UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

Mecánica De Suelos I

INFORME 04: GRAVEDAD ESPECÍFICA

1. OBJETIVO

GENERAL:

o Determinar la gravedad específica

ESPECÍFICOS:

o Relacionar los conceptos físicos para calcular el volumen de un suelo.

o Introducir al conocimiento de las propiedades de un suelo a través de actividades

experimentales.

o Analizar si los resultados de gravedad específica son adecuados para la

clasificación del suelo.

2. MARCO TEÓRICO

FUNDAMENTO TEÓRICO DE GRAVEDAD ESPESIFICA:

La gravedad específica de un suelo se toma como el valor promedio para granos del suelo. Si en desarrollo de una discusión no se aclara adecuadamente a que gravedad específica se refieren algunos valores numéricos dados, la magnitud de dichos valores pueden indicar el uso correcto, pues la gravedad específica de los suelos es siempre bastante mayor a la gravedad específica volumétrica determinada incluyendo los vacíos de los suelos en el cálculo.

El valor de la gravedad específica es necesario para calcular la relación de vacíos de un suelo, se utiliza también en el análisis del hidrómetra y es útil para predecir el peso unitario del suelo. Ocasionalmente el valor de la gravedad específica puede utilizarse en la clasificación de los del suelo, algunos minerales de hierro tienen un valor de gravedad específica mayor que los provenientes de sílica.

La gravedad específica de cualquier sustancia se define como el peso unitario del material en cuestión dividido por el peso C. Así, si se consideran solamente los granos unitarios del agua destilada a 4 del suelo se obtiene la gravedad específica (Gs) como:

La misma forma de ecuación se utiliza para definir la gravedad específica del conjunto, la única diferencia en esa definición es el peso específico del material. La gravedad específica del material puede también calcularse utilizando cualquier relación de peso de la sustancia al peso del agua siempre y cuando se consideren volúmenes iguales de material y sustancia:

El volumen de peso conocido de partículas de suelo puede obtenerse utilizando un recipiente de volumen conocido y el principio de Arquímedes, según el cual un cuerpo sumergido dentro de una masa de agua desplaza un volumen de agua igual al del cuerpo sumergido.

El recipiente de volumen conocido es el frasco volumétrico el cual mide un volumen patrón de agua destilada a 20ªC. A temperaturas mayores, el volumen será ligeramente mayor; a temperaturas menores de 20ªC el volumen será ligeramente menor. Como el cambio sufrido en el volumen es pequeño para desviaciones de temperaturas pequeñas en el fluido, y

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además es relativamente fácil mantener la temperatura de ensayo cercana a los 20ªC, es posible aplicar una corrección aproximada de la temperatura para desviaciones pequeñas de temperatura en los cálculos del ensayo, que permita una aproximación satisfactoria sin necesidad de recurrir a determinar experimentalmente el cambio en el contenido volumétrico del frasco con la temperatura. Alternativamente, se puede desarrollar una curva de calibración para cualquier frasco volumétrico dado de la siguiente forma:

A menudo para este experimento se utiliza agua común en lugar de agua destilada, el error, también en este caso, es bastante pequeño. Es posible determinar el error introducido al usar agua común, de la siguiente forma: se llena el frasco volumétrico hasta la marca, y se obtiene la temperatura y el peso si se resta de este dato el peso del frasco volumétrico vacío, es posible determinar la densidad del agua común y compararla con la densidad del agua destilada a la temperatura adecuada en tablas. Nótese que si la temperatura no es exactamente 20?C es necesario para determinar el volumen del frasco recurrir a una calibración como la que se ha sugerido. Generalmente, si el error de densidad es menor que 0.001, puede ser despreciado.

3. MATERIALES E INSTRUMENTOS UTILIZADOS:

Los materiales e instrumentos utilizados para la obtención del contenido de humedad de las muestras de suelo alterado e inalterado, fueron los siguientes:

4. PROCEDIMIENTO

A. Tomamos una porción aproximadamente de 300gr de la muestra de suelo inalterada y la secamos.

MATERIAL / INSTRUMENTO

CANTIDAD DESCRIPCIÓN

Estufa 01 Eléctrica

Tamiz 01 N° 40

Balanza 01 Electrónica. Precisión: 0.1 g

Horno 01 Eléctrico. T: 100° C - 120° C

Muestras 02 Alterada e Inalterada

Picnómetro 01

Pipeta 01

Fiola 02

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B. Posteriormente, trituramos mecánicamente la muestra.

C. Tamizamos la muestra de suelo con el tamiz N° 4.

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D. Tomamos dos fiolas para tener dos ensayos distintos y los pesamos.

E. Llenamos las fiolas con la ayuda de un embudo con aproximadamente 100gr de suelo tamizado cada una y las pesamos obteniendo el peso de muestra seca mas el peso de fiola.

F. Llenamos agua a cada una de las fiolas que estaban contenidos con muestra hasta aproximadamente 200ml y las pesamos.

G. Empleando una estufa hicimos hervir agua en una vasija en el cual pusimos la fiola con todo su contenido (muestra de suelo y agua) con la finalidad de que la muestra de suelo pierda todo el oxígeno que contenía (esto podía ser determinado observando que no ya no hubiesen más burbujas en la superficie. Esto tardo aproximadamente 1:30, cabe resaltar que mientras se hervía la muestra se debía mover constantemente para que la muestra no se acumulara en la base de la fiola.

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H. Finalmente Arrojamos todo el contenido de cada una de las fiolas, las lavamos y las llenamos de agua hasta 250 ml y las pesamos.

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5. CÁLCULOS

Formulas a utilizarse

Donde:

W o = peso de la muestra seca. W 2= peso del picnómetro llenado con agua. W 1 = peso picnómetro llenado con agua y el suelo. k = factor de corrección basado en el peso específico del agua a 20 °C.

En nuestro caso el valor de k está determinado por la temperatura de 16°c, de la siguiente tabla.

RESUMEN DE DATOS OBTENIDOS DE LABORATORIO

Gravedad Específica de granos finos:

RESULTADOS

1 2

01 02

MUESTRA(Wo) 0.045 0.062

PICNÓMETRO +AGUA(W2) 0.3547 0.3459

PICNOMETRO+AGUA+SUELO(W1) 0.3807 0.3819

1.0007 1.0007

2.370078947 2.386284615

FACTOR DE CORRECCION(K)

GRAVEDAD ESPECIFICA(Gs)

PROMEDIO(Gs) 2.378181781

GRAVEDAD ESPECIFICA (Gs)

MUESTRA

№ FIOLA

PESO(Kg)

Por lo tanto la gravedad específica de la muestra de suelo inalterada es de 2.378

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CONCLUSIONES

La gravedad específica de nuestra muestra de suelo, es de 2.378, resultado que nos permitirá decir qué clase de material puede ser, teniendo en cuenta su peso, ya que es una relación de pesos del material.

RECOMENDACIONES

Primero calibrar el picnómetro, y dejar que se seque sólo el interior del picnómetro.

Tamizar la muestra con cuidado, no dejar que entres partículas grandes en la

muestra ya que solo se utilizara solo el material fino.

Colocar con cuidado el agua al picnómetro, sin que el agua sobrepase éste. Para

ello puede hacerse uso de una pipeta.

Cuando colocamos el picnómetro a ebullición, ver que este bien asentado el

picnómetro a la base de la olla, ya que se someterá a constante movimiento.

Cuando desaparece el aire, dejar que el picnómetro se enfrié naturalmente.