Relaciones Volumetricas y Gravimetricas en los suelos

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE GUERRERO
UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA
PROGRAMA EDUCATIVO:
INGENIERO CIVIL
UNIDAD DE APRENDIZAJE:
COMPORTAMIENTO Y LABORATORIO DE SUELOS I
INFORME TECNICO DE PRACTICA No. 1
RELACIONES VOLUMETRICAS Y GRAVIMETRICAS
ELABORÓ:
TIBURCIO MARTINEZ JOSUE
Matricula: 11163102
BRIGADA: 1
INTEGRANTES:
Tiburcio Martínez Josué
SEMESTRE: CUARTO
GRUPO: “121”
T. M.
Profesor: M. en C. Adelfo Morales Lozano
CHILPANCINGO GUERRERO, 24 DE JUNIO DE 2012
1.- RESUMEN
Con la realización de este reporte, se juntaron los resultados obtenidos en las prácticas realizadas, se
obtuvo la información necesaria de un suelo fino y un suelo grueso.
Los trabajos previos al trabajo de prácticas fue ir a terreno, excavar un pozo a cielo abierto, sacar la
muestra en estado natural, en forma de cubo, llevarla al laboratorio, y posteriormente a realizarle las
pruebas necesarias para su clasificación y conocimiento de sus propiedades.
Para ello, comenzamos la prueba de determinación de contenido de agua, en el cual se usaron taras
de aluminio, las cuales se pesaron, se coloco una pequeña porción de suelo, se volvió a pesar, y se
colocaron en el horno, por 24 hrs, a una temperatura constante de 110º. Al extraer las taras con el
material, se volvió a pesar y a realizar los cálculos correspondientes.
Determinación de del peso específico del laboratorio por figura geométrica, para esta prueba se
labro un cilindro, con la ayuda de un herramienta de laboratorio, llamado PVC, de la cual se
tomaron las mediciones de la figura, y pesarla con la balanza electrónica de 2610 gr. La cual, con la
ayuda de una formula, se obtiene el m.
Por el método de la parafina, se procedió primero a la calibración de la parafina, con el uso de
frascos que obtuvimos de una clínica, se calibro. Posteriormente, calibrada la parafina, se labro un
cubo, el cual fue cubierta con la parafina en tres capas, y por el método de inmersión en agua, se
midió el volumen de agua desalojado. El dato de la calibración se uso en los cálculos se obtuvo el
peso volumétrico de la muestra.
Para la determinación del peso volumétrico en campo, se realizo con el uso de arena calibrada en el
laboratorio, y se procedió a regresar al lugar de donde se obtuvo la muestra de suelo, en donde se
excavo y nivelo el fondo del pozo, y se realizó un volumen de cilindro, la cual se lleno de la arena,
con los cuales, se pesaron y con los cuales se realizaron los respectivos cálculos.
Como influye esta en el terreno, como ya lo mencionamos, conocer sus pesos volumétricos del
suelo en el tipo de terreno de donde extrajimos la muestra del terreno.
La densidad de sólidos para suelos cohesivos se aplica a la fracción de muestras que pasan la malla
#4, con la ayuda de matraces (el cual fue calibrado por personal de laboratorio, el cual nos
proporciono los datos), balanza, termómetro, agua, estufa eléctrica. En su preparación de la
muestra, se seco en el horno, en el matraz con agua destilada se le introdujo el suelo seco mediante
un embudo, y el matraz, con agua hasta la marca de aforo, se agito suavemente para la expulsión de
aire y a baño maría para expulsar todo el aire contenido por 15 min con los datos y con la ayuda de
la ayuda de la fórmula se determinó la Ss del suelo fino. Y en gravas se ponen a saturar por 24 hrs,
se secan superficialmente y se pesaron, y por medio del uso del picnómetro, y con la cantidad de
agua desalojada, y con el uso de la formula se procedió al calculo.
Estos datos son esenciales en cualquier estudio de mecánica de suelos, y son pruebas relativamente
sencillas de realizar. Después de todos los experimentos y las pruebas realizadas a los dos tipos de
suelos, se puede concluir que los resultados están dentro de los rangos establecidos.
