contenido de humedad de suelos
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NDICE
Pgina
INTRODUCCIN 02
I. OBJETIVOS 03
II. MATERIALES 03
III. FUNDAMENTO TERICO 04
3.1 Porosidad y relacin de vacios 04
3.2 Humedad 05
3.3 Grado de saturacin 05
3.4 Peso volumtrico 06
3.5 Gravedad especifica 06
IV. PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTALES 06
V. ESQUEMAS DE APARATOS UTILIZADOS 10
VI. DATOS OBTENIDOS 12
VII. ANLISIS DE RESULTADOS 13
VIII. CONCLUSIONES 14
BIBLIOGRAFA 15
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INTRODUCCIN
Toda obra que se quiere construir tiene que ver con su ubicacin y sea donde sea
siempre est presente el suelo, el cual soportara toda nuestra estructura, pero la
primera pregunta que surge es este suelo ser capaz de soportar nuestra
estructura?, es as que se ven las propiedades y caractersticas del suelo como la
cohesin, saturacin, compacidad, etc. Que se pueden dar a conocer con la
simple observacin y manipulacin, pero hace falta ms herramientas para
saber el grado de superlatividad de dichas propiedades y es por eso que se pasa a
cuantificar estas propiedades con definiciones como lo son gravedad especfica,
relacin de vacios, grado de saturacin, contenido de humedad etc. Dichas
relaciones son bsicas para saber el estado del suelo estudiando.
En este informe se redacta de manera prctica como ejecutar los ensayos para
obtener los valores de las relaciones volumtricas y gravimtricas de los suelos
en el laboratorio, as mismo, se da a conocer el procedimiento para que de
manera general uno lo pueda ejecutar en cualquier mbito.
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TTULO:
1
er
LABORATORIO
Fecha de realizacin: 16 de abril del 2010
1. OBJETIVOS
La presente prctica de laboratorio tiene los siguientes objetivos:
Estudiar las principales caractersticas de los suelos, tales como contenido de humedad,
peso volumtrico y peso especifico
Llevar a la prctica lo aprendido en clases acerca del tema relaciones volumtricas de los
suelos.
2. MATERIALES
Balanza electrnica.
Probeta graduada
Bomba de vacios
Parafina
Picnmetro
Recipientes para las muestras
Horno
Pipeta
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3. FUNDAMENTO TEORICO
Los trminos porosidad, relacin de vacos, y el peso especfico relativo de los slidos se usan
comnmente para definir las propiedades y caractersticas del suelo. La figura 1 es un diagrama
de una muestra de suelo en un recipiente sellado, con el aspecto que presentara si fuera posible
separar las fases slida, lquida y gaseosa. El volumen de slidos se designa por el smbolo V s, el
volumen de agua por Vw, y el volumen de gas por Vg. Como la relacin entre Vg y Vw cambia
usualmente con las condiciones del agua en el subsuelo, as como bajo el efecto de las cargas
aplicadas, es conveniente designar todo el volumen que no est ocupado por material slido
como volumen de vacos, Vv.
Figura 1
3.1Porosidad y Relacin de vacos
Si se designa el volumen total de la muestra porVm, entonces la porosidad se define con la
ecuacin:
n = x100%
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Cuando un suelo se comprime, cambian los valores de la ecuacin anterior tanto del
numerador como del denominador, por lo que es conveniente en muchos de los clculos que
es necesario efectuar para determinar los asentamientos, referir el espacio vaco a un
denominador invariable. Por esta razn se usa la cantidad conocida como relacin de vacos
u oquedad. Se define como:
e =
3.2Humedad
Una de las propiedades ndice ms importantes de los suelos finos es el contenido de agua o
humedad, w. Se define como:
W (%) = x100
En esta ecuacin, Ww es el peso del agua y Ws es el peso de la material slida secada en el
horno. El peso del agua se refiere a la cantidad invariable W s en vez de al peso total de la
muestra. Al aumentar la temperatura de una mezcla de suelo y agua que se est secando, la
mezcla continua perdiendo humedad, hasta que a una temperatura relativamente elevada, los
minerales que constituyen el suelo se descomponen y pierden el agua de constitucin. Por
esta razn, las comparaciones de humedades no tienen significado, a menos que la
temperatura a la que se seca el suelo se estandarice. La temperatura estndar del horno es
de 100 a 110C.
