Ensayo 4

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1) INTRODUCCION.En el siguiente ensayo se determinó la gravedad específica de los sólidos de una muestra de suelo, siguiendo los pasos del procedimiento y calibración del picnómetro usado. 2) METODOLOGIA DE TRABAJO.-INTRODUCCION.En el presente ensayo se siguió el procedimiento para determinar la gravedad especifica, Mpreviamente se siguió el procedimiento de calibración del picnómetro. La gravedad específica del suelo, se define como la relación entre la masa de los sólidos del suelo (Msuelo) y la masa del agua para el mismo volumen (Magua) que ocupan estos sólidos es:

GS =

MS M agua

Mediante la gravedad especifica puede determinarse el valor de otras relaciones de peso o volumen del suelo que sean de interés, una forma de hallar este valor es determinando la masa de las partículas sólidas de suelo y la masa del volumen de agua que ocupan estas. La masa del suelo secado en horno (sin contenido de agua), será: M1. La masa de un frasco (o picnómetro) con agua destilada (sin aire) hasta el tope será: M2. Si se introduce la mas de suelo en el frasco con agua hasta el borde, esta desplazara un cierto volumen de agua, la masa del frasco con agua hasta el borde más el suelo será: W3. Es importante que no exista aire en el suelo, por lo que la muestra de suelo es saturada completamente de agua, esto se logra agitando el frasco que contiene suelo y agua. La masa del volumen de agua desplazada por los sólidos de suelo será: Magua=(M2-M1)-M3 Entonces, la gravedad específica será: GS =

M1 M agua

Según la norma ASTM D854, el valor de la gravedad específica en los suelos generalmente varia entre 2.6 a 2.8, pero en el caso de suelos que contienen materia orgánica el valor de la gravedad especifica es menor a 2.

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-ENSAYOS REALIZADOS.Primeramente se siguió el procedimiento para calibrar el picnómetro, indicado a continuación. CALIBRACION DEL PICNOMETRO.Se determina la masa del picnómetro seco. Se realizó el proceso 5 veces, y se calculó posteriormente el promedio que será la masa del picnómetro, MP. Se llenó el picnómetro con agua sin aire, hasta rebasar por un poco la marca de calibración, a temperatura ambiente. Se introdujo el picnómetro con agua desaireada, con el termómetro, y el tapón en una botella, y se introdujo en una conservadora por 3 horas. Se extrajo el picnómetro de la parte superior del cuello para no alterar la temperatura del agua, y se lo colocó sobre el plastoformo. Se ajusto el nivel de agua con papel absorbente, viendo que la parte inferior del menisco coincida con la marca de graduación. Se determinó la masa del pesándolo en la balanza. Luego se midió picnómetro, Tb .

la

picnómetro

temperatura

del

lleno

agua

de

contenida

agua,

Mpw,c,

dentro

el

Usando los datos obtenidos, se calculó el volumen del picnómetro, Vp, con la ecuación: VP =

Donde ρW ,C la tabla.

( M PW ,C − M P )

ρW ,C es la densidad del agua a temperatura ambiente, según

DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA.Se determinó el contenido de humedad, w de una porción de muestra siguiendo procedimientos de secado en horno. Se colocó 100 ml de agua en la batidora de suelo, junto con la muestra de suelo, M. Luego de batir bien la muestra de suelo con agua, se introdujo la misma con un embudo dentro el picnómetro. Se adicionó agua dentro el picnómetro hasta ½ de la altura del picnómetro, posteriormente se mezclo el agua con el liquido batido previamente, para así formar una masa homogénea.

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Luego se hirvió el picnómetro con la masa dentro, tapado para eliminar el aire del líquido. Luego se llenó con agua desaireada hasta rebasar la marca de calibración del picnómetro. Se enfrió el picnómetro hasta dejarlo a una temperatura ambiente, luego se ajusto el nivel de agua dentro el picnómetro, introduciendo papel absorbente, y se midió la masa del picnómetro, suelo y agua, M pws ,t . Se midió con el termómetro la temperatura de la mezcla, Tt. Se vertió la muestra en un recipiente, tratando de verter todas las partículas sin dejar nada en el picnómetro lavando con agua adicional. Se introdujo la muestra en el horno de secado durante 24 hrs., se dejo enfriar en el desecador y se registro la masa de la muestra seca MS. 3) ANALISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS Se obtuvo los siguientes resultados del procedimiento seguido en este ensayo: CALIBRACION DEL PICNÓMETRO.-

Masa del picnómetro Masa del picnómetro lleno de agua Temperatura del agua en el picnómetro Densidad del agua VP =

( M PW ,C − M P )

ρW ,C

=

MP

[g]

1 2

95,44 95,40

3

95,43

4

95,39

5

95,46

(promedio)Mp

95,42

MP Mpw,c Tb ρw,c

(344 ,16 − 95 ,42 ) = 249 ,29 ml 0,997765

DETERMINACION DE GRAVEDAD ESPECÍFICA.-

95,42 [g] 344,16 [g] 22ºC 0,997765 [g/ml]

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M p

=96 ,312 g

Vp =250 ,331 ml M c =56 ,77 g M c , sw =93 ,80 g (93 ,80 −91 ,36 ) w = =0,0705 (91 ,36 −56 ,77 ) M pw ,t =M p +(V p * ρw ,t ) =96 ,312

+( 250 ,331 * 0,99821

) =346 ,19 g

M S =33 ,86 g Gt = M

pw ,t

MS −( M pws

,t

−M S )

G 20 º C =K ⋅Gt =1 * 2,143

33 ,86 = =2,143 346 ,19 −(364 ,25 −33 ,86 )

=2,143

-INTERPRETACION DE RESULTADOS El resultado de los valores obtenidos nos indica un ensayo satisfactorio, ya que la gravedad especifica esta entre los 2 y 3, dependiendo el tamaño máximo de partículas el cual era menor a 4.75 mm, por lo que se siguió este procedimiento. 4) CONCLUSIONES.Para la calibración del picnómetro se uso un picnómetro diferente al del procedimiento de gravedad específica.

GRAVEDAD ESPECÍFICA ASTM D854-02

A. DATOS GENERALES Proyecto: Ensayo Mecánica de Suelos 1 UCB Ubicación: Zona Tupuraya Descripción de la muestra: Suelo limoso arcilloso

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Fecha: 13 de Octubre del 2008 Profundidad: 0,50 m Tipo de muestra: Disturbada Extracción de la muestra: Cliente B. CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO Prueba 1 2 3 4 5 Promedio

Masa Picn. [g] 96,312 96,312

Masa Picn. + agua [g] 364,25 -

Temperatura ºC 20 -

Densidad [g/ml] 0,99777 -

Volumen [ml] 250,331 250,331

Volumen: 250,331 cm3 C. DATOS DEL ENSAYO Identificacion del picnometro Masa del picnómetro, (g) Volumen del picnómetro,(ml) Masa del picnómetro + agua, (g) Masa del picnometro + agua + suelo, (g) Temperatura, ºC Masa recipiente, (g) Masa recipiente + muestra seca, (g) Masa seca, (g) Densidad del agua a temperatura del ensayo, (g/cm3) Gravedad específica sin correccion

A-1 96,312 250,331 346,19 364,25 20 263,58 297,44 33,86 0,99777 2,143

R. RESULTADO Gravedad específica aparente a 20ºC

2,143