ensayo de relaciones volumetricas y gravimetricas

TÍTULO
: “ENSAYO DE RELACIONES VOLUMETRICAS Y
GRAVIMETRICAS”
CURSO
DOCENTE
CICLO
:
MECANICA DE SUELOS II
:
Ing. JULIO RIVASPLATA DIAZ
:
VI
INTEGRANTES :
 AGUILAR PURIZAGA, Lesly.
 HERRERA GRADOS, Lisset
 LIZARRAGA AVALOS, Erwin.
 OSORIO CUEVA, Luis.
 PLASENCIA CHINCHAY, Juan.
 QUILICHE ARNAO, Sujei.
NUEVO CHIMBOTE - PERÚ
Abril del 2009
ENSAYO DE RELACIONES VOLUMETRICAS Y GRAVIMETRICAS
En general el suelo esta constituido por esqueleto de partículas sólidas rodeadas de
espacios llenos de agua y aire, la representación en volumen y masa esquelética de las
fases se muestra a continuación:
Vw
AGUA
Ww
Vv
Ww
Va
AIRE
Wa
Vs
SÓLIDO
Ws
Wm
En mecánica de suelos se relaciona los distintos pesos con sus volúmenes
correspondientes, por medio del concepto de peso especifico, es decir la relación entre el
peso de la sustancia y su volumen. Se distinguen los siguientes pesos específicos:
1.
Peso Volumétrico del Suelo (m):
Llamado también peso especifico de la masa del suelo.
m 
2.
Wm
Vm
Peso Especifico Relativo de las partículas sólidas (SS):
SS 
WS
VS   0
3.
Peso Volumétrico Seco (d):
Llamado también peso especifico seco:
WS
d 
Vm
RELACIONES FUNDAMENTALES

Contenido de Humedad (W):
Es la relación entre el peso de agua contenida en el mismo y el peso de su fase
WW
W 
WS

Proporción de Vacíos (e):
Llamado también oquedad o índice de poros; es la relación entre el volumen de
vacíos y el de sólidos.
e

VV
VS
Porosidad (n):
Se llama así a la relación entre su volúmenes de vacíos y volumen de masa.
n% 

VV
 100
Vm
Grado de Saturación (Gw):
Es la relación del volumen sobre el volumen de vacíos, se expresa en porcentaje.
GW 
VW
 100
VV
MUESTREO POR MEDIO DE LA UTILIZACION DE BARRENO
HELICOIDAL
I. OBJETIVOS:
Describir el procedimiento y el equipo necesario para adelantar una
perforación de muestreo de suelos, mediante un barreno con vástago hueco.
Puede aplicarse cuando se requieran muestras representativas o muestras in
situ, o ambas, siempre y cuando la formación del terreno sea de naturaleza
no consolidada, que permita tal perforación con barreno.
II. DEFINICIONES:
Barreno con vástago hueco. Es una especie de barreno en forma de espiral
continua, en la cual el elemento helicoidal está soldado a un tubo central
hueco con un diámetro interior que permita el paso de diferentes
herramientas de muestreo. Los tramos de la barrena podrán ser de cualquier
longitud deseada, pero deberán estar elaboradas en tal forma que, cuando se
acoplen uno con otro, proporcionen un paso esencialmente sin restricciones,
hermético e impermeable, en toda su longitud conectada. La distribución de
la hélice deberá permitir una conducción continua de los desechos de un
tramo a otro y a través de la profundidad completa del agujero de
perforación.
III. APARATOS:
Barrenos con vástago hueco, fabricados de acero-carbono, de aleaciones de
acero, ó de ambos. Deberán clasificarse como pequeños, medianos y largos.

Tamaño mínimo. Los diámetros interiores deberán ser de 57.2 mm
(2.25"), 82.6 mm (3.25") y 95.2 mm (3.75"). Son aceptables
tamaños adicionales y mayores, con tal de que cumplan el requisito
del párrafo siguiente para la luz libre del “muestreador.”

La holgura del “muestreador” deberá ser tal, que ningún
“muestreador” o tubos sacanúcleos sea operado en, o a través de un
barreno con vástago hueco, cuyo diámetro de dicho hueco sea menor
del 108% del diámetro exterior del “muestreador”.

