LABORATORIO 1

“AÑO DEL BICENTENARIO, DE LA CONSOLIDACIÓN DE
NUESTRA INDEPENDENCIA, Y DE LA
CONMEMORACIÓN DE LAS HEROICAS BATALLAS DE
JUNÍN Y AYACUCHO”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
GEOTECNIA I
“MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL PESO ESPECÍFICO RELATIVO
DE LAS PARTÍCULAS DE UN VACÍO’’
ALUMNOS:
DOCENTE: ING. ROBERTO CARLOS CASTILLO VELARDE
PIURA - PERU
Índice
INTRODUCCIÓN .............................................................................................................. 3
RESUMEN .......................................................................................................................... 5
OBJETIVOS ....................................................................................................................... 6
Objetivo General ............................................................................................................ 6
Objetivos Específicos...................................................................................................... 6
MARCO TEÓRICO .......................................................................................................... 7
Norma Técnica Peruana NTP 339.131:1999 ................................................................ 7
MARCO PRÁCTICO ........................................................................................................ 9
Materiales y equipo necesario ....................................................................................... 9
Procedimiento de ensayo: 01 ....................................................................................... 11
Procedimiento de ensayo: 02 ....................................................................................... 12
CALCULOS Y RESULTADOS ...................................................................................... 16
CONCLUSIONES ............................................................................................................ 17
INTRODUCCIÓN
El conocimiento preciso del peso específico relativo de las partículas de un suelo es
fundamental para la caracterización adecuada de sus propiedades físicas y mecánicas. Este
parámetro es crucial en diversos campos de la ingeniería geotécnica, la construcción y la ciencia
del suelo, ya que influye directamente en la evaluación del comportamiento del suelo bajo
diferentes condiciones de carga y en el diseño de estructuras de ingeniería.
El peso específico relativo de las partículas, también conocido como gravedad específica
de las partículas, se define como la relación entre el peso de una muestra de partículas secas y el
peso del agua que desplaza el mismo volumen. Determinar este valor permite comprender mejor
la composición mineral del suelo y evaluar cómo las partículas individuales contribuyen a las
propiedades globales del material.
El método de ensayo para determinar el peso específico relativo de las partículas de un
suelo, usando el principio del vacío, ofrece una técnica precisa para medir este parámetro. Este
procedimiento se basa en el principio de desplazamiento de agua y se realiza utilizando equipos
especializados que permiten eliminar el aire atrapado en las partículas, garantizando mediciones
exactas y consistentes.
La correcta ejecución de este método es crucial para obtener datos fiables que sirvan de
base para análisis más detallados y para la toma de decisiones en la ingeniería y en la agricultura.
La comprensión precisa del peso específico relativo ayuda a los profesionales a evaluar la
capacidad de carga del suelo, el comportamiento bajo estrés, y la efectividad de diferentes
tratamientos y enmiendas.
3
En este informe, se abordará el procedimiento detallado que se realizó en el ensayo de peso
específico relativo de las partículas de un suelo, destacando su importancia y las técnicas
involucradas para obtener resultados precisos.
4
RESUMEN
La porción sólida de los suelos está constituida por partículas minerales organizadas en una
estructura porosa que define la masa del suelo. Al analizar estas partículas, se observa que su peso
específico varía de manera relativamente limitada. En las arenas, el peso específico es de
aproximadamente 2,65 kg/dm³, mientras que en las arcillas puede oscilar entre 2,5 y 2,9 kg/dm³.
Esta variación se debe a las diferencias en la composición mineral y la presencia de materia
orgánica.
Sin embargo, el peso específico de las partículas no tiene un impacto considerable en las
propiedades físicas y mecánicas del suelo en términos generales. En lugar de eso, lo que es crucial
es el peso unitario del suelo, que se calcula como la relación entre el peso y el volumen del suelo
(peso/volumen). Este valor es fundamental para determinar la capacidad de carga del suelo y
calcular la tensión que puede soportar una masa de suelo a una determinada profundidad.
