93847499-Pesos-Unitarios-de-Suelos.docx

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS FSICAS Y MATEMTICAS

Ingeniera Civil

MECNICA DE SUELOS 1

PESO UNITARIO DE LOS SUELOS

PERIODO LECTIVO

2012

10

INTRODUCCIN

Contenido de Humedad de los Suelos

El contenido de humedad de un suelo es la relacin del cociente del peso de las partculas slidas y el peso del agua que guarda, esto se expresa en trminos de porcentaje. En Japn se han registrado contenidos de humedad de ms de mil por ciento, esto indica grandes problemas de suelo debido a que el peso del agua supera quince veces el peso del material slido.

En los agregados existen poros, los cuales encuentran en la intemperie y pueden estar llenos de agua, estos poseen un grado de humedad, el cual es de gran importancia ya que con l podramos saber si nos aporta agua a la mezcla.

Peso Unitario

El peso unitario es definido como la masa de una masa por unidad de volumen. El peso unitario del suelo vara de acuerdo al contenido de agua que tenga el suelo, que son: hmedo (no saturado), saturado y seco.

El peso unitario hmedo, es definido como el peso de la masa de suelo en estado no saturado por unidad de volumen, donde los vacos del suelo contienen tanto agua como aire, que ser:

El peso unitario seco, se define como el peso de suelo sin contenido de agua por unidad de volumen, que se escribe:

El peso unitario saturado, se define como el peso de suelo en estado saturado por unidad de volumen, donde los espacios vacos estn llenos de agua, que ser:

El Peso unitario del agua, es peso del agua por unidad de volumen que ser:

Se conoce como a la diferencia del peso unitario hmedo del suelo y el peso unitario del agua, que ser:

OBJETIVOS:

OBJETIVOS GENERALES:

-Determinar el peso unitario del suelo en relacin a su contenido de humedad.

-Determinar el peso unitario saturado y seco, implcitamente mediante relaciones de peso-volumen que involucren el peso unitario hmedo y otros valores conocidos.

OBJETIVOS ESPECFICOS:

-Determinar variaciones entre el peso del suelo y su contenido de humedad.

-Determinar con los datos obtenidos en laboratorio, las relaciones fundamentales del suelo, que son las que nos daran una idea clara del suelo que vamos a utilizar en una obra civil.

EQUIPO Y MATERIAL:

1. Horno de secado, temperatura constante 110 C.

2. Balanza de precisin, aproximacin 0. 01 g.

3. Balanza de precisin, aproximacin 0. 1 g.

4. Reverbero

5. Parafina

6. Recipiente de acero inoxidable.

7. Recipientes metlicos.

8. Balde de plstico.

9. Calibrador, aproximacin 0.05 mm.

10. Canastilla de malla de acero.

11. Cuchillas metlicas

12. Esptula y brocha.

13. Franela.

MATERIAL

1. 3 tipos de suelos con 2 contenidos de humedad diferente para cada tipo de suelo.

2. Porcin de parafina en estado lquido.

3. Agua

PROCEDIMIENTO:

Determinar las apreciaciones de los equipos de medicin, pesar los recipientes y anotar el peso con su respectiva identificacin.

Peso unitario del suelo de forma regular

1. Determinar y registrar el peso de las muestras de suelo de forma regular (W), en el sitio adecuado del formulario LMS-2009-03.2. Realizar varias mediciones con el calibrador del dimetro y la altura de las muestras; y, Registrar los valores promedios correspondientes que permitan determinar sus volmenes (V).

Peso unitario del suelo de forma irregular

1. Si la muestra se encuentra recubierta con parafina, desechar la capa de este material.

2. Colocar parafina en un plato metlico y poner a derretir en el reverbero; una vez derretida dejar enfriar ligeramente.3. Determinar el peso de las muestras de suelo (W); y registrar en el sitio adecuado del formulario LMS-2009-04.4. Inmediatamente sumergir la muestra de suelo en la parafina derretida, o con una brocha recubrir de parafina en varias capas, de tal manera que no haya aberturas o huecos que permitan el ingreso de agua a la muestra.

5. Dejar que la parafina se enfre totalmente.

6. Determinar y registrar el peso de las muestras de suelo ms parafina en el aire, y por diferencia determinar y registrar el peso de la parafina.7. Colocar la muestra de suelo ms parafina en la canastilla; el conjunto sumergir en el agua de tal forma que est cubra totalmente a la muestra ms parafina.8. Determinar y registrar el peso del conjunto en el agua, por diferencia determinar y registrar el peso de la muestra de suelo ms parafina en el agua.9. Este paso debe hacerse lo ms rpidamente posible con la parafina bien fra y seca a fin de evitar que el agua fra rompa la capa de parafina y la muestra absorba agua ; de suceder esto deber repetirse todo el procedimiento.

