geotecnia i peso especifico suelos cohesivos

8/17/2019 GEOTECNIA I Peso Especifico Suelos Cohesivos

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UNIVERSIDAD DE

SUCREINFORME DETERMINACION PESO

UNITARIO PARA SUELOS COHESIVOS

ASTM 2937, AASHTO: T-180


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GEOTECNIA I

INFORME DE LABORATORIO

PRACTICA N°5:

DETERMINACION DEL PESO UNITARIO DE SUELOS COHESIVOS

ASTM 2937, AASHTO: T-18

PRESENTADO A:

ING! CARLOS MEDINA

PRESENTADO POR:

ASSIA DE LA ROSA "OSE GUILLERMO

BARRIOS SOTO "OSE RAFAEL

PATERNINA MU#O$ LICENA PATRICIA

SALCEDO MADERA NESTOR LUIS

GRUPO N°2

INGENIERIA CIVIL

V SEMESTRE

UNIVERSIDAD DE SUCRE

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

SINCELE"O, SUCRE

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RESUMEN

Para la práctica correspondiente a peso unitario se siguieron las siguientes pautas:

primero con la muestra de suelo obtenida a través del equipo extractor de

muestras inalteradas de suelos cohesivos y un cilindro de pared delgada, se

procedió a moldearla y cortarla para que no presente irregularidades en su formacilíndrica, luego se pesó. Para la obtención del primer volumen se midió el cilindro

con un vernier, se tomó tres veces la altura y el diámetro. Para la obtención del

segundo volumen se introduo el cilindro en un beac!er de "#$ ml vacío y se le

a%adió agua, la cual estaba medida en una probeta de "#$ ml enrasada, hasta

completar la medida del beac!er& la cantidad de agua que quedo en la probeta se

le resta a su volumen original lo cual sería el volumen de agua depositado en el

beac!er para obtener así el volumen de la muestra mediante el principio de

'rquímedes. Por ultimo dividimos la muestra y la secamos al horno para

determinar su humedad. (e esta forma se consigue medir el peso unitario h)medo

mediante los dos ensayos mencionados anteriormente con los vol)menes

obtenidos y el peso de la muestra& y el peso unitario seco mediante la humedad

obtenida.

OB"ETIVOS

OB"ETIVOS GENERALES

• *ntroducir al estudiante al concepto de pesos unitarios de los suelos

cohesivos y su aplicación en la mecánica de suelos.

OB"ETIVOS ESPECIFICOS

• +alcular el peso unitario o densidad aparente de una muestra de suelo

cohesivo.

• +omprender los alcances y limitaciones del ensayo realiado

• +lasificar el tipo de suelo ensayado con base en el valor del peso unitario

obtenido.


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MARCO TEORICO

-l peso unitario de los suelos está definido como el peso de la muestra gr/ sobre

su volumen cc/. -ste es una de las relaciones gravimétricas de mayor utilidad en

la resolución de problemas en la mecánica de suelos, tiene gran aplicación en

geotecnia debido a las correlaciones que existen con otros parámetros de

ingeniería tales como el ángulo de fricción interno y la resistencia en el ensayo de

penetración estándar.

-l peso unitario del suelo varía de acuerdo al contenido de agua que tenga el

suelo, que son h)medo no saturado/, saturado y seco. -l peso unitario h)medo

es definido como el peso de la masa de suelo en estado no saturado por unidad

de volumen, el peso unitario seco, se define como el peso de suelo sin contenido

de agua por unidad de volumen de la muestra.

Por otra parte, muchas fórmulas que permiten estimar los asentamientos posibles

de estructuras fundadas sobre suelos granulares, están basadas en el peso

unitario. -xisten sin embargo dificultades para determinar el peso unitario en

suelos granulares de grandes tama%os. 0a que la obtención de muestras

inalteradas en suelos granulares resulta impracticable, a menos que ellas sean

obtenidas por procedimientos tan especiales y costosos como el congelamiento, el

peso unitario adquiere importancia porque permitiría reproducir esta condición de

estado en el laboratorio.

1no de las procedimientos empleados para obtener el peso unitario de suelos

cohesivos se basa en el principio de 'rquímedes, el cual establece que todo

cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empue vertical y hacia arriba igual

al peso de fluido desaloado.

2a explicación del principio de 'rquímedes consta de dos partes

-l estudio de las fueras sobre una porción de fluido en equilibrio con elresto del fluido.

2a sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma

forma y dimensiones.

-ste procedimiento puede utiliarse para obtener el volumen desplaado de

cualquier suelo cohesivo que no se destruya por estar dentro del agua de 3 a "

min requeridos para hacer el ensayo. 4o es aplicable a material poroso o a suelo

muy seco, a menos que se encuentre en un alto estado de densidad ya que una


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1. Tomar unamuestra del !l!ndro

de muestra!nalterada.