3.3Grado se saturacin
Muchos suelos que se encuentran abajo del nivel del agua fretica y algunos suelos finos que
estn arriba del mismo, se encuentran saturados. Sin embargo, los vacos de la mayor partede los suelos que estn arriba del nivel del agua fretica estn llenos en parte de agua y en
parte de aire. Incluso algunos suelos sumergidos tienen una proporcin importante de aire o
de gas. El grado de saturacinse define como:
Sg (%) = x100
Por lo tanto, cuando el grado de saturacin es de 100 por ciento todo el espacio vaco est
lleno de agua.
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3.4Peso volumtrico
El peso por unidad de volumen o peso volumtricog es una de las propiedades fsicas ms
importantes de un suelo. Por ejemplo, deber conocerse para poder calcular la presin de
tierra o la producida por sobrecargas. Por definicin:
g =
3.5Gravedad especifica
Relacin de peso del solido entre el peso del agua por unidad de volumen
Gs =
4. PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTALES
PRIMER EXPERIMENTO (Ensayo de contenido de humedad)
1) Se elige una muestra representativa del suelo a analizar para este ensayo es necesario que la
muestra no se haya alterado (no haya tomado agua de la atmosfera o mezclarse con agua
accidentalmente) hasta antes de pesarla en la balanza. Fig.2
Figura 2
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2) Si la balanza no se puede tarar primero pesar el recipiente libre y luego con la muestra por
diferencia se halla el peso de la muestra.
3) Una vez pesada la muestra es puesta en un horno a una temperatura de 100-110 C por 24
horas para que el agua retenida (agua libre) de la muestra se evapore y solo quede el materia
solido, se hace hincapi que no se suba mas la temperatura por el hecho de que pueda ocurrir
fenmenos trmicos, como las arcillas (se quema).
Figura 3
4) Al cabo de las 24 horas se saca la muestra del horno y se pesa, por diferencias de peso se
encuentra el peso del agua contenida en el suelo.
5) Utilizar la formula y hallamos el contenido de humedad
SEGUNDO EXPERIMENTO (Ensayo de peso volumtrico de suelos cohesivos)
1) Como lo dice el nombre eso es aplicable a suelos cohesivos, por lo tanto es aplicable mas
para las arcillas.
2) La muestra debe estar inalterada, tal como est en el campo, debe de traerse al laboratorio en
una membrana de plstico para que no se altere.
3) Teniendo la muestra del suelo se la pesa en la balanza, la muestra no tiene porque ser tan
grande basta con unos 100 a 200 gramos y una forma tal que entre sin problemas en la
probeta graduada (clculo de volumen).
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4) En un recipiente se coloca la parafina.
5) La muestra se sumerge en el recipiente tratando que la parafina se adhiera e toda la
superficie, sumergirlo lentamente para que no se quede atrapado el aire del medio ambiente.
6) Se pesa una vez ms la muestra con la parafina y por diferencia se calcula la masa de la
parafina.
Figuras 4 y 5
7) En la probeta poner agua hasta cierta medida (500 ml), se sumerge la muestra lentamente, el
desplazamiento ser el volumen de la muestra y la parafina y anotar el valor.
Figuras 6 y 7
8) La densidad de la parafina es conocida, con la masa hallada se calcula el volumen de
parafina adherida.
9) Del volumen desplazado se le resta el volumen de la parafina para saber el volumen de
nuestra muestra.
10) Utilizar la formula y hallamos peso volumtrico.
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TERCER EXPERIMENTO (Ensayo gravedad especfica de slidos)
1) Se escoge una muestra representativa, la hacemos pasar por la malla n 4, el contenido que
pasa ser usado para determinar la gravedad especifica.
2) La muestra debe de estar totalmente seco por lo que previamente estuvo en el horno 24
horas, y ahora est fuera de humedad, se pesa la muestra
Figura 8
3) Se pesa el Picnmetro + el contenido de agua hasta un cierto nivel(marcado)
4) Mediante un embudo se introduce la muestra en un picnmetro vacio y posteriormente se usa
la pipeta para sumergir la muestra al ras.
