MECANICA DE SUELOS I

INTRODUCCION

El presente informe trata del ensayo de laboratorio que realizamos nuestro grupo

sobre el peso volumétrico en los suelos. Esta propiedad física del suelo es de gran

utilidad en la construcción civil y se obtiene de una manera sencilla a al cual tuvimos

acceso ya que contamos con un laboratorio de mecánica suelos bien implementado

para los mismos; el método que utilizamos es el tradicional el de determinación del

peso volumétrico del suelo en laboratorio, por medio del uso de la parafina, donde el

peso volumétrico del suelo es la relación entre el peso de la muestra y su volumen.

La importancia del peso volumétrico que presenta un suelo representa 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.

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ENSAYO NUMERO 7

CLASIFICACIÓN DEL SUELO

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1. MARCO TEÓRICO

La determinación y cuantificación de las diferentes propiedades de un suelo,

efectuadas mediante los ensayos vistos en los anteriores trabajos realizados,

tienen como objetivo ultimo el establecimiento de una división sistemática de

los diferentes tipos de suelos existentes atendiendo a la similitud de sus

caracteres físicos y sus propiedades geo mecánicas.

Una adecuada y rigurosa clasificación permite al ingeniero tener una primera

idea acerca del comportamiento que se espera de un suelo como cimiento del

firme, a partir de propiedades de sencilla determinación; normalmente, suele

ser suficiente conocer la granulometría y plasticidad de un suelo para predecir

su comportamiento mecánico.

De las múltiples clasificaciones del suelo, veremos 2 tipos de clasificación del

suelo las cuales se mencionaran a continuación:

1.1 SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS SUCS

Inicialmente se tienen suelos granulares o finos, según se distribuye el material que pasa el tamiz de 3’’ = 75 mm; el suelo es fino cuando más del 50% pasa el T#200, si no, es granular. a. Los suelos granulares se designan con estos símbolos Prefijos

G Grava El 50% o más es retenido en el T4

S Arena Sí más del 50% pasa el T4

Sufijos

W bien gradado P mal gradado Depende del Cu y Cc

M Limoso C Arcilloso Depende de WL y el IP

Si menos del 5% pasa el T200, los sufijos son W o P, según los valores de Cu y Cc. Si más del 12% pasa el T# 200, los sufijos son M o C, dependiendo de WL e IP. Si el porcentaje de finos está entre el 5% y el 12%, se utilizan sufijos dobles (clase intermedia).

b. Los suelos finos se designan con estos símbolos.

Prefijos Sufijos

Esta clasificación está basada sólo en los límites de Atterberg para la fracción que pasa el T40, y se obtiene a partir de la llamada CARTA DE PLASTICIDAD así:

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GRUPO NOMBRES TÍPICOS DEL MATERIAL

GW: Grava bien gradada, mezclas gravosas, poco o ningún fino. GP: Grava mal gradada, mezclas grava – arena, poco o ningún fino. GM: Grava limosa, mezclas grava, arena, limo. GC: Grava arcillosa, mezclas gravo – arena arcillosas. SW: Arena bien gradada. SP: Arena mal gradada, arenas gravosas, poco o ningún fino. SM: Arenas limosas, mezclas arena – limo. SC: Arenas arcillosas, mezclas arena – arcilla. ML: Limos inorgánicos y arenas muy finas, polvo de roca, limo arcilloso, poco plástico, arenas finas limosas, arenas finas arcillosas. CL: Arcillas inorgánicas de plasticidad baja a media, arcillas gravosas, arcillas arenosas, arcillas limosas, arcillas magras (pulpa) OL: Limos orgánicos, arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad. MH: Limos inorgánicos, suelos limosos o arenosos finos micáceos o diatomáceos (ambiente Marino, naturaleza orgánica silícea), suelos elásticos. CH: Arcillas inorgánicas de alta plasticidad, arcillas gruesas. OH: Arcillas orgánicas de plasticidad media a alta, limos orgánicos. Pt: Turba (carbón en formación) y otros suelos altamente orgánicos.

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1.2. SISTEMA DE CLASIFICACION AASHTO

Este es el sistema del Departamento de Caminos de U.S.A., introducido en 1929 y adoptado por la “American Association of State Highway Official” entre otras. Es de uso especial para la construcción de vías, en especial para manejo de terraplenes. Los grupos de suelos son 7, subdivididos en otros más (para llegar a 12).

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2. OBJETIVOS:

Determinar el peso volumétrico que tiene un determinado suelo e interpretar

este valor.

Apreciar los diferentes datos obteniendo un promedio y así la veracidad de los

diferentes ensayos de laboratorio.

Sacar las conclusiones necesarias sobre el tipo de suelo presente en el lugar de

trabajo.

3. MATERIALES:

Para la determinación del peso volumétrico en laboratorio por método tradicional, es

por medio del parafinado de la muestra y se utiliza los siguientes materiales:

Muestra se suelo

Balanza (con precisión 0.01g )

Cocina eléctrica

Parafina

Probeta

Pipeta

Balanza

Parafina

Muestra se suelo

Probeta

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4. PROCEDIMIENTO:

El ensayo de peso volumétrico, por ende tiene que realizarse con la muestra

recién sacada de la calicata, si en caso quieres conservar la humedad natural se

debe llevar bolsas de plástico para conservar la humedad para evitar la

evaporación del suelo y se pierda el contenido real de humedad del suelo y esto

cambiaría el peso específico real de la muestra.

Teniendo la muestra en estado natural y protegiendo que se evapore, se

procedió a cortar la muestra en pequeños trozos en forma de cubo.

