Segundo Trabajo de Suelos

8/17/2019 Segundo Trabajo de Suelos

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FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

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INTRODUCCIÓN

La importancia del contenido de agua que presenta un suelo junto con lacantidad de aire, representan las características más importantes para poderexplicar el comportamiento de este. Esta propiedad física del suelo es muy útilen la ingeniería civil, además que se obtiene de una manera sencilla, elcomportamiento y resistencia de los suelos en construcción están regidos porla cantidad de agua que contienen.

ebido a esto en el presente informe se determinara el contenido de!umedad de una muestra de suelo de la "ona del tambo #predio la mejorada$,de una calicata de %.& metros. Esta prueba fue desarrollada en el laboratoriopor medio del m'todo del secado de !orno, donde la !umedad es la relaciónexpresada entre el peso del agua existente en una determinada masa desuelo y el peso de las partículas sólidas.

(ara determinar los datos requeridos para esta prueba, utili"aremosmuestras de suelo una alterada y otra inalterada, estas las llevaremos al!orno para obtener muestras secas y por simples cálculos obtendremos el

peso del agua y con el dato del suelo seco, reali"ar los cálculos y obtener elcontenido de !umedad en porcentaje.

MECÁNICA DE SUELOS I - MEDICIÓN DELA HUMEDAD 1


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OBJETIVO DE LA PRÁCTICA

) eterminación del contenido de !umedad de las muestras alterada einalterada de suelo.

) *onocer el uso del calor, como el medio más apropiado para !acerla extracción de la !umedad de agregados. +obre la relación queexiste entre la !umedad total, la !umedad superficial y absorción.



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MARCO TEORICO1. SUELO:

El suelo es el sistema complejo que se forma en la superficie del terreno,inicialmente por la alteración física y química de las rocas y luego tambi'n por la influenciade los seres vivos, desarrollando una estructura en niveles superpuestos, el perfil, y unacomposición química y biológica definidas.

esde el punto de vista biológico, las características del suelo más importantes son supermeabilidad, relacionada con la porosidad, su estructura y su composición química. Lossuelos retienen las sustancias minerales que las plantas necesitan para su nutrición y quese liberan por la degradación de los restos orgánicos. 4n buen suelo es condición para laproductividad agrícola.

Los suelos pueden tener algún grado de !umedad lo cual está directamente relacionadocon la porosidad de las partículas. La porosidad depende a su ve" del tama:o de losporos, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros. Las partículas de suelopueden pasar por cuatro estados, los cuales se describen a continuación2

• -otalmente seco. +e logra mediante un secado al !orno a 008;* !asta que lossuelos tengan un peso constante #generalmente %< !oras$.

•

(arcialmente seco. +e logra mediante exposición al aire libre.

• +aturado y +uperficialmente seco #+++$. En un estado límite en el que los suelostienen todos sus poros llenos de agua pero superficialmente se encuentran secos.Este estado solo se logra en el laboratorio.

• -otalmente =úmedo. -odos los suelos están llenos de agua y además existe agualibre superficial.

2. CONTENIDO DE HUMEDAD EN LOS SUELOS :

La !umedad o contenido de !umedad de un suelo es la relación, expresada comoporcentaje, del peso de agua en una masa dada de suelo, al peso de las partículas sólidas.

(ara determinar la !umedad de un suelo y expresarla en porcentaje por medio del m'todogravim'trico.

+e !a calculado que del total de agua dulce que !ay en la -ierra la mayor parte #casiel 38>$ se encuentra en forma de !ielo, tanto en los polos como en los glaciares. e la



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que se encuentra en forma líquida, la inmensa mayoría #un %8 > del total$ seencuentra

como agua subterránea en los acuíferos profundos, lejos del alcance de las raíces de lasplantas. (or lo que sólo queda un 0 > de agua dulce que se considera superficial #enlagos, ríos, atmósfera,?$. e esta cantidad, la mitad se encuentra en los lagos, mientrasque de un %8 a un , según diversos cálculos, se encontraría en los suelos #en losprimeros metros y al alcance de las plantas$. el resto del agua superficial un 08>aproximadamente se encontraría en la atmósfera y sólo un 0 > corriendo por los ríos.

3. PROCEDENCIA DEL AGUA DEL SUELO:En general el suelo en estado natural, en menor o mayor grado, siempre está !úmedo.

El agua que contiene #teniendo solo en cuenta la fase liquida$, puede ser clasificada, porsu origen, de la siguiente manera2

• 7gua de sedimentación

• @nfiltración

• *ondensación

El agua de sedimentación es la que !a quedado incluida en los suelos sedimentarios alproducirse el depósito de sus partículas. En ocasiones, tiene una gran importancia. Esfrecuente encontrar fangos marinos reci'n depositados que contienen 0%8> de agua conrelación al peso de la materia seca. El agua de infiltración proviene de la superficie delterreno, donde !a sido depositada por las lluvias o por una corriente de agua. El agua decondensación, por último, proviene del vapor de agua existente en la fase gaseosa querellena una parte de los poros del suelo.

