Gravedad especifica de los solidos

MECÁNICA DE SUELOS I Ing. Condori Quispe

Betty María

“GRAVEDAD

ESPECÍFICA

DE SÓLIDOS”

INTEGRANTES

AGUILAR URETA STIVE MANUEL

CHUQUILLANQUI EULOGIO BRUMEL

LOPEZ MENDOZA JORGE JESUS

PARIONA GALA JHONATAN

TELLO CHAVEZ JACKELINNE

“AÑO DE LA PROMOCION DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y EL COMPROMISO CLIMATICO”

INFORME

MECANICA DE SUELOS I 1 “V” SEMESTRE

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

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INTRODUCCION

Se define como gravedad especifica de fase solida de un suelo, a la relación de un peso

específico de la materia que constituye las partículas del suelo y el peso específico del

agua destilada a 4°C. Debido a esto en el presente informe se determinara el peso

específico de los sólidos de una muestra de suelo de la zona de la Urb. La Florida en el

distrito de El Tambo. Esta prueba fue desarrollada en el laboratorio. Para determinar

los datos requeridos para esta prueba, utilizaremos muestra de suelo alterada, estas

pasaran por el tamiz N°4 luego pesaremos junto con los matraces y agua, para luego

obtener por simples cálculos el peso específico relatico de los sólidos.



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1. OBJETIVOS

a. GENERAL

Determinar el peso específico relativo de solidos las muestra alterada de suelo.

b. ESPECIFICOS

Una de las propiedades más importantes que se ha determinar peso específico relativo de

solidos

Conocer el uso del calor, como el medio más apropiado para hacer la extracción de vacío

en la muestra.

Conocer sobre la relación que existe entre el peso específico de la materia que constituye

las partículas del suelo y el peso específico del agua.

Hacer un uso adecuado de los materiales a usar, a fin de hacerlo con el menor error

posible.



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2. ASPECTOS GENERALES

a. Norma utilizada en el ensayo:

MTC E – 113 2000 (PERÚ)

ASTM D 854 – 02.

AASHTO T 110.

b. Materiales:

HORNO DE SECADO: horno de secado termostáticamente

controlado, capaz de mantener una temperatura de 110±5 °C

BALANZAS: de capacidad conveniente

RECIPIENTES: recipientes apropiados, fabricados de

material resistente a la corrosión y al cambio de peso cuando

es sometido a enfriamiento o calentamiento continuo.

FIOLA.

TAMIZ N°4.

COCINA ELECTRICA



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3. MARCO TEORICO

La gravedad específica de un suelo (Gs) se define como el peso unitario del material dividido por el

peso unitario del agua destilada a 4°C. La Gs se calcula mediante la siguiente expresión:

Gs = 𝛾𝑠

𝛾𝑚

Dónde:

𝛾𝑠 = peso específico de los sólidos (grs/cm3)

𝛾𝑤 = peso específico del agua 4°C (grs/cm3)

De esta forma, la gravedad específica puede ser calculada utilizando cualquier relación de peso de

suelo (Ws) al peso del agua (Ww), siempre y cuando se consideren los mismos volúmenes, como se

observa en la siguiente expresión:

Gs = (Ws / Vs) / (Ww / Vw) * 𝛾𝑤) = (Ww * 𝛾𝑤)

Dónde:

Vs = volumen de solidos

Vw = volumen de agua

La forma de calcular Gs, difiere según el tipo de suelo analizado y el tamaño de sus articulas. Para

suelos que contienen partículas mayores que el tamiz de 5mm. (Malla N°4 ASTM), el método

recomendado a seguir es el C-127 ASTM, llamado gravedad específica y absorción de agregados

gruesos. Si el suelo se compone de partículas mayores y menores que 5 mm. La muestra se separa en

el tamiz, determinando el porcentaje en masa seca de ambas fracciones y se ensayan por separado

con el método correspondiente. El resultado será el promedio ponderado de ambas fracciones. El

valor de la gravedad específica para el suelo será:

Gs = Gs (bajo malla N°4) * % pasa malla N°4 + Gs (sobre malla N°4) * % retenido malla N°4

Los procedimientos para suelos que pasen bajo la malla N°4, se diferencian solo si se trata de suelos

cohesivos o no. El valor de la gravedad específica es necesario para calcular la relación de varios de

un suelo, es utilizada en el análisis hidrométrico y sirve para graficar la recta de saturación máxima

en el ensayo de compactación proctor. La densidad de los sólidos se obtiene en la práctica como la

relación entre el peso de los sólidos y el volumen de agua que desalojan a la temperatura ambiente. Al

valor obtenido se le hace una corrección por temperatura. Las partículas gruesas contienen,

generalmente, aire entrampado en poros impermeables que solo podría eliminarse rompiendo las

partículas que se usen en la determinación de a densidad de suelos no deben ser molidas o rotas.