2
CONTENIDO
1.- RESUMEN ....................................................................................................................................... 2
RELACIONES VOLUMETRICAS Y GRAVIMETRICAS EN LOS SUELOS .............................................. 4
2.- INTRODUCCION .............................................................................................................................. 4
3.- ANTECEDENTES .............................................................................................................................. 5
3.1. MUESTREO ............................................................................................................................... 5
4.- OBJETIVOS ...................................................................................................................................... 6
5.- DETERMINACION DE CONTENIDO DE AGUA ................................................................................. 6
6.- DETERMINACION DEL PESO ESPECÍFICO EN EL LABORATORIO ..................................................... 6
6.1 método del labrado de una figura geométrica regular ............................................................... 6
7.- DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE LA PARAFINA .................................................................... 7
7.1.- METODO DE LA PARAFINA ...................................................................................................... 7
8.- DETERMINACION DEL PESO VOLUMETRICO EN EL CAMPO ............................................. 8
8.1
CALIBRACION DE ARENA................................................................................................ 8
9.- DETERMINACION DE LA DENSIDAD RELATIVA DE SOLIDOS ........................................................... 8
9.1CALIBRACION DEL MATRAZ ........................................................................................................ 9
9.2 PREPARACION DE LA MUESTRA ...................................................................................... 9
10.- DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE SOLIDOS EN ARENAS Y SUELOS COHESIVOS 9
10.1.- Prueba en grava ..................................................................................................................... 9
10.2.- Practica en suelo extraído de terreno natural ........................................................................ 9
11.- DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE SOLIDOS DE PARTICULAS DE GRAVA ........................... 10
OBJETIVO ................................................................................................................................... 10
12. MEMORIA DE CÁLCULO ............................................................................................................... 10
12.1 FORMULARIO .................................................................................................................... 10
12.2 CÁLCULOS ........................................................................................................................ 13
13. TABLAS.................................................................................................................................... 17
14.- CONCLUSIONES: ......................................................................................................................... 18
15.- ANEXOS ...................................................................................................................................... 19
16.- Bibliografía ................................................................................................................................. 21
3
RELACIONES VOLUMETRICAS Y GRAVIMETRICAS EN LOS
SUELOS
2.- INTRODUCCION
En un suelo se distinguen tres fases constituyentes: la solida, la liquida y la gaseosa. La fase solida
está formada por las partículas minerales del suelo (incluyendo la capa solida absorbida), la liquida,
por el agua (libre específicamente), la fase gaseosa comprende sobre todo el aire, si bien pueden
estar presentes otros gases (vapores sulfurosos, anhídrido carbónico, etc.) Algunos suelos contienen
materia orgánica en diversas formas y cantidades.
En esta figura se representa el esquema de una muestra de suelo en la que aparecen las fases
principales, así como los conceptos de uso más común.
En el modelo de fases, se separan volúmenes V y pesos W así: Volumen total VT, volumen de
vacíos VV (espacio no ocupado por sólidos), volumen de sólidos VS, volumen de aire VA y
volumen de agua VW. Luego VT = VV +VS
Y VV = VA +VW. En pesos (que es diferente a masas), el del aire se desprecia, por lo que WA = 0.
El peso total del espécimen o mu estra WT es igual a la suma del peso de los sólidos WS más el
peso del agua WW; esto es WT = WS + WW.
Fases de suelo
De acuerdo al diagrama anterior, se tienen las siguientes magnitudes.
Ws = peso de sólidos
Ww = peso del agua
Wa = peso de aire = 0
WT = peso total
Vs = volumen de sólidos
Vw = volumen de agua
Va = volumen de aire
Vv = volumen de vacíos
VT = volumen total
Por medio de la experimentación en el laboratorio podemos determinar el peso de las muestras
húmedas, el peso de las muestras secadas al horno y el peso especifico relativo de los suelos, esta
relaciones de tipo volumétrico y gravimétrico, estas magnitudes son únicas cuyo calculo es
necesario, a fin de poder medir algunas otras magnitudes en términos de estas.
La necesidad de la investigación es ver las características del suelo, que en un principio, no sabía
que influía en su comportamiento, conocer las causas de sus diferentes estados, contestar algunas
interrogaciones, por ejemplo, ¿por que se agrietaba?, ¿cómo y porque estaba constituido?, ¿porque
había diferentes tipos de tierra? , y si formaban y todo es suelo, ¿por qué se comportaban de forma
tan distinta?, porque en algunos lugares afecta a las construcciones, además de que no en cualquier
lado se puede construir, por el tipo de suelo, y la forma de terreno.
4
El suelo, en sus cambios de estado, de húmedo a seco, es necesario conocer su comportamiento, en
el terreno, su tipo de suelo, al realizar las pruebas, por medio de sus resultados, darnos cuenta, por
así decirlo, que el suelo no es un material inerte.