4. FORMAS DE AGUA EN EL SUELOS:

7gua de *ombinación Auímica2 Borma parte de compuestos químicos, ej.2 limonita.Esta agua no es disponible para las plantas, y es biológicamente inactiva.

7gua =igroscópica2 7gua contenida en los suelos secos al aire, aquella que está enequilibrio con la !umedad ambiente. @nactiva biológicamente.

7gua *apilar2 7gua contenida en los microporos del suelo. isponible para lasplantas. Ciológicamente activa.



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7gua Dravitacional #no capilar$2 7gua contenida en los microporos delsuelo y que drena por la fuer"a de gravedad #agua de drenaje$. +i sumovimiento es lento, puede ser utili"ada por las plantas.

. MUESTRAS:

Las muestras serán preservadas y transportadas de acuerdo a la orma 7+-6 )


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M"#$%& '(%()& *+,(-' /0 ( ,( ( +

1 56

T(%()& *+ %( (+ '"7*(-

M( ( % 7$%( -+/&%+7*(*(*+ + ,8/$%+7 *+ +7 (9&;%+*& ,(-( /&7'+7$*& *+

0%+*(* -+,&-'(*& ( <.15

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*+ 0%+*(* -+,&-'(*& (< 15

2 %% & %+7& %.88 mm # ;08$ %8 g %8 g4.= %% . %% 0/.8&8 mm # F


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condición de !umedad, y el tipo de muestra #de otro ensayo, en bolsa, enbloque, y las demás$.

• (ara muestras alteradas tales como las desbastadas, en bolsa, y otras, el esp'cimende ensayo se obtiene por uno de los siguientes m'todos #listados en orden depreferencia$

• +i el material puede ser manipulado sin p'rdida significativa de !umedad, el materialdebe me"clarse y luego reducirse al tama:o requerido por cuarteo o por división.

• +i el material no puede ser me"clado yFo dividido, deberá formarse una pila dematerial, me"clándolo tanto como sea posible. -omar por lo menos cinco porcionesde material en ubicaciones aleatorias usando un tubo de muestreo, lampa, cuc!ara,frotac!o, o alguna !erramienta similar apropiada para el tama:o de partícula máximapresente en el material. -odas las porciones se combinarán para formar el

esp'cimen de ensayo.• +i no es posible apilar el material, se tomarán tantas porciones como sea posible en

ubicaciones aleatorias que representarán mejor la condición de !umedad. -odas lasporciones se combinarán para formar el esp'cimen de ensayo.

• En muestras intactas tales como bloques, tubos, muestreadores divididos y otros, elesp'cimen de ensayo se obtendrá por uno de los siguientes m'todos dependiendodel propósito y potencial uso de la muestra.

• +e desbastará cuidadosamente por lo menos mm de material de la superficieexterior de la muestra para ver si el material está estratificado y para remover elmaterial que est' más seco o más !úmedo que la porción principal de la muestra.Luego se desbastará por lo menos & mm, o un espesor igual al tama:o máximo departícula presente, de toda la superficie expuesta o del intervalo que est' siendoensayado.

• +e cortará la muestra por la mitad. +i el material está estratificado se procederá deacuerdo a lo indicado en # $. Luego se desbastará cuidadosamente por lo menos &mm, o un espesor igual del tama:o máximo de partícula presente, de la superficieexpuesta de una mitad o el intervalo ensayado. eberá evitarse el material de losbordes que pueda encontrarse más !úmedo o más seco que la porción principal dela muestra.

?. OTROS M@TODOS PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DEHUMEDAD

?.1.M@TODO DEL ALCOHOL MET LICO:*onsiste en saturar con alco!ol metílico una muestra de suelo previamente pesada y

encenderle fuego, obteniendo el secado de la muestra por combustión. +e repite el ensayo!asta obtener pesos constantes y luego se determina el contenido de !umedad. Lalimitante es que este m'todo no entrega buenos resultados en suelos orgánicos. ) 6'todo



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del +peedy. *onsiste en me"clar una muestra de suelo previamente pesada concarburo de calcio molido en el interior de una cámara de acero !erm'tica, lacual posee en su base un manómetro que registra la presión originada por el gas acetileno,entregando

indirectamente la !umedad del suelo referida al peso !úmedo de la muestra. La limitantees que este m'todo entrega resultados falsos en suelos plásticos y además la muestraempleada es de tama:o muy reducida.

?.2.M@TODO DEL PICNÓMETRO DE AIRE DIFERENCIAL.*onsiste en introducir en un cilindro calibrado una muestra de suelo previamente pesada ycolocarlo en una prensa del aparato para ejercer sobre 'l una presión por medio de unabomba de mercurio, produciendo una expansión de aire por los vacíos del suelo. e estaforma se obtiene el volumen de aire de la muestra mediante una tabla de aforo. *on losdatos obtenidos se calcula la !umedad del suelo mediante una fórmula que está en funciónde la gravedad específica del suelo y del agua, el volumen de aire y el peso total de lamuestra de suelo.

