo seco (g)
Peso de agua (g)
Peso del suelo seco (g)
Contenido de humedad (%)

Ensaye No. 1 2 3 4
Molde No.
Peso del molde (g) 4297 4297 4297 4297
Peso suelo + molde (Kg) 5805.1 5904.7 5969.2 5961.9

Peso volumétrico húmedo ( Kgm )3

Contenido de humedad (%)

Peso volumétrico seco ( Kgm )

3

Peso volumétrico de saturación ( )

Kg
m
3

Para determinar Densidad

8
Cálculos

Métodos y formulas a utilizarse

Cálculo del volumen del molde de compactación:

Ecuación N°1:

V m =π ( d i+ d s
16∗100 ) Donde:

V m :Volumen de muestra en cm 3
d i : Diametroinferior en mm

d s : Diametro superior en mm

Cálculo del contenido de humedad de cada espécimen compactado:

Ecuación N°2:

( W h +tara )−(W s−tara)

%W = ∗100 Donde:
( W s+ tara )−tara
%W : Porcentaje de humedad
W h : Peso de la muestra huemda

W s : Peso de la muestra seca

9
Cálculo del peso volumétrico húmedo (densidad húmeda) en cada espécimen compactado:
Ecuación N°3:

( W h+ molde ) −W molde
γ h= Donde:
Vm

Kg
γ h : Peso volumetrico humedo en
m3
W h +m : Peso de lamuestra huemda+ molde

W m : Peso del molde

V m :Volumen de muestra

Cálculo del peso volumétrico seco (densidad seca) en cada espécimen compactado:
Ecuación N°4:
γh
γd =
1+ (%100W ) Donde:

Kg
γ d : Peso volumetrico seco en 3
m
Kg
γ h : Peso volumetrico humedo en
m3
%W : Porcentaje de humedad

Cálculo del contenido de agua para el 100% de saturación del suelo

Ecuación N°5:

10
 ( γ w∗Gs )γ d
W saturado= ∗100 Donde:
γ d∗Gs
W s :Contenido de agua saturado
3
γ w : Pesounitario del agua a 20 ° C en Kg/m
Gs :Gravedad especifica del suelo
3
γ d : Peso volumetrico seco en Kg/ m

Desarrollo de los cálculos

Muestra 1
Peso de agua: Peso húmedo – Peso seco
¿ 192.3 gr −168.5 gr =23.8 gr

Peso del suelo seco: ( W tara+ W suelo seco ) −( W tara )

¿ 168.5−47.4=121.1 gr
W tara =47.4 gr

Ec No.1 Volumen del molde

3
V m =943.3 cm (Según tabla N° 1 de guía, basada en ASTM 698.91)

Ec No.2
Calculo de contenido de humedad de cada espécimen compactado

( W h +tara )−(W s−tara)

%W = ∗100
( W s+ tara )−tara

(192.3 gr )−(168.5 gr )
% W 1= ∗100=19.65 %
( 168.5 ) −47.4 gr
Donde:
%W : Porcentaje de humedad
W h : Peso de la muestra huemda

11
 W s : Peso de la muestra seca

Ec No. 3
Cálculo del peso volumétrico en cada espécimen compactado

( W h+ molde ) −W molde
γ h=
Vm

( 5805.1 gr ) −4297 gr
γ h= 3
=1.60 gr /cm3
943.3 cm

Donde:
Kg
γ h : Peso volumetrico humedo en 3
m
W h +m : Peso de lamuestra huemda+ molde

W m : Peso del molde

V m :Volumen de muestra

Ec No. 4
γh
γd =
1+ (%100W )

12
 1.60 gr /cm3 3
γd = =1.337 gr / cm
1+ (19.65 %
100 )
Donde:
Kg
γ d : Peso volumetrico seco en 3
m
Kg
γ h : Peso volumetrico humedo en 3
m
%W : Porcentaje de humedad

Ec No. 5

( γ w∗Gs )γ d
W saturado= ∗100
γ d∗Gs

W saturado=
( 0.998
gr
cm 3 ) gr
∗2.70 1.337 3
cm
∗100=37.60 %
gr
1.337 3 ∗2.70
cm

Donde:
W s :Contenido de agua saturado

γ w : Pesounitario del agua a 20 ° C en Kg/m3

Gs :Gravedad especifica del suelo
3
γ d : Peso volumetrico seco en Kg/ m

Muestra 2

13
Peso de agua: Peso húmedo – Peso seco
¿ 217.6 gr−185.2 gr =32.4 gr

Peso del suelo seco: ( W tara+ W suelo seco ) −( W tara )

