Mecanica De Suelos
Relaciones Gravimétrica Y Volumétricas
TÍTULO:
ENSAYO 1: contenido de huemedad ENSAYO 2: Peso Específico Aparente ENSAYO 3: Peso Específico De Solidos ENSAYO 4: Densidad Seca
ALUMNOS:
CERQUIN HUAMAN, HUAMAN, Julio Noel ESCOBAR ESCOBAR ESPINOZA Elvis Nilton CHAVARRÍA PAREDES, Carlos Alexander
(
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DOCENTE:
MCs. Ing. Raúl Valera Guerra
Cajamarca, 20 de mayo de 2014
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Relaciones Gravimétrica Y Volumétricas
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA PRACTICA N°1 EXPLORACION, MUESTREO Y CONTENIDO DE HUEMDAD I.
INTRODUCCION:
SUELO: El suelo es una mezcla de materiales sólidos, líquidos (agua) y gaseosos (aire). La adecuada relación entre estos componentes determina la capacidad de hacer crecer las plantas y la disponibilidad de suficientes nutrientes para ellas. La proporción de los componentes determina una serie de propiedades que se conocen como propiedades físicas o mecánicas del suelo: textura, estructura, consistencia, densidad, aireación, temperatura y color.
1. La textura depende de la proporción de partículas minerales de diverso tamaño presentes en el suelo. Las partículas minerales se clasifican por tamaño en cuatro grupos: · Fragmentos rocosos: diámetro superior a 2 mm, y son piedras, grava y cascajo. · Arena: diámetro entre 0,05 a 2 mm. Puede ser gruesa, fina y muy fina. Los granos de arena son ásperos al tacto y no forman agregados estables, porque conservan su individualidad.
· Limo: diámetro entre 0,002 y 0,5 mm. Al tacto es como la harina o el talco, y tiene alta capacidad de retención de agua.
· Arcilla: diámetro inferior a 0,002 mm. Al ser humedecida es plástica y pegajosa; cuando seca forma terrones duros. 2. La estructura es la forma en que las partículas del suelo se reúnen para formar agregados. De acuerdo a esta característica se distinguen suelos de estructura esferoidal (agregados redondeados), laminar (agregados en láminas), prismática (en forma de prisma), blocosa (en bloques), y granular (en granos).
3. La consistencia se refiere a la resistencia para la deformación o ruptura. Según la resistencia el suelo puede ser suelto, suave, duro, muy duro, etc. Esta característica tiene relación con la labranza del suelo y los instrumentos a usarse. A mayor dureza será mayor la energía (animal, humana o de maquinaria) a usarse para la labranza.
4. La densidad se refiere al peso por volumen del suelo, y está en relación a la porosidad. Un suelo muy poroso será menos denso; un suelo poco poroso será más denso. A mayor contenido de materia orgánica, más poroso y menos denso será el suelo.
5. La aireación se refiere al contenido de aire del suelo y es importante para el abastecimiento de oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono en el suelo. La aireación es crítica en los suelos anegados. Se mejora con la labranza, la rotación de cultivos, el drenaje, y la incorporación de materia orgánica.
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6. El color del suelo depende de sus componentes y puede usarse como una medida indirecta de ciertas propiedades. El color varía con el contenido de humedad. El color rojo indica contenido de óxidos de fierro y manganeso; el amarillo indica óxidos de fierro hidratado; el blanco y el gris indican presencia de cuarzo, yeso y caolín; y el negro y marrón indican materia orgánica. Cuanto más negro es un suelo, más productivo será, por los beneficios de la materia orgánica.
II. OBJETIVOS: a. objetivos generales
Determinar las propiedades físicas de la muestra en estudio. conocer los tipos de suelo que existe en la calicata estudiada. Que el estudiante adquiera los conocimientos teórico-prácticos en la exploración de los suelos.
Que los estudiantes, efectúen un método de exploración de campo (sondeo manual a través de calicatas).
Que los estudiantes desarrollen habilidades para poder realizar un muestreo adecuado de los suelos, así como la identificación en el campo de los suelos, considerándose su textura, plasticidad, color, etc.
Que los estudiantes observen la variación de la humedad, en las muestras obtenidas en el campo a diferentes profundidades.
b. objetivos específicos
III.
determinar los valores de: 1) Contenido de humedad. 2) Peso específico aparente 3) Peso específico de solidos 4) Densidad seca.
MATERIALES:
Contenido
de humedad. Muestra de suelos de los estratos Peso específico aparente Muestra de suelos de los estratos Agua Peso específico de solidos Muestra de suelos de los estratos Agua Densidad seca. Arena
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IV.
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Muestra de suelo
EQUIPO:
Contenido de humedad. Taras Balanza Horno Peso específico aparente Parafina Hilo Balanza hidrostática Cocina Tara Peso específico de solidos Matraz Balanza Bomba de vacío Horno Mortero Densidad seca. Placa base, cono, molde metálico para ensayo de arena Cincel Comba Tamices N° 10 y 30 Balanza
V.
