MECANICA DE SUELOS 1

[MECANICA DE SUELOS 1]INGENIERIA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN

FACULTAD DE INGENIERIA CIVILESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

PRACTICA N 1 CONTENIDO DE HUMEDADSEGUN LA NORMA ASTM D-2216

JEFE DE PRACTICAS : ing. JUAN CARLOS ZEVALLOS ARONI

ELEBORADO POR: CYNTHIA BAUTISTA MUOZ

INDICE

1. CARATULA2. INTRODUCCION3. MARCO TEORICO4. NORMAS5. OBJETIVO DEL ENSAYO6. INSTRUMENTOS Y HERRAMIENTAS7. PROCEDIMIENTO8. MEMORIA DE CALCULO 9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

MARCO TERICO

Antes de realizar cualquier tipo de construccin uno de los pasos fundamentales es realizar un estudio caracterstico del suelo, con el objetivo de conocer las propiedades del mismo y como se puede aprovechar para el uso que deseamos realizar.

La mecnica de suelos es la aplicacin de las leyes de la mecnica y la hidrulica a los problemas de ingeniera que tratan problemas relacionados a la consolidacin de partculas subatmicas y de los sedimentos.

SUELO:Se denominasueloa la parte superficial de la corteza terrestre, producto de la meteorizacion de lasrocas,biolgicamente activa, que proviene de la desintegracin o alteracin fsica y qumica de las rocas.

Desintegracion mecanica forma ---> suelos de granos gruesosDesintegracion quimica forma ---> suelos finos

El suelo en estado natural presenta tres fase: Solida, liquida y aire.

Con este diagrama podemos encontras multiples relaciones que existe en los suelo, ya sean relaciones volumetricas, relacion de vacios y relaciones de masa.

Para la presente practica utilizaremos las relaciones de masa ya que ahi se encuentra el "Contenido de Humedad o Contenido de Agua (w)".

CONTENIDO DE AGUA ( w):contenido de agua es la relacin del peso del agua presente entre el peso de total de la muestra de un suelo.

donde Mw es la masa del suelo mas agua y Ms es la masa de los solidos en el suelo .

METODOS PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE AGUA DE UN SUELO:La medicin del contenido de agua en el suelo ha sido un desafo tecnolgico importante en las ltimas dcadas, lo que ha dado origen a una gran variedad de mtodos y tcnicas. Sobre todo, se han desarrollado nuevos equipos y sensores que permiten medir, en el espacio y el tiempo, el contenido de agua sin alterar en forma significativa las condiciones hidrodinmicas del suelo. Existen hoy da muchos mtodos y procedimientos para medir el contenido de agua en el suelo, unos son directos miden la cantidad de agua que hay en el suelo y los indirectos calculan la humedad mediante una calibracin entre humedad y una propiedad que es mas fcil de medir. La gran mayora de los mtodos son indirectos

METODO GRAVIMETRICO O DE SECADO AL HORNO:El mtodo directo, tradicional de determinacin de la humedad del suelo en laboratorio, es por medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relacin expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partculas slidas.

PROCEDIMIENTO Toma de muestras de suelo Pesaje de la nuestra (Mt) Secado en estufa a 110 5C hasta peso constante Pesado de la muestra seca (Ms)

Es el mtodo ms exacto de todos, de hecho se usa para calibrar a los dems.

DESVENTAJAS: Necesita mucho tiempo y destruye la muestra.

METODO SPEEDY:Normas ASTM D4944; AASHTO T-625: Para determinar de manera rpida y precisa el contenido de humedad en mezclas y pastas de suelos, arena, arcilla u otros materiales granulares. El principio de funcionamiento est basado en la reaccin entre el agua y el carburo clcico, que produce una cantidad de gas directamente proporcional a la cantidad de agua presente en la muestra.

EL speedy: Es un instrumento usado para la determinacion del contenido de humedad en diferentes tipos de suelos.

PROCEDIMIENTO: Poner la caja en un lugar nivelado, asegurandose que el reactivo este en buenas condiciones. limpiar el speedy. hechar 3 medidades de speedy absorvente y las bolitas de acero. Prepare y pese la muestra de material utilizando la balanza electrnicaColoque la muestra dentro del recipiente del equipoAada el reagente (carburo clcico) en su lugar correspondiente, de muestra y la agregamos al speedy. sosteniendo el speddy de forma horizontal tapamos el frasco. lo ponemos en posicion vertical y empezamos a rotarlo como sandole circulos para que las bolitas de acero empiecen a rotar, luego tomamos en posicion vertical y empezamos a agitarlo suavente por 10s y lo dejamos descansar por 20s. Repetimos el procedimiento durante 3 min hasta que la aguja de abajo deje de moverse.