En este reporte contiene, la realización da las pruebas, el procedimiento y los resultados obtenidos
en las prácticas realizadas, de los cuales se obtuvo la información necesaria de un suelo fino y un
suelo grueso.
Organizado para que el lector pueda entender la finalidad con los cuales se hacen las pruebas.
3.- ANTECEDENTES
Desde la aparición el hombre en el planeta tierra, el hombre ha usado el suelo como material de
construcción, como el lugar donde todo hombre, animal, construcción, por efecto de la gravedad
reside, y donde todo planta crece, entonces, el suelo es un material importante.
Se creía que el suelo no obtenía importancia alguna, no se le tomaba muy en cuenta, pero en el
desarrollo de la historia, hubo un hombre que se intereso por su análisis, clasificación, e
identificación, el señor Karl Terzagui (1883-1963), que con sus aportes, junto con otros
investigadores, como por ejemplo A. Atterberg, Wolmar Fellenius (1876-1957), Artur Casagrande
(1902-1981) entre otros, quienes dieron un gran impulso al interés de su estudio. Creando y
desarrollando así, la ciencia y la terminación “mecánica de suelos”.
3.1. MUESTREO
Obtener por medio de diferentes pruebas de laboratorio las relaciones volumétricas del material en
estado natural extraído del terreno, la muestra inalterada, es de un tamaño de aproximadamente 20 x
20.
La muestra de arcilla utilizada durante la pruebas, fue extraída de un terreno baldío, de la
comunidad de Chilpancingo, Guerrero, Colonia Cipatli II con una profundidad de 1 metro la cual se
traslado al laboratorio para comenzar a desarrollar las pruebas, se cubrió con una bolsa de
polietileno para que la muestra llegara en condiciones naturales tal como fue extraída del suelo.
La muestra de arena y grava fue proporcionada por personal del laboratorio de la unidad académica
de ingeniería.
Terreno
muestreado
5
4.- OBJETIVOS
 Conocer la determinación de los valores Volumétricos y Gravimétricos en laboratorio de la
muestra por estudiar, así como rectificar en campo.
 Aplicación de los métodos de muestreo adecuados aprendidos en el aula.
 Aplicar la teoría aprendida en clase al suelo por estudiar y comprender los valores
resultantes de las pruebas.
 Saber Identificar, entender y obtener de forma correcta las propiedades de los tipos de
suelos que se realizan las pruebas.
5.- DETERMINACION DE CONTENIDO DE AGUA
La determinación del contenido de agua, es un estudio muy fácil de realizar, su determinación es
indispensable ya que es un dato significativo para la solución de los estudios siguientes.
OBJETIVO
Determinación del contenido de agua de la muestra representativa de una masa de suelo extraída del
terreno.
EQUIPO Y PROCEDIMIENTO
El equipo y procedimiento utilizados, son explicados en el Prontuario de pruebas del Laboratorio
de Mecánica de Suelos, de la Unidad Académica de Ingeniería, correspondientes a esta prueba,
proporcionado por él M. en C. Adelfo Morales Lozano.
RESULTADOS
Contenido de agua promedio de la muestra:
W% = 21.6756%
6.- DETERMINACION DEL PESO ESPECÍFICO EN EL LABORATORIO
6.1 método del labrado de una figura geométrica regular
OBJETIVO
Determinación del peso especifico de la muestra (m) y el peso específico seco (d) por el método
del labrado de una figura geométrica regular.
EQUIPO Y PROCEDIMIENTO
El equipo y procedimiento utilizados, son explicados en el Prontuario de pruebas del Laboratorio
de Mecánica de Suelos, de la Unidad Académica de Ingeniería, correspondientes a esta prueba,
proporcionado por él M. en C. Adelfo Morales Lozano.
6
RESULTADOS Y CALCULOS
Peso específico de la muestra (m):
m = 1.81235 gr/cm3
Peso específico de la muestra (d):
d = 1.4895 gr/cm3
7.- DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE LA PARAFINA
La parafina empleada para la prueba debe ser calibrada ya que cada parafina es diferente en su
densidad.
OBJETIVO
Determinación de la densidad relativa de la parafina empleada en la prueba que servirá para conocer
el peso volumétrico de la muestra.
EQUIPO Y PROCEDIMIENTO
El equipo y procedimiento utilizados, son explicados en el Prontuario de pruebas del Laboratorio
de Mecánica de Suelos, de la Unidad Académica de Ingeniería, correspondientes a esta prueba,
proporcionado por él M. en C. Adelfo Morales Lozano.
