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


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

1. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DE UN SUELO

2


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.

ω (% )=Ww

Ws∗100

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)(%) 31.75 %

2. DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO DE SOLIDOS

2.1. METODOS

3


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.

γ s=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

Resultados

( 4 ) Peso Especifico de Sólidos = (2)/((2 – (3))2.17

gr/cm^3

2.40 gr/cm^3

2.11 gr/cm^3

( 5 ) Peso Especifico de Sólidos(Promedio) 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.

- Secar el matraz durante 10 minutos al Horno, introducir la

muestra seca al matraz y pesar.

4


- Adicionar agua hasta la tercera parte del matraz y someter

a la bomba de vacíos por 15 ó 20 minutos.

- Aforar hasta 500 ml y pesar

γ s=Ws

Ws+Wfs−WfwsDonde:

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

Resultados

( 6 ) Peso Especifico de Sólidos = (3)/((3)+(4)-(5)) 2.51 2.50 2.55

( 7 ) Peso Especifico de Sólidos (Promedio) 2.52 gr/cm^3

3. DETERMINACION DEL PESO ESPECIFICO APARENTE DE UNA

MUESTRA DE SUELO

METODO DEL REEMPLAZO DE ARENA

5


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.

γ a=WarenaVmolde

- 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.

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.

6


Determinar el peso de la arena que ocupe la excavación.

Calcular el volumen de la excavación considerando la densidad

de arena de reemplazo.

γ d=WsVm

Donde:

Ws: Peso de Sólidos

Vm: Volumen de la muestra

Existe un método indirecto para calcular el peso de sólidos:

Ws= Wm

1+w(% )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=Warenaenexcavacionγ arena

Determinación del Peso Especifico de una Muestra 1° Etapa

7


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

( 18 ) Peso Especifico de la Muestra (gr/cm^3) 1.398 1.357 1.386

( 19 ) Peso Especifico de la Muestra Promedio (gr/cm^3) 1.380 gr/cm^3

4. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD SECA DE LA MUESTRA DE

SUELO

Procedimiento

8


- 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:

Determinación de la Densidad Seca de la Muestra de SueloDatos

( 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

HOJA DE RESUMEN DE LOS DATOS:

Ensayo de Laboratorio Resultados

Contenido de Humedad (%) 31.747 %

9

γ d =γm

1+W (% )100


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 (%) 11.335 %

Densidad Seca de la muestra de Suelo 1.240 gr/cm^3

BLOQUE ESQUEMATICO

10

1050.725

502.332

548.393 SÓLIDA

LIQUIDA

GASEOSA 0

147.566

1302.434

1450.00

147.566

354.766

VOLÚMENES cm3

PESOS gr


Relaciones

Resultados

Wm (gr) 1450.0WS (gr) 1302.434WW (gr) 147.566Vm (cm3) 1050.725Vs (cm3) 548.393Vw (cm3) 147.566Vv (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.

11


- 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.

- 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

12

primera practica de suelos-propiedades fisicas y mecanicas de los suelos

Documents