El peso unitario del suelo es esencial en el diseño y análisis de estructuras de ingeniería,
como cimientos y presas, ya que permite evaluar cómo el suelo se comportará bajo cargas
específicas. Por lo tanto, mientras que el peso específico de las partículas tiene una importancia
menor, el peso unitario del suelo es un parámetro clave para asegurar la estabilidad y seguridad de
las construcciones.
5
OBJETIVOS
Objetivo General
•
Desarrollar y estandarizar un método de ensayo preciso para determinar el peso específico
relativo de las partículas de suelo utilizando el principio de vacío, asegurando la
consistencia y fiabilidad de los resultados obtenidos.
Objetivos Específicos
1. Establecer el procedimiento detallado para la preparación y el manejo de muestras de suelo
en el ensayo, garantizando que las muestras sean representativas y estén adecuadamente
acondicionadas para la medición.
2. Implementar y calibrar el equipo necesario para la determinación del peso específico
relativo de las partículas, incluyendo el equipo de vacío y los instrumentos de medición,
para asegurar una alta precisión en los resultados.
3. Desarrollar un protocolo de ensayo que incluya las etapas de medición, control de calidad,
y análisis de datos, para estandarizar el proceso y minimizar errores durante la
determinación del peso específico relativo.
4. Comparar los resultados obtenidos con el método de vacío con otros métodos de
determinación del peso específico relativo para evaluar la exactitud y la aplicabilidad del
método propuesto en diferentes tipos de suelos.
5. Capacitar a los estudiantes en la correcta aplicación del método de ensayo para asegurar la
correcta implementación y la interpretación adecuada de los resultados obtenidos.
6
MARCO TEÓRICO
Norma Técnica Peruana NTP 339.131:1999
La Norma Técnica Peruana NTP 339.131:1999, titulada "SUELOS. Determinación del peso
específico relativo de las partículas", establece directrices específicas para la medición del peso
específico relativo de las partículas de suelo. Esta norma es parte del marco regulador que guía las
prácticas de análisis de suelos en Perú, asegurando que las pruebas realizadas sean consistentes y
confiables.
Objetivo y Aplicación
El principal objetivo de la NTP 339.131:1999 es proporcionar un método estandarizado
para determinar el peso específico relativo de las partículas de suelo, un parámetro esencial para la
caracterización del suelo en proyectos de ingeniería civil, construcción y agricultura. El peso
específico relativo, también conocido como gravedad específica de las partículas, es una medida
fundamental que ayuda a evaluar la composición mineral del suelo y su comportamiento bajo
diferentes condiciones.
Método de Ensayo
La norma detalla el procedimiento para realizar el ensayo utilizando un vacío, que es un
método preciso para medir el peso específico relativo de las partículas. Este método se basa en el
principio de desplazamiento de agua, en el que se elimina el aire atrapado en las partículas mediante
la aplicación de vacío antes de medir la densidad del agua desplazada. La NTP 339.131:1999
especifica el uso de equipos y técnicas que garantizan la exactitud del resultado, permitiendo a los
profesionales obtener datos fiables sobre la composición y propiedades del suelo.
7
Importancia de la Norma
La correcta aplicación de la NTP 339.131:1999 es crucial para garantizar la calidad y la
fiabilidad de los datos obtenidos en los análisis de suelos. La norma ayuda a estandarizar los
métodos de ensayo y asegurar que los resultados sean comparables y precisos, lo cual es esencial
para la planificación y ejecución de proyectos de ingeniería y para la gestión adecuada de suelos
en diversas aplicaciones. Además, el cumplimiento de esta norma contribuye a la seguridad y
efectividad de las construcciones y a la optimización del uso de recursos en la agricultura.
8
MARCO PRÁCTICO
Materiales y equipo necesario
Aparatos
Picnómetro.- Frasco volumétrico con capacidad aproximada de 100 cm3 o un frasco taponado con
capacidad aproximada de 50 cm3. El tapón del frasco debe ser del mismo material y de tamaño y
forma que pueda colocarse fácilmente a una profundidad fija en el cuello del frasco. El tapón
constará además de un orificio pequeño a través de su centro a finde permitir la salida de aire y
agua sobrante.