El barreno con vástago hueco podrá avanzar y tomar núcleos,
conducida por cualquier máquina de perforación que tenga suficiente
fuerza de torsión y de hincado, para hacerla girar y forzar hasta la
profundidad deseada, con tal de que la máquina esté equipada con los
accesorios necesarios para tomar la muestra o el núcleo requerido.
IV. PROCEDIMIENTO:
Primer paso:
Hágase avanzar el barreno de vástago
hueco con tapón, hasta la profundidad de
muestreo deseada. Retírese el tapón,
sacando
las
perforación
varillas
y
centrales
reemplácese
de
con
las
herramientas requeridas para el muestreo o
toma de los núcleos. Bájese la herramienta
de muestreo a través de la barrena con
vástago hueco, y asiéntese sobre el material
inalterado en el fondo de la perforación.
Segundo paso:
Procédase con la operación de muestreo,
mediante rotación, presión o hincamiento
de acuerdo con el método normal o el
autorizado,
que
herramienta
rija
particular
el
uso
de
de
la
muestreo.
Retírese el “muestreador” cargado sacando
las varillas centrales.
Tercer paso:
Reemplácese el “muestreador” con el
tapón y retórnese al fondo del hueco.
Hágase avanzar la barrena de vástago
hueco hasta la siguiente profundidad a la
que se va a muestrear. Repítase la
secuencia para cada muestra deseada.
MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE
HUMEDAD DE UN SUELO
V. OBJETIVOS:
Este presente modo operativo sirve para determinar el contenido de humedad
de un suelo.
VI. DEFINICIONES:
La humedad o contenido de humedad de un suelo es la relación expresada en
porcentaje del peso del agua en una masa dada de suelo, al peso de la
partículas solidas
VII.
PRINCIPIO DEL MÉTODO:
Se determina el peso del agua eliminada secando el suelo húmedo hasta un
peso constante en un horno controlado a 110+- 5º. El peso del suelo que
permanece del secado en horno es usado como el peso de las partículas
solidas. La pérdida de peso durante el secado es considerado el peso del agua.
VIII. APARATOS:
 Balanza electrónica
 Contenedores (taras)
 Horno(110 +-5º)
IX. MUESTRAS:
Las muestras deberán ser preservadas y transportadas según la norma
ASTM D-4220, grupos de suelos B C o D. las muestras que se almacenen
antes de ser ensayadas se mantendrán en contenedores herméticos
no
corroibles a temperaturas aproximadas de 3º C a 30ºC y en un área que
prevenga el contacto directo con la luz solar. Las muestras alteradas se
almacenaran en recipientes de tal manera que se prevenga o minimice la
condensación de la humedad dentro del contenedor.
La determinación del contenido de humedad se determinara lo mas pronto
posible después del muestreo especialmente si se utilizan contenedores
corroibles.
X. ESPECIMEN DE ENSAYO:
La cantidad mínima de espécimen de material húmedo seleccionado como representativo
de la muestra total, será de acuerdo a lo siguiente:
La muestra que utilizamos de ejemplo
tiene un máximo tamaño de partículas de
4.75mm obtenido en el tamizado, y es
por esto q se utilizara una muestra
representativa de mas de 20 gr.
Selección del espécimen de ensayo:
La muestra utilizada es la que obtuvimos
por medio del muestreo con barreno
helicoidal
El espécimen de ensayo se obtiene
mezclando el material y luego reducirse
al tamaño requerido por cuarteo o por
división.
Primer paso:
Determinar y registrar la masa de un
contenedor limpio y seco.
Ejemplo:
Peso de las taras
Tara 1: 37.963 gr
Tara 2: 38.084 gr
Tara 3: 37.262
Tara 4: 41.380 gr
Segundo paso:
Colocar el espécimen de ensayo húmedo en
el contenedor y, si se usa, colocar la tapa
asegurada en su posición. Determinar el
peso del contenedor y material húmedo
usando
una
balanza
