DensidadEn el suelo, como en cualquier otro cuerpo fsico, la densidad se define como la masa por unidad de volumen. Ahora bien, dado su carcter poroso, conviene distinguir entre la densidad de sus componentes slidos y la del conjunto del suelo, incluyendo los huecos, por ello nos referiremos a dos tipos de densidad.

DENSIDAD IN SITU El poder conocer la densidad que posee un suelo en terreno o en su estado natural, ha sido un gran reto para los investigadores de mecnica de suelos y cientficos del rea en general. Se realiza esta determinacin para comprobar el grado de compactacin en rellenos compactados artificialmente. Es muy til en el caso de suelos sin cohesin (gravas y arenas), los cuales, por lo general no permiten obtener muestras inalteradas, y por medio de la densidad in situ se puede reproducir el suelo natural en la densidad natural a partir de una muestra alterada. Existen diferentes procedimientos, entre ellos el densmetro de Washington y el mtodo del cono de arena (Nch 1516), los cuales consisten en realizar un orificio en el suelo, determinar el peso seco del material y el volumen que dicho material ocupaba. Entre otros mtodos tradicionales se encuentran: el Mtodo del Baln de goma, el de los Bloques, el de Sumergir en Parafina y otros mas en donde todos coinciden en la forma de obtener del suelo natural su peso seco, pero difieren en la determinacin de su volumen.

2 DENSIDAD RELATIVA La densidad relativa es una propiedad ndice de los suelos y se emplea normalmente en gravas y arenas, es decir, en suelos que contienen casi exclusivamente partculas mayores a 0.074 mm (malla #200). La densidad relativa es una manera de indicar el grado de compacidad (compactacin) de un suelo y se puede emplear tanto para suelos en estado natural como para rellenos compactados artificialmente. El uso de la densidad relativa es importante en mecnica de suelos debido a la correlacin directa que ella tiene con otros parmetros como por ejemplo: el ensayo Proctor, el ensayo C.B.R. y oros relacionados con la capacidad de soporte de un suelo. Conceptualmente la densidad relativa indica el estado de compacidad de cualquier tipo de suelo. La densidad relativa se obtiene de la determinacin de otros parmetros como lo son: Densidad Mnima, Densidad Mxima y la Densidad en Sitio, de estos, los dos primeros se realizan en laboratorio y el ultimo se debe realizar en terreno. El ensaye es aplicable a suelos que contengan hasta un 12% de partculas finas y un tamao mximo nominal de 80 mm.

Tabla de densidades

Suelo Arenoso1.20 a 1.80 gr/cm3

Suelo Arcilloso1.00 a 1.60 gr/cm3

Segn Archer y Smith (1972)

Suelo de textura arena fina1.75 gr/cm3

Suelo franco arenoso1.50 gr/cm3

Suelo franco limoso1.40 gr/cm3

Suelo franco arcilloso1.20 r/cm3

1. Mtodo del Cono de arenaLa calidad durante un proceso de compactacin en campo se mide a partir de un parmetro conocido como grado de compactacin, el cual representa un cierto porcentaje. Su evaluacin involucra la determinacin previa del peso especfico y de la humedad ptima correspondiente a la capa de material ya compactado. Este mtodo de conocer el grado de compactacin es un mtodo destructivo ya que se basa en determinar el peso especfico seco de campo a partir del material extrado de una cala, la cual se realiza sobre la capa de material ya compactada. AASHTO T181-62 ASTM D1552-64

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS Balanza. Cilindro. Martillo, pico, pala. Placas de madera, sacos Plsticos. Bandeja de Aluminio. Vernier. Horno. Taras, esptula. Aparato cono de arena.