Balanza.- Balanza con aproximación al 0,01 g cuando se use el frasco volumétrico o con
aproximación al 0,001 g cuando se use el frasco taponado.
Bomba de vacío.- Capaz de producir una presión absoluta igual o menor de100 mm de columna
de mercurio.
Otros.- Cápsulas de porcelana, termómetro, pipeta, entre otros.
Ilustración 1.- Balanza electrónica
9
Ilustración 2.- Malla #4
Ilustración 3.- Muestra de suelo
10
Procedimiento de ensayo: 01
1. Se cierne con la malla nº4 la muestra del suelo
2. Se determinó el peso de la muestra del suelo Ej.3 resultando 138.40gr
3. Se determinó el peso de la muestra del suelo Fi.40 que es 74.35gr
4. Se determinó el peso de l a muestra del suelo Ej.3 que es 72.02gr
11
5.
Se coloca a secar la muestra en el horno por 24 horas, para obtener un peso real
Procedimiento de ensayo: 02
Recomendación: “El lugar tiene que estar limpio y seco”
1. Se cierne con la malla nº4 la muestra del suelo
2. Se determinó el peso del recipiente que es 180.36
12
3. Se descuenta el peso del Tarol
4. Peso requerido de la muestra 100gr.
5. Picnómetro 250 ml.
13
5.2 Agua destilada
5.3 Se retira un poco de agua de la fiola y se deja un poco de agua.
14
6. Con la ayuda de un embudo se coloca los 100 gr de muestra de suelo, con la tapa bien puesta se
da golpecitos para que no haya vacíos y salga el aire.
7. Lo dejamos reposar 5 minutos para que sedimente.
8. Con la ayuda de un papel absorbente o papel toalla se limpia los excesos de limo
15
CALCULOS Y RESULTADOS
DETERMINACION
A
B
C
Masa de muestra de suelos al vacío de
horno gr
Masa del picnómetro lleno de agua ml
Masa del picnómetro lleno de agua y
suelo gr
Formula Peso específico =A[A.(C-D)]
Peso específico relativo de las partículas solidas
Tamices
Abertura
ASTM
(mm.)
Peso
retenido
(gr.)
Porcentaje
1
2
100.00
100.00
337,95
341.92
396.93
423.63
1mm
2.51
2.21
Porcentaje acumulado
parcial
retenido
Retenido
Que pasa
(%)
(%)
(%)
3"
75,00
440,0
6,8
6,8
100
2 1/2"
63,00
285,0
2,0
8,8
91,2
2"
50,00
508,0
7,3
16,1
83,9
16
CONCLUSIONES
En el proceso de secado de muestras de suelo en el horno, es esencial garantizar que el
material no se disgregue, queme ni pierda peso significativo, ya que estas condiciones pueden
afectar la precisión de los datos sobre el peso del suelo seco. Asegurarse de que el material sólido
del suelo mantenga su integridad durante el secado es fundamental para obtener resultados precisos
y representativos.
Los resultados del ensayo realizado muestran que el valor promedio del peso específico
relativo de las partículas de suelo se encuentra dentro del intervalo aceptable de 2.2 a 2.9 g/cm³,
con un valor específico de 2.74 g/cm³. Este resultado indica que el ensayo se llevó a cabo de manera
óptima y que los datos obtenidos son consistentes con los parámetros estándares para el material
analizado.
La gravedad específica de un material proporciona información clave sobre su densidad y
tipo. Al conocer la gravedad específica de un suelo, se puede inferir su composición y clasificar el
material adecuadamente. Este parámetro es esencial para diversas aplicaciones en ingeniería,
construcción y análisis de suelos, ya que permite una mejor comprensión de las propiedades físicas
del material y facilita la toma de decisiones informadas en proyectos relacionados.
En conclusión, la precisión en el manejo y secado de las muestras es crucial para obtener
resultados exactos. La adecuada interpretación de la gravedad específica permite clasificar el
material y evaluar sus propiedades, asegurando así la eficacia y fiabilidad en su uso para
aplicaciones prácticas.
17