FACULTAD DE INGENIERÍAESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL

DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO: MECÁNICA DE SUELOS I

PROFESORA: ING. CORAL MESTANZA, FABIOLA

LABORATORIO Nº 4: LABORATORIO DE COMPACTACIÓN

NOMBRE: CHACMANA JIMENEZ, MANUEL

CÓDIGO: 200911398

GRUPO: 01

SUBGRUPO: 03

FECHA DE ENTREGA: 18-06-2013

2013-I

OBJETIVO

- Determinar el contenido de humedad, peso específico natural y peso específico relativo de sólidos, de una determinada muestra de suelo, de manera experimental.

- Determinar del peso del agua (humedad) contenida en los poros de una muestra de suelo.

- Determinación del peso natural de un suelo.

- Mediante el principio de Arquímedes determinar la densidad del sólido empleado.

FUNDAMENTO TEÓRICO

RELACIONES VOLUMETRICAS Y GRAVIMETRICAS DE LOS SUELOS

En un suelo se distinguen fases constituyentes: la sólida, la liquida y la gaseosa. La fase sólida está formada por las partículas minerales del suelo (incluyendo la capa sólida absorbida); la liquida por el agua, aunque en los suelos pueden existir otros líquidos de menor significación; la fase gaseosa comprende todo el aire, si bien pueden estar presentes otros gases (vapores sulfurosos, anhídrido carbónico, etc.).

CONTENIDO DE HUMEDAD (ω%)El contenido de humedad de una masa de suelo, esta formado por la suma de sus aguas libre, capilar e higroscópica.La importancia del contenido de agua que presenta un suelo representa junto con la cantidad de aire, una de las características más importantes.

PESO ESPECÍFICO RELATIVO DE SÓLIDOS (Gs)El peso específico relativo de las partículas de un suelo, es determinado por la relación entre el peso unitario de sólidos y el peso unitario del agua.Su valor depende de la composición mineralógica de las partículas sólidas.

PESO ESPECÍFICO NATURAL (gr/ccEl peso unitario es la relación entre el peso total del suelo y su volumen mediante el principio de Arquímedes.

EQUIPO UTLIZADO

ENSAYO 1: DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD (ω%)

- Horno de secado- Balanza, con sensibilidad de 0.01 gr.- Recipientes o tarola (# 95 y 91)- Muestra de suelo húmedo

ENSAYO 2: PESO ESPECIFICO NATURAL (gr/cc

- Balanza, con sensibilidad de 0.01 gr.- sifón- Hornilla- Parafina- Piceta- Muestras de suelo

ENSAYO 3: DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO RELATIVO DE SÓLIDOS (Gs)

- Balanza, con sensibilidad de 0.01 gr.- Horno- Hornilla de resistencia eléctrica- Embudo- Fiola- Agua destilada o de caño- Muestra de suelo

PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

ENSAYO 1: DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD (ω%)Norma ASTM D 2216

- Seleccionar dos recipientes de secado que estén limpios y secos, anotando el número de cada recipiente en la hoja de datos y pesarlos vacíos (WR).

- Elegimos dos especímenes de suelo húmedo que cumplan con las especificaciones.

- Colocamos en los recipientes de secado (con cantidades promedio de suelo) y las pesamos (WSW).

- Luego colocamos nuestros recipientes en el horno a una temperatura de 110± 5ºC, las muestras se quedarán durante 24 horas.

- Después de pasado este tiempo sacamos los recipientes del horno, dejamos enfriar ligeramente, luego procedemos a pesar los recipientes con el suelo secado al horno y colocamos los datos en la hoja (WS).

ENSAYO 2: PESO ESPECÍFICO NATURAL (gr/cc

- Colocar la parafina en un recipiente y ponerla en la hornilla hasta que se encuentre en estado líquido.

- Pesamos las muestras de suelo húmedo, registramos valores, luego cubrimos cuidadosamente con la parafina líquida, esto es para que nuestra muestra no pierda ninguna propiedad (aire, agua, sólido), dejamos secar un Rato y pesamos (W SW) y (W parafina SW).

- Llenamos la probeta hasta cualquier medida exacta, colocamos las muestras y registramos nuestro nuevo volumen.

ENSAYO 3: DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO RELATIVO DE SÓLIDOS (Gs)Norma ASTM D 854

- Anotamos el número de la fiola, lo llenamos de agua hasta la marca aforo y luego se procede a pesar.

- Echamos la muestra de suelo, con el agua agregada y lo colocamos en la hormilla hasta que hierva, esto va a eliminar los vacíos (aire) en la muestra.

- Se deja enfriar y luego se le añade agua hasta la marca de aforo y procedemos a pesarlo.

- Luego cogemos un recipiente, apuntamos el número en nuestra hoja de datos, lo pesamos y transferimos el contenido de la fiola al recipiente teniendo cuidado de no dejar ningún residuo de suelo, pesamos y llevamos al horno una temperatura de 110 +/- 5 ºC por 24 horas.

- Después de este tiempo sacamos el recipiente y pesamos, lo que ha quedado en el recipiente es suelo seco sin partículas de agua ni aire, solo sólido.

