clases de mecanica de suelos

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  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

    1/74

    FASE SOLIDA

    FASE LIQUIDA

    FASE GASEOSA

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    1.-SUELO PARCIALMENTE SATURADO

    VOLUMEN (V)

    PESO (W)

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    2.-SUELO SATURADOVOLUMEN (V)

    PESO (W)

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    0

    VOLUMEN (V)

    PESO (W)

    3.-SUELO SECO

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    4.-SUELO SUMERGIDO

    S. PARCIALMENTE

    SATURADO

    S. SECO

    S. SATURADO

    ( POR CAPILARIDAD)

    NF: nivel freático

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    REL CIONES FUND MENT LES

    DE L MEC NIC DE SUELOS

    a) Relación de pesos. 1. Contenido de humedad (%w)b) Relación de volúmenes 

    2. Relación de Vacíos (%e)

    3. Porosidad (%n)

    100%   xWs

    Www

    100%   xVs

    Vve

    100%   xVm

    Vvn  

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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     4. Grado de Saturación (%Gw)

     _SUELO SECO

     _SUELO SATURADO

     _SUELO PARCIALMENTE

    SATURADO

    100%   xVv

    VwGw

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    c) Relación de peso y volumen

    5.peso especifico de la muestra (Ɣm) 

    6.peso especifico de la fase solida(Ɣs) 

    7.peso especifico de la fase liquida(Ɣw) 

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    8.peso especifico relativo a la muestra(Sm)

    9.peso especifico relativo de la fase solida(Ss)

    10.peso especifico relativo de la fase liquida(Sw)

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    11.peso especifico de un suelo saturado(Ɣsat) 

    12.peso especifico de un suelo seco(Ɣd)

    13.peso especifico de un suelo sumergido(Ɣ´

     

    Vm

    WsWw

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    1.-En un suelo parcialmente saturado e=1.2 , %w=30% ,Ss=2.66.¿calcule su respectivo peso especifico de lamuestra y peso especifico seco?

    0.80gr  

    2.66gr  

    3.46gr  

    0.40cm³ 

    0.80cm³ 

    1cm³ 

    1.2cm³ 

    2.2cm³ 

    FG FL 

    FS 

    )2........(30

    )1.........(2.1

    Ws

    WwW  

    Vs

    Vve

    Ss=2.66=Ɣs/Ɣₒ 

    Ɣs=2.66gr/cmᶟ=Ws/Vs......(3)

    → 

    SUPUESTOVs=1(cmᶟ, ᶟ)Vm=1(cmᶟ, ᶟ)

    Ws=1(gr,Kg,ton)

    Ɣm=¿? Ɣd=¿? 

    Sabemos que Ɣₒ=1gr/cm3 

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    2.-Una muestra de un suelo pesa 122gr y tiene un Sm=1.82 y

    Ss=2.523, si después de secado al horno la muestra pesa 144gr

    ¿Cuál será su volumen de solidos y cual su volumen de aire?

    8gr  

    114gr  

    122gr  

    13.85cm³ 

    8cm³ 

    45.18cm³ 

    21.85cm³ 

    67.03cm³ 

    Sm=1.82=Ɣm/Ɣₒ=1gr/cm³

    Ɣm=1.82gr/cm³=Wm/Vm

    Vm=122gr/1.82gr/cm³ 

    Ss=2.523=Ɣs /Ɣₒ=1gr/cm³ 

    Ɣs=2.523gr/cm³=Ws/Vs

    Vs=45.18cm³ 

    Datos: 

    Wm=122gr  

    Ws=114gr  

    Sm=1.82 

    Ss=2.523gr  

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Es la medida que se realiza alas partículas que conforman un suelo .

    Determina la gradación del suelo:

    Suelo bien graduado Suelo pobremente graduado

    Existen dos procesos para determinar la granulometría de unsuelo.

    1)VÍA SECA :por tamizado ( tamiz o malla)

    2)VÍA HÚMEDA : por sedimentación(hidrómetro)

    Por tamizado

    Por sedimentación partículas < N°10 

    partículas > N°200 

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    100Re

    .Re%   x

    Ws

    tenido Peso parcial t   

    acumuladot .Re%%100 pasaque%Acumulado  

    acumuladot .Re%%100 pasaque%Acumulado  

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    ¿Qué ES EL D10,D30.D60?

