ensayos de mecanica de suelos

UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPAN

FACULTAD DE INGENIERÍA, ARQUITECTURA Y URBANISMO

NOMBRES

APELLIDOS:

TITULO: Ensayos de laboratorio

CURSO: mecánica de suelos y rocas

TURNO: Tarde

ESCUELA: Ingenierica Civil

MECANICA DE SUELOS

DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SUELOS

GENERALIDADES:

Se define como Gravedad Específica de los Suelos, a la relación del peso en el aire, de un volumen dado de partículas sólidas, al peso en el aire de un volumen igual de agua destilada a una temperatura de 4º C.

El valor de la Gravedad Específica de un Suelo queda expresado por un valor abstracto; además de servir para fines de clasificación, interviene en la mayor parte de los cálculos de la Mecánica de Suelos.

La densidad de los suelos varía comúnmente entre los siguientes valores:

Cenizas Volcánicas 2.20 a 2.50Suelos Orgánicos 2.50 a 2.65Arenas y Gravas 2.65 a 2.67Limos Inorgánicos 2.67 a 2.72Arcillas poco Plásticas 2.72 a 2.78Arcillas medianamente plásticas y muy plásticas 2.78 a 2.84Arcillas Expansivas 2.84 a 2.88Suelos con Abundante Hierro 3.00

OBJETIVOS:

- Determinar el peso promedio por unidad de volumen de las partículas sólidas que constituyen un suelo.

FUNDAMENTO TEORICO:

PESO ESPECÍFICO DE SUELO (γs): Es el cociente entre el peso de aire de las partículas sólidas y el peso del agua, considerando igual temperatura y mismo volumen.

GRAVEDAD ESPECÍFICA DE UN SUELO (Gs): Es el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada.

MECANICA DE SUELOS

EQUIPO A UTILIZAR:

1. Matraz aforado de cuello largo (Frasco Volumétrico), de 250 cc. de capacidad

2. Agua Destilada

3. Dispositivo para calentar agua, con temperatura controlable.4. Balanza de un centésimo de grado de aproximación y capacidad de 1Kg.

MECANICA DE SUELOS

5. Horno a temperatura constante de 100 a 110º C.

6. Termómetro con aproximación de 0.1º C, graduado hasta 50º C.7. Pipeta ó cuenta-gotas (Gotero)8. Embudo de conducto largo.

PROCEDIMIENTO RECOMENDADO:

Para el cálculo de la gravedad específica se necesita el dato del peso del frasco volumétrico lleno con agua destilada hasta la marca de aforo, a la temperatura de ensaye.

DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA

A. Procedimiento de Ensayo en Suelos no Cohesivos (Granulares).

1. Pésense 80 gr., aproximadamente de suelo previamente secado al horno y enfriado (Ws).

2. Pásese la muestra cuidadosamente a un frasco volumétrico seco y limpio, previamente calibrado, según se indicó en los incisos anteriores, llénese éste con agua destilada hasta la mitad del frasco.

3. Elimínese el aire atrapado en la muestra por calentamiento del frasco durante 15 min., ó utilizando el método indicado por el profesor de la materia.

4. a.- Añádase con cuidado agua destilada hasta la marca de enrase, verificando que no quede aire atrapado en la muestra; si existiese aire atrapado en la muestra, elimínelo por el método utilizado en el paso anterior.

MECANICA DE SUELOS

b.- La presencia de materia orgánica puede producir el efecto de aire no removido a causa de los gases que se forman en contacto con el agua. La materia orgánica podrá descubrirse por olor y por la formación de una película oleaginosa en la superficie del agua. Si ésta materia existe el método del vacío debe sustituirse por más efectivo para remover gases; éste método puede ser ebullición de la suspensión de un baño de Glicerina durante 30 min., añadiendo de cuando en cuando más agua destilada para impedir la calcinación de la muestra, en todo momento el frasco volumétrico debe estar lleno hasta su mitad; tras este período déjese enfriar el frasco a la temperatura ambiente y aplíquese lo escrito anteriormente en el acápite a.

5. Desairada la suspensión añádase agua destilada hasta que el borde interior del menisco coincida con la marca de aforo.

6. Verifique si el menisco está bien enrrasado, y que el frasco en su parte exterior esté seco y limpio; pésese el frasco mas el agua más el suelo contenido en el (Wfws), con una aproximación de 0.1 gr.