DESCRIPCION DE LA ZONA DE ESTUDIO
La zona de estudio está ubicada en la ciudad de Cajamarca, campus universitario UNC
DESCRIPCION VISUAL DEL SUELO
El suelo estudiado es un suelo fino (limo y arcilla) de origen residual que data del cuaternario lagunar y también presenta material de relleno (grava)
TIPO Y TAMAÑO DEL ESPECIMEN
El tipo de espécimen que utilizamos para realizar la práctica fue una CALICATA rectangular de las siguientes dimensiones:
Largo: 1.00 m Ancho: 1.00m Profundidad: 1.50 m
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ESTRATIGRAFIA DE LA CALICATA
CAPA ORGANICA
ESTRATO 1
ESTRATO 2
La calicata presenta tres estratos diferentes excluyendo de estos a la capa orgánica y una capa de relleno, los cuales presentas las siguientes características -
Capa Orgánica: Espesor: 0.10m
-
Capa de rrelleno: Espesor: 0.12m Características: compuesto por agregado de diverso tamaño
ESTRATO 1: Potencia: 0.45m Características: color marrón grisáceo, con presencia de arcilla.
ESTRATO 2: Potencia: 0.82m
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Características: material arcilloso color amarillento
VI.
PRESENTACIÓN DE DATOS, CALCULOS: A. CONTENIDO DE HUMEDAD DEL SUELO: (W%) Se define como humedad al contenido de agua presente en una masa de suelo o de roca, expresado en porcentaje cuando la muestra a ensayar es inalterada se conoce como humedad natural.
Procedimiento:
Se pesa las taras ( ) Se selecciona una fracción representativa del material a determinar la humedad (alterada o inalterada). Se pesa tres veces en recipientes (tara). Debe estar limpio y seco. Se coloca las muestras en los recipientes y se pesa para obtener peso de la tara más muestra húmeda Luego se lleva a un proceso de secado en un Horno por un tiempo de 24 horas a la temperatura aproximada de 110 Cº aproximadamente. Luego de las 24 horas se pesa los recipientes con el suelo seco para obtener el peso de las taras más la muestra seca correspondiente Se realiza los cálculos correspondientes: Determinar el peso del agua presente en la muestra como la diferencia entre el peso húmedo y seco de la muestra.
Determinar el peso del suelo seco como la diferencia del peso luego de sacada la muestra del horno y el peso de la tara.
Calcular el contenido de
humedad del suelo: W (%)
Ww
Ws
*100
Datos obtenidos en el laboratorio por estrato: ESTRATO 1
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Bloque esquemático:
ESTRATO 2
Bloque esquemático:
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B. PESO ESPECIFICO APARENTE (método de la parafina)
Primero sacamos tres terrones de cada muestra sacada de los estratos. Atamos con un hilo a cada muestra tomada de los estratos y se toma su peso en la balanza hidrostática [ ] Luego se lo sumerge en cera liquida tres veces por cada muestra con la finalidad de que no penetre el agua a la muestra de suelo. Luego agregamos una tara con agua a la balanza hidrostática con la finalidad de tomar el peso sumergido de las muestras envueltas en parafina
Tomamos el peso de la muestra envuelta en parafina en el aire Hallamos el volumen de la muestra más la cera que es numéricamente igual a la diferencia que existe entre el peso de la muestra en el aire y el peso de la misma muestra sumergida en el agua. Hallamos la masa de la cera con la diferencia entre el peso de la masa sumergida en cera y la masa inicial.
[ ]
Hallamos el volumen de la cera que se encuentra en la muestra. usando la densidad de la cera.
Hallamos el volumen de la muestra con la diferencia entre el volumen de la muestramas cera y el volumen de la cera.
[ ( ) ]
Calculamos el peso específico aparente hallando la relación que existe entre la masa y el volumen de la muestra.
Datos obtenidos en el laboratorio por estrato: ESTRATO 1
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Bloque esquemático:
ESTRATO 2
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Bloque esquemático:
C. Peso específico de solidos:
Se pesa las taras ( ) Se selecciona una fracción representativa del material de cada estrato a determinar la humedad (alterada o inalterada). Se coloca las muestras de cada estrato en los recipientes y se pesa para obtener peso de la tara más muestra húmeda Luego se lleva a un proceso de secado en un Horno por un tiempo de 24 horas a la temperatura aproximada de 110 Cº aproximadamente. Luego de las 24 horas se pesa los recipientes con el suelo seco para obtener el peso de las taras más la muestra seca correspondiente. Hallamos el peso dela muestra seca. Hallamos el peso del matraz más 500ml de agua. Agregamos la muestra se suelo al matraz y luego lo llenamos de agua hasta tapar la muestra de suelo previamente triturado en el mortero y agitamos un momento hasta mezclar toda la muestra con el agua, Llevamos el matraz con la muestra de suelo más agua a la bomba de vacío hasta quitar todo el aire existente en la muestra por un lapso de 5 minutos.