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Es una propiedad de los suelos finos como laarcilla. Esta propiedad depende del contenidode humedad del suelo

    • Estado seco %w = 0• Estado seco la muestra nos e con trae.

    • Estado semiseco La muestra se desmoron a

    • Estado Plástico La muestra se deja moldear .• Estado sem ilíqu ido Consistenc ia pasto sa

    • Estado liquido Muestras con suspensión

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Limite liquido: %WLLimite plástico: %WPLimite de contracción

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    1.- Se selecciona la muestra según el método de cuarteo y sepesa para luego tamizarlo por la malla Nº 40 , colcando el

    material que pasa por la malla en una charola y desechar elmaterial retenido en la malla

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    2.- del material de la charola se toma una porción de suelo deaproximadamente 150 grs y se colca en la vasija de porcelana y se

    mezcla con agua

    Se amasa el suelo que pasa el tamiz #40 con agua hasta

    conseguir una pasta homogénea.

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    3.- Se limpia la copa de casagrande 

    Se calibra con el ranurador la copa de Casagrande 

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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      4.- en la copa de Casagrande se coloca una porción de muestra

    y se enrasa con la espátula de manera de obtener una masa de

    1 cm de espesor en forma uniforme .

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Mediante el ranurador se hace una ranura a lo largo de la muestra

    de 2mm de ancho.

    Mediante el ranurador se hace una ranura a lo largo de la

    muestra de 2mm de ancho.

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Se toma parte del suelo Para determiner su contenido de humedad.

    Se llevan los recipientes que contienen el suelo húmedo a pesar.

    Luego, se los lleva a estufa y una vez seco el suelo, se lo vuelve a

    pesar.

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    N° N° degolpes

    %w

    1° 14 W1

    2° 22 W2

    3° 34 W3

    4° 27 W4

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    El límite plástico (LP) es la frontera entre el estado

    plástico y el semisólido de un suelo.

    En este estado el suelo puede ser deformado

    rápidamente o moldeado sin recuperación elástica,

    existen cambios de volumen, agrietamiento o

    desmoronamiento.

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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     Ejercicio:En una prueba de limite liquido y limite plástico se obtuvieron los siguientesresultados

    LIMITE LIQUIDOENSAYO N°GOLPES

    Peso + suelohumedo

    Peso capsula+ suelo seco

    Peso capsula

    1 35-35 35.77 22.48 14.15

    2 24-25 36.55 24.40 16.85

    3 15-16 33.42 21.03 13.45

    4 7-8 35.17 21.65 13.50

    LIMITE PLÁSTICO1 17.30 16.00 13.95

    2 16.86 16.50 13.48

    %W=Ww

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Ww Ws %W

    13.29 8.33 159.544

    12.15 7.55 160.927

    12.39 7.58 163.456

    13.52 8.15 165.890

    Ww Ws %W

    1.30 2.05 63.415

    1.36 2.02 67.327

    %Wp= (Wi+Wii)/2 = (63.415+67.327)/2 = 65.371

    %W= (Ww/WS) =(13.290/8.330 )100= 159.544

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    DEL EJERCICIO ANTERIOR

    Limite liquido = 1.61% 160.9% = 161%

    Limite plástico = 65.37%IP=índice de plasticidad o índice plásticoIP = L.L – LP = 161%-65.37% = 95.630

    Este resultado nos indicaIP ESTADO DE

    CONSISTENCIA

    0-3 PLASTICIDAD NULA = N.P

    3-15 LIGERAMENTEPLASTICIDAD

    15-30 BAJA PLASTICIDAD

    >30 ALTAMENTE PLASTICO

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    DEL EJERCICIO ANTERIOR

    Limite liquido = 1.61% 160.9% = 161%

    Limite plástico = 65.37%IP=índice de plasticidad o índice plásticoIP = L.L – LP = 161%-65.37% = 95.630

    Este resultado nos indicaIP ESTADO DE

    CONSISTENCIA

    0-3 PLASTICIDAD NULA = N.P

    3-15 LIGERAMENTEPLASTICIDAD

    15-30 BAJA PLASTICIDAD

    >30 ALTAMENTE PLASTICO

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Sala de la curva granulométrica. Como se obtiene la curva de fluidos- con #

    golpes y porcentaje de humedad. Limite liquido de un suelo con # de 25 golpesque de cerrar un estado plástico a estadoliquido.

