Primera Practica De Suelos-propiedades Fisicas Y Mecanicas De Los Suelos

FACULTAD DE INGENIERIA

MECANICA DE SUELOS I

PRIMERA PRÁCTICA DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS.

I.

INTRODUCCIÓN El estudio de las propiedades físicas y mecánicas de los suelos, nos permite tener una acertada apreciación del tipo de suelo con el que se va a trabajar; pues, se debe considerar que todo suelo está sometido a deformaciones y tensiones internas, debido a sus propiedades así como también a la influencia del medio ambiente. Podríamos señalar que el Ingeniero Civil; deberá analizar estas propiedades e interpretar sus resultados, para poder aplicar el método de cimentación adecuado para cada tipo de suelo en el arte de la construcción.

II.

OBJETIVOS • Comprender las características y el comportamiento que presenta cada tipo de suelo estudiado como un elemento prescindible en la vida diaria del Ingeniero Civil(suelo de fundación). • Analizar las propiedades físico – mecánicas y elásticas de los suelos y así poder evaluar su capacidad de resistencia. • Interpretar en forma correcta los resultados obtenidos en la práctica de laboratorio en el ensayo de la muestra (suelo), con el fin de emitir un juicio con respecto a sus propiedades físico - mecánicas. • Determinar y cuantificar los valores de las propiedades físicas – mecánicas y elásticas del suelo en estudio.

III.

EQUIPO.

1

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MECANICA DE SUELOS I

Para el desarrollo de la presente práctica de laboratorio se utilizó los siguientes instrumentos:

–

Balanza Mecánica.

–

Cincel Y Martillo.

–

Probeta

–

Balanza electrónica.

–

Balanza hidrostática.

–

Bolsas Plásticas.

–

Bomba de vacíos.

–

Fiola.

–

Matraz.

–

Mortero.

–

Recurso humano.

–

Taras.

–

Tamiz N°10

–

Tamiz N° 30

–

Horno.

DESARROLLO DE LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO

2

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MECANICA DE SUELOS I

1. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN SUELO 1.1.

PROCEDIMIENTO –

Rotular y pesar una Tara (usar una balanza con 0.01 de aproximación).

–

Registrar el peso de la tara mas la muestra húmeda.

–

Secar la muestra con la tara al horno a 100 °C durante 24 horas.

–

Registrar el peso de la tara más la muestra en estado seco.

–

Calcular el contenido de humedad.

Ww *100 Ws

ω (%) = Donde:

Ww: Peso del agua contenida en la muestra Ws: Peso de los sólidos de la muestra Determinación del Contenido de Humedad (1)

TARA #

B-10

B-11

B-12

(2)

Peso(tara) gr

43.40 gr

43.00 gr

43.60 gr

(3)

Peso(tara) gr + Peso(muestra natural) gr

252.10 gr

225.70 gr

267.00 gr

Llevar la muestra al horno unas 24 horas a +- 105°C (4)

Peso(tara) gr + Peso(muestra seca) gr

199.30 gr

184.00 gr

213.10 gr

Resultados (5)

Peso de la parte liquida = (3) - (4)

52.80 gr

41.70 gr

53.90 gr

(6)

Peso de la parte solida =(4) - (2)

155.90 gr

141.00 gr

169.50 gr

(7)

Contenido de Humedad(%) = (5)/(6)*100

33.87 %

29.57 %

31.80 %

(8)

Contenido de Humedad (Promedio)(%)

2.

31.75 %

DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO DE SOLIDOS

3

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2.1.

MECANICA DE SUELOS I

METODOS

A) PARA GRAVAS Procedimiento –

Lavar y secar la grava

–

Atar la grava con hilo y registrar su peso

–

Sumergir la grava y registrar su peso.

–

Calcular peso específico de sólidos.

γs =

Ws(aire) Ws(aire) − Ws( sumergido)

Donde: Ws: Peso de la grava ya sea en el aire como en el agua

Determinación del peso Especifico de Sólidos (Método A) Utilizando la balanza hidrostática (Utilizando gravas no que pasen por el tamiz #4) Nota: Secar previamente las muestras en el hormo 24h (1)

Muestra #

1

2

3

(2)

Peso(muestra seca aire) gr

8.65 gr

27.19 gr

21.72 gr

(3)

Peso(muestra sumergida) gr

4.67 gr

15.85 gr

11.45 gr

2.40 gr/cm^3

2.11 gr/cm^3

Resultados (4)

Peso Especifico de Sólidos = (2)/((2 – (3))

(5)

Peso Especifico de Sólidos(Promedio)

2.17 gr/cm^ 3

2.23 gr/cm^3

B) PARA SUELOS CON FINOS Procedimiento –

Secar la muestra al Horno 24 horas a 100 ° C de temperatura.