RESULTADOS
Densidad de la parafina:
Sp = 0.9375
7.1.- METODO DE LA PARAFINA
OBJETIVO
Determinación del peso específico de la muestra (m) y el peso específico seco (d), utilizando el
método de la parafina.
EQUIPO Y PROCEDIMIENTO
El equipo y procedimiento utilizados, son explicados en el Prontuario de pruebas del Laboratorio
de Mecánica de Suelos, de la Unidad Académica de Ingeniería, correspondientes a esta prueba,
proporcionado por él M. en C. Adelfo Morales Lozano.
RESULTADOS
Peso específico de la muestra (ɣm):
m = 1.788 gr/cm3
Peso específico seco (ɣd):
d =1.4695 gr/cm3
7
8.- DETERMINACION DEL PESO VOLUMETRICO EN EL CAMPO
Rectificar en el terreno, por medio de la arena calibrada, los resultados obtenidos en laboratorio.
8.1 CALIBRACION DE ARENA
OBJETIVO
Determinar el peso volumétrico seco de la arena
EQUIPO Y PROCEDIMIENTO
El equipo y procedimiento utilizados, son explicados en el Prontuario de pruebas del Laboratorio
de Mecánica de Suelos, de la Unidad Académica de Ingeniería, correspondientes a esta prueba,
proporcionado por él M. en C. Adelfo Morales Lozano.
8.2.- DETERMINACION DEL PESO VOLUMETRICO EN CAMPO
OBJETIVO
Determinar directamente en el campo el contenido de agua, el peso volumétrico seco y húmedo así
como el grado de saturación de una muestra de suelo alterada, utilizando arena calibrada que pasa
por la malla 20 y que se retiene en la malla 30 por un método alternativo.
Esta prueba fue hecha en laboratorio con una muestra inalterada de suelo de 20 x 20 cm, un cubo:
EQUIPO Y PROCEDIMIENTO
El equipo y procedimiento utilizados, son explicados en el Prontuario de pruebas del Laboratorio
de Mecánica de Suelos, de la Unidad Académica de Ingeniería, correspondientes a esta prueba,
proporcionado por él M. en C. Adelfo Morales Lozano.
Peso específico de la muestra:
Grado de saturación:
Gw(%) = 0.268
Contendido de agua:
21.651 %
m= 1.321gr/cm3
Peso específico seco:
d=
1.086gr/cm3
9.- DETERMINACION DE LA DENSIDAD RELATIVA DE SOLIDOS
Se define como densidad de fase solida de un suelo, la relación entre el peso específico de la
materia que constituye las partículas del suelo y el peso específico del agua destilada a 4 C°.
La densidad de los sólidos se obtiene en la práctica como la relación entre peso de los sólidos y el
volumen de agua que desalojan a la temperatura ambiente, al valor obtenido se le hace una
corrección por temperatura.
8
9.1CALIBRACION DEL MATRAZ
EQUIPO Y PROCEDIMIENTO
El equipo y procedimiento utilizados, son explicados en el Prontuario de pruebas del Laboratorio
de Mecánica de Suelos, de la Unidad Académica de Ingeniería, correspondientes a esta prueba,
proporcionado por él M. en C. Adelfo Morales Lozano.
Los datos de la calibración del matraz No. 2 y 3 fueron dados por el personal de laboratorio.
9.2 PREPARACION DE LA MUESTRA
EQUIPO Y PROCEDIMIENTO
El equipo y procedimiento utilizados, son explicados en el Prontuario de pruebas del Laboratorio
de Mecánica de Suelos, de la Unidad Académica de Ingeniería, correspondientes a esta prueba,
proporcionado por él M. en C. Adelfo Morales Lozano.
10.- DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE SOLIDOS EN ARENAS
Y SUELOS COHESIVOS
10.1.- Prueba en grava
EQUIPO Y PROCEDIMIENTO
El equipo y procedimiento utilizados, son explicados en el Prontuario de pruebas del Laboratorio
de Mecánica de Suelos, de la Unidad Académica de Ingeniería, correspondientes a esta prueba,
proporcionado por él M. en C. Adelfo Morales Lozano.
Resultados
Densidad de solido Ss:
Ss= 2.748 gr/cm3
10.2.- Practica en suelo extraído de terreno natural
OBJETIVO
Determinar la densidad del suelo arcilloso que fue extraída de la comunidad de Chilpancingo. Por
medio del método de matraz aforado.
