INTRODUCCION

RELACIONES FUNDAMENTALES

Siendo el suelo un medio poroso está formado normalmente por tres fases:

FASE SOLIDA: Formada por partículas minerales, materia orgánica o por ambas.

FASE LIQUIDA: Constituida principalmente por agua, que llena parcial o totalmente los vacios del suelo.

FASE GASEOSA: Constituida principalmente por aire, que llena los vacios que no llena la fase liquida.

Estas tres fases pueden ser representadas esquemáticamente y en forma ideal de la siguiente manera:

DIAGRAMA DE FASE DE SUELOS

PESO UNITARIO DE LOS SUELOS (W)

Peso unitario de la masa de suelo húmedo (r}: Es el cociente entre el peso total (suelo más agua) y el volumen total del suelo.

Peso unitario de suelo seco (rd): Es el cociente entre el peso de las partículas sólidas y el volumen total de la masa de suelo.

Para la determinación del peso unitario de los suelos, se dispondrá de tres tipos de muestras, referidas a la forma:

1. Muestras de suelo sin forma determinada.2. Muestras de suelo de forma regular.3. Muestras de suelo de forma irregular.

FASE LIQUIDA

FASE GASEOSA

FASE SOLIDA

Relación de vacíos (e): Se define a la expresión existente entre el peso unitario de las partículas sólidas y el volumen total de la masa suelo para el peso seco de suelo menos uno.

e=γ s∗VW s

−1

Porosidad (n%): Siendo un indicativo de la cantidad de porosidad que en porcentaje tiene el suelo, se expresa de dos formas como se observa en las siguientes ecuaciones.

n%=1−W s

γ s∗V∗100 ó n%= e

1+e∗100

Grado de saturación(s): Es el cociente entre el contenido de humedad y el peso unitario de las partículas sólidas para la relación de vacíos, y para que el resultado del grado de saturación sea relevante debe expresarse en porcentaje.

s=W∗γ se

⇒ s%=W∗γ se

∗100

Como el peso seco del suelo (Ws): Interviene en la mayoría de cálculos del presente ensayo también será motivo de cálculo por lo que utilizaremos la siguiente fórmula:

W s=Ww

1+W

OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES:

1. Determinar el peso específico y las relaciones fundamentales de las muestras de suelo en laboratorio tanto de forma irregular como regular en muestras alteradas o inalteradas.

2. Determinar el volumen de una muestra de suelo en laboratorio tanto de forma regular como irregular.

3. Determinar el contenido de agua en porcentaje de las muestras de suelo que se utilizaron en esta práctica.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

1. Determinar en el laboratorio el contenido de humedad de las muestras de suelo dispuestos para la práctica.

2. Determinar el peso unitario del suelo para tener una idea clara del tipo de suelo como también su contenido de minerales entre otros factores que podrían influir directamente para el uso del suelo ya sea como soporte de los cimientos de una obra o como material de construcción.

3. Determinar las relaciones fundamentales del suelo, que son las que nos dan una idea clara del suelo que vamos a utilizar en una obra civil.

EQUIPO Y MATERIAL UTILIZADO

EQUIPO:

1. Balanza de precisión A ± 0.01g.

2. Balanza de precisión A ± 0.1g.

3. Balanza de precisión A ± 1g.

4. Horno de secado, a temperatura constante de (110°C ± 5°C).

5. Calibrador A ± 0.05 mm.

6. Porta tarro N° 15.

7. Tarritos de aluminio.

8. Tarro para medir el volumen del suelo.

9. Bandeja de plástico

10. Balde de plástico.

11. Cuchillo.

12. Espátula.

13. Esponja.

14. Franela.

MATERIAL:

1. Tipos de suelos (suelos sin forma determinada, de forma regular e irregular).

2. Parafina en estado líquido.

3. Agua.

PROCEDIMIENTO

MUESTRAS DE SUELO SIN FORMA DETERMINADA

1. Realizar la descripción del suelo.

2. Determinar el volumen del tarro de acero inoxidable llenándolo de agua para luego pesarlo y de esta manera conocer su volumen.

3. Con la balanza determinar el peso del tarro de aluminio.

4. Colocar en el tarro de acero inoxidable el suelo suelto (sin compactar) enrazar valiéndose de la regleta y pesarlo en el recipiente.

5. Colocar en el tarro de acero inoxidable el suelo compactarlo dándole golpecitos contra la mesa, enrazar valiéndose de la regleta y pesarlo en el recipiente.

6. Tomar dos porciones en cantidades suficientes de arena, colocarlos en el porta tarros para determinar el contenido de humedad.

