DENSIDAD IN-SITU

1) GENERALIDADES Y OBJETIVOS DEL ENSAYO.-

El objetivo principal de esta práctica es de determinar la densidad y humedad en el sitio (in-situ) de un suelo

natural o compactado, a través del uso del equipo calibrado y arena con densidad conocida.

Como otro objetivo es de estudiar el método del cono de arena para determinar la densidad In Situ.

2) FUNDAMENTO TEORICO (resumen).-

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 mecánica de suelos y científicos del área en general. Se realiza esta determinación para comprobar el

grado de compactación en rellenos compactados artificialmente.

Es muy útil en el caso de suelos sin cohesión (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 densímetro de Washington y el método 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 métodos tradicionales se encuentran: el Método del Balón 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 determinación de su volumen.

La propiedad física peso específico, es decir, la relación peso a volumen, tiene en la madera unas características especiales

que conviene señalar para la interpretación práctica de la misma.

Debe recordarse que el peso específico que se utiliza en el sistema de unidades cegesimal, al elegirse el peso de un

centímetro cúbico de agua como unidad de peso, es en realidad un peso específico relativo y, por consiguiente, viene

representado por el mismo número que su densidad. Esto explica que corrientemente se conozca entre los industriales con

el nombre de densidad, que tiene para ellos un mayor significado, aunque físicamente, el concepto de peso específico,

relación de peso a volumen, es completamente diferente al de densidad, relación de masa a volumen. Por definición:

3) MATERIALES Y EQUIPO.-

Frasco de un galón de capacidad

Embudo con cono y válvula

Plancha de base con orificio en el centro de 10 cm. de diámetro

Tamices Nº 20 y 30

Arena limpia y seca de Ottawa, tamizada entre el Nº 20 y el Nº 30,

Martillo, cincel, cuchara, bolsa, clavos y brocha

Balanza sensible de 0,1 gr.

Flexo metro o regla

Termómetro

Agua

Utensilios de limpieza

Horno con temperatura de 110 ºC

4) PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.-

Para realizar la siguiente práctica se realizaron los siguientes pasos.

1. La calibración del frasco, y esta calibración se la realizaba de la siguiente manera:

- Primeramente había que pesar el frasco junto con el cono vacío.

- Luego había que introducir agua hasta la mitad de la válvula para posteriormente llevarlo a pesar,

tomando en cuenta la temperatura que tenía el agua, este procedimiento nos servía para determinar el

volumen que contenía el frasco hasta la válvula.

2. Para la determinación de la densidad de la arena se procedió de la siguiente manera:

- Primeramente había que tamizar aproximadamente unos 15 a 20 kilogramos de arena de Ottawa la

cual debía de estar seca y limpia para realizar su utilización en la práctica, este peso debía ser el

retenido entre el tamiz Nº 20 y el tamiz Nº 30.

- Una vez conseguida la muestra de arena retenida en lo tamiz, se la debía de echar el frasco a una

altura aproximada a unos 15 cm. de alto, y continuamente hacer girar suavemente el frasco para que la

arena se esparciera uniformemente el toda la parte interna del frasco.

- Una vez llenado todo el frasco se lo llevaba a pesar, como ya se tenía el peso del frasco junto con el

cono vacío, no era necesario volverlo a pesar, esto con el fin de determinar la densidad de la arena que

se la conseguía con el volumen que se determinarla al calibrar el frasco y esto se lo debía realizar en

los cálculos posteriores.

3. Una vez con el peso del frasco con el cono y la arena pesada, se procedió a realizar la práctica de la densidad In

Situ.

4. La densidad In Situ se la llevó acabo afuera del laboratorio de Suelos, una vez ubicado el lugar donde se iba a

realizar la práctica, se procedió a limpiar bien el suelo y posteriormente a colocar la plancha metálica con un

orificio en el centro, en el suelo y con la ayuda de clavos la aseguramos bien en el suelo.

5. Colocada la plancha y asegurada en el suelo, se procedió a realizar el hoyo con la ayuda de un cincel y un

martillo, tratando de hacer las paredes del hueco lo mas perfectas posibles, cada ves que se hacia el golpe del

cincel en la tierra, con la ayuda de un cuchara se secaba la tierra extraída a un bolsa lo mas cuidadosamente de

no perder la tierra, también se tenía que limpiar la plancha ya que al realizar los golpes en la tierra con el cincel

y el martillo se levantaba tierra la cual se acumulaba en la plancha, el hoyo tenía que tener una profundidad

aproximada a unos 10 a 15 cm., todo el material extraído del hueco se lo debía de colocar en la bolsa.

