Practica 15: Prueba Porter

En suelos friccionantes es muy común que las pruebas dinámicas produzcan una curva de compactación con una forma inadecuada para la determinación del peso volumétrico seco máximo y una humedad óptima. También, para este tipo de suelos existen otras pruebas de compactación en las que usualmente se define una curve de compactación de forma típica, adaptada para los fines que se persiguen.

Una de estas es la prueba de compactación estática, que introdujo O. J. Porter y que alcanzó su forma definitiva alrededor de 1935. en ella se compacta al suelo colocándolo dentro de un molde cilíndrico de unas 6" de diámetro, el suelo se dispone en tres capas y se acomoda con 25 golpes de una varilla con punta de bala, lo que no significa una compactación intensa, pues la varilla es ligera y la altura de caida, que no esta especificada es la mínima utilizable por el operador para la manipulación cómoda.

La compactación propiamente dicha se logra al aplicar al conjunto de tres capas una presión de 140.6 Kg/cm² , la cual se mantiene durante un minuto.

Este método de prueba sirve para determinar el peso volumétrico seco máximo y la humedad óptima en suelos con partículas gruesas que se emplean en la construcción de terracerías; también se puede emplear en arenas y en materiales finos cuyo índice plástico sea menor que 6. el método consiste en preparar especimenes con material que pasa la malla de una pulgada, a los que se le agregan diferentes cantidades de agua y se compactan con carga estática.
 

OBJ : En esta practica se determinara la compactación por carga estática ya que es igual que la prueba. Proctor se calculara el peso especifico seco máximo y contenido de humedad.
 

EQUIPO:

• Molde con base y extensión de 6" de diámetro y 5" de altura aproximadamente.
• Varilla con punta de bala.
• Probeta de 500 ml.
• Cápsula de aluminio.
• Charola cuadrada.
• Balanza con capacidad de 20 kg y otros con aproximación de 1gr.
• Horno.
• Maquina para aplicar carga o presión con capacidad de 30 toneladas.

PROCEDIMIENTO:

Cribar por la malla # 1 con 16 kg de material ( 4 kg) finos 2.5 kg y gruesos 1.5kg.

Medir el diámetro y altura del molde y pesarlo con la base y extensión.

Agregarle agua en forma homogénea la cual deberá medirse cuando estemos en la humedad optima. Una manera aproximada de conocer esta humedad es apretando el suelo húmedo el cual nos dejara un leve rocío en la palma de la mano, varia entre 450 a 550 ml aproximadamente de agua tomar una muestra representativa para calcular el contenido de humedad en la cápsula de 80 a 100 gr de la muestra.

El material restante se colocara en 3 capas dentro del cilindro y a cada una de ellos se le aplicara 25 golpes con la varilla punta de bala en forma de espiral empezando la orilla y terminando en el centro.

Calcular el área del cilindro.

Conocido esto calcular la carga total por aplicar sabiendo que esta tiene un valor constante de 1406 kg/cm², la carga por aplicar en la maquina la obtendremos multiplicando el área x carga.

El equipo donde se aplicara esta carga esta compuesta de un gato hidráulico y un manómetro y este ultimo tiene una constante de carga de 78 kg. Dividiendo la carga total entre la constante para conocer que lectura tendremos en el manómetro de carga.

Según las especificaciones esta carga deberá aplicarse en un tiempo de 5 minutos para conocer que carga deberá aplicarse/ minuto dividiendo el valor anterior entre 5.

Para decir que hemos encontrado la humedad optima en un lapso entre el mínimo de 5 y 6 el espécimen deberá arrojar unas gotas de agua por la parte inferior en caso contra4rio sé repetirá la prueba con otra porción del material y con una cantidad de agua mayor ó menor según se requiera.

Retirar el espécimen de la maquina y pesarla con la base y extensión para conocer el peso del suelo húmedo.

Se retira la extensión y ayudados con un vernier se mide la altura faltante del material esta se tomara del borde superior del cilindro de cara superior del espécimen en 3 lugares diferentes y de esta sumatoria se saca un promedio para poder conocer la altura de la muestra compactada.

Diámetro del molde = 15.8 cm

Altura del molde con extensión = 19.00 cm

Volumen del molde = 0.0039 m³

Área del molde = 0.7854( 15.8²) = 196.07 cm²

Valor de la carga (es constante) = 140.6 kg/cm²

Carga por aplicar = 196.07(140.6) = 27567.44 kg

Constante de carga = 78 kg

Unidades del manómetro = 27567.44/78 = 353 unidades de manómetro

353/5 = 71

hc = 11.13 –1.33= 9.8 cm

volumen compacto = Vc = 196.07 x 9.8 = 1921.49 cm³

peso específico húmedo = (11416 – 7020 )/1921.49 = 2.29 gr/cm³ = 2290 kg/m³

contenido de humedad = 118.2 gr – 105.80=12.4gr
 

En el caso de las pruebas estáticas, éstas solo se pueden utilizar para materiales gruesos debido a que si realizamos una prueba dinámica, los resultados obtenidos en la gráfica no proporcionan la información adecuada para poder obtener el peso volumétrico seco y el contenido de humedad óptima.