MECÁNICA DE SUELOS
ENSAYOS REALIZADOS EN EL LABORATORIO DE
Explicación detallada de cómo se hacen ensayos en el laboratorio con respecto contenido de humedad, peso volumétrico suelos cohesivos y peso específico relativo las partículas sólidas
Doscente: Lorrein Palomino Ángel Discente: Alvítez Vásquez Flavio
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SUELOS
INTRODUCCIÓN El objetivo principal de la mecánica de suelos es estudiar el comportamiento del suelo para ser usado como material de construcción o como base de sustentación de las obras de ingeniería. Para esto es necesario obtener muestras representativas del suelo que se someten a pruebas de laboratorio, tomando en cuenta el muestreo y los ensayos que se realizan necesariamente sobre pequeñas muestras de población. El presente informe tiene como finalidad exponer el procedimiento para los ensayos de peso específico relativo de las partículas sólidas, peso volumétrico de suelos cohesivos y determinar el contenido de humedad de las muestras.
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CONTENIDO DE HUMEDAD
Este ensayo tiene por finalidad, determinar el contenido de humedad de una muestra de suelo. El contenido de humedad de una masa de suelo, está formado por la suma de sus aguas libre, capilar e higroscópica. 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 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, o sea:
w = (Ww / Ws) * 100 ( % ) Donde: w = contenido de humedad expresado en % Ww = peso del agua existente en la masa de suelo Ws = peso de las partículas sólidas
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MATERIALES
Balanza
Horno de secado
Tara
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PROCEDIMIENTO
1. Se toma una muestra representativa de suelo, de acuerdo al tamaño máximo de las partículas. 2.
Se pone la muestra en la tara y se pesa.
3. Luego se coloca el conjunto dentro del horno durante 24 horas, a una temperatura de 110º ± 5º C. 4. seca.
Transcurrido dicho tiempo, se determina el peso del recipiente con la muestra
OBSERVACIONES
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Se recomienda usar el horno a 60º C, para no falsear la humedad en suelos que contienen cantidades significativas de materia orgánica, yeso o ciertos tipos de arcillas.
En la mayoría de los casos, el tiempo de secado varía dependiendo del tipo de suelo. Por ejemplo una muestra de arena puede secarse en sólo algunas horas, ciertas arcillas podrán tardar más de 24 horas. En caso de que el tiempo establecido sea insuficiente, la muestra continuará en el horno hasta obtener pesadas consecutivas constantes transcurridas 4 horas entre ellas.
Para evitar pérdidas de humedad, como también absorción de humedad atmosférica luego de extraer la muestra del horno, se recomienda el empleo de recipientes herméticos con tapa.
Las muestras ensayadas para determinar la humedad, deberán ser descartadas y no se utilizarán en ningún otro ensayo.
CONCLUSIONES
La recomendación que se puede dar que a una temperatura superior a los 100ºC para ciertos suelos orgánicas, para suelos con lata contenido calcáreo o de otro mineral, ciertas arcillas, y algunos suelos tropicales. Estos suelos poseen agua de hidratación levemente adherida, o agua molecular, que podría perderse a estos niveles de temperatura, dando como resultado un cambio en las características del suelo- notable en los límites de Atterberg y en la gravedad especifica. Para esto se recomienda secar en un horno de 60ºC. El suelo a una profundidad de 50 cm. se hallaba bastante húmedo a pesar que en toda la explanada llegaba los rayos solares muy fuertes el suelo a simple vista era muy malo ya que también presentaba materia inorgánica en forma blanca. Se realizó con bastante cuidado la obtención de muestra y datos por tanto se puede decir que le ensayo está bien realizado.
PESO VOLUMÉTRICO DE SUELOS COHESIVOS
El objetivo es Determinar y Obtener el Peso Volumétrico de la masa de suelo. Aplicable especialmente a suelos cohesivos. De los suelos cohesivos, pueden tomarse muestras en terreno, con el fin de determinar su peso unitario en el laboratorio. Para otros suelos sin cohesión, se debe aplicarse otras metodologías de ensayo.
MATERIALES Balanza de 0.1 gramos de sensibilidad
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Horno, Cocina o Recipiente para la parafina.
Muestra inalterada
Parafina
PROCEDIMIENTO 1. Tallar la muestra, de preferencia longitud mayor 100 mm, determine su peso. 2. Llenar los poros de la muestra con parafina y pésalo. 3. Cubra la muestra completamente mediante repetida inmersión en la parafina fundida. 4. Permita que la muestra encerrada se enfrié y luego pesar. 5. Sumerja la muestra parafinada y pese. 6. Remueva el espécimen, seque su superficie y rómpelo. 7. Tome una porción de la muestra para determinar su porcentaje de humedad.
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CONCLUSIONES Ensayo aplicable solos a suelos cohesivos, sin grietas considerables.
Otro procedimiento de ensayo considera el tallado del espécimen en una forma geométrica regular para calcular el volumen de mediciones lineales.
También se puede determinar el volumen de la muestra parafina pesándola sumergida en agua. En este caso se determina el volumen del suelo de forma similar al método expuesto.
PESO ESPECÍFICO RELATIVO DE LAS PARTICULAS SOLIDAS OBJETIVOS:
Determinar el peso específico relativo de las partículas sólidas de una muestra de suelo. Determinar el peso específico de un material sólido.- Analizar cómo se comportan los materiales de acuerdo a su peso específico así como la utilidad que puede tener esta propiedad. Determinar mediante relaciones de peso de sólido, recipiente y agua, el peso unitario delas partículas sólidas.- Mediante la curva de calibración determinar la relación peso del picnómetro más aguas vs Temperatura.
FUNDAMENTO TEORICO
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PESO ESPECÍFICO DE SUELO ( γs ) : Es el cociente entre el peso de aire de las partículas sólidas y el peso del agua, considerando igual temperatura y mismo volumen. GRAVEDAD ESPECÍFICA DE UN SUELO (Gs) : Es el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada. La Gs se calcula mediante la siguiente expresión.
Gs=γsγw
MATERIALES
Fiola (frasco volumétrico) 500cm3
Balanza
Tamiz Nº 04
Hornilla
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Agua destilada
PROCEDIMIENTO 1.
Se toma la muestra, esta tiene que estar seca.
2.
Se tamiza por la malla Nº 04.
3.
Se coloca la muestra a la fiola junto con el agua destilada ( ¾ de su volumen).
4.
Se coloca en una hornilla o cocina hasta que empiece a hervir.
5. Cuando está hirviendo se toma en cuenta un tiempo de 10 minutos y en ese lapso se agita 4 veces.
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Se deja enfriar y se llena toda la fiola con agua destilada, hasta la línea calibrada.
7.
Se pesa y se mide su temperatura.
RECOMENDACIONES La muestra de ensaye, podrá encontrarse con su humedad natural o seca en horno. Para una muestra con humedad natural, su masa seca (Ms) se debe determinar al final del ensayo evaporando el agua en el horno a temperatura de 110º ± 5º C. Para una muestra de ensaye seca en horno, se debe dejar secar en el horno hasta masa constante, se enfría en un secador y se pesa (Ms).
Luego de esta operación la muestra debe sumergirse en agua destilada por lo menos 12 hrs. Se coloca la muestra en el picnómetro, evitando tener pérdidas de material una vez determinada su masa seca. Se agrega una cantidad de agua destilada cuidadosamente (para evitar la formación de burbujas de aire), hasta alcanzar aproximadamente las 3/4 partes de la capacidad del frasco o la mitad de la botella.
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