    Con los 25 golpes es el limite liquido. Limite plástico también es el promedio del

    ensayo realizado (plástico - semi seco) conbastocitos de Ø 3mm.

    Se procede a obtener el contenido húmedo. LP= promedio (2) contenido de humedad.

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Existen varios mètodos, pero los masusados y generalizados son:

    1. METODO AASHTO

    2. METODO SUCS (Sistema Unificadode Clasificaciòn de Suelos)

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    EXPLICACION DEL METODO

    Realiza una Clasificaciòn General en 2campos:

    - Materiales Granulares (menos o igual al

    35% de la muestra pasa por el TamizNª200),

    - Materiales Limoarcillosos (mas del 35%

    de la muestra pasa por el tamiz Nº200)

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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     A su vez el mètodo AASHTO clasifica alsuelos en Grupos y Subgrupòs:Grupos (7):  A-1, A-2, A-3, A-4, A-5, A-6,

     A-7Subgrupos (8) : A-1a, A1b, A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 A-7-5, A-7-6

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Calculando el Indice de grupo:

    I.G.- es un valor que representa la calidaddel material, cuanto menos sea el valormejor serà la calidad del suelo.

    NOTA:

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    Suelo 1: I.G =3.62 = 4, A-7, A-7-6Suelo 2: IG = 0,56 = 1, A-1, A-1-aSuelo 3: I.G = 16,13 = 16, A-7, a-7-6Suelo 4: I.G = 0,19 = 0, A-2, A-2-6

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    EJERCICIOS

    1.-CLASIFIQUE EL SUELO

    Retenido en la malla 200:20%(respecto al total)Pasa la malla N°4: 92% ( respecto al total)

    Cu=4; Ce=1.5

    En la fracción fina:LL=250%LP=100%

    Ret.malla N°200 : 20%%Q.P.T N°200 : 80% > 50%

    Suelo de partículas finas

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Lo definimos en la carta de plasticidad

    Ec línea A

    IP=0.73(LL-20)LL=250 IP= 167.9

    (250,167.9) es un punto cota enla línea A

    Mi suelo (250,150)

    Resp : OH ( porque loslimites de plasticidad estáncerca de la línea A)

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    2.- Clasifique el siguiente suelo:

    Retenido en la malla N° 4 :10%Pasa N°4 y es retenido en la malla 200: 60 %Pasa 200:30%

    Cu=4 ; Cc=2

    LL=40%

    LP=25%

    %30

    %60

    %10 N°4

    N°200 %Ret.M N°200: 70%>50% Suelo de

    Part.Grueso

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Gravas 

     Arenas  +50% pasa por T N°4= 90%

    SW Cu = 4>6 no cumple1

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    Ec. línea A

    IP=0.73(LL-20)LL=40 IP=14.6 (40,146) es un punto corto en la línea “A” 

    Mi suelo (40,15) este punto se ubica arriba dela línea “A” 

    SP- SC

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  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    determinar el OCH y el MDS

    optima cantidad de humedad

    máxima densidad seca

    estándar (12000lbpie/pie³)

    Proctormodificado(56000lbpie/pie³)

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    ENS YO DE PROCTOR

    EST ND RD

    ENSAYO DE PROCTORMODIFICADO

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Ec=(W*n*N*h)/(Vm)

    Donde:

    W=peso de martillo

    n=numero de capasN=numero de golpes

    h=altura de caída del martillo

    Vm=volumen de golpe

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    57/74

    1.98

    1.99

    2.00

    2.01

    2.02

    2.03

    2.04

    2.05

    2.06

    2.07

    2.08

    6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

    Contenido de humedad %

    Densidad

    Seca(gr/cm

    3)