EQUIPO Y PROCEDIMIENTO
El equipo y procedimiento utilizados, son explicados en el Prontuario de pruebas del Laboratorio
de Mecánica de Suelos, de la Unidad Académica de Ingeniería, correspondientes a esta prueba,
proporcionado por él M. en C. Adelfo Morales Lozano.
Resultados
2.5918 gr/cm3
9
11.- DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE SOLIDOS DE PARTICULAS
DE GRAVA
OBJETIVO
Determinación del porcentaje de absorción, la densidad de sólidos y densidad de masa de la
grava por medio del método del picnómetro.
EQUIPO Y PROCEDIMIENTO
El equipo y procedimiento utilizados, son explicados en el Prontuario de pruebas del Laboratorio
de Mecánica de Suelos, de la Unidad Académica de Ingeniería, correspondientes a esta prueba,
proporcionado por él M. en C. Adelfo Morales Lozano.
RESULTADOS
Porcentaje de absorción
Abs. % = 1.18276%
Densidad de la muestra
Sm=2.654 gr/cm3
Densidad de sólidos
Ss.= 2.748 gr/cm3
12. MEMORIA DE CÁLCULO
12.1 FORMULARIO
 Calculo de cantidad de agua
W% 
(Caps.  suelo hum.)  (Caps  suelo sec o)
*100
(Caps  suelo sec o)  Peso de la caps.
(1).W%=
Ww
Ws
x 100
Dónde:
W% = porcentaje de agua
Ww = peso del agua
Ws = peso correspondientes a los solidos
 Determinación directa de los pesos específicos
(2).- 𝑚 =
𝑤𝑚
𝑣𝑚
Dónde:
ɣm = peso especifico de la muestra
wm = peso de la masa
vm = volumen de la masa
10
(3).- Sm =
Dónde:
Sm = peso especifico relativo de la muestra
m = peso especifico de la muestra
0 = peso especifico del agua destilada a 4°C
m
0
(4).- 𝑆𝑠 =
ɣ𝑠
ɣ0
Dónde:
𝑆𝑠 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠
ɣ𝑠 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜
ɣ0 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑡𝑖𝑙𝑎𝑑𝑎 𝑎 4°𝐶
 MÉTODO DEL LABRADO DE UNA FIGURA GEOMÉTRICA
(5). − 𝐴𝑚 =
𝐴𝑠 + 4𝐴𝑐 + 𝐴𝑖
𝑒𝑛 𝑐𝑚3
6
Dónde:
𝐴𝑚 = 𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
𝐴𝑐 = 𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑙
𝐴𝑐 = 𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑖𝑛𝑓𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟
(6). − 𝑊𝑚 = 𝑉𝑚 ∗ ɣ𝑚
Dónde:
𝑤𝑚 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑎
𝑉𝑚 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
ɣ𝑚 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
𝑣𝑚 = 𝐴𝑚 + 𝐻𝑚 𝑒𝑛 𝑐𝑚3 (7)
Dónde:
𝑉𝑚 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
𝐴𝑚 = 𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
𝐻𝑚 = 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
 DENSIDAD DE LA PARAFINA
𝐷𝑝 =
𝑤𝑓𝑝 − 𝑤𝑓
(8)
[(𝑊𝑓𝑤 − 𝑊𝑓) − (𝑊𝑓𝑝𝑤 − 𝑊𝑓𝑝)] ɣ0
Dónde:
Dp = densidad de la parafina
wf = peso del frasco con tapon en gr.