7. De inmediato determínese la temperatura de la suspensión con aproximación de 0.01º C., introduciendo el bulbo de un termómetro hasta el centro del frasco volumétrico.

8. Introduzca la muestra al horno por un tiempo de 24hrs., a una temperatura de 110º C.

9. Saque la muestra del horno, déjela enfriar y determine su peso seco (Ws) con aproximación 0.1gr.

10.Calcule la gravedad específica con la formula siguiente:

Gs= WsWfw+Ws−Wfsw

Donde;

Ws = Peso seco del sueloWfsw = Peso del frasco + suelo + agua.Wfw = Peso del frasco + agua (de la curva de calibración).Gs = Gravedad específica de las partículas sólidas del suelo.

MECANICA DE SUELOS

Variación del Peso especifico del agua en g/cm³ respecto a la temperatura en grados Centígrados(°C)

Peso especifico del agua en gramos/centímetros cúbicos

°C 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

00.999

90.9999 1.0000 1.0000 1.0000

1.0000

1.0000 0.9999 0.99990.999

8

100.999

70.9996 0.9995 0.9994 0.9993

0.9991

0.9990 0.9988 0.99860.998

4

200.998

20.9980 0.9978 0.9976 0.9973

0.9971

0.9968 0.9965 0.99630.996

0

300.995

70.9954 0.9951 0.9947 0.9944

0.9941

0.9937 0.9934 0.99300.992

6

400.992

20.9919 0.9915 0.9911 0.9907

0.9902

0.9898 0.9894 0.98900.988

5

500.988

10.9876 0.9872 0.9867 0.9862

0.9857

0.9852 0.9848 0.98420.983

8

600.983

20.9827 0.9822 0.9817 0.9811

0.9806

0.9800 0.9795 0.97890.978

4

700.977

80.9772 0.9767 0.9761 0.9755

0.9749

0.9743 0.9737 0.97310.972

4

800.971

80.9712 0.9706 0.9699 0.9693

0.9686

0.9680 0.9673 0.96670.966

0

900.965

30.9647 0.9640 0.9633 0.9626

0.9619

0.9612 0.9605 0.95980.959

1

CALCULOS:IdentificaciónCalicatra Grupo 1 Muestra Estrato 1 Profundidad 0.60m

Número de la Fiola

Volumen de la Fiola

Masa de la Fiola (Mf)

Masa de la fiola + H2O (Ma)Peso Temperatura (°C)

G1 -1 250 ml. 107.09 355.58 22G1 -2 250 ml. 104.28 352.97 22G1-3 250 ml. 105.65 354.4 25G1-4 250 ml. 107.2 355.87 24G1-5 250 ml. 81.63 329.7 24

MECANICA DE SUELOS

Estrato 11 N° de fiola G1-32 Masa de la fiola (M1) g. 105.653 Masa de la muestra de suelo humedo g. 504 Masa de la muestra de suelo húmedo + peso de la fiola g. 155.655 Masa de la muestra + Fiola + Agua g. 302.56 Masa de la fiola + peso del agua [Ma(Tx)] g. 354.277 Peso específico relativo de sólidos (Gs) g/cm3 0.491303928 Temperatura del ensayo (Tx) °C 279 Factor de corrección k 0.9983

10 Peso específico relativo de sólidos a 20°C (Gs) g/cm3 0.4904687

IdentificaciónCalicatra Grupo 1 Muestra Estrato 2 Profundidad 0.26m




Estrato 31 N° de fiola G1-22 Masa de la fiola (M1) g. 104.283 Masa de la muestra de suelo humedo g. 504 Masa de la muestra de suelo húmedo + peso de la fiola g. 154.285 Masa de la muestra + Fiola + Agua g. 311.436 Masa de la fiola + peso del agua [Ma(Tx)] g. 352.59

7Peso específico relativo de sólidos (Gs)

g/cm30.548486

2

MECANICA DE SUELOS

8 Temperatura del ensayo (Tx) °C 289 Factor de corrección k 0.998

10Peso específico relativo de sólidos a 20°C (Gs)

g/cm30.547389

2





Estrato 51 N° de fiola G1-22 Masa de la fiola (M1) g. 104.283 Masa de la muestra de suelo humedo g. 504 Masa de la muestra de suelo húmedo + peso de la fiola g. 154.285 Masa de la muestra + Fiola + Agua g. 305.726 Masa de la fiola + peso del agua [Ma(Tx)] g. 352.627 Peso específico relativo de sólidos (Gs) g/cm3 0.515995878 Temperatura del ensayo (Tx) °C 27.59 Factor de corrección k 0.9982


MECANICA DE SUELOS







MECANICA DE SUELOS

CONCLUSIONES

El peso específico solo es una variable que permite en los materiales

identificar otras propiedades fundamentales aplicables, relacionadas con la

cantidad de partículas del suelo en un volumen determinado.