".Pesar la muestratomada.

#.tomar ded!$erentes an%ulos

el d!ametro & laaltura de la

muestra.

'.Introdu!r lamuestra en un

(ea)er & rellenar*asta lle%ar a"++ml on la

,ro-eta ue ten!a&a los "++ml dea%ua.

/. Saar la muestrasearla

ra,!damente on un,a0uelo & ,esar

nue-amente

. Haer los

res,et!-osalulos.

absorción apreciable de agua por capilaridad o por cualquier otra forma puede

afectar los resultados.

PROCEDIMIENTO


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E%UIPOS UTILI$ADOS

• -quipo extractor de muestras inalteradas de suelos cohesivos opcional/

• -quipo para corte y tallado de las muestras

• 5alana de sensibilidad $.3 gr

• 6ernier o nonio calibrador

• 7ecipiente de volumen conocido 5eac!er/


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RESULTADOS OBTENIDOS

2os datos obtenidos en el laboratorio de la muestra de suelo cohesiva de forma

cilíndrica fueron los siguientes:

P&'( )&

*+

&'./

+

M&)00 V(*& 4(/+

)0/&.+

M&)00 (*& 6/0060( )&

A/&)&'

3## gr (3 8 9.3 cm h3 8 #.$;

cm

6ol. (el

recipiente:

"#$ ml

(" 8 9.< cm h" 8 #.$#

cm

2ectura *nicial

probeta

graduada 8

"#$ ml

(< 8 9. cm h< 8 #.$9

cm

2ectura =inal

probeta

graduada 8

>3 ml

M&'./+ N 1DESCRIPCIN P&'( ;


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Para calcular el volumen de la muestra de suelo cohesivo, se utiliaron dos

mediciones, una por medición directa con un vernier y la otra por medio del

principio de 'rquímedes.

M&)00 )0/&.+:

Para calcular el volumen por medio de este método, promediamos los diámetros y

las alturas y luego aplicamos la fórmula de volumen de un cilindro, V =π ∗ D2

4∗h

Dp=(4.71cm+4.73cm+4.77cm )

3,hp=

5.08cm+5.05cm+5.04 cm3

Diametro prom( Dp)=4.736 cm, Altura prom(hp)=5.056 cm

Volumen prom=π ∗ Dp2

4∗hp

Volumen prom=π ∗(4.736cm)2

4∗5.056cm

Volumenprom=89.07 cm3

M&)00 6(/ &)0( )&* 6/0060( )& A/&)&':

'ntes de hacer la medición comprobamos el peso de la muestra de suelo antes de

sumergirla en agua para aplicar este principio:

Peso muestra antes de sumergirse = 155 gr

Volumen del recipiente = 250 ml, agregamos la muestra de suelo cohesivo y

por medio de una probeta graduada con "#$ ml, echamos agua al recipiente:

Lectura inicial probeta graduada = 250 ml, Lectura fnal probeta

graduada = 91 ml.

-l volumen final de la probeta graduada, será nuestro volumen del suelo.


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Volumen de suelo = 91 ml o 91 cm3 o 0.000091 m3

'hora volvemos a pesar la muestra de suelo cohesivo

Peso muestra después de sumergirse = 15.1 gr.

2os pesos inicial y final se encuentran dentro de una aproximación de 3 a "

gramos, entonces el ensayo fue satisfactorio.

C+**( 6&'( 0.+/0( @&)(:

'hora el dilema es A+uál volumen escogerB 0 APor quéB -n una peque%a

discusión con el grupo de trabao decidimos escoger el volumen hallado por medio

del principio de 'rquímedes, aunque pueden presentarse errores de, este se

aproximará mucho más al volumen real de la muestra. Por el otro método de

medición directa, < tomas de lectura del cilindro de diámetro y de altura no serán

lo suficiente para obtener un volumen preciso, además tenemos que tener en

cuenta los errores que se pueden presentar, como el error de aproximación del

aparato, error del operador, etc. 'hora procedemos a calcular el peso específico

h)medo:

γhumedo=W

V

γhumedo=0.115kg∗9.8m /s

2

0.000091m3

γhumedo=12384 N /m3 o12.384 kN /m3

C+**( 6&'( 0.+/0( '&(:

-n primer lugar calculamos la humedad ω / de las " muestras de suelo y

promediamos:

Cuestra 4o3:


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ω=( Peso Suelo Humedo+ Lata )−( Peso Suelo Seco en Horno+ Lata)

( Peso Suelo Seco en Horno+ Lata )−( Peso Lata)