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    TAMIZ  PESO RETENIDO  %RET. PARCIAL  %ACUMULADO RETENIDO 

    3/4"  9938.6  38.82  0 

    3/8"  7954.7  31.07  69.89 

    N°4  5143.2  20.09  20% METODO "A" 

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Mínimo 4 ensayos

    6” 

    6000gr Wn= 24kg

    (1) (2) (3) (4)

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    TAMIZ PESO % RETENIDO

    3/4" 6 532 25.17x6000=1 510.2

    3/8" 5 927 22.84x1000=1 370.4

    N°4 10 255 34.52x 6000=2571.2

    < N°4 3233 12.47x6000=748.2

    ∑=25 947  ∑=6000 

    GRANULOMETRÍA

    M t 1

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Muestra 1

    2% →del peso de la muestra 

    Ww = 2% (6000gr) = 120grVw = 120ml =120cmᶟ 

    W recipiente = W molde =

    2669grV molde = 2032cmᶟ 

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    W suelo compactado + molde = 7873gr

    ρ  húmeda = ρ suelo compactado =compactadosueloV

     compactadosueloW

    W suelo compactado = ( W suelo compactado + molde ) – Wmolde

    = 7873gr – 2669gr = 5204gr

    V suelo compactado = V molde =2032 cmᶟ 

    ρ  húmeda=3/56.22032

    5204

    cm gr 

     gr 

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    W recipiente = 23gr (1)

    W recipiente + suelo húmedo = 178.2gr (2)

    W recipiente + suelo seco = 166.8gr (3)

    (2) – (3) = Ww = 11.4gr

    (3) – (1) = Ns =143.8gr

    N° 22

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    % W1 = 1008.143

    4.11 x

     gr 

     gr  7.93%

    ρ d1 3/37.20793.01

    3/56.2cm gr 

    cm gr 

    W suelo compactado7958 – 2669 = 5289

    ρ h= 2032

    5289

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    RECIPIENTE

    N° 24 → 

    =23 (1)=169.8 (2)=158.76 (3)

    (2) - (3) =11.04

    (3) - (1) =135.76

    % W1

    16.8100

    76.135

    08.11   x

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    CONTROL DE COMP CT CION

    EN C MPO

    Es necesario calcular el grado decompactación del suelo

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    METODO DEL CONO DE REN

    Trabaja como en un frasco devidrio o plástico, en un cono demetal unido a su parte superior.

    Se denomina cono de arenaporque el ensayo trabaja conarena calibrada denominadaarena Ottawa ,arena cuarcipicapreviamente lavada y secadapasa por la malla #10 y se retiene

    en la malla # 20;de densidadconocida , me permite hallar elvolumen de suelo compactado. 

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    Wsuelo compactado=Wsuelo fino + grava= 3929gr

    humedad = finos=material < 3/4

    tamizamos¾

    Para determinar el volumen del hoyo. El volumen del hoyo=V suelo compactado=V 

    fino+grava.

    finosV

    finosW 

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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    W frasco+arena =6315gr

    arena=475 gr/c

    peso de arena del cono =1763 gr

    W arena que queda=2321

    W arena empleada

    W arena en excavación

    W arena empleada= W arena en el cono +W arena en laexcavación

  • 8/18/2019 Clases de Mecanica de Suelos

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     arena=W arena en la excavación

    V arena en la excavación

    V arena en la excavación =W arena en la excavación = 512.54arena

    V arena en excavación=V material extraído = V suelocompactado

    V suelo compactado=V finos + grava =1512.54

    V finos=( V finos + grava) – V grava =1512.54 – 48.00=1464.54

     

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    CONTROL DE COMP CT CION

    m.d.s=2.32gr ARENA CALIBRADA

    o.c.h=5.7% arena=1.44gr/cm3

    Wfrasco+ Arena qpasa= 2932gr

    100%G.C95% m.d.s.   labd   

    Vfinos

    Wfinos compactado

    4/3

     suelo

    Tamiz  FinosGrava

      

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    SPEEDY O HUMEDÓMETRO 

    15gr suelo +15gr carbono de calcio

    100

    %1

      W  

    hd 

       

       

    Carburo de calcio