El peso específico de un material, ayuda mucho ya que conociendo el peso

se puede saber el volumen que ocupa para los respectivos cálculos

ingenieriles.

RECOMENDACIONES

El ensayo debería realizarse bajo constante supervisión del laboratorista

para una correcta aplicación.

Explicación detallada de los procedimientos del ensayo para mantener

un orden en el laboratorio.

MECANICA DE SUELOS

ENSAYO DE CONTENIDO DE SALES

OBJETIVO:

El objetivo es describir un procedimiento de ensayo que permite determinar el contenido en sales de los suelos mediante el tratamiento de agua destilada. Este se determina pesando el residuo, obtenido por evaporación, de una cantidad proporcional del extracto acuoso.

MATERIALES

- Un frasco de vidrio de boca ancha y tapón hermético, de un litro de capacidad aproximadamente.

- Papel filtro- Balanza con precisión de 0.1 gr- Estufa de desecación capaz de mantener una temperatura de 110°c- Agitador por volteo- Ácido clorhídrico concentrado- Agua destilada- Pipeta

PROCEDIMIENTO:

Obtener por cuarteo de la muestra a analizar unos 50 gr de suelo, secar en estufa y pesar con exactitud de 0.1gr, introduciéndola a continuación en el frasco de 1 litro, junto con 500cm3 de agua destilada medidos mediante el matraz aforado correspondiente

Agitar el frasco con su contenido, en el agitador por volteo, durante un tiempo mínimo de una hora

Dejar el frasco en reposo hasta que el líquido quede claro Extraer del liquido claro unos 250 cm3, mediante una pipeta y filtrar

utilizando papel filtro. Si el extracto acuoso no quedara totalmente transparente, ni aun después de filtrado, echar una gota de acido clorhídrico, y volver a filtrar.

Del líquido filtrado medir 100cm3 con el matraz aforado correspondiente y verterlos en un recipiente.

Colocar al horno o estufa, para la evaporación del agua Dejar enfriar y pesar con la balanza de precisión 0.1gr

MECANICA DE SUELOS

CALCULOS:

SALES SOLUBLES=V .rv . p

.100

Dónde:

V= Volumen inicial en cm3 del agua destilada en el frasco

v= Volumen en cm3 del extracto acuoso situado en la capsula

r= Masa en gramos del residuo del recipiente

p= Masa inicial del suelo seco, en gramos, introducido en el frasco

Datos de la Muestra Calicata

Muestra Estrato 1

Profundidad 0.00 - 0.12

Datos Relación Agua/Suelo Muestra Usada (g) 50

Agua Destilada Usada (ml) 250

1 Relación de la mezcla agua - suelo destilada 5

2 Número de beaker G1-1

3 Peso de beaker g. 25.7

4 Peso de beaker + residuo de sales g. 25.8

5 Peso de residuo de sales g. 0.1

6 Volumen de la solución tomada ml. 25

7 Constituyentes de sales solubles totales ppm 20000

8 Constituyentes de sales solubles totales en peso seco % 2

MECANICA DE SUELOS

Datos de la Muestra CalicataMuestra Estrato 2Profundidad

Datos Relación Agua/Suelo Muestra Usada (g) 50Agua Destilada Usada (ml) 250

1 Relación de la mezcla agua –suelo destilada 52 Número de beaker3 Peso de beaker g. 24.124 Peso de beaker + residuo de sales g. 24.365 Peso de residuo de sales g. 0.246 Volumen de la solución tomada ml. 257 Constituyentes de sales solubles totales ppm 480008 Constituyentes de sales solubles totales en peso seco % 4.8