Wfw = peso de frasco + tapon lleno de agua, en gr
11
Wfp = peso del frasco + tapon conteniendo la parafina, en gr
Wfpw = peso del frasco + tapon y parafina conteniendo agua, en gr
1gr
0 = peso especifico del agua destilada a 4°C ( ⁄ 3 )
cm
 MÉTODO DE LA PARAFINA
𝑊𝑝
𝑉𝑝 =
(10)
𝑆𝑝
𝑊𝑝 = 𝑊𝑚𝑝 − 𝑊𝑚 (9)
Dónde:
𝑊𝑝 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑖𝑛𝑎
𝑊𝑚𝑝 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑚𝑎𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑖𝑛𝑎
𝑊𝑚 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑎
Dónde:
𝑉𝑝 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑖𝑛𝑎
𝑊𝑝 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑖𝑛𝑎
𝑆𝑝 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑖𝑛𝑎
𝑉𝑚 = 𝑊𝑤 − 𝑉𝑝 (11)
ɣ𝑑 =
Dónde:
𝑉𝑚 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑎
𝑊𝑤 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑎
𝑉𝑝 = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑓𝑖𝑛𝑎
ɣ𝑚
(12)
1+𝑊
Dónde:
ɣ𝑑 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜
ɣ𝑚 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
W = contenido de humedad de la muestra
 DENSIDAD DE SOLIDOS FINOS
Ss =
WsK
(13)
Wmw + Ws − Wmws
Donde
Ss = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠
Ws = peso del suelo seco
Wmw
= 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑎𝑧
+ 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑎 𝑡°𝐶 ( 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑢𝑟𝑣𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑙𝑖𝑏𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛)
Wmws = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑎𝑧 + 𝑎𝑔𝑢𝑎
+ 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑎 𝑡°
 SUELOS COHESIVOS
Absorción(%)=
Ss.=
Peso de la grava humeda-Peso grava Seca
*100
Peso Grava Seca
Peso de la grava Seca
Volumen Desalojado-Volumen de Agua Absorbida
Sm=
(14)
(15)
Peso de la Grava Seca
Volumen Desalojado
12
12.2 CÁLCULOS
 Calculo de contenido de agua
De la formula (1) tenemos
Capsula No. 7;
Capsula No. 36 ;
6.49.𝑔𝑟
5.72 𝑔𝑟
W%= 29.90 𝑔𝑟 𝑥 100 = 21.706 %
W%= 27.13 𝑔𝑟 𝑥 100 = 21.084%
Capsula No. 46;
6.60 𝑔𝑟
W%= 29.68 𝑔𝑟 𝑥 100 = 22.237%
Promedio de las capsulas 7, 36, 46 = 21.6756%
W% promedio=21.675%
 Calculo del método de labrado de una figura geométrica regular
Datos:
Peso del cilindro: 127.5 gr
Altura: 1.843 cm
𝜋 𝐷2
𝜋 3.6102
=
=
= 37.8494cm2
4
4
𝜋 3.4052
=
= 37.8494cm2
4
𝜋 3.505 2
=
= 37.8494cm2
4
Diámetro superior: 6.942 cm
As =
Diámetro medio: 6.942 cm
Ac=
Diámetro inferior: 6.942 cm
Ai=
De las formulas (5), (6) y (7) tenemos:
𝐴𝑚 =
37.8494 + 4(37.8494) + 37.8494
6
𝐴𝑚 = 37.8494 𝑐𝑚2
𝑣𝑚 = 37.8494 𝑐𝑚2 ∗ 1.843 𝑐𝑚 = 69.4158 𝑐𝑚3
m =
127.5
𝑔𝑟
69.4158 𝑐𝑚 3
= 1.8367 gr/cm3
 Calculo de la densidad de la parafina
Datos:
Peso del frasco con tapón vacío: 17.83g
Peso del frasco con agua + tapón: 27.84 gr
13
Peso del frasco con parafina + tapón: 21.78 gr
Peso del frasco con parafina+ agua + tapón: 27.47 gr
Con la formula No.12 tenemos
22.78−17.83
𝐷𝑝 = [(27.84−17.83)−(27.47−21.78)]ɣ
0
= 0.91435 gr/cm3
𝐷𝑝 = 0.91435
 Cálculos del método de la parafina
Datos:
Peso del cubo húmedo sin cera: 24.51 gr
Peso del cubo con parafina: 25.5 gr
Peso del vaso de precipitados:
gr
Peso del vaso de precipitados + agua:
Peso del vaso de precipitados + agua +cubo:
De las formulas (8), (9), (10) y (11) tenemos:
𝑊𝑝 = 24.5gr − 24.51 gr= 0.99 gr
𝑉𝑝 =
0.99 𝑔𝑟
= 1.0827 𝑐𝑚3
0.91435 𝑔𝑟/𝑐𝑚3
ɣ𝑚
24.51 𝑔𝑟
=
=
13.7073 𝑐𝑚3
m= 𝟏. 𝟕𝟖𝟖 𝐠𝐫/𝐜𝐦𝟑
gr
gr
𝑉𝑚 = 14.79 − 1.0827 = 13.7073 𝑐𝑚3
d=
1.788 𝑔𝑟/𝑐𝑚3
21.6756
1+ 100
=
d = 1.4695 gr/cm3
 CALCULOS DE LA DETERMINACION DE PESO VOLUMETRICO EN CAMPO
DATOS:
VOLUMEN EN CAVIDAD: 87.5 cm3
PESO DE SUELO HUMEDO EXCAVADO: 115.59. gr
CONTENIDO DE AGUA PROMEDIO (%): 21.651 %
Con las formulas No. 2 y 11 determinamos el peso específico seco y húmedo.