Figura 9
5) Colocamos el Picnmetro en la bomba de vacios para retirar todo el aire que tiene incorporado
la muestra, se la coloca de unos 10 a 15 minutos; despus se lo retira.
Figura 10 y 11
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6) Se llena de agua lentamente de nuevo al nivel marcado en el Picnmetro y se vuelve a pesar.
Figura 12
7) Calcular el peso de agua por diferencia y hallar la gravedad especifica.
Ss=
W(f.s.a)=peso de frasco + agua + solidoW(f a)=peso de frasco + agua
5. ESQUEMA DE APARATOS UTILZADOS
Balanza electrnica Probetas graduadas
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Bomba de vacios Parafina
Picnmetro Recipientes para las muestra
Horno Pipeta
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6. DATOS OBTENIDOS
Experimento N 1:
CONTENIDO DE HUMEDAD
Peso del frasco (gr) 183.1
Peso del frasco + Suelo hmedo (gr) 435.8
Peso del frasco + Suelo seco (gr) 378.3
Peso del agua contenida (gr) 57.5
Peso del suelo seco (gr) 195.2
Contenido de humedad (%) 29.46
Experimento N 2:
PESO VOLUMTRICO DE MASA
Peso del suelo + Parafina (gr) 138.8
Peso del suelo (gr) 135.9
Peso de la parafina (gr) 2.9
Densidad de la parafina (gr/cm3) 0.87
Volumen del suelo + Parafina (cm3) 75
Volumen de la parafina (cm3) 3.3
Volumen del suelo (cm3
) 71.7
Peso Especifico de masa (gr/cm3) 1.90
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Experimento N 3:
PESO ESPECIFICO RELATIVO DE SLIDOS
Peso del frasco + Suelo seco (gr) 328.7
Peso del frasco volumtrico (gr) 147.1
Peso del suelo seco (gr) 181.6
Peso del frasco + Suelo seco + Peso agua (gr) 760
Peso del frasco + Peso agua (gr) 644.9
Peso especifico relativo de slidos (Ss) 2.73
7. ANALISIS DE RESULTADOS
El contenido de humedad result 29.46 % lo cual nos demuestra que se trata de un tipo de
suelo que contiene arenas y arcillas, ya que las arenas suelen tener entre un 12% y un 36%
de humedad, mientras que las arcillas pueden variar entre un 12% y un 325%.
Al analizar los resultados del peso volumtrico de la muestra nos damos cuenta que se trata
de una arena de grano de tamao uniforme (sali 1.90 g/cm3) ya que su valor esta en el
intervalo de [1.85 a 2.10] gr/cm3.
La gravedad especfica de la muestra analizada resulto 2.73, esto nos demuestra que se trata
de un tipo de suelo orgnico el cual vara entre 2.6y 2.8.
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8. CONCLUSIONES
Se concluye que la gravedad especfica de los slidos (Ss) depende tambin de la
temperatura (sierra, costa y selva) y presin del medio del cual se extrajo la muestra en
anlisis.
El anlisis de peso volumtrico con la parafina solo es posible para suelos cohesivos ya que
mediante una esptula se puede obtener un volumen no cambiante.
Se recomienda que siempre las muestras deben de llegar inalteradas al laboratorio, un
transporte adecuando, cerrado en una membrada de plstico libre de humedad y si es
posible mantener su temperatura.
La norma que especfica el modelo de cmo realizar un ensayo de contenido de humedad de
suelos es la ASTM D 2216.
El peso especfico relativo de los slidos depende tambin de la presin y temperatura del
medio del cual se extrajo la muestra en anlisis.
Es de suma importancia analizar y anotar los clculos despus de cada proceso que se
ejecutan en unos ensayos de relaciones volumtricas y gravimtricas de los suelos y para
otros tipos de ensayos.
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BIBLIOGRAFA
Fundamentos de ingeniera geotcnica. Autor: Braja M. Das.
http://es.wikipedia.org/wiki/Tipos_de_suelo
http://www.caboconstructor.com/Pesos%20de%20materiales.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Tipos_de_suelohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tipos_de_suelohttp://www.caboconstructor.com/Pesos%20de%20materiales.pdfhttp://www.caboconstructor.com/Pesos%20de%20materiales.pdfhttp://www.caboconstructor.com/Pesos%20de%20materiales.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Tipos_de_suelo