Contenido de humedad de suelos

7/31/2019 Contenido de humedad de suelos

1/15

Universidad Nacional de Ingeniera Facultad de ingeniera Civil

- 1 -

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


2/15


- 2 -

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.


3/15


- 3 -

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


4/15


- 4 -

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%


5/15


- 5 -

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.


6/15


- 6 -

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


7/15


- 7 -

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).


8/15


- 8 -

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.


9/15


- 9 -

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


10/15


- 10 -

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


11/15


- 11 -

Bomba de vacios Parafina

Picnmetro Recipientes para las muestra

Horno Pipeta


12/15


- 12 -

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


13/15


- 13 -

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.


14/15


- 14 -

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.


15/15


- 15 -

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

Contenido de humedad de suelos

Documents

Transcript of Contenido de humedad de suelos