¿ 185.2−41.8=143.4 gr
W tara =41.8 gr

Ec No.1 Volumen del molde

3
V m =943.3 cm (Según tabla N° 1 de guía, basada en ASTM 698.91)

Ec No.2
Cálculo de contenido de humedad de cada espécimen compactado

( W h +tara )−(W s−tara)

%W = ∗100
( W s+ tara )−tara

( 217.6 gr ) −(185.2 gr )
% W 2= ∗100=22.60 %
( 185.2 )−41.8 gr
Donde:
%W : Porcentaje de humedad
W h : Peso de la muestra huemda

W s : Peso de la muestra seca

14
Ec No. 3
Cálculo del peso volumétrico en cada espécimen compactado

( W h+ molde ) −W molde
γ h=
Vm

( 5904,7 gr )−4297 gr
γ h= 3
=1.70 gr /cm3
943.3 cm

Donde:
Kg
γ h : Peso volumetrico humedo en
m3
W h +m : Peso de lamuestra huemda+ molde

W m : Peso del molde

V m :Volumen de muestra

Ec No. 4
γh
γd =
1+ (%100W )
1.70 gr /cm3
γd = =1.386 gr / cm3
1+ (
22.60 %
100 )
Donde:
Kg
γ d : Peso volumetrico seco en
m3

15
 Kg
γ h : Peso volumetrico humedo en
m3
%W : Porcentaje de humedad

Ec No. 5

( γ w∗Gs )γ d
W saturado= ∗100
γ d∗Gs

W saturado=
( 0.998
gr
cm
3 ) gr
∗2.70 1.386 3
cm
∗100=34.97 %
gr
1.386 3 ∗2.70
cm

Donde:
W s :Contenido de agua saturado
3
γ w : Pesounitario del agua a 20 ° C en Kg/m
Gs :Gravedad especifica del suelo
3
γ d : Peso volumetrico seco en Kg/ m

Muestra 3
Peso de agua: Peso húmedo – Peso seco
¿ 182.6 gr−153.4 gr=29.2 gr

Peso del suelo seco: ( W tara+ W suelo seco ) −( W tara )

16
 ¿ 153.4−41.4=112 gr
W tara =41.4 gr

Ec No.1 Volumen del molde

V m =943.3 cm3 (Según tabla N° 1 de guía, basada en ASTM 698.91)

Ec No.2
Cálculo de contenido de humedad de cada espécimen compactado

( W h +tara )−(W s−tara)

%W = ∗100
( W s+ tara )−tara

( 182.6 gr ) −(153.4 gr )
% W 3= ∗100=26.07 %
(153.4 )−41.4 gr
Donde:
%W : Porcentaje de humedad
W h : Peso de la muestra huemda

W s : Peso de la muestra seca

Ec No. 3
Cálculo del peso volumétrico en cada espécimen compactado

17
 ( W h+ molde ) −W molde
γ h=
Vm

( 5969.2 gr ) −4297 gr
γ h= 3
=1.77 gr /cm3
943.3 cm

Donde:
Kg
γ h : Peso volumetrico humedo en 3
m
W h +m : Peso de lamuestra huemda+ molde

W m : Peso del molde

V m :Volumen de muestra

Ec No. 4
γh
γd =
1+ (%100W )
3
1.77 gr /cm 3
γd = =1.40 gr /cm
1+ (
26.07 %
100 )
Donde:
Kg
γ d : Peso volumetrico seco en 3
m
Kg
γ h : Peso volumetrico humedo en 3
m
%W : Porcentaje de humedad

Ec No. 5

18
 ( γ w∗Gs )γ d
W saturado= ∗100
γ d∗Gs

W saturado =
( 0.998
gr
cm
3 )
∗2.70 1.40
gr
cm
3
∗100=34.25 %
gr
1.40 3
∗2.70
cm

Donde:
W s :Contenido de agua saturado

γ w : Pesounitario del agua a 20 ° C en Kg/m3

Gs :Gravedad especifica del suelo
3
γ d : Peso volumetrico seco en Kg/ m

19
Muestra 4
Peso de agua: Peso húmedo – Peso seco
¿ 193.2 gr −158.6 gr =34.6 gr

Peso del suelo seco: ( W tara+ W suelo seco ) −( W tara )

¿ 158.6−40.1=118.5 gr
W tara =40.1 gr

Ec No.1 Volumen del molde

V m =943.3 cm3 (Según tabla N° 1 de guía, basada en ASTM 698.91)

Ec No.2
Cálculo de contenido de humedad de cada espécimen compactado

( W h +tara )−(W s−tara)

%W = ∗100
( W s+ tara )−tara

( 193.2 gr )−(158.6 gr )
% W 4= ∗100=29.20 %
( 158.6 ) −40.1 gr
Donde:
%W : Porcentaje de humedad
W h : Peso de la muestra huemda