PROCEDIMIENTO Se mide el dimetro y altura del cilindro y se calcula el volumen del cilindro; despus se pesa el cilindro con la base, se cierra la vlvula del cono, se coloca ste sobre las mariposas del cilindro evitando que se mueva, se abre la vlvula y se llena el molde con arena hasta que sta se derrame; se cierra la vlvula una vez que ha cesado el movimiento al interior del frasco y se enraza el cilindro ayudado por un cordell para evitar ejercer presin, se limpia la base con la brocha y se pesa; por diferencia de pesos se obtiene el peso de la arena que dividida entre el volumen del cilindro nos proporcionar el peso volumtrico. Se repite el proceso anterior de 3 a 5 veces dependiendo las variaciones en el peso de la arena.Para obtener el peso de la arena que llena el cono y la base se procede a hacer lo siguiente: se pesa el equipo con arena, se coloca la base sobre una superficie plana (en este caso la charola), se cierra la vlvula y se coloca el cono sobre la placa permitiendo que fluya la arena dentro del cono, cuando se detenga el movimiento de la arena dentro del frasco se cierra la vlvula y, se pesa el equipo con la arena sobrante. El siguiente paso es la obtencin del peso volumtrico de campo, para ello se pesa el equipo con arena y la cpsula. En el campo, en el lugar en que se realizar la prueba se debe nivelar, colocar la placa y trazar el dimetro de sta, se extrae el material procurando evitar prdidas hasta una profundidad de 8 a 10 cm. El material extrado deber colocarse en una bolsa de plstico para evitar que pierda agua. Despus se coloca el cono sobre la base, se cierra la vlvula y cuando est listo se abre la vlvula para que fluya la arena dentro de la cala y el cono, cuando se llenen ambos elementos, se cierra la vlvula y se pesa el equipo con la arena restante. Se pesa el material extrado de la cala y de ah mismo se obtiene una muestra representativa que ser pesada para obtener el contenido de humedad, con estos datos se obtiene el peso especfico seco mximo de campo y dividindolo entre el peso volumtrico seco mximo de laboratorio nos indica el grado de compactacin de campo.Por medio de ella podemos conocer el grado de compactacin de una capa en campo, es muy sencilla, no necesita mucho tiempo (con excepcin de esperar a que se seque la muestra extrada de la cala), adems de que la informacin que nos proporciona es muy cercana a la realidad. Volumen del Hoyo: Sacamos el peso inicial de la arena obtenida en el tarado del frasco. Peso residual de la arena, que se obtiene de la resta de la arena restante y el peso del frasco. Luego obtenemos el peso de la arena usada que es producto de la resta de la arena inicial y la arena residual. Calculamos el peso de la masa extrada obtenindola del peso de la muestra extrada menos el peso de la bolsa que la contiene. Mediante frmulas calculamos el volumen del hoyo que consiste en la resta volumen usado y el volumen del cono. El volumen usado se calcula previamente ya que obtenemos la densidad de la arena y el peso de la arena usada. Determinamos la densidad hmeda Determinar el contenido de humedad y densidad seca. }RESULTADO De la operacin de tarado, obtener el peso de la arena y el agua que corresponde al volumen del recipiente, de estos datos calcular la densidad de la arena dividiendo el primero por el segundo. La densidad IN SITU se obtiene dividiendo el peso de la tierra extrada seca, por el volumen del hoyo. Este se calcula a partir de la densidad de la arena y del peso de la que cabe en el hoyo. Cuando el suelo contenido partculas de tamao superior a , al calcular la densidad IN SITU se resta el peso y el volumen del material total extrado. El peso de estas partculas se ha obtenido directamente y su volumen se calcula a partir de este y su peso especfico tambin.2. Mtodo del Cilindro.OBJETIVOObtener una muestra inalterada del suelo haciendo uso de un pequeo cilindro de volumen conocido.

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS Cilindro Metlico (hueco) Vernier Martillo Esptula Horno elctrico Recipientes de humedad o taras Dos balanzas, con apreciacin de 1 gr Placas de rea mayor al cilindro metlico.

PROCEDIMIENTO

1. Del cilindro empleado en campo se toman dos muestras, una de la parte superior, otra de la parte inferior.2. Las dos muestras se colocan en capsulas separadas, las cuales deben estar previamente pesadas.3. Se colocan las muestras en el horno para su secado, con el que posteriormente se determinara su humedad.4. Se determina la humedad promedio con las dos muestras secadas previamente.5. Empleando el vernier se determina el dimetro del cilindro y su altura respectivamente.6. Se determina el volumen del cilindro una vez obtenidas sus dimensiones con el vernier.7. Realizar los clculos de las densidades seca y hmeda empleando las formulas correspondientes.

3. Mtodo del Aceite

Es aplicable a suelos finos que sean impermeables al aceite. Este mtodo consiste, esencialmente, en la medicin del volumen del suelo excavado mediante el vertido de aceite de elevada viscosidad en el hoyo de donde se extrajo el material.

Este mtodo constituye una alternativa al mtodo de sustitucin con arena, con la restriccin de no ser apto para suelos blandos que se deformen bajo la presin hidrosttica generada por el ensayo, o que las paredes del hoyo no puedan permanecer estables, o que el suelo est constituido por partculas gruesas (arenas gruesas, gravas, etc.) que originen prdida del fluido.

OBJETIVO

Obtener el peso en seco de una muestra de suelo y el volumen que ocupaba en el terreno. En el presente mtodo, dicho volumen se determina midiendo el volumen del aceite que ocupa el hoyo.