–

Triturar en el mortero.

–

Registrar el peso del matraz vacío.

–

Registrar el peso del matraz con agua hasta 500 ml.

4

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–

MECANICA DE SUELOS I

Secar el matraz durante 10 minutos al Horno, introducir la muestra seca al matraz y pesar.

–

Adicionar agua hasta la tercera parte del matraz y someter a la bomba de vacíos por 15 ó 20 minutos.

–

γs =

Aforar hasta 500 ml y pesar

Ws Ws + Wfs − Wfws

Donde: Ws: Peso de Sólidos Wfs: Peso de la fiola mas suelo Wfws: Peso de la fiola mas agua mas suelo.

Determinación del peso Especifico de Sólidos (Método B) Utilizando un matraz y agua destilada (Utilizando gravas que pasen por el tamis #4) Nota: Secar previamente las muestras en el hormo 24h (1)

Muestra #

1

2

3

(2)

Peso(matraz) gr

162.00

162.00

162.00

(3)

Peso(muestra seca) gr

98.00

100.00

102.00

(4)

Peso (Matraz + 500ml de agua) gr

660.00

660.00

660.00

(5)

Peso (matraz+agua hasta 500ml+muestra) gr

719.00

720.00

722.00

2.51

2.50

2.55

Resultados (6)

Peso Especifico de Sólidos = (3)/((3)+(4)-(5))

(7)

Peso Especifico de Sólidos (Promedio)

5

2.52 gr/cm^3

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2.

MECANICA DE SUELOS I

DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO APARENTE DE UNA MUESTRA DE SUELO METODO DEL REEMPLAZO DE ARENA Procedimiento –

Determinación de la densidad de la arena de reemplazo.

Pasos Registrar el peso de la botella mas arena inicial. Registrar el volumen del molde a través del diámetro y la altura, y el Peso de dicho molde. Montar la placa base sobre el molde y luego la botella, abrir la válvula hasta copar el molde, cerrar el molde y retirar la botella y placa base. Enrasar el molde y registrar el peso de la arena mas el molde. Calcular el peso de la arena. Calcular la densidad de la arena.

γa = –

Warena Vmolde

Determinación de la cantidad de arena que ocupa el embudo.

Registrar el peso de la botella mas la arena. Ubicar la placa base sobre una mesa, montar la botella y abrir la válvula. Cerrar la válvula y registrar el peso restante. Calcular por diferencia el peso del arena en el embudo. –

Determinación de la densidad seca en el campo.

Enrasar la superficie del terreno el que debe estar excento de hierbas y material suelto. Acomodar la placa base y proceder a excavar un hoyo de similar profundidad al del molde recuperando íntegramente el material excavado registrando su peso.

6

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MECANICA DE SUELOS I

Registrar el peso de la botella con arena inicial, montar la botella sobre la placa base y abrir la válvula hasta copar completamente con arena el embudo y excavación y cerrar la válvula. Registrar el peso de la botella con arena restante. Determinar el peso de la arena que ocupe la excavación. Calcular el volumen de la excavación considerando la densidad de arena de reemplazo.

γd =

Ws Vm

Donde: Ws: Peso de Sólidos Vm: Volumen de la muestra Existe un método indirecto para calcular el peso de sólidos:

Ws =

Wm w(%) 1+ 100

Donde: Wm: Peso de la muestra en estado natural. W (%): Contenido de humedad. El Volumen de la muestra se calcula mediante la arena

Vm =

Warenaenexcavacion γ arena

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MECANICA DE SUELOS I

Determinación del Peso Especifico de una Muestra 1° Etapa Datos (1)

Muestra

1

2

3

(2)

Diámetro del Molde(cm)

10.500

10.500

10.500

(3)

Altura del Molde(cm)

14.650

14.650

14.650

(4)

Volumen de de Arena en el Molde(cm^3) = ( (2)^2*(3))/4

1268.546

1268.546

1268.546

(5)

Peso del Molde (gr)

2088.000

2088.000

2088.000

(6)

Peso (molde + arena) (gr)

3786.000

3782.000

3788.000

(7)

Peso de la Arena (gr) = (6) - (5)

1698.000

1694.000

1700.000

(8)

Peso Especifico (Arena) (gr/cm^3) = (7)/(4)

1.339

1.335

1.340

(9)

Peso Especifico de la Arena(Promedio)