Datos de la Muestra Calicata

Muestra Estrato 3

Profundidad

Datos Relación Agua/Suelo Muestra Usada (g) 50

Agua Destilada Usada (ml) 250

1 Relación de la mezcla agua –suelo destilada 5

2 Número de beaker G1-3

3 Peso de beaker g. 22.3

4 Peso de beaker + residuo de sales g. 22.41

5 Peso de residuo de sales g. 0.11

6 Volumen de la solución tomada ml. 25

7 Constituyentes de sales solubles totales ppm

22000

8 Constituyentes de sales solubles totales en peso seco % 2.2



1 Relación de la mezcla agua –suelo destilada 52 Número de beaker G1-43 Peso de beaker g. 47.144 Peso de beaker + residuo de sales g. 47.315 Peso de residuo de sales g. 0.17

MECANICA DE SUELOS

6 Volumen de la solución tomada ml. 257 Constituyentes de sales solubles totales ppm 340008 Constituyentes de sales solubles totales en peso seco % 3.4



1 Relación de la mezcla agua –suelo destilada 52 Número de beaker G1-53 Peso de beaker g. 56.044 Peso de beaker + residuo de sales g. 56.145 Peso de residuo de sales g. 0.16 Volumen de la solución tomada ml. 257 Constituyentes de sales solubles totales ppm 200008 Constituyentes de sales solubles totales en peso seco % 2



1 Relación de la mezcla agua –suelo destilada 52 Número de beaker G1-63 Peso de beaker g. 33.74 Peso de beaker + residuo de sales g. 33.785 Peso de residuo de sales g. 0.086 Volumen de la solución tomada ml. 257 Constituyentes de sales solubles totales ppm 160008 Constituyentes de sales solubles totales en peso seco % 1.6



1 Relación de la mezcla agua –suelo destilada 52 Número de beaker G1-73 Peso de beaker g. 25.794 Peso de beaker + residuo de sales g. 25.835 Peso de residuo de sales g. 0.046 Volumen de la solución tomada ml. 25

MECANICA DE SUELOS

7 Constituyentes de sales solubles totales ppm 80008 Constituyentes de sales solubles totales en peso seco % 0.8

MECANICA DE SUELOS

ENSAYO PESO VOLUMÉTRICO

GENERALIDADES:

El peso volumétrico es la relación del peso de la masa de suelo entre su volumen de masa. Es la densidad del suelo, se le conoce también como peso unitario.

OBJETIVO:

- Determinar la cantidad de volumen del suelo

- El objetivo para realizar este ensayo es conocer y desarrollar el procedimiento del método de la parafina para evaluar el peso específico de la muestra (gm).

MATERIALES:

Cuchillo para labrar la muestra.

Muestra inalterada

MECANICA DE SUELOS

Estufa o parrilla eléctrica.

Balanza de 200 gr de capacidad con sensibilidad de 0.01gr.

MECANICA DE SUELOS

Horno de secado con circulación de aire y temperatura regulable capaz de

mantenerse en 110º ± 5º C.

PROCEDIMIENTO

Se saca la parafina de las muestras inalteradas, la cual se ha utilizado para

que no pierda su contenido de humedad.

Pesamos el bronce sin muestra

Introducimos el bronce el cual tiene forma de un cilindro, en la muestra

inalterada húmeda quedando así muestra contenida en el bronce.

Luego pesamos el cilindro de bronce con muestra inalterada

Medimos el diámetro y la altura de dicho objeto, para de esa manera poder

hallar el volumen del suelo con la fórmula del cilindro

V=2D∗H∗π4

El peso volumétrico se halla con la siguiente fórmula:

PESOVOLUMETRICO=(PESOMUESTRA+BRONCE )−(PESOBRONCE)

VOLUMEN

MECANICA DE SUELOS

Peso muestra húmeda + Tubo

220.67

Peso Volumétrico

Húmedo

2.19

CONCLUSIONES:

Por medio de este ensayo se da a conocer lo realizado en laboratorio, y todo referente al material utilizado y que es indispensable para dicho ensayo

Hemos podido concluir que el peso volumétrico del suelo es de 2.19gr

RECOMENDACIONES:

Estar informado respecto al tema para poder llevar a cabo de manera eficiente dicho ensayo.

Consultar con profesor(a) si es que hay dudas a lo q concierne a su proceso.

Tener mucha responsabilidad y utilizar de manera eficaz los materiales.

MECANICA DE SUELOS

Dimensiones del Tubo

Altura 5.77Diámetro 3.88Espesor 0.09Peso 71.29Volúmen 68.22

ensayos de mecanica de suelos

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