W s : Peso de la muestra seca

Ec No. 3
Cálculo del peso volumétrico en cada espécimen compactado

20
 ( W h+ molde ) −W molde
γ h=
Vm

( 5961.9 gr )−4297 gr
γ h= 3
=1.76 gr /cm3
943.3 cm

Donde:
Kg
γ h : Peso volumetrico humedo en 3
m
W h +m : Peso de lamuestra huemda+ molde

W m : Peso del molde

V m :Volumen de muestra

Ec No. 4
γh
γd =
1+ (%100W )
3
1.76 gr /cm 3
γd = =1.36 gr /cm
1+ (
29.20 %
100 )
Donde:
Kg
γ d : Peso volumetrico seco en 3
m
Kg
γ h : Peso volumetrico humedo en 3
m
%W : Porcentaje de humedad

21
Ec No. 5

( γ w∗Gs )γ d
W saturado= ∗100
γ d∗Gs

W saturado=
( 0.998
gr
cm
3 ) gr
∗2.70 1.36 3
cm
∗100=36.35 %
gr
1.36 3 ∗2.70
cm

Donde:
W s :Contenido de agua saturado

γ w : Pesounitario del agua a 20 ° C en Kg/m3

Gs :Gravedad especifica del suelo
3
γ d : Peso volumetrico seco en Kg/ m

22
Tabla de resultados obtenidos

Para determinar contenido de humedad

Ensaye No. 1 2 3 4
Tara No. B-12-1 A-12 0021 R-101
Peso de la tara (g) 47.4 41.8 41. 40.1
Peso tara + suelo húmedo (g) 192.3 217.6 182.6 193.2
Peso tara + suelo seco (g) 168.5 185.2 153.4 158.6
Peso de agua (g) 23.8 32.4 29.2 34.6
Peso del suelo seco (g) 121.1 143.4 112 118.5
Contenido de humedad (%) 19.65 22.60 26.07 29.20

Ensaye No. 1 2 3 4
Molde No.
Peso del molde (g) 4297 4297 4297 4297
Peso suelo + molde (Kg) 5805.1 5904.7 5969.2 5961.9
Peso volumétrico húmedo ( g /m3 ) 1.60 1.70 1.77 1.76
Contenido de humedad (%) 19.65 22.60 26.07 29.20
Peso volumétrico seco ( g /m 3 ) 1.337 1.386 1.40 1.36
Peso volumétrico de saturación ( g /m 3 ) 37.60 34.97 34.25 36.35
Para determinar Densidad

23
Interpretación de los resultados

En la práctica de compactación con el método de Proctor estándar, obtuvimos 4 muestras

que donde se encontró su peso volumétrico húmedo y seco, con respecto estos pesos
obtuvimos un contenido de humedad entre el 20% y 30% porcentaje que nos determina
nuestros pesos volumétricos. Durante esta prueba determinamos una gráfica que nos
proporcionó la óptima de contenido de humedad y peso volumétrico seco estos resultados
están acompañados con la saturación del suelo que nos muestra el grado de compactación
de estos suelos demostrando un alto grado de compactación.

Estos resultados en general nos ayudan en determinar la funcionabilidad que tiene un suelo
durante una obre de construcción.

Conclusiones

Durante la práctica de laboratorio del método de Proctor estándar, obtuvimos resultados

donde determinamos el peso volumétrico tanto como húmedo y seco, en estos resultados
existe una variación con respecto su peso volumétrico. Este incremento de peso es donde se
refleja su contenido de humedad de cada suelo, eso quiere decir que el peso volumétrico
varía según el contenido de humedad que este posee, así se muestras con los resultados
obtuvimos. Según la gráfica donde se refleja el contenido de humedad optimo, donde se
puede ver que a 24.58% es su contenido de humedad optimo con un 1.39 gr/cm3.

24
Recomendaciones

 Buen control de la división de los porcentajes de humedad de acuerdo al peso total

del ensayo.
 Distribución correcta del agua en el ensayo para que esta se plastifique bien y la
práctica se cumpla en su totalidad.
 Durante el uso del martillo compactador distribuir bien los 25 golpes y que estos
sean únicamente con el peso del martillo.
 Para determinar la muestra del porcentaje de humedad especificar el centro del
espécimen para determinar el peso de la muestra.

Anexos

25
 Valores Y
1420

1410

1400
[VALOR DE X]; 1390
1390

1380

1370

1360

1350

1340

1330
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Bibliografía
https://www.studocu.com/ec/document/universidad-catolica-de-cuenca/mecanica-de-suelos/
ensayo-de-compactacion-de-suelos

26