Pesamos en la balanza las taras vacías, el cual fueron 3, se anotaron dichos

valores en cuadro de datos.

Después se pasó a extraer partes de la muestra de suelo en 3 porciones

pequeñas en forma de cubo ..

Luego pesamos cada uno de los pequeños cubos de las muestra de suelo,

en nuestro caso fueron tres muestras representativas.

Luego pasamos a parafinar cada uno de los pequeños cubos de muestra.

Luego volvimos a pesar cada una de las muestras y parafinadas.

Después llenamos de agua la probeta hasta una cierta cantidad para luego

sumergir una por una las muestras de suelo ya parafinadas.

Luego anotamos cuanto aumento el volumen del agua cuando se le

sumergió las muestras una por una, así como el principio de Arquímedes.

Luego por el principio de Arquímedes calculamos en volumen de la muestra

más la parafina.

5. CÁLCULOS:

Se hicieron tres ensayos para luego sacar un promedio, esto disminuye el error

cometido al momento de pesar las muestras y así obteniéndose un resultado

más real.

El peso volumétrico está dado por la siguiente fórmula:

𝛅𝐦 = 𝐖𝐦

𝐕𝐦

Dónde:

δm = peso volumétrico de la muestra

Wm = peso de la muestra

Vm = volumen de la muestra

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PESO VOLUMETRICO

Datos tomados en el laboratorio:

Peso de la muestra (en Kg)

Peso de la muestra+ parafina (en Kg)

Volumen de agua inicial en la probeta (en ml)

Volumen de agua final en la probeta (en ml)

MUESTRAS Peso de la

muestra (en Kg)

Peso de la

Parafina +

Muestra (en Kg)

Volumen de agua inicial en la probeta (m3)

Volumen de agua final en

la probeta(m3)

1 0.0880 0.0975 0.6 m3 0.660 m3

2 0.0886 0.0946 0.6 m3 0.652 m3

3 0.0557 0.0595 0.6 m3 0.633 m3

Peso de la Muestra se suelo N° 1, 2, 3

Peso de la Muestra se suelo parafinada N° 1, 2, 3

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Hallando:

Peso de la parafina en la muestra N° 1,2,3

Peso de la parafina =peso de la muestra + parafina – peso de la

muestra

Volumen de la parafina de la muestra N° 1,2,3

Volumen de la parafina=peso de la parafina N° 1, 2,3 / densidad de la

parafina

Volumen de la muestra N° 1,2,3

Volumen de la muestra= Volumen de la parafina + muestra – (volumen

de la parafina)

MUESTRA Peso de la

parafina

(Kg)

Densidad de la parafina

(Kg/m3)

Volumen de

la parafina

(m3)

Volumen desplazado

(m3)

Volumen de la

muestra (m3)

1 0.0095 870 0.0000109 0.060 0.0599891

2 0.0060 870 0.0000069 0.052 0.0519931

3 0.0038 870 0.0000044 0.033 0.0329956

Finalmente para hallar el peso volumétrico del suelo sacamos el promedio de cada uno

de las muestras 1, 2, 3.

Muestra N° Peso volumétrico (Kg/m3) Promedio del peso volumétrico (Kg/m3)

1 1.4669332 1.6197031 2 1.7040723

3 1.6881039

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6. OBSERVACIONES:

En la mayoría de los casos, el tamaño y volumen de la muestra varía

Dependiendo de la porción de suelo que usemos para el ensayo. Por ejemplo

una muestra N° 1, 2,3 son de diferente taño y forma, así que tendremos mucho

cuidado al momento de pesarlas para no equivocarnos en los cálculos.

7. CONCLUSIONES:

Con el peso volumétrico obtenido, nos podemos hacer una idea de que el

suelo de la muestra es un terreno un tanto sólido y resistente a la

compresión.

En esta práctica con el peso volumétrico nos damos cuenta de qué tanto peso

nuestra muestra por m3puede ser un agregado fino y qué tanto espacio

vacío tiene (poros). Cualquier cantidad de agua que se encuentre en la

superficie de los agregados contribuirá a aumentar el agua de la mezcla y

ocupará un volumen más del de las partículas del agregado.

El trabajo experimental complementa nuestros conocimientos teóricos e

incrementa nuestras perspectivas gracias a la experiencia tenida en el

laboratorio todo lo que aprendemos lo volvemos aplicativo.

8. RECOMENDACIONES:

Si deseas conservar la humedad natural de tu muestra se deberá ensayar en

el menor tiempo posible de sacado la muestra y se tendrá que traerla en

bolsas de plástico térmicas que conserven la humedad del suelo.

Analizar nuestro resultado obtenido en laboratorio en nuestro caso decimos

que nuestro suelo es de este tipo (suelo de textura fina), debido que absorbe

demasiada agua y no es óptimo para su uso en obra.

BIBLIOGRAFIA:

JUAREZ BADILLO (MECANICA DE SUELOS)

http://icc.ucv.cl/geotecnia/03_docencia/02_laboratorio/manual_labor

atorio/pesovolumetrico.pdf.

http://es.scribd.com/doc/5364042/ensayo-de-humedad

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ANEXOS:

MECANICA DE SUELOS I

Pesando las

muestras

parafinadas

Llenando la

probeta hasta los

600 ml

Las muestras

parafinadas

MECANICA DE SUELOS I

La pipeta usada

para llenar la

probeta

Parafinando la

muestra

Calculando el

volumen por el

principio de

Arquímedes