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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TAPACHULA

MECÁNICA DE SUELOS

CATEDRÁTICO: M.I ROBERTO MÁRQUEZ GONZÁLEZ

GALINDO ROBLERO ALAN FABRIZIO

PRÁCTICA 6 DETERMINACIÓN DE LAS RELACIONES GRAVIMÉTRICAS Y VOLUMÉTRICAS DE UN SUELO.

BRIGADA ROSA 4TO. “E”

TAPACHULA CHIAPAS A 06 DE MARZODE 2019

INDICE. INTRODUCCIÓN…………………………………………………….

3

OBJETIVO……………………………………………………………

4

RELACIÓN DE EQUIPO Y MATERIAL…………………………..

5

PROCEDIMIENTO…………………………………………………..

7

DESARROLLO………………………………………………………

8

RESULTADOS………………………………………………………

11

CUESTIONARIO……………………………………………………. 14

CONCLUSIÓN………………………………………………………. 17

BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………… 18 ANEXOS……………………………………………………………... 19

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INTRODUCCIÒN El suelo es un material constituido por el esqueleto de partículas sólidas rodeadas por espacios libres (vacíos), en general ocupado por agua y aire. En un suelo se distinguen tres fases constituyentes (solida, liquida y gaseosa). En el suelo se distinguen tres fases: •

Sólida: formada por partículas minerales del suelo, incluyendo la capa sólida adsorbida.

•

Líquida: generalmente agua (específicamente agua libre), aunque pueden existir otros líquidos de menor significación.

•

Gaseosa: comprende sobre todo el aire, si bien pueden estar presentes otros gases, por ejemplo: vapores de sulfuro, anhídridos carbónicos, etc.

Las fases líquida y gaseosa conforman el Volumen de Vacíos, mientras que la fase sólida constituye el Volumen de Sólidos. Un suelo está totalmente saturado, cuando todos sus vacíos están ocupados únicamente por agua; en estas circunstancias consta, como caso particular, de sólo dos fases: la sólida y la líquida. Muchos suelos bajo la capa están saturados. Entre estas fases es preciso definir un conjunto de relaciones que se refieren a sus pesos y volúmenes, las cuales sirven para establecer la necesaria nomenclatura y para contar con conceptos mensurables, a través de cuya variación puedan seguirse los procesos ingenieriles que afectan a los suelos. Las relaciones entre las diferentes fases constitutivas del suelo (fases sólida, líquida y gaseosa), permiten avanzar sobre el análisis de la distribución de las partículas por tamaños y sobre el grado de plasticidad del conjunto. En los laboratorios de mecánica de suelos se determina fácilmente el peso de la muestra húmeda, el peso de la muestra secada al horno, el volumen de la muestra y la gravedad específica de las partículas que conforman el suelo, entre otras.

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OBJETIVO •

Determinar las fases específicas, volúmenes de la masa, peso volumétrico, seco, saturado y sumergido de la masa pura, para usarla como criterio para el análisis de la granulometría, plasticidad, clasificación e identificación de los suelos.

•

Conocer los procedimientos que se realizan a las muestras de suelo, cuando estas son llevadas al laboratorio.

•

Determinar los pesos específicos, volúmenes de la masa, peso volumétrico, seco, saturado y sumergido de la masa para utilizarlos como criterios para el análisis de granulometría, plasticidad, clasificación e identificación de suelos.

•

Realizar de manera correcta los procedimientos de laboratorio para obtener las relaciones gravimétricas y volumétricas de los suelos.

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RELACION DE EQUIPO Y MATERIAL. Bascula digital

Taras de aluminio

Muestra de arcilla

Horno eléctrico

Vernier (regla)

Calculadora

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Sección anillada

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Martillo de hule

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PROCEDIMIENTO. Para llevar a cabo esta práctica se realiza los siguientes pasos: Llevamos la muestra inalterada a la mesa de trabajo, tomamos la sección anillada de bronce con precisión y fuerza la insertamos en la muestra de suelo para extraer una cantidad suficiente para determinar su volumen. Luego el material obtenido se coloca en las taras. Procedemos a utilizar la báscula para pesar dichas taras con el material. Con el vernier determinamos el diámetro de la sección anillada. Posteriormente las muestras son sometidas en el horno por 24 horas con el fin de determinar el grado de saturación de la muestra. Al día siguiente las muestras son secadas del horno y nuevamente se pesan. Se forman los resultados y con las expresiones ya practicadas en clase se determina los parámetros mencionados. Con el cual concluye la práctica.

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DESARROLLO. 1. Primeramente, con el vernier determinamos el diámetro de la sección anillada que nos servirá para determinar el volumen.

2. Tomamos la sección anillada de bronce con precisión y fuerza la insertamos en la muestra de suelo para extraer una cantidad suficiente para determinar su volumen.

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3. Luego el material obtenido se coloca en la tara.

4. Procedemos a utilizar la báscula para pesar dicha tara con el material.

5. Posteriormente la muestra es sometida en el horno por 24 horas con el fin de determinar el grado de saturación de la muestra.

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6. Al día siguiente la muestra es retirada del horno y nuevamente se pesan.

7. Se forman los resultados y con las expresiones ya practicadas en clase se determina los parámetros mencionados. Con el cual concluye la práctica.

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RESULTADOS. Wtara: 25 g Volumen de la sección anillada: Diámetro: 5cm Altura:

2 cm

Radio:

2.5 cm

Radio de la base: π × R2 : (π)(2.5)2 =19.63 cm2 A=19.63 cm2 Volumen: A × H: (19.63 cm2)(2 cm)= 39.67 cm3 Volumen: 39.67 cm3

W tara + W arcilla = 69 gr W arcilla= 44 gr. W tara + W arcilla = 62 gr W arcilla= 37 gr.