115.59 𝑔𝑟
m=
= 1.321𝑔𝑟/𝑐𝑚3
87.5 𝑐𝑚3

𝒎 = 1.321𝑔𝑟/𝑐𝑚3
14
𝒅 =
1.321 𝑔𝑟/𝑐𝑚3
21.651
1+ 100
= 1.086 gr/cm3
d=1.086 gr/cm3
 Cálculos de la densidad de sólidos de los suelos finos suelo extraído
Datos:
Matraz N° 3
Peso del matraz vacio: 162.13 gr
Peso del matraz después de agregar sólidos: 209.73gr
Temperatura: 26°
Peso del matraz + agua y sólidos (aforado): 688.46 gr
Cálculos:
Ws= 209.73gr -162.13 gr. = 47.60
K=0.9968
Wmw=659.1671 gr
Con la formula No. 13
47.6 gr (0.9968 gr/cm3 )
Ss =
= 2.5918 gr/cm3
47.6 gr + 659.1671gr − 688.46gr
 Cálculos de la densidad de sólidos de los suelos finos de arena
Datos:
Matraz número 2.
Peso del matraz: 163.62g
Peso del matraz después de agregar sólidos: 225.45gr
Peso del matraz + agua y sólidos (aforado): 699.21 gr
Temperatura de aforo: 25°
Cálculos:
Ws= 225.45 gr – 163.62 gr= 61.83 gr.
K=0.9971
Wmw=660.5357 gr
Con la formula No. 13
15
61.83gr (0.9971 gr/cm3 )
𝐒𝐬 =
= 2.6624 gr/cm3
61.83gr + 660.5357 − 699.21
𝐒𝐬 = 2.6624 gr/cm3
16
13. TABLAS
17
14.- CONCLUSIONES:
El suelo esta constituido por arcilla, la cual, de acuerdo como se presentan, cambian el
comportamiento del suelo en diferentes lugares. Los resultados de las pruebas obtenidas en
laboratorio, cumple con su objetivo de mostrarnos como realizar por los métodos y técnicas
manuales, la determinación de los valores constituyentes de los suelos. Así que, podemos analizar
y comparar los datos que se obtuvieron en la realización de las distintas pruebas.
En la realización de las diferentes prácticas determinamos que un suelo en estado natural cambia su
volumen de acuerdo a la humedad que presente el suelo, tanto como su peso, ahora comprendo que
se agrieta por esa razón, porque al perder humedad, sus partículas tienden a compactarse, y sufren
una contracción.
En el cálculo de contenido de agua se obtuvo un porcentaje de 21.6756%.
El método de labrado de una figura geométrica regular, un cilindro, donde se calculó su volumen,
tomando su área, diámetro central (6.942cm), su altura (1.834 cm) y su peso (127.50 gr) se pudo
obtener su peso específico de la muestra que es de 1.8367 gr/cm3.
La densidad de la parafina, está en un rango de 0.9375 aproximadamente y el resultado de la prueba
es de 0.91435, ya que la densidad tiene que ser menor que 1. Por lo tanto podemos concluir que el
resultado obtenido durante la prueba se encuentra dentro del rango. Por lo tanto este resultado
obtenido, se utilizo de manera confiable en el cálculo del peso específico de la muestra (𝟏. 𝟕𝟖𝟖𝐠𝐫/
𝐜𝐦𝟑 ) y el peso específico seco (1.4695 gr/cm3), por el método de la parafina, su resultado se
comparo con el que se obtuvo con el método de labrado de una figura geométrica regular, y se
comprobó que no hay mucha variación en su resultado ya que son casi similares.
La densidad de sólidos de la arcilla fue de 2.5918 lo cual de acuerdo con la tabla que viene como
anexo en el prontuario de pruebas, la muestra pertenece a suelos granulares, y la densidad de la
arena, es de 2.6624.
La práctica por el método de la cala de arena podemos concluir que los valores obtenidos cumplen
con el objetivo de la práctica ya que solo se utiliza para determinar el peso volumétrico húmedo
(𝟏. 𝟑𝟐𝟏𝒈𝒓/𝒄𝒎𝟑 ) y seco (1.086 gr/cm3), así como el contenido de agua en el campo (21.651 %).
Se determinaron peso específico relativo del suelo muestreado, se obtuvieron también relaciones
sencillas y prácticas, con la finalidad de poder medir algunas otras magnitudes en función de estas y
plasmar como está conformado el suelo, de acuerdo a los pesos y volúmenes obtenidos de las
pruebas. Las relaciones volumétricas y gravimétricas son de mucha importancia para la aplicación
sencilla y rápida de la teoría, de ahí su dominio indispensable.