6. Una vez finalizado con el hueco, el cual debía de estar limpio para que se llevase el frasco para que se coloque

el embudo encima de la plancha y del hueco, abriendo la válvula que tenía para que se empiece a vaciar la tierra

dentro del hueco, una ves lleno el hueco se serró la válvula y se llevó a pesar el frasco con la tierra sobrante.

7. Con la muestra extraída del hueco se la debía pesar, de esa misma muestra se debía extraer un poco de muestra

para colocar en un atara previamente pesada, luego se peso la tara junto con la muestra y se la colocó dentro del

horno para determinar su humedad.

8. Finalmente después de 24 horas se vuelve a pesar la tara con la muestra

5) DATOS OBTENIDOS , CALCULOS Y RESULTADOS.-

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE LA ARENA

(1) Peso frasco (g) 1599

(2) Peso frasco + arena calibrada (g) 10058

(3) Peso arena (g) (2) – (1) 8459

(4) Volumen del frasco (cm³) 5000

(5) Densidad de la arena (g/cm³) 1.69

DETERMINACIÓN DE DENSIDAD Y HUMEDAD DEL SUELO

(6) Peso del suelo humedo (hoyo) (g) 7360.4

(7) Peso de la tara (g) 17.3

(8) Peso de la tara mas suelo húmedo (g) 97.7

(9) Peso de la tara mas suelo seco (g) 86.1

(10) Porcentaje de humedad (%) 16.86

(11) Peso del suelo seco (hoyo) (6)*100/(100 + (10)) (g) 6298.47

(12) Peso de arena calibrada en el embudo (g) 933

(13) Peso del frasco mas arena después del ensayo (g) 3491

(14) Peso de arena en el hueco (2 – 13 – 12) (g) 5634

(15) Volumen del hueco (14/5) (cm³) 3333.72

(16) Densidad in-Situ (húmeda) (6/15) (g/cm³) 2.21

(17) Densidad in-Situ (seca) ((16) *100/(100 + (10)) (g/cm³) 1.89

(18) Densidad máxima (g/cm³) 2.00

(19) Porcentaje de humedad optima CHO (%) 10

(20) Grado de compactación (%) (17/18) *100 94.46

6) OBSERVACION.-

La densidad máxima como el contenido de humedad optimo de nuestro suelo fue un valor asumido es decir que no se lo

obtuvo en laboratorio como debería. El valor que asumimos tanto en la densidad como CHO fue un valor coherente que

dependió del tipo de suelo que se estaba tratando, en nuestro caso se trataba de un suelo que predominaba la arcilla

orgánica con una mezcla de grava y limo.

7) CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES.-

Una vez realizado el ensayo de laboratorio llegamos a las siguientes conclusiones las mismas se creen de importancia y de

interés público:

Una principal conclusión se puede decir que la densidad In Situ es de mucha importancia para determinar la

densidad y la humedad que tiene un suelo, no importando si el suelo se encuentra compactado o no.

Recomendaciones:

Al finalizar esta práctica se como recomendaciones importantes se puede decir:

Para tener mejores resultados en este ensayo en especial debe tenerse muy en cuenta que la arena, deberá ser de

grano uniforme y debe estar limpia como seca, también debe ser fino este grano para que no afecte su densidad.

Al hacer el llenado del hueco con la arena seca para determinar su volumen y al llenar con esta el aparato y

pesarlo se debe tener cuidado con no agitarlo ni que existan vibraciones en el cono ni en el lugar de trabajo, y

también se deberá esperar el tiempo necesario para que baje toda la arena respectiva y no se que den espacios

vacíos en el hueco dando así un valor de volumen menor al respectivo.

La tierra que se extrae del hueco no debe ser expuesta demasiado tiempo pues esta perderá parte de su

humedad natural, por lo tanto deberá depositarse en una bolsa.

INFORME Nº 1DENSIDAD IN-SITU

MECANICA DE SUELOS II

DOCENTE: Ing. LUIS A. YURQUINA

UNIVERSITARIO: MIGUEL BARROSO UZQUEDA

GRUPO: 3 (viernes en la tarde)

FECHA: 7 de septiembre del 2007

FACULTAD DE CIENCIAS Y TEGNOLOGIA CARRERA DE Ing. CIVIL

U. A. J. M. S.