?.3.M@TODO NUCLEAR.

+e reali"a en instrumentos que se basan en las leyes físicas de dispersión de losneutrones en el suelo. e esta forma indican el valor de la !umedad del suelo en base a la

velocidad de dispersión. 4na fuente emite neutrones de alta energía, la que se vaperdiendo a medida que estos c!ocan con los núcleos pesados del suelo o con los núcleosde átomos de !idrógeno, los que !acen perder muc!a más energía a los neutrones quecuando c!ocan con átomos más pesados. Luego, un receptor registra los átomos lentosque dependen del número de átomos de !idrógeno interceptados, los que se correlacionancon el contenido de agua.

?.4.M@TODO DE LA AGUJA PROCTOR

*onsiste en determinar la fuer"a necesaria de aplicar para introducir una aguja

estandari"ada en probetas (roctor compactadas en laboratorio con diferentes !umedades,obteniendo una curva de calibrado de !umedad vFs esfuer"o. (ara obtener la !umedad enterreno, se determina la resistencia a la penetración de una muestra de suelo antes de suapisonamiento en el mismo molde (roctor, leyendo el contenido de !umedad en la curvade calibración.



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E 0$,& + I7 '-0%+7'& U'$ $ (*&

• =5J 5 E +E*7 52 !orno de secado termostáticamente controlado, capa" demantener una temperatura de 008K& ;*

• C7L7 7+2 de capacidad conveniente

• JE*@(@E -E+2 recipientes apropiados fabricados de material resistente a lacorrosión, y al cambio de peso cuando es sometido a enfriamiento o calentamientocontinuo.



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•

• D47 -E+2 guantes apropiados para manipular los recipientes calientes despu's delsecado de la muestra.

M@TODOS UTILIZADOS

El m'todo tradicional de determinación de la !umedad del suelo en laboratorio, es por medio del secado a !orno, donde la !umedad de un suelo es la relación expresada enporcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso

de las partículas sólidas, o sea2

w = (Ww / Ws) * 100 (%)

ónde2 M N contenido de !umedad expresado en >OM N peso del agua existente en la masa de sueloOs N peso de las partículas sólidas



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COMPOSICIÓN DE LA CUADRILLA

☯ Alejandro Inga Fred

☯ H!a"#n Cera$ Ge $on



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☯ Illane$ H!a"#n %o$!e

☯ Ono&re Al'arado I$a(a$

PROCEDIMIENTO

(. Escójase una muestra de ensayo representativa de acuerdo a la -(, eneste caso muestra alterada e inalterada.



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. (esar un recipiente limpio, numerado y seco. Jegistrar este valor #Oc$

/. *olóquese la muestra !umedad en el recipiente, y determinar el peso. 7notar el valor



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*. *olocar la muestra !umedad en el !orno manteniendo unatemperatura de 008K&;* #%8 K/;*$ y s'quese #dejarlo en el!orno de 03 a %< !oras $

e$ Luego de !aber sacado la muestra pesarla y anotar el valor del suelo seco.



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CÁLCULOS

1. CONTENIDO DE HUMEDAD ASTM D221 ? :

)RO*ECTO Porcentaje de humedad

LUGARDistrito del Tambo (ciudad uni ersitaria !

FECHA 18"04"16ELA+ORADO)OR

#$%P& ' 09

2. CALICATA C 1

CALICATA C-,)ROFUNDIDAD ". 1)21



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3. MUESTRA ALTERADA E INALTERADA

MUESTRA * NUMERO DE RECI)IENTE /0, /01

, Peso del reci*iente + *eso sueloh,medo (-r!

0)406 0)427

1 Peso del reci*iente + *eso suelos seco(-r!

0)390 0)411

2 Peso del a-ua (-r!0 Peso del reci*iente (-r! 0)040 0)0683 Peso del suelo seco (-r!4 .ontenido de humedad (/!

*on los datos obtenidos en el laboratorio pasamos a reali"ar los cálculos

Peso del a-ua *eso suelo h,medo *eso suelo seco(eso del agua #8


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(romedio N4.5714 + 4.4665

2 N


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• El cambio de !umedad en suelos sin co!esión puede requerir que semuestree la sección completa el material está estratificado #o se encuentra más de untipo de material$, se seleccionará un esp'cimen promedio, o especímenes

individuales, o ambos. Los especímenes deben ser identificados apropiadamente enformatos, en cuanto a su ubicación, o lo que ellos representen.

• (ara prevenir la me"cla de especímenes y la obtención de resultados incorrectos,todos los contenedores, y tapas si se usan, deberían ser enumerados y deberíanregistrarse los números de los contenedores en los formatos de laboratorio. Losnúmeros de las tapas deberían ser consistentes con los de los contenedores paraevitar confusiones.

BIBLIOGRAF A

• 6anual de laboratorio de suelos en ingeniería civil, Rosep! E. CoMles• Bundamentos de 6ecánica de +uelos, Ruáre" Cadillo P Jico Jodrígue"• Bundamentos de @ngeniería Deot'cnica, Crajas 6. as



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