Podemos determinar que el material analizado es un suelo de tipo arcilloso y de color café oscuro,
de sensación pegajosa al tacto, con alta resistencia en estado seco y consistencia natural dura.
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15.- ANEXOS
Representación del esquema de la muestra:
Datos: (campo)
W%=21.651
𝑤𝑚 = 115.59 𝑔𝑟
𝑆𝑠 = 2.5918
𝑣𝑚 = 87.5 𝑐𝑚3
cm3
grgr
FASE GASEOSA
50.8382
0
30.2682
FASE LIQUIDA
20.57
87.50
36.6618
FASE SOLIDA
𝑊𝑤
115.59
95.02
Por definición:
𝑊𝑤
𝛄0 =
Despejando: Vw= Ww/ɣ0
𝑉𝑤
Vw= 20.57 gr/1 gr/cm3= 20.57 cm3
𝑊𝑠
𝑆𝑠 = 𝑉𝑠𝛄 DespejandoVs:
W %= 𝑊𝑠 𝑥 100
Wm= Ww+Ws---(1)
𝑊𝑤 = W. 𝑊𝑠---- (2)
𝑊𝑤 = 0.21651 𝑊𝑠
115.59.= Ww+Ws
115.59= 0.21651 𝑊𝑠+Ws
factorizandoWs
115.59= (1 + 0.21651)𝑊𝑠
despejando Ws
115.59
𝑊𝑠 = (1+0.21651)= 95.02 gr.
Ww= 115.59-95.02 = 20.57 gr
50.8382
𝒆=
= 1.3867
36.6618
20.57
𝑊𝑠
Vs= 𝑆𝑠𝛄
0
0
95.02 𝑔𝑟
1𝑔𝑟
)
𝑐𝑚3
2.5918 (
= 36.6618 𝑔𝑟/𝑐𝑚3
Vv= 87.50 gr/cm3-36.6618 gr/cm3 = 50.8382
gr/cm3
Va= 50.8382-20.57= 30.2682 cm3
20.57
. 100
50.8382
= 40.4617 %
𝑮𝒘 =
50.8382
𝑋 100
87.50
= 58.1008%
𝒏=
19
Representación del esquema de la muestra:
Datos: (laboratorio “prueba por el método labrado de figura geométrica regular”)
W %=21.6756
𝑆𝑠 = 2.5918
𝑤𝑚 = 127.5 𝑣𝑚 = 69.4158
gr
cm3
1.394
20.927
18.927
46.539
26.281
FASE GASEOSA
0
FASE LIQUIDA
.
FASE SOLIDA
127.5
68.85
𝑊𝑤
𝑉𝑤
Despejando: Vw = Ww/ɣ𝟎
Vw = 22.7132 gr/1 gr/cm3= 22.7132cm3
𝑊𝑠
𝑆𝑠 =
𝑉𝑠𝛄0
Despejando Vs:
𝑊𝑠
104.7868𝑔𝑟
3
Vs= 𝑆𝑠𝛄 =
1𝑔𝑟 = 40.4301 cm
𝑊𝑤
W %=
𝑥 100
𝑊𝑠
Wm= Ww+Ws---(1)
𝑊𝑤 = W. 𝑊𝑠---- (2)
𝑊𝑤 = 0.216756 𝑊𝑠
127.50= Ww+Ws
127.50= 0.216756 𝑊𝑠+Ws
Factorizando Ws
127.50= (1 + 0.216756)𝑊𝑠
Despejando Ws
127.50
𝑊𝑠 = (1+0.216756)=104.7868 gr.
𝛄𝟎 =
0
2.5918 (
)
𝑐𝑚3
Vv = 69.4158-40.4301= 28.9857 cm3
Va= 28.9857-22.7132= 6.2725 cm3
Ww= 127.50-104.7868= 22.7132 gr
Por definición:
𝑒=
28.9857
= 0.7169
40.4301
22.7132
. 100
28.9857
Gw = 78.36 %
𝐺𝑤 =
28.9857
69.4158
= 41.7566%
𝑛=
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16.- Bibliografía




Apuntes y manuales de laboratorio de mecánica de suelos. M. en C. Adelfo Morales
Lozano
Mecánica de Suelos. Lambe-Whitman
Morales Lozano Adelfo “Material de estudio 2013” Universidad Autónoma de Guerrero
Mecánica de Suelos, Juárez Badillo – Rico Rodríguez.
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