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El valor de la densidad de solidos interviene en la mayor parte de los cálculos de Mecánica de Suelos

y, ocasionalmente, sirve también para fines de clasificación. El valor de la densidad de los suelos

varía comúnmente entre los valores de 2.20 a 3.0, según el material de que se trate. Algunos

materiales se enlistan a continuación:

MATERIAL VALOR DE Gs

Arcilla de origen volcánico 2.20 – 2.50

Suelos orgánicos 2.50 – 2.65

Suelos granulares 2.63 – 2.68

Limos inorgánicos 2.67 – 2.73

Arcilla poco plástica 2.72 – 2.78

Arcillas plásticas 2.78 – 2.86

Arcillas expansivas 2.86 – 2.9

4. PROCEDIMIENTO

Suelos con su humedad natural. El procedimiento para determinar el peso específico de los suelos

a su humedad natural es como sigue:

Anótese en una planilla de datos toda la información concerniente a la muestra como: obra, N°

de sondeo, N° de la muestra y cualquier otro dato pertinente.

Colóquese en la cápsula de evaporación una muestra representativa del suelo. La cantidad

necesaria se escogerá de acuerdo con la capacidad del picnómetro.

Capacidad del picnómetro (cm3) cantidad requerida aproximadamente (g)

100 25 – 35

250 55 – 65

500 120 - 130



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Empleando una espátula, mézclese el suelo con suficiente agua destilada o desmineralizada,

hasta formar una masa pastosa; colóquese luego la mezcla en el picnómetro y llénese con agua

destilada hasta aproximadamente la mitad del frasco.

Para remover el aire atrapado, conéctese el picnómetro a la línea de vacío hasta obtener una

presión absoluta dentro del frasco no mayor de 100 mm de mercurio. El tiempo de aplicación del

vacío dependerá del tipo de suelo ensayado.

Como proceso alternativo, el aire atrapado puede ser removido calentando la suspensión levemente

durante un período mínimo de 10 minutos, rotando ocasionalmente el picnómetro para facilitar la

expulsión de aire. El proceso de calentamiento debe adelantarse con mucho cuidado, porque pueden

ocurrir pérdidas de material. Las muestras que sean calentadas deberán dejarse enfriar a la

temperatura ambiente.

Llénese el picnómetro con agua destilada hasta que el fondo del menisco coincida con la marca

de calibración en el cuello del picnómetro y, usando un papel absorbente, remuévase con

cuidado la humedad de la parte interior del picnómetro y su contenido con una aproximación de

0.01 g. Inmediatamente después de la pesada, agítese la suspensión hasta asegurar una

temperatura uniforme y determínese la temperatura de la suspensión con una aproximación de

0.1 °C introduciendo un termómetro hasta la mitad de la profundidad del picnómetro.

Transfiérase con mucho cuidado el contenido del picnómetro a una cápsula de evaporación.

Enjuáguese el picnómetro con agua destilada, hasta asegurarse que toda la muestra ha sido

removida de él. Introdúzcase la cápsula de evaporación con la muestra en una estufa a 105 ±

5°C (221 ± 9 °F), hasta peso constante. Sáquese la muestra seca del horno, déjese enfriar a la

temperatura del laboratorio y determínese el peso del suelo seco con una aproximación de 0.01g.

Anótense todos los resultados en la planilla.

Suelos secados a la estufa. El procedimiento para determinar el peso específico de los sólidos en

suelos secados al horno, debe consistir de los siguientes pasos:

Anótese en la planilla toda la información requerida para identificar la muestra.

Séquese el suelo al horno hasta obtener la condición de peso constante. El horno debe estar a

una temperatura de 105 ± 5 °C (221 ± 9 °F). Sáquese la muestra de la estufa y déjese enfriar a la

temperatura del laboratorio; debe protegerse contra una ganancia de humedad hasta que sea

pesada. Selecciónese una muestra representativa; la cantidad requerida dependerá de la

capacidad del picnómetro que se va a utilizar (véase la tabla del numeral 6.1). Pésese la muestra

con aproximación de 0.01 g. Después de pesado, transfiérase el suelo al picnómetro teniendo

mucho cuidado de no perder material durante la operación. Para evitar posibles pérdidas del

material previamente pesado, la muestra puede ser pesada después de que se transfiera al

picnómetro. Esta eventual pérdida bajará el valor del peso específico calculado.



