DEPARTAMENTO DE IRRIGACIÓN

MECÁNICA DE SUELOS

Reporte de práctica 1:

Determinación del Contenido de Humedad

EQUIPO 6:

Esteva Jiménez Verónica.

Estevane Guzmán Francisco Javier.

García Rodríguez Antonio

Hernández González Tania

Huerta Ramírez José

.PROFESOR:

T.A. Alfonso Martínez Puebla

6° GRUPO A

CHAPINGO, MÉXICO. 17 de agosto de 2015.

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA CHAPINGO

I. INTRODUCCIÓN

La importancia del contenido de agua que presenta un suelo representa, junto con la cantidad de aire, una de las características más importantes para explicar el comportamiento de este (especialmente en aquellos de textura más fina), como por ejemplo: cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica. El contenido de humedad de una masa de suelo, está formado por la suma de sus aguas libre, capilar e higroscópica.

Esta propiedad física del suelo es de gran utilidad en la construcción civil y se obtiene de una manera sencilla, pues el comportamiento y la resistencia de los suelos en la construcción están regidos, por la cantidad de agua que contienen. La determinación de la humedad del suelo es también primordial para resolver problemas vinculados a las necesidades de agua de riego, consideraciones ambientales y determinación de los excedentes hídricos.

El método tradicional de determinación de la humedad del suelo en laboratorio, es por medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relación expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partículas sólidas.

II. OBJETIVOS Determinar el contenido de humedad de una muestra de suelo y relacionar este valor

con algunas de sus aplicaciones.

III. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

En un suelo se distinguen tres fases constituyentes: la sólida, la liquida y la gaseosa. La fase solida está formada por las partículas minerales del suelo (incluyendo la capa solida adsorbida); la liquida por el agua (libre, específicamente), aunque en los suelos pueden existir otros líquidos de menor significación; la fase gaseosa comprende sobre todo el aire. Las fases líquida y gaseosa del suelo suelen comprenderse en el volumen de vacíos, mientras que la fase sólida constituye en volumen de los sólidos.

En los laboratorios de mecánica de suelos puede determinarse fácilmente el peso de las muestras húmedas, el peso de las muestras secadas al horno y el peso específico relativo de los suelos. Estas magnitudes no son las únicas cuyo cálculo es necesario; es preciso obtener relaciones sencillas y prácticas, a fin de poder medir algunas otras magnitudes en términos de éstas. Estas relaciones de tipo volumétrico y gravimétrico, son de la mayor importancia para la aplicación sencilla y rápida de la teoría y su dominio debe considerarse indispensable.

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Figura 1. Modelo del Suelo en el cual se puede apreciar las fases que lo componen.

Existe problema para definir el peso de sólidos, o sea del suelo seco, obtenido eliminando la fase liquida. El problema proviene del hecho de que la película de agua adsorbida no desaparece por completo al someter al suelo a una evaporación en horno, a temperaturas practicas; la cuestión esta convencionalmente resuelta en mecánica de suelos al definir como estado seco de un suelo al que se obtiene tras someter al mismo a un proceso de evaporación en un horno, con temperaturas de 105°C a 110°C y durante un periodo suficiente para llegar a peso constante, lo que se logra generalmente entre 18 y 24 horas.

Se conoce como contenido de agua o humedad de un suelo, la relación entre el peso del agua contenida en el mismo y el peso de su fase sólida. Suele expresarse como porcentaje:

w (%)=W w

W s

∗100

Ww: peso de la fase liquida de la muestra

Ws: peso de la fase solida de la muestra

W: Contenido de humedad que varía teóricamente de 0 a ∞.

El comportamiento de un suelo está muy influenciado por la presencia de agua en el mismo. Este hecho se acentúa cuanto menor es el tamaño de las partículas que componen dicho suelo. Siendo especialmente relevante donde predomine el componente arcilloso.

Por ello la importancia, de los diversos estados de consistencia, en función de su grado de humedad.

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a) Líquido: la presencia de una cantidad excesiva de agua que anula las fuerzas de atracción interarticular.

b) Plástico: el suelo es fácilmente moldeable presentando grandes deformaciones con esfuerzos pequeños.

c) Semisólido: el suelo deja de ser moldeable pues se quiebra antes de cambiar de forma.

d) Sólido: en este estado el suelo alcanza su estabilidad, ya que su volumen no varía con los cambios de humedad.

En la naturaleza la humedad de los suelos varía entre límites muy amplios, los cuales dependen básicamente del tipo de suelo: grueso o fino. En arcillas japonesas se han registrado contenidos de agua de 1200 a 1400%, si bien estos valores son excepcionales. En México existen valores de 1000% en arcillas procedentes de la región sureste del país. En el valle de México son normales humedades de 500-600%.

IV. RESULTADOS Y ANÁLISIS

Para esta prueba se utilizaron dos muestras, una de Hidalgo y la otra de puebla, de las cuales se calculó el contenido de humedad tal y como se ha descrito anteriormente. A continuación se presentan los resultados de contenido de humedad, ambos en porcentaje.

Tabla 1. Resultados obtenidos en la práctica.

Muestra LugarTextura(determi

nación por tacto)

Peso de la muestra (gr)

Humedad con respecto al suelo seco

Observación

1 Hidalgo Arenoso56.94

37.70 %Parcialmente

saturado

2 Puebla Arenoso55.74

50.00 %Parcialmente

saturado

Como pudimos darnos cuenta, de las dos muestras utilizadas, la de Puebla es la que tuvo una mayor cantidad de agua que la muestra de Hidalgo, y esto debido al tratamiento que se le dio al suelo para prepararlo como material didáctico para la realización de la práctica. Dicho esto, cabe recalcar que estos valores son simplemente didácticos y que no tienen ningún valor de aplicación real pues la humedad obtenida no es la humedad en condiciones de campo.

Considerando que los valores fueron obtenidos en condiciones de campo, es conveniente recalcar que estos no nos dicen nada sobre la capacidad para absorber agua, sino que

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simplemente nos dicen el grado de humedad del suelo en un momento dado, lo cual con ayuda de otros parámetros del suelo, sirve para la construcción de estructuras para el riego o para cualquier obra civil por ejemplo para determinar la cantidad de agua que se requiere para compactar. En este caso, se requeriría más agua para el suelo de Hidalgo que para e de Puebla puesto que ambos tienen una textura similar.

Existe la posibilidad de utilizar un gran número de suelos para la construcción, pero el uso de un suelo en específico dependerá de las características de la obra y de las características del suelo, por lo cual el tratamiento que se le daría a cada uno depende de su grado de humedad, entre otras cosas.

V. CONCLUSIONES

La humedad de suelo en un momento dado puede variar de acuerdo con las características del suelo, como lo es la textura del mismo, así como de las condiciones ambientales del sitio.

La importancia de la determinación de humedad radica en las decisiones que se pueden tomar a partir de los datos obtenidos, tales como, permeabilidad y plasticidad, así mismo se puede determinar el tipo de compactación que se requiere aplicar para una obra, entre otros parámetros.

VI. BILIOGRAFÍA Juárez B. E. Mecánica de suelos. Editorial Limusa. México DF.2012. http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/raspa/und_2/pdf/und2.pdf

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