REACCION QUIMICA:En CaC2 junto al agua producen moles de C2H2 (Acetileno) y Ca(OH) (Hidroxido de Calcio). El acetileno es el que marca el cambio de presion dentro del Speedy.

MTODOS RADIACTIVOS: 1. SONDA DE NEUTRONES O TERMALIZACIN DE NEUTRONES. La sonda de neutrones es un mtodo indirecto y no destructivo. Es un instrumento que ha sido ampliamente utilizado, desde la dcada de 1950, primero para estudios de balances hdricos en agronoma e hidrologa y luego se extendi su uso para la medida del contenido volumtrico del agua en el suelo (, cm3 .cm-3), en estudios de campo sobre las relaciones suelo-agua-planta, donde se requieren, repetidamente, mediciones no destructivas del . El equipo consta de una sonda que contiene una fuente radiactiva que emite neutrones rpidos, un detector de neutrones lentos, un sistema de conteo electrnico y un tubo de acceso a travs del cual la sonda se introduce en el suelo (International Atomic Energy Agency IAEA, 1970; Florentino, 1985; Kutlek y Nielsen, 1994).

2.MTODO DE ATENUACIN DE RAYOS GAMMA: Este mtodo se usa tanto en campo como en laboratorio y es otra tcnica radioactiva usada para medir contenido de agua en el suelo, principalmente en columnas de suelo en el laboratorio, y en las ltimas dcadas se ha extendido su uso a mediciones de contenido de agua y de densidad aparente del suelo directamente en campo. Principios: Consiste en una sonda que contiene una fuente de rayos gamma, generalmente de Cs137 que tiene una vida media de 30 aos. Los rayos gamma son absorbidos por el suelo como una funcin de su energa, del nmero atmico de los elementos constituyentes y de la densidad del suelo. Esta tcnica se basa en que el coeficiente de absorcin de los elementos, con un nmero atmico entre 2 y 20, es idntico cuando se usa una misma energa de radiacin. Como dichos elementos son predominantes en el suelo, un cambio en la absorcin se deber a una variacin en el contenido de humedad del suelo. Como el suelo tiene una densidad y espesor determinada, y el agua acta tambin como atenuador, si la densidad y espesor del suelo permanecen constantes, las variaciones de la intensidad irradiada y detectada dependerVentajas: Es no destructivo. Es preciso. Es rpido y se pueden hacer mediciones continuas en el mismo sitio. Es sensible a cambios rpidos de humedad y de densidad aparente del suelo. Limitaciones: Utiliza fuente radiactiva de alta peligrosidad. Es costoso. Requiere de tcnicos especializados. Requiere de supervisin por parte de entes oficiales. Su adquisicin debe ser especialmente autorizada. Es muy sensible a variaciones de densidad aparente del suelo. Necesita calibracin.

NORMASASTM D-2216

METODO DE PRUEBA ESTANDAR PARA LA DETERMINACION EN LABORATORIO DEL CONTENIDO DE AGUA (HUMEDAD) DE SUELOS Y ROCAS POR MASA.Este mtodo de ensayo cubre la determinacin en el laboratorio del contenido de agua(humedad) por masa en suelos, rocas, y materiales similares, donde la reduccin enmasa por secado se debe a la perdida de agua excepto como se indica posteriormente.

El trmino material solido como es usado en ingeniera geotcnica es tpicamente asumido que las partculas minerales del suelo y roca no son fcilmente solubles en agua.

El contenido de agua de materiales con cantidades substanciales de slidos solubles(tales como sal en caso de sedimentos marinos) cuando son probados por este mtodo dar una masa de slidos que incluye los slidos previamente solubles.

Este mtodo de prueba requiere varias horas para el secado apropiado del contenido del agua del espcimen. El mtodo de prueba D4643 permite secar el espcimen de prueba en un horno de microondas lo cual acorta el proceso.