seleccionada
de
acuerdo al peso del espécimen. Registrar
este valor.
Ejemplo: peso de las taras + muestras
húmeda
Tara 1: 55.963 gr
Tara 2: 62.879 gr
Tara 3: 67.010 gr
Tara 4: 70.950 gr
Tercer paso:
Remover la tapa (si se usó) y colocar el contenedor
con material húmedo en el horno. Secar el material
hasta alcanzar una masa constante. Mantener el
secado en el horno a 110 ± 5 °C a menos que se
especifique otra temperatura. El tiempo requerido
para obtener peso constante variará dependiendo
del tipo de material, tamaño de espécimen, tipo de
horno y capacidad, y otros factores. La influencia
de
estos
factores
generalmente
puede
ser
establecida por un buen juicio, y experiencia con
los materiales que sean ensayados y los aparatos
que sean empleados.
Cuarto paso:
Luego que el material se haya secado a peso
constante, se removerá el contenedor del horno, y
se Determinara el peso del contenedor y el material
secado al homo usando la misma balanza usada en
el peso de las taras mas la muestra húmeda.
Ejemplo: Peso de las tara mas la muestra seca.
Tara 1: 55.848 gr
Tara 2: 66.828 gr
Tara 3: 62.755 gr
Tara 4: 70.799 gr
XI. CÁLCULOS:
Se calcula el contenido de humedad de la muestra, mediante la siguiente fórmula:
W (%) 
w(%) 
peso.  del  .agua
 100
peso  del  suelo  sec o
M cws  M cs
 100
M cs  M c
Donde:
W = es el contenido de humedad, (%)
Mcws = es el peso del contenedor más el suelo húmedo, en gramos
Mcs = es el peso del contenedor más el suelo secado en homo, en gramos:
Mc = es el peso del contenedor, en gramos
Ejemplo: Con la formula ya dada anteriormente se calculan los contenidos de humedad
del ejemplo
n° de
tara
CALCULOS DE LOS CONTENIDOS DE HUMEDAD
W
W tara + Muestra
W tara + Muestra W
W muestra
tara
húmeda
seca
agua
seca
W
1
39,963
55,963
55,484
0,479
15,521
3,086
2
38,084
62,879
61,933
0,946
23,849
3,967
3
37,262
67,010
62,755
4,255
25,493
16,691
4
41,380
70,950
70,799
0,151
29,419
0,513
Contenido de humedad promedio
El contenido de humedad de la muestra es = 6.064%
6,064
COMO DETERMINAR EN EL LABORATORIO EL PESO ESPECÍFICO DE LA
MUESTRA (m):
XII. PRINCIPIO DEL MÉTODO:
Se determinara el peso volumétrico de la muestra con el siguiente proceso q
es muy simple y consiste sacar muestra mediante un barreno para luego
pesar esta muestra y obtener el volumen q ocupa y así poder determinar el
peso volumétrico en su estado natural .
XIII. APARATOS:
 Balanza de precisión
 Wincha
XIV. PROCEDIMIENTO:
PASO NUMERO 1°
Antes de extraer la muestra con ayuda del
barreno medir el volumen del depósito
cilíndrico del barreno en donde se alojara la
muestra
Este depósito nos permitirá saber el volumen
que nuestro suelo posee.
Así que mediremos sus dimensiones con una
wincha.
Vdeposito=275.05 cm3
El volumen de la muestra es el volumen del
depósito.
PASO NUMERO 2°
Luego se pesara el deposito, antes de
ingresar la muestra en el.
Wdeposito=79.9gr
PASO NUMERO 3°
Luego de sacar la muestra del terreno con
ayuda del barreno, esta será retirada
cuidadosamente
del
mismo
evitando
perdida del material.
PASO NUMERO 4°
Esta muestra que queda en el depósito
interno
será
superficie libre.
enrazada
dejando
la
PASO NUMERO 5°
Se volverá a pesar el deposito, pero esta
vez c con la muestra dentro de el.
Wdesp+muestra=555g
Wmuestra=475gr
Peso Volumétrico del Suelo (m):
m 
m 
Wm
Vm
475 gr
275 .06 cm 3
 m  1.7269 gr/cm3
XV. CALCULOS
Peso Volumétrico Seco (d):
d 
WS
Vm
94 .282
54 .596
d 
d  1.73

Proporción de Vacíos (e):
e
e
VV
VS
20.926
33.67
e  0.62

Porosidad (n):
n% 
n% 
VV
 100
Vm
20 .926
 100
54 .596
n%  38 .33%

Grado de Saturación (Gw):
GW 
VW
100
VV
GW 
5.831
 100
20 .926
GW  27.86%