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Llénese el picnómetro hasta la mitad de su contenido con agua destilada sin burbujas de aire y

déjese reposar la suspensión durante la noche.

Extráigase el aire atrapado dentro de la suspensión del suelo en agua

Si la extracción de aire se realizó calentando la suspensión, déjese enfriar el picnómetro y su

contenido durante la noche.

Realícense los pasos subsiguientes del ensayo en la misma forma que los indicados para suelos

a su humedad natural.

5. CÁLCULOS

a. Gravedad especifica de los sólidos

Calicata C-1

CALICATA C-1

PROFUNDIDAD (m) 2.10 m

Muestra alterada

MUESTRA Y NUMERO DE RECIPIENTE 01 02

1 Peso del matraz + peso suelo seco (gr) 269 266

2 Peso del matraz (gr) 115 117

3 Peso del suelo seco (gr) 154 149

4 Peso del matraz + suelo seco + agua (gr) 458 459

5 Peso del matraz + agua (gr) 451.9 453.2

6 Peso específico relativo de los sólidos (Gs) 1.039192 1.038453

promedio 1.0388225

PROYECTO GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS SOLIDOS

LUGAR Distrito del Tambo (Urb. La Florida)

FECHA 16/09/14

ELABORADO POR GRUPO N°5



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Con los datos obtenidos en el laboratorio pasamos a realizar los cálculos:

a) CALCULANDO EL PESO DEL SUELO SECO:

PESO DEL SUELO SECO = PESO DEL MATRAZ + PESO SUELO SECO – PESO DEL MATRAZ

Peso del suelo seco (01) = 269 – 115 = 154

Peso del suelo seco (02) = 266 – 117 = 149

b) CALCULANDO EL PESO ESPECIFICO RELATIVO DE SOLIDOS (Gs):

La densidad de solidos se obtiene a partir de la fórmula:

Gs = 𝑊𝑠∗𝐾

𝑊𝑚𝑤+𝑊𝑠−𝑊𝑚𝑤𝑠

Dónde:

Gs: gravedad especifica de solidos

Ws: peso del suelo seco

K: densidad del agua a 28°C = 0.99803

Wmw: peso del matraz + agua t°C

Wmws: peso del matraz + agua + muestra a t°C

Peso específico relativo de solidos (01) :

154 𝑥 0.99803

451.9+154−458 = 1.039192

Peso específico relativo de solidos (02) :

149 𝑥 0.99803

453.2+149−459 = 1.038453

c) PROMEDIO DE PESO ESPECÍFICO RELATIVO DE SOLIDOS:

𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄𝒊𝒇𝒊𝒄𝒐 𝒓𝒆𝒍𝒂𝒕𝒊𝒗𝒐(𝟎𝟏)+𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒆𝒔𝒑𝒆𝒄𝒊𝒇𝒊𝒄𝒐 𝒓𝒆𝒍𝒂𝒕𝒊𝒗𝒐(𝟎𝟐)

𝟐 = 1.0388225



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6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

La gravedad especifica de un material, nos permite decir qué clase de material puede ser, teniendo

en cuenta su peso, ya que es una relación de pesos del material.

La importancia de este ensayo radica en que la gravedad específica de un suelo se utiliza en el

cálculo de las relaciones de fase de los suelos, en los cálculos de los ensayos de granulometría por

sedimentación, comprensibilidad y potencial de expansión. Por lo que debemos determinar de

manera correcta este valor.

El realizar el ensayo y el informe es la manera indicada para conocer este procedimiento y poder

llevarlo a cabo de manera satisfactoria. Además se expone la importancia que conocer el valor de

la gravedad especifica de solidos de la forma más precisa, para no afectar futuros resultados.

Realizar un muestreo de suelo más extenso en la zona para poder determinar con mejor precisión

el tipo de material que está formado el suelo.



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7. ANEXOS FOTOGRAFICOS

TAMIZ N° 4 TAMIZADO DE LA MUESTRA

RECIPIENTE CON AGUA PARA REALIZAR

EL BAÑO MARIA AL MUESTRA

MUESTRAS EN PROCESO DE BAÑO

MARIA PARA ELIMINAR LOS VACIOS

MUESTRAS RETIRADA



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8. BIBLIOGRAFIA

Manual de laboratorio de suelos en ingeniería civil, Joseph E. Bowie.

Fundamentos de mecánica de suelos, Juárez Badillo – Rico Rodríguez

Fundamentos de ingeniería Geotécnica, Braja M. Das

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