7. Luego de 24 hs que ha permanecido en el horno las muestras de suelo, pesamos para determinar su contenido de humedad.

MUESTRAS DE SUELO DE FORMA REGULAR

1. Determinar el peso de las muestras de suelo con forma cilíndrica con mucha precaución de tal forma de evitar que se desmorone.

2. Medir con el calibrador el diámetro de cada cilindro en tres lugares diferentes (extremos y en el medio) para poder sacar un promedio, lo mismo para la altura.

3. Tomar muestras de los suelos y colocarlos en los recipientes para determinar el contenido de humedad.

4. Pesar luego de 24 hs. El suelo que a sido depositado en el horno.

MUESTRAS DE SUELO DE FORMA IRREGULAR

1. Retirar la parafina que se encuentra cubriendo la superficie del suelo de las dos muestras que no tiene una forma regular y determinamos su peso.

2. Cubrir la superficie del suelo con parafina que se encuentra en forma líquida para impermeabilizar a las muestras.

3. Obtener el volumen de estas muestras de suelo mediante el empuje hidrostático sobre ellas al ser sumergidas en agua.

4. Determinar y registrar el peso de la muestra de suelo más parafina en el aire y por diferencia determinar y registrar el peso de la parafina.

5. Determinar y registrar el peso de la muestra de suelo más parafina en el agua colocando la muestra de suelo más parafina en la canastilla a fin de que la muestra esté cubierta por el agua.

6. Determinar y registrar por diferencia el peso de la muestra de suelo más parafina en el agua.

7. Desechar con el cuchillo la cubierta de parafina que tiene la muestra de suelo irregular y obtenemos de esta una muestra representativa que nos permita determinar su contenido de agua.

CONCLUSIONES:

1. Los suelos presentan diferencia en sus propiedades físicas, como en el olor, color, etc.

2. El suelo húmedo tiene un peso mayor que el suelo secado al horno.

3. Cada suelo tiene un porcentaje de humedad distinta.

4. Un suelo suelto tiene mayor porosidad que un suelo compactado esto se lo comprueba en los resultados obtenidos.

5. Tanto la porosidad como la relación de vacíos indican el porcentaje relativo de volumen de los poros en una muestra de suelo, que por lo general se trata de agua.

6. Podemos concluir que el grado de saturación es más alta en las arenas compactadas y es más bajas en las arenas sueltas.

7. La realización de esta práctica es muy importante ya que con los resultados que obtenemos nos podemos dar cuenta del tipo de suelo en diferentes partes del país.

8. El mayor porcentaje de contenido de humedad tiene los cuerpos de forma regular.

a) Utilidad e importancia en obras civiles:

1. Saber anticipar el tratamiento adecuado a los suelos sin forma determinada, con forma regular y con forma irregular, con la finalidad que el suelo sea apto para la construcción.

2. Las relaciones fundamentales de las muestras de suelos son importantísimas para el manejo comprensible de las propiedades mecánicas del suelo y un completo dominio de su significado y sentido físico, para así usar la mejor técnica de cimentación de obras civiles.

3. Para una obra civil es de vital importancia el conocimiento previo del peso específico del suelo, para conocer las prestancias y deficiencias que pudiera tener el suelo a ser usado como base de una estructura de una obra civil.

Recomendaciones:

1. Al pesar las muestras de suelo cubiertas con parafina en el agua no se debe de extender el tiempo resumersión ya que las muestras pueden absorber humedad que cambiarían los resultados de los pesos específicos unitarios.

2. Llenar el volumen del recipiente metálico de manera precisa ya que puede alterar el peso unitario de las muestras de suelo.

3. En las muestras de suelo de forma regular es imprescindible la paciencia al tomar medidas del diámetro y de la altura, para no destruirlas.

4. Al cubrir con parafina las muestras de suelo se debe tener la precaución de cubrir todos los poros para que al sumergir en el agua no se altere la muestra.

5. Tener cuidado de pelar bien la parafina de la muestra de suelo para no romperla, quitar bien la parafina y no exceder en el corte de la muestra de suelo a fin de evitar el desperdicio de suelo.

6. Se debe encerar la balanza de la manera más correcta para evitar errores en la toma de los pesos de las muestras.

7. Visualizar bien las muestras para la descripción.

8. Si el contenido de humedad varia + del 5% con referencia al porcentaje de las dos muestras tomadas de un mismo suelo la práctica se debe repetir ya que ese porcentaje de error es demasiado grande.

9. Realizar correctamente los cálculos con los datos obtenidos.

Bibliografía:

1. Mecánica de suelos: T. William Lambe. Paginas: 41-42-43

2. Manual de suelos, Prácticas de laboratorio: Cueva Lema: Paginas: 24 a la 30

3. Mecánica de suelos: Tschebotarioff, Gregory: Paginas: 35 a la 40.