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Ww= Wm- Ws

Vv= vw+va

Ww= 44 gr – 37 gr

Vv= 7 cm3+ 18.11 cm3

Ww: 7 gr

e=

Vv

Vs 25.11𝑐𝑚3

e= 13.86𝑐𝑚3 e= 1.83

Vv=25.11 cm

Vs= 3

37 𝑔𝑟 2.67

Vs= 13.86 cm3

Va= Vm-Vw-Vs

W (%) =

Va= 39.27 cm3 -7 cm3-13.86

7 𝑔𝑟

cm3

37 𝑔𝑟

𝑊𝑤 𝑊𝑠

(100)

W= 18.9 %

Va= 18.41 cm3 n=

Vv

Vm

(100)

25.11 𝑐𝑚3 39.27 𝑐𝑚3

(100)

n= 64.71 %

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SUSTITUYENDO VALORES:

d= d=

𝑊𝑠 𝑉𝑚 37gr 39,27𝑐𝑚3

d = 0.94 gr/

cm3

m´=

Ss−1

2.67−1

( 0.94)

2,67

Ss

. 𝑑

m´= 0.59 gr/cm3 m= m=

𝑊𝑚 Vm

´=

Ss−1 1+e

44gr

2.67−1

39,27𝑐𝑚3

1+1.83

m = 1.12 gr/cm3

. 0

(1)

´= 0.59

Ws+Ww

Sat =

Vm

37 gr+7gr 39.27 𝑐𝑚3

sat= 1.12 gr/cm3

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CUESTIONARIO. 1. Defina lo siguiente A) peso específico relativo (ss): El peso específico relativo, en cambio, es un número sin dimensiones que indica la relación entre el peso de un volumen determinado de cierta substancia y el peso de un volumen igual de agua destilada en condiciones de máxima densidad (4 °C). El peso específico relativo o gravedad específica de un suelo se toma como el valor promedio para los granos del suelo. Este valor es necesario para calcular la relación de vacíos de un suelo, se utiliza también en el análisis de hidrómetro y es útil para predecir el peso unitario de un suelo. Generalmente este valor se utiliza para clasificar los minerales del suelo. La gravedad especifica o peso específico relativo de cualquier sustancia se define como “El peso unitario del material en cuestión dividido por el peso unitario del agua destilada a cuatro grados Celcius.”

𝑆𝑠:

𝑉𝑠 𝑉𝑠

B) peso específico de la masa (sm): Es el vínculo existente entre el peso de una cierta sustancia y el volumen correspondiente. C) peso específico de las fases sólidas de un suelo: Es la relación que existe entre el peso de los solidos y volumen del sólido, se expresa:

𝛾𝑠:

𝑊𝑠 𝑉𝑠

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2. Con respecto a las relaciones fundamentales de los suelos indique las variaciones de los valores que se pueden presentar A) relación de vacíos (e) Conocido como índice de oquedades o poros, su valor puede variar de 0 a infinito, pero en la práctica sus valores pueden estar entre 0.25 que corresponde a mantos de arena y grava muy compactos y el otro valor extremo puede ser 15 o 16 que corresponde a suelos finos o arcillas muy expansivas y compresibles y se representa: 𝑒:

𝑉𝑣 𝑉𝑠

B) porosidad (n) La porosidad de un suelo se define como la relación que existe entre el volumen de vacíos y el volumen de la masa del suelo, puede variar este valor de 0 a 100%; si la porosidad es igual a cero se habla de un suelo, si la porosidad vale 100 será un espacio vacío en mecánica de suelo la porosidad varía de 20 a 95% y se representa: 𝑛(%):

𝑉𝑣 𝑥100 𝑉𝑚

C) grado de saturación (gw) Es la relación que existe entre el volumen del agua y su volumen de vacíos, sus valores pueden variar de 0 a 100%; si el grado de saturación es igual a cero indica que es un suelo seco; si el grado de saturación es igual a 100 indica que el suelo está saturado. En un sentido de práctica es así como el grado de saturación queda expresado: 𝐺𝑤(%):

𝑉𝑤 𝑥100 𝑉𝑣

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D) contenido de agua o humedad (w) Es la relación que existe entre el volumen del agua contenido en el suelo y el peso de los sólidos. este valor en la naturaleza varía ampliamente por ejemplo las arcillas japonesas presentan de 1,200 a 1400% y en el valle de México se encuentra arcillas que presentan un valor entre 500 y 600%; su expresión es la siguiente: 𝑊(%):

𝑊𝑤 𝑥100 𝑊𝑠

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CONCLUSIÓN. Para poder comprender la relación que existe entre las fases de un suelo es importante determinar la relación de pesos y volúmenes que existen de manera física ya que estas relaciones nos llevan a determinar las relaciones fundamentales que son muy importantes. Mediante el cálculo de las relaciones volumétricas Se pudo determinar la calidad del suelo y darnos cuenta en que actividad se les puede sacar provecho Los resultados finales de muchos análisis dependen de su expresión a base de peso seco de suelo. Esto es de importancia debido a que en el suelo el contenido de humedad puede variar ampliamente en función del tiempo mientras que el peso seco es constante a través del tiempo. En el análisis, el contenido de humedad es usualmente reportado como el porciento de humedad relativa, el cual es igual a la masa de agua por unidad de masa de suelo seco al horno .

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BIBLIOGRAFÍA. Mecánica de suelos. Eulalio Juárez Badillo, Alfonso Rico Rodríguez. http://equipo2-1.blogspot.mx/2009/02/fase-solida-del-suelo.html http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_suelos

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ANEXOS.

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