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS

Cilindro Graduado de 1000 ml. Aceite quemado 1 placa de base de 4 pulgadas de dimetro. 1 esptula pequea y cuchara. 1 regla de 30 cm. Recipientes de humedad o taras Dos balanzas, con apreciacin de 1 gr. Envase (lata) para colocar el suelo removido del hueco. Horno elctrico.

PROCEDIMIENTO

1. En un cilindro graduado vertemos cierta cantidad de aceite y leemos el volumen ocupado por el aceite (lectura inicial).2. Se nivela la superficie del suelo y colocamos la placa de 4 pulgadas de dimetro3. Cavamos un hoyo de 5 cm a 8 cm de profundidad aproximadamente, recogiendo el suelo que se vaya extrayendo, e introducindolo dentro de un envase hermticamente cerrado para posteriormente determinar su peso.4. Se vierte el aceite dentro del hoyo hasta que quede a nivel con la superficie del suelo. 5. Se lee el volumen de aceite que quedo dentro de la cilindro y por diferencia se determina el volumen de aceite en el hoyo.6. Con el peso de la muestra determinado y haciendo uso de la frmula de densidad se determina la densidad in situ. RESULTADO

Dividiendo el peso de la tierra seca extrada del hoyo, por el volumen del hoyo, se obtendr la densidad. El volumen del hoyo se obtiene por diferencia entre el volumen de aceite en la probeta antes y despus de llenar el hoyo.

4. Mtodo de la Parafina.

Este experimento permite determinar el peso unitario de suelos cohesivos. El procedimiento se basa en el principio de Arqumedes, el cual permite determinar el volumen de una muestra a travs del volumen de agua que desplaza. Conocido el volumen y el peso de la muestra, se podr determinar el peso unitario de la muestra. Para proteger la muestra se utiliza cera en este procedimiento. El volumen de la cera utilizada se descontara del volumen total.

Se aplica cuando se tiene una muestra inalterada de un suelo. Consiste en revestir la muestra con parafina y obtener su volumen introducindola dentro de un cilindro graduado.OBJETIVO Permite determinar el peso unitario de suelos cohesivos.

MATERIALES Y EQUIPOS UTILIZADOS

Esptula y cuchillo Balanza con apreciacin de 1 gr Cilindro graduado de capacidad 1000 ml Parafina Hilo Muestra de suelo.

PROCEDIMIENTO1. Se extrae una pequea muestra inalterada de suelo hmeda y se pesa. 2. Se cubre la muestra con parafina y se pesa.3. Se vierte en un cilindro graduado cierta cantidad de agua (lectura inicial) 4. Se introduce la muestra de suelo cubierta con parafina en el cilindro y se lee el nuevo volumen (lectura final)5. Se resta lectura final lectura inicial y se obtiene el volumen de la muestra con parafina 6. Se determina el volumen de la parafina, previamente conocida la cantidad de parafina usada para cubrir la muestra 7. Restar al volumen de la parafina con muestra el volumen de la parafina y se obtiene el volumen de la muestra. RESULTADO Se obtiene el volumen y el peso de la muestra, y por lo tanto se determina el peso unitario de la muestra. Se utiliza cera para proteger la muestra, y as el volumen de la cera utilizada se descontara del volumen total. Esto se aplica solo cuando se tiene una muestra inalterada de un suelo.BIBLIOGRAFIA Internet:www.fao.org/ag/ags/AGSE/agse_s/7mo/iita/C7.htm.

www.fpolar.org.ve/pogglioli/poggio49.htm. BOWLES, Joseph E.MANUAL DE LABORATORIO DE SUELOS EN ING. CIVILEditorial Mc Graw-Hill, S.A.; Bogot, Colombia, 1981. Pg. 59 al 63. OVIEDO C., GustavoMANUAL DIDACTICO: ENSAYOS DE MECANICA DE SUELOSLa Universidad del Zulia (LUZ); Maracaibo, Venezuela, 1987. Pg. 38 al 45. BADILLO, Jurez RODRIGUEZ, RicoMECANICA DE SUELOS, Tomo IEditorial Limusa, S.A. de CV; Mxico D.F., Mxico, 2003. Pg. 65 al 71.

Universidad de OrienteNcleo BolvarEscuela de Ciencias de la tierraDepartamento de ingeniera geolgica

DensidadIn Situ

Profesor: Bachiller:Javier Ramos Jose Arvalo 21.264.428

Ciudad Bolivar mayo del 2014