Peso unitario de la arena.

1. De cada muestra de arena, tomar dos porciones en cantidades suficientes para determinar el contenido de agua y registrar en el formulario LMS-2009-02.2. Determinar y registrar el peso del recipiente de acero inoxidable.

3. Colocar cuidadosamente la arena en el recipiente hasta exceder en su volumen y enrasar con una regla, haciendo coincidir la superficie de la arena con los bordes del recipiente.4. Determinar el peso del conjunto, y registrar en el sitio adecuado del formulario LMS-

2009-03. Por diferencia determinar y registrar el peso del suelo (W).

5. Repetir el mismo procedimiento, pero densificando la arena: esto se logra al golpear suavemente el recipiente contra la mesa de trabajo, tantas veces sea necesario para conseguir la mayor cantidad de masa en el recipiente volumen conocido.6. Para el calculo del volumen del recipiente este se lleno con agua y se cubri con un vidrio de peso conocido sin dejar espacios de aire para luego pesar el conjunto y determinar el volumen que contiene el recipiente ya que la diferencia de peso es igual al volumen.

CODIFICACIN DE DATOS Y RESULTADOS:

CLCULOS TPICOS:

SUELOS CON FORMA REGULAR

1. PROYECTO: Relleno SanitarioOBRA: Alcantarillado

a) Clculo del volumen

Datos:

= 10,16 cm.

2V 4

h

10,1624

11,61

h = 11,61 cm.

V 941,26cm3

b) Clculo del contenido de agua

W W

Frmula a utilizar:% w 2 3

100

W3 W1

Donde:

% w = porcentaje de contenido de humedad

W1 = peso del recipiente

W2 = peso del recipiente ms el suelo hmedo

W3 = peso del recipiente ms el suelo seco

Datos:

RECIPIENTE N 215RECIPIENTE N 192

W1 = 7,82 gW1 = 8,93 g W2 = 46,33 gW2 = 54,06 g W3 = 40,97 gW3 = 47,92 g

Clculo del porcentaje de contenido de agua parcial

% w

46,33 40,97

100

40,97

7,82

w = 16,17%

% w 54,06 47 ,92 10047 ,92 8,93

w = 15,75 %

Clculo del porcentaje de contenido de agua promedio

wprom

16,17 15,752

w prom = 15,96 %

c) Peso unitario del suelo hmedo

Datos:

W = peso del suelo = 1544 g.

V = volumen del suelo = 941,26 cm3

W V

1544941,26

1,64g / cm3

d) Peso unitario del suelo seco

Datos:

= peso unitario del suelo hmedo = 1,64 g/cm3

w = contenido de humedad = 18,90 %

d

1 w

1,641 15,96

100

d 1,41g / cm3

100

RELACIONES FUNDAMENTALES: Datos:W = peso del suelo = 1544 g.



s = peso unitario de las partculas slidas = 2,6 g/cm3


d = peso unitario del suelo seco = 1,41 g/cm3

e) Peso de los slidos (Ws) Datos:

WS

W1 w

15441 15,96

100

100

Ws = 1331,49 g.

f) Relacin de vacos

V

2,6941,26

e S total 1 WSe 0,84

11331,49

e) Porosidad

n(%)

e1 e

100

0,841 0,84

100

n(%) 45,6%

g) Grado de saturacin

15,96

s(%)

w S

100

100

2,6

100

s(%)

e41,50,84

0,84

s(%) 49,4%

SUELOS CON FORMA IRREGULAR

1. PROYECTO: Relleno SanitarioOBRA: Alcantarillado

a) Clculo del contenido de agua

W W

% w 2 3

100

W3 W1

Donde:

% w = porcentaje de contenido de humedad

W1 = peso del recipiente

W2 = peso del recipiente ms el suelo hmedo

W3 = peso del recipiente ms el suelo seco

Datos:

RECIPIENTE N 128RECIPIENTE N 285

W1 = 5,56 gW1 = 5,51g W2 = 37,98 gW2 = 43,11g W3 = 31,47 gW3 = 35,45 g

Clculo del porcentaje de contenido de agua parcial

% w

37 ,98 31,47

100

31,47

5,56

w = 20,40 %

% w 43,11 35,45 10035,45 5,51

w = 25,58 %

Clculo del porcentaje de contenido de agua promedio

wprom

20,40 25,582

w prom = 22,99 %

c) Peso unitario del suelo hmedo

Datos:

W = peso del suelo en el aire = 675,9 g.