ω=69.3gr−59.9 gr59.9 gr−29.7 gr

x 100

ω1=31.12

Cuestra 4o":

ω=57.7 gr−47.6 gr47.6 gr−18.7 gr

x 100

ω2=34.94

'hora calculamos la humedad promedio:

ωpromedio=ω1+ω2

2

ωpromedio=31.12 +34.94

2

ωpromedio=33.03

0 por )ltimo calculamos el peso específico seco del suelo:

γd= γhumedo

1+prom

100

γd=12.384 kN /m3

1+33.03

100

γd=9.309 kN /m3


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ANALISIS DE RESULTADOS

2os métodos utiliados para hallar el peso específico h)medo y seco, son métodos

basados en la norma, pero hay que discernir que este ensayo puede tener sus

limitaciones al momento de calcular sus vol)menes, por eemplo en la

determinación del volumen mediante el principio de 'rquímedes no es aplicable

para suelos porosos o suelos muy secos, ya que se pueden afectar los resultados.

-s muy conveniente realiar varias veces el ensayo para la muestra de suelo

cohesivo para así minimiar los errores. -ste ensayo permite obtener en el terreno

el peso unitario h)medo total de un suelo cohesivo o de un sueloDagregado con

fines de investigación, control o dise%o.

-ntonces seg)n el peso específico seco que calculamos podemos clasificar elsuelo ensayado seg)n la tabla que se muestra a continuación:

Podemos decir que la muestra de suelo ensayada está comprendida entre una

arcilla blanda y una arcilla orgánica suave ya que su γd=9.309 kN /m3

!

Podemos decir que nuestro ensayo fue satisfactorio ya que comprendimos y

obtuvimos buenos resultados con la muestra de suelo.

CONCLUSIONES ? RECOMENDACIONES

(el anterior informe se puede concluir al momento de realiar el ensayo de peso

unitario para suelos cohesivos, es aplicable para suelos cohesivos que dentro de

un rango de tiempo no se alteren en su estructura, en nuestro caso nos

encontramos con un suelo que desde las características con las que se


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encontraba la muestra en el terreno era un suelo 'rcilloso debido a que era fácil

de moldear, presentaba un color negro grisáceo y que a la ve era altamente

plástico, basados en el estudio se logra estimar debido al tipo de peso unitario de

suelos cohesivos, que la muestra con la que contábamos se encontraba entre una

arcilla blanda y una arcilla orgánica suave. -ste tipo de ensayo puede tener unas

respectivas limitaciones y que están dadas por las características propias que

posee el material extraído, ya sean los vacíos presentes o la cantidad de agua con

la que se encuentre dicho material ya que no nos arroaría resultados

satisfactorios.

Para meores resultados es indispensable llevar a cabo un control sobre el

material a utiliar libre de impureas, bao una balana encerada, tener un

conocimiento previo de lo que se va a realiar en el laboratorio y seguir las

recomendaciones del tutor, que a la ve son exigidas y establecidas por la norma.

-sta práctica experimental es usada como una medida para estimar posibles

asentamientos y otros horiontes del campo ingenieril.

GUIA SUGERIDA

1! AEué precauciones se deben tener para poder medir el peso unitario desuelos con muchas bolsas de aireB APodría o no llenarse estos agueros

con ceraB7taF: Gi podrían llenarse los vacíos con cera, de tal manera que la muestra

no se inalterada en su estructura con las partículas de agua, dándole una

característica de impermeabilidad.

2! Apuede usted aplicar la técnica usada en la medición del peso unitario delas arenasB7taF: 4o se puede aplicar dicha técnica debido a que el principio de

'rquímedes presenta ciertas limitaciones, la arena al entrar en contacto

con el agua tendría discontinuidad , corriéndose hacia los lados.

3! -xplique si es posible o no usar otro liquido diferente al agua

BIBLIOGRAFIA

• 'GHC ">9, ''GIHJ: HD3;$

=undamentos de la Cecánica de Guelos, -12'2*J K1'7-L 5'(*22J,

Hercera -dición

• (as, 5raa C. =undamentos de *ngeniería geotécnica


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ANEOS

1! T(+ )& M&'./+'! Ge realió la toma de muestra de suelo en una de lasonas pertenecientes de la 1niversidad de Gucre ubicada a escasos metros

de la cancha sintética.

2! -xcavación Cediante picos y palas!

3! -xtracción de 2a Cuestra.


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! Cuestra Hallada, con forma +ilíndrica.

5! Cedición de 'ltura y de (iámetro.

! Pesar en la 5alana de sensibilidad


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7! Cuestra a%adida en un 5ea!er de #$$ ml +on 'gua y 7ecipiente de #$$ ml+on agua sobrante, se registra el volumen Mastado del recipiente.

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