1.337 gr/cm^3

2° Etapa ( 10 ) Peso de arena en la Botella Inicial (gr)

7328.000

6964.000

6608.000

( 11 ) Peso de arena en la Botella Final (gr)

6964.000

6608.000

6252.000

( 12 ) Peso de arena en el Embudo (gr) = (10) - (11)

364.000

356.000

356.000

( 13 ) Peso de Arena en el Embudo (Promedio)

358.667 gr

3° Etapa ( 14 ) Peso de la muestra excavada (gr)

1450.000

( 15 ) Peso del Molde con Arena Inicial (gr)

8618.000

8568.000

8364.000

( 16 ) Peso del Molde con Arena Final (gr)

6872.000

6780.000

6606.000

( 17 ) Volumen de la Muestra (cm^3) = ( (15)-(16)-(13) )/(9)

1037.267

1068.669

1046.239

1.398

1.357

1.386

( 18 ) Peso Especifico de la Muestra (gr/cm^3) ( 19 ) Peso Especifico de la Muestra Promedio (gr/cm^3)

8

1.380 gr/cm^3

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2.

MECANICA DE SUELOS I

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD SECA DE LA MUESTRA DE SUELO Procedimiento

-

Utilizando las muestras de suelo obtenidas en la práctica se

anterior puede obtener el contenido de humedad necesario para hallar la densidad seca de la muestra de suelo utilizando la siguiente fórmula:

γd =

γm W (%) 1+ 100

Determinación de la Densidad Seca de la Muestra de Suelo Datos ( 20 )

Tara #

B-20

B-21

B-22

( 21 )

Peso de la Tara (gr)

43.000

56.000

41.000

( 22 )

Peso de la Tara con Muestra Húmeda (gr)

382.000

438.000

402.000

( 23 )

Peso de la Tara con Muestra Seca (gr)

346.000

400.000

366.000

( 24 )

Contenido de Humedad de la Muestra (%) = ( (22) - (23) )/( (23) - (21) )

11.881

11.047

11.077

( 25 )

Densidad Seca (gr/cm^3) = ( (19) )/( 1+ (24)/100 )

1.234

1.243

1.243

( 26 )

Densidad Seca Promedio (gr/cm^3)

1.240 gr/cm^3

9

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MECANICA DE SUELOS I

HOJA DE RESUMEN DE LOS DATOS: Ensayo de Laboratorio

Resultados

Contenido de Humedad (%)

31.747 %

Peso Especifico de Sólidos (Método A)

2.229 gr/cm^3

Peso Especifico de Sólidos (Método B)

2.521 gr/cm^3

Peso Especifico Aparente de la Muestra de Suelo

1.380 gr/cm^3

PESO ESPECIFICO DE LA ARENA DE REEMPLAZO

1.337 gr/cm^3

PESO DE LA ARENA QUE OCUPA EL EMBUDO

358.667 gr

PESO DE LA MUESTRA EXCAVADA (Wm)

1450.000 gr

Contenido de Humedad de la muestra de Suelo (%) Densidad Seca de la muestra de Suelo

11.335 % 1.240 gr/cm^3

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MECANICA DE SUELOS I

BLOQUE ESQUEMATICO

01PESOS GASEOSA LIQUIDA SÓLIDA 548.393 502.332 1050.725 147.56 1450.00 1302.434 354.766 47.566gr VOLÚMENES cm3 6

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MECANICA DE SUELOS I

Relacione Resultados s Wm (gr) 1450.0 WS (gr) 1302.434 WW (gr) 147.566 3 Vm (cm ) 1050.725 Vs (cm3) 548.393 3 Vw (cm ) 147.566 Vv (cm3) 502.332 Va 354.766

IV:

CONCLUSIONES RECOMENDACIONES

Conclusiones: –

Los parámetros utilizados en la presente práctica son de vital

ayuda

para

conocer

las

características

de

un

determinado suelo. –

Los procedimientos seguidos son sencillos, lo cual facilita el trabajo de Campo.

–

Estos conocimientos obtenidos en esta práctica ha puesto al grupo en contacto con la realidad.

Recomendaciones:

–

Se debe contar en el laboratorio con más instrumentos y dispositivos de precisión para una mejor realización de las prácticas.

12

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MECANICA DE SUELOS I

- Debería ampliarse los horarios de atención en el laboratorio para abastecer a todos los alumnos en sus prácticas. –

Se recomienda la calibración de los dispositivos de trabajo existentes e implementación de dicho laboratorio con instrumentación moderna.

Bibliografía: - Microsoft Encarta 2008

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