Esta norma requiere el secado del material en un horno de altas temperaturas. Si elmaterial que est siendo secado est contaminado por ciertos qumicos, existe peligro para la salud y la seguridad. Por lo tanto esta norma no puede ser usada para determinar el contenido de agua en suelos contaminados sin que se tomen las precauciones adecuadas para a la salud y la seguridad.

Esta norma no pretende sealar todos los problemas de seguridad, si alguno est asociado con su uso. Es responsabilidad del usuario de esta norma establecer practicas apropiadas.

OBJETIVO DEL ENSAYO

Este ensayo tiene por finalidad, determinar el contenido de humedad de una muestra de suelo. Aprender a calcular el contenido de agua por el metodo de secado al horno , segun la norma ASTM D2216

INSTRUMENTOS Y HERRAMIENTASDeacuerdo a la norma ASTM D2216

HORNO SECADOR: Controlado termostaticamente, preferiblemente del tipo de proyeccion forzada y capaz de mantener una temperatura uniforme de 110 5C por toda la camara de secado.

BALANZA: Su precisin variar de acuerdo a la cantidad de muestra a pesar.

CONTENEDORES:Contenedores apropiados hechos de materiales resistentes a la corrosion y al cambio de masa bajo repetitivos calentamientos, enfriamientos o exposiciones a materiales de diferente PH y limpieza.

EQUIPOS DE MANIPULACION: Guantes para mover y manipular contenedores calientes despues del secado.

MISCELANEOS: Bandeja , espatulas, cucharon, cuartedores.

PROCEDIMIENTO

1. Seleccionamos el suelo de prueba representativa.2. Escojer y limpiar recimpientes rotulados .3. Determinar y anotar el peso del recipiente de la muestra limpio y seco.4. Remover y cuartearlos suelos de prueba.5. Colocamos el suelo humedo de prueba en el contenedor.6. Determinar la masa del recipiente y el suelo humedo usando una balanza y Anotamos este valor.7. Colocar el recipiente con el suelo humedo en el horno de secado. Secar el material a masa constante. Mantener el horno a 110C 5C a menos que se especificique de otra forma. El tiempo requerido (16 a 24 horas) para obtener masa constante, variara dependiendo del tipo de material, del tamao del suelo, del tipo de horno y su capacidad y otros factores. La influencia de estos factores puede ser establecida generalmente por un buen juicio, y la experiencia con los materiales que estan siendo probados y los aparatos usados.8. Luego de que el material ha sido secado a masa constante, retire el recipiente del horno.9. Permita al material y recipiente enfriarse a temperatura ambiente o hasta que el recipiente pueda ser manipulado con las manos desnudas y la operacion de la balanza no sera afectada por la conveccion de las corrientes de aire o ser calentada. 10. Determinar el peso del contenedor y el material secado usando la misma balanza. Anote su valor deber.

MEMORIA DE CALCULO

Tabla 1.

Mlata : Masa de la lataMlata + sh : Masa de la lata mas suelo humedoMlata + ss : Masa de la lata mas suelo secoMw: Masa de aguaMs : Masa de suelo secow(%): Porcentaje de contenido de agua

CALCULOS:

Recipente (T-6):

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

CONCLUSIONES:

Segun los resultados de la tabla 1 observamos que el ensayo realizado con el recipiente T-6 varia demaciado en el porcentaje de contenido de agua por lo tanto eliminamos ese ensayo ya que altera todo los resultados. En conclucion el al valor promedio de contenido de agua en nuestra muestra de suelo es 12.20% del cual se podria decir que es un suelo en estado casi humedo.

RECOOMENDACIONES:

Para prevenir el mezclado del suelo y dar lugar a resultados incorrectos, todos los recipientes, y sus tapas si se usan, deben ser numeradas. Los nmeros de los recipientes debern estar anotados en las hojas de datos. Los nmeros de las tapas deben concordar con el nmero de recipiente para eliminar confusiones. En la mayora de los casos, secar el suelo durante toda la noche (12 a 16 horas) es suficiente. En casos donde hay dudas sobre el adecuado secado, el secado se continuar hasta que el cambio en la masa despus de dos periodos sucesivos (mayores a 1 hora) de secado sea una cantidad insignificante (menor a 0.1%). Dado que algunos materiales secos, puedan absorber humedad de los suelos. Elaborar cuidadosamente la practica ya que una pequeo error puede cambiar todo el analisis de la muestra de suelo.