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Una vez sacado el aire se llena con agua hasta alcanzar los 500ml para luego tomar el peso del matraz más el agua más el suelo [] Hallamos el peso específico de solidos mediante la formula
Datos obtenidos en el laboratorio por estrato: ESTRATO 1
Bloque esquemático:
ESTRATO 2
Bloque esquemático:
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D. Densidad seca ESTRATO 2 o
PASO N°1 NOTA: cada ensayo se realizara tres veces
Tamizamos una muestra seca de arena seca aproximadamente unos 5Kg
Tomamos el peso del molde metálico y la botella más el cono. Tomamos el peso inicial de la botella más arena. Vaciamos la botella de arena en el molde para tomar el peso final de la botella y el peso del molde metálico más la arena.
Hallamos el peso promedio de la arena en el embudo.
Datos obtenidos en el laboratorio:
o
PASO N°2: 12
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Determinamos el porcentaje de humedad de la muestra haciendo los kismos paso que en el primer ensayo.
Datos obtenidos en el laboratorio:
o
PASO N°3
Calculamos las dimensiones del molde radio y altura y con ello hallamos el volumen mediante la fórmula.
Hallamos el peso del molde vacío Del mismo modo y en los ensayos anteriores se halla el peso del molde más la arena en los tres ensayos. Hallamos el peso específico de la arena en los tres ensayos mediante la fórmula:
Hallamos el peso específico de la arena:
o
PASO N°4: hallamos la densidad seca
En el laboratorio pesamos la arena mas la arena para realizar un ensayo en la calicata. Ya el la calicata se coloca el molde en en superficie plana al interior d ela calicata y se procede ha hacer un hoyo casi del mismo tamaño del molde el cual e ese mismo proceso se debe sacar cuidadosamente le muestra de suelo serciorandose de que todo el suelo salido de la excavacion sea recuperado para obtener su peso. Una vez hecho el hoyo se procede ha hacer ede la botella dejando que la arena caiga cuidadosamente hasta que el hueco y el cono haya sido totalmente llenados con la arena Luego en el laboratorio se toma el peso de la botella mas la arena sobrante con el fin e obtener el peso de arena que se encuentra en el hoyo realizado.
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Hallamos el volumen de la arena excavada quellegaria a ser el mismo volumen para la muestra extraida.
Hallamos el peso especifico aparente d ela muestra mediante la formula de peso especifico
Hallamos la dencidad seca de la muestar de suelo mediante la fomula
Bloque esquemático generales por estrato: ESTRATO 1
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ESTRATO 2
VII.
CONCLUSIONES Se determinó las propiedades físicas de cada uno de los estratos del suelo mediante los ensayos de laboratorio indicados por el docente. Se reconoció los tipos de suelo encontradas en la calicata a partir de sus características observables a simple vista. Se realizó un método de exploración de campo excavando, una calicata. Los estudiantes adquirimos habilidades de muestreo de suelos así como la identificación en el campo de los suelos. Observamos cómo se dio el cambio de humedad en diferentes momentos de la excavación y el muestreo dentro de la calicata. Se determinó los valores de: Contenido de humedad. o Peso específico aparente o Peso específico de solidos o Densidad seca. o
VIII.
RECOMENDACIONES
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Los resultados obtenidos no son tan precisos puesto que se cometen errores al momento de realizar la práctica (obtención de la muestra, pesado, etc.) y por ello se recomienda tener mayor cuidado durante la práctica. Se recomienda que el secado de la muestra sea natural y no colocándolo al horno puesto que si contiene materia orgánica ésta se quema en consecuencia los resultados varían.
IX.
X.
Hay que tener en cuenta al meter al horno un suelo, que el material del que este compuesto, no se disgregue con el calor, no se queme, o en fin que no pierda peso el material sólido del que está compuesto, para que los datos del peso del suelo seco, sean los auténticos
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS http://www.ing.unlp.edu.ar/constr/g1/RELACIONES%20VOLUMETRICAS%20Y %20GRAVIMETRICAS%20Leoni.pdf http://www.slideshare.net/WaltherCastro/relaciones-volumtricas-y-gravimtricas http://mecanicadesuelos.wordpress.com/2011/03/23/propiedades-indice/ Juárez Badillo. Mecánica de suelos: Propiedades volumétricas y gravimétricas de los suelos. México: Limusa BRAJA, M (1999). Fundamentos de la Ingeniería Geotécnica. Editorial Thomson Learning. TSCHEBOTARIOFF,G (1963). Mecánica del Suelo. Cimientos y Estructuras de Tierra.
ANEXOS:
Toma de datos para peso específico de solidos
Excavación para ensayo de reemplazo de arena. muestras
Secado de
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Tamizado de arena para ensayo de densidad seca.
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