WS+P = peso del (suelo + parafina) en el aire = 693,3 g.

W V

WP

675,9405,9

WS P W

693 ,3 675 ,9 17 ,4 g

1,67 g / cm3

d) Peso unitario del suelo seco

Datos:



d

1,67

1 w100

1 22,99100

d 1,36 g / cm3

e) Peso de los slidos (Ws) Datos:W = peso del suelo = 675,9 g.

w = 22,99 %

WS

W1 w

675,91 22,99

100

100

Ws = 549,56 g.

RELACIONES FUNDAMENTALES: Datos:W = peso del suelo = 675,9 g.


w = contenido de humedad = 22,99 % Ws = peso de slidos = 549,56 g.s = peso unitario de las partculas slidas = 2,6 g/cm3


d = peso unitario del suelo seco = 1,36 g/cm3

f) Relacin de vacos

V

2,6405,9

e S total 1 WSe 0,92

1549,56

e) Porosidad

n(%)

e1 e

100

0,921 0,92

100

n(%) 47 ,9%

g) Grado de saturacin

22,99

s(%)

w S

100

100

2,6

100

es(%) 59,80,92s(%) 65,0%

0,92

CONCLUSIONES:

REFERENTES A LOS RESULTADOS

1. El valor del peso unitario del suelo depender del contenido de humedad como del tipo de partculas que componen el suelo.2. Con el porcentaje de humedad, nos podemos hacer una idea de que tan absorbente puede ser un suelo, y adems de que tanto espacio vaco tiene.3. El grado de saturacin puede ser determinado implcitamente mediante relaciones de peso-volumen que involucren el peso unitario hmedo y otros valores conocidos obtenidos en el ensayo.4. Los suelos finos tienen ms capacidad de absorcin de agua.

5. La humedad o contenido de agua del suelo est relacionado con la porosidad del suelo.

6. La relacin de vacios en conjunto con la porosidad es una propiedad de los suelos expansivos.7. El valor del contenido de humedad de un suelo no depende del volumen ya sea este de forma regular o irregular.8. La parafina se utilizo como un impermeabilizante evitando las variaciones de las propiedades de las muestras de suelos.9. Nos pudimos dar cuenta que todos los ensayos se relacionan, as nos sirvi el porcentaje de humedad, para poder hallar el peso unitario seco de la muestra, sin tener que haber secado ms suelo, y hacer un procedimiento ms largo.

REFERENTES A LA PRCTICA

1. Este ensayo permite obtener en el terreno el peso unitario hmedo total de un suelo o de un suelo-agregado con fines de investigacin, control o diseo.2. Mediante esta prctica podemos conocer el grado de saturacin de los suelo para saber si se puede realizar un proyecto de obra civil3.Los suelos con mayor contenido de humedad nos da mayor ventaja para realizar los rellenos sanitarios, como alcantarillados y redes de agua potable.4. Los suelos finos no son aptos para las cimentaciones de obras debido a su alta capacidad de absorcin de lquidos

5. En la elaboracin de cimentaciones es indispensable estos ensayos para determinar las relaciones fundamentales de los suelos.6. El peso unitario de las partculas solidas en los suelos de ciertos lugares se da por predeterminado para estos tipos de ensayos.

RECOMENDACIONES:

-Detallar de manera especfica el orden del ensayo para una mejor organizacin y reduccin del tiempo de prctica.-Tener informacin de localizacin de la toma de muestras.

-El ensayo debera realizarse bajo constante supervisin del profesor.

BIBLIOGRAFA: Documentos bibliogrficos:

-Braja M. Das

Principio de Ingeniera de Cimentaciones Editorial: International Thomson Editores Edicin: 2001 - Cuarta edicinN. Total de Pginas: 862 pginas.

Pginas de Informacin: Pag.25 hasta Pag.30

-Ing. Carlos Crespo Villalaz Mecnica de Suelos y Cimentaciones Editorial: LIMUSA S.A.Edicin: 1979

N. Total de Pginas: 565 pginas.


-Mariela Graciela Fratelli Suelos, Fundaciones y Muros Editorial: BONALDE EDITORES Edicin: 1993N. Total de Pginas: 569 pginas.


Documentos electrnicos:

-http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2010/10/fases-del-suelo-relaciones-de- peso.html-http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termoestatica/lb01_densidad.php

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