CÁLCULOS

ENSAYO 1: DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDADNº DE ENSAYO 1 2

1 No recipiente 95 912 W recipiente 12.93 gr. 13.93 gr.3 W recipiente sw 87.34gr. 87.21 gr.4 W recipiente s 68.65gr. 68.78 gr.5 W w 18.69 gr. 18.43 gr.6 W s 55.72 gr. 54.85 gr.7 ω 33.54% 33.60%8 ω promedio 33.57%

WW = W recipiente sw – W recipiente sMuestra 01: Ww = 87.34 – 68.65 = 18.69 gr.Muestra 02: Ww = 87.21 – 68.78 = 18.43 gr.

Ws = W recipiente s – W recipiente Muestra 01: WS = 68.65 – 12.93 = 55.72 gr. Muestra 02: WS = 68.78 – 13.93 = 54.85 gr.

ω = (Ww / Ws) x 100Muestra 01: ω = (18.69 / 55.72) x 100 = 33.54%Muestra 02: ω = (18.43 / 54.85) x 100 = 33.60%ω promedio = (33.54 + 33.60) / 2= 33.57%

Ensayo 1: Contenido de Humedad Contenido de humedad promedio: 33.57%

ENSAYO 2: DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO NATURAL

Parafina 0.87Constante de sifón 1.001533

7Muestra 1W sw 313.33gr.W parafina sw 323.10gr.V parafina swa 226.36

ccW parafina 9.77gr.V parafina swa efectivo

226.71 cc

V parafina 11.23ccVSwa 215.48

cc 1.45

gr/ccpromedio 1.45

W parafina = W parafina sw – W swMuestra 01: W parafina = 323.10 – 313.33 = 9.77gr.V parafina = W parafina / ParafinaMuestra 01: V parafina = 9.77 / 0.87 = 11.23 gr.V swa = V parafina swa – V parafinaMuestra 01: V swa = 226.36 – 11.23 = 215.48 cc= W sw / V swaMuestra 01: = 313.33 / 215.48 = 1.45 gr/ccpromedio = (1.45) / 1 = 1.45 gr/cc

Ensayo 2: Peso específico natural Peso específico natural promedio: 1.45 gr/cc

ENSAYO 3: DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO RELATIVO DE SÓLIDOS DE UN SUELO

1 No frasco 5 22 W frasco w 711.47gr. 338.1 gr3 W frasco sw 835.94gr. 404.16 gr4 No recipiente T – 15 T-145 W recipiente 168.64 gr. 202.93 gr6 W recipiente s 382.74 gr. 320.83 gr7 Ws 214.10 gr 117.90 gr

8 Gs 2.39 2.279 Gs promedio 2.33%

Ws = W recipiente s – W recipienteMuestra01: WS = 382.74 – 168.64 = 214.10gr.Muestra02: WS = 320.83 – 202.93 = 117.90gr.

Gs = Ws / (W frasco w – W frasco sw + Ws)Muestra01: Gs = 214.10 / (711.47 – 835.94 + 160.10) = 2.39Muestra 02: Gs = 117.90 / (338.1 – 404.16 + 117.9) = 2.27Gs PROMEDIO: (2.39 +2.27)/2 = 2.33%Ensayo 3: Peso específico relativo de sólidos: 2.33%

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

ENSAYO 1: DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

- La importancia del contenido de humedad que presenta un suelo representa junto con la cantidad de aire, una de las características más importantes para explicar el comportamiento de este.

- El peso del agua evaporada se considera como el peso del agua contenida en la muestra, y el peso del suelo seco se considera como el peso de las partículas sólidas

- Se debe ser cuidadoso de no sobrepasar el límite, para no correr el riesgo de que el suelo quede cremado con la alteración del cociente de la determinación del contenido de humedad.

ENSAYO 2: DETERMINACIÓN PESO ESPECÍFICO NATURAL- El peso unitario o peso específico nos permite hallar la relación

entre peso y volumen; para posteriormente saber cuánto puede pesar determinado volumen, o para saber que volumen puede hacer determinado peso del suelo.

- Al tapar los poros con la parafina se logró retener las propiedades del suelo.

- La parafina es un material que no permite la salida de las partículas del suelo.

- Se recomienda tener cuidado al calentar la parafina y también tomar las medidas exactas a la hora de medir el volumen en las probetas

ENSAYO 3: DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO RELATIVO DE SÓLIDOS

- El suelo en su estado natural es la combinación del suelo propiamente dicho, líquido y gas. La relación que existe entre ambas fases es muy importante para determinar las características del conjunto.

- Otra de la relación es el peso específico relativo al sólido, este parámetro mide la relación existente entre el peso de las partículas sólidas del suelo y su volumen.

- Se recomienda tener cuidado al calentar la fiola y la momento de tomar los datos.

- La causa de error importante más frecuente en la determinación en estudio es la deficiente de la muestra, cuando ésta se encuentra en la fiola.

BIBLIOGRAFIA

- Juárez Badillo y Rico Rodríguez “Mecánica de suelos” Tomo I. Ed

- Guía de ensayo del laboratorio de Mecánica de Suelos 2009

- Mecánica de suelos (lambe)