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8/17/2019 GEOTECNIA I Peso Especifico Suelos Cohesivos
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UNIVERSIDAD DE
SUCREINFORME DETERMINACION PESO
UNITARIO PARA SUELOS COHESIVOS
ASTM 2937, AASHTO: T-180
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GEOTECNIA I
INFORME DE LABORATORIO
PRACTICA N°5:
DETERMINACION DEL PESO UNITARIO DE SUELOS COHESIVOS
ASTM 2937, AASHTO: T-18
PRESENTADO A:
ING! CARLOS MEDINA
PRESENTADO POR:
ASSIA DE LA ROSA "OSE GUILLERMO
BARRIOS SOTO "OSE RAFAEL
PATERNINA MU#O$ LICENA PATRICIA
SALCEDO MADERA NESTOR LUIS
GRUPO N°2
INGENIERIA CIVIL
V SEMESTRE
UNIVERSIDAD DE SUCRE
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
SINCELE"O, SUCRE
213
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RESUMEN
Para la práctica correspondiente a peso unitario se siguieron las siguientes pautas:
primero con la muestra de suelo obtenida a través del equipo extractor de
muestras inalteradas de suelos cohesivos y un cilindro de pared delgada, se
procedió a moldearla y cortarla para que no presente irregularidades en su formacilíndrica, luego se pesó. Para la obtención del primer volumen se midió el cilindro
con un vernier, se tomó tres veces la altura y el diámetro. Para la obtención del
segundo volumen se introduo el cilindro en un beac!er de "#$ ml vacío y se le
a%adió agua, la cual estaba medida en una probeta de "#$ ml enrasada, hasta
completar la medida del beac!er& la cantidad de agua que quedo en la probeta se
le resta a su volumen original lo cual sería el volumen de agua depositado en el
beac!er para obtener así el volumen de la muestra mediante el principio de
'rquímedes. Por ultimo dividimos la muestra y la secamos al horno para
determinar su humedad. (e esta forma se consigue medir el peso unitario h)medo
mediante los dos ensayos mencionados anteriormente con los vol)menes
obtenidos y el peso de la muestra& y el peso unitario seco mediante la humedad
obtenida.
OB"ETIVOS
OB"ETIVOS GENERALES
• *ntroducir al estudiante al concepto de pesos unitarios de los suelos
cohesivos y su aplicación en la mecánica de suelos.
OB"ETIVOS ESPECIFICOS
• +alcular el peso unitario o densidad aparente de una muestra de suelo
cohesivo.
• +omprender los alcances y limitaciones del ensayo realiado
• +lasificar el tipo de suelo ensayado con base en el valor del peso unitario
obtenido.
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MARCO TEORICO
-l peso unitario de los suelos está definido como el peso de la muestra gr/ sobre
su volumen cc/. -ste es una de las relaciones gravimétricas de mayor utilidad en
la resolución de problemas en la mecánica de suelos, tiene gran aplicación en
geotecnia debido a las correlaciones que existen con otros parámetros de
ingeniería tales como el ángulo de fricción interno y la resistencia en el ensayo de
penetración estándar.
-l peso unitario del suelo varía de acuerdo al contenido de agua que tenga el
suelo, que son h)medo no saturado/, saturado y seco. -l peso unitario h)medo
es definido como el peso de la masa de suelo en estado no saturado por unidad
de volumen, el peso unitario seco, se define como el peso de suelo sin contenido
de agua por unidad de volumen de la muestra.
Por otra parte, muchas fórmulas que permiten estimar los asentamientos posibles
de estructuras fundadas sobre suelos granulares, están basadas en el peso
unitario. -xisten sin embargo dificultades para determinar el peso unitario en
suelos granulares de grandes tama%os. 0a que la obtención de muestras
inalteradas en suelos granulares resulta impracticable, a menos que ellas sean
obtenidas por procedimientos tan especiales y costosos como el congelamiento, el
peso unitario adquiere importancia porque permitiría reproducir esta condición de
estado en el laboratorio.
1no de las procedimientos empleados para obtener el peso unitario de suelos
cohesivos se basa en el principio de 'rquímedes, el cual establece que todo
cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empue vertical y hacia arriba igual
al peso de fluido desaloado.
2a explicación del principio de 'rquímedes consta de dos partes
-l estudio de las fueras sobre una porción de fluido en equilibrio con elresto del fluido.
2a sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma
forma y dimensiones.
-ste procedimiento puede utiliarse para obtener el volumen desplaado de
cualquier suelo cohesivo que no se destruya por estar dentro del agua de 3 a "
min requeridos para hacer el ensayo. 4o es aplicable a material poroso o a suelo
muy seco, a menos que se encuentre en un alto estado de densidad ya que una
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1. Tomar unamuestra del !l!ndro
de muestra!nalterada.
".Pesar la muestratomada.
#.tomar ded!$erentes an%ulos
el d!ametro & laaltura de la
muestra.
'.Introdu!r lamuestra en un
(ea)er & rellenar*asta lle%ar a"++ml on la
,ro-eta ue ten!a&a los "++ml dea%ua.
/. Saar la muestrasearla
ra,!damente on un,a0uelo & ,esar
nue-amente
. Haer los
res,et!-osalulos.
absorción apreciable de agua por capilaridad o por cualquier otra forma puede
afectar los resultados.
PROCEDIMIENTO
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E%UIPOS UTILI$ADOS
• -quipo extractor de muestras inalteradas de suelos cohesivos opcional/
• -quipo para corte y tallado de las muestras
• 5alana de sensibilidad $.3 gr
• 6ernier o nonio calibrador
• 7ecipiente de volumen conocido 5eac!er/
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RESULTADOS OBTENIDOS
2os datos obtenidos en el laboratorio de la muestra de suelo cohesiva de forma
cilíndrica fueron los siguientes:
P&'( )&
*+
&'./
+
M&)00 V(*& 4(/+
)0/&.+
M&)00 (*& 6/0060( )&
A/&)&'
3## gr (3 8 9.3 cm h3 8 #.$;
cm
6ol. (el
recipiente:
"#$ ml
(" 8 9.< cm h" 8 #.$#
cm
2ectura *nicial
probeta
graduada 8
"#$ ml
(< 8 9. cm h< 8 #.$9
cm
2ectura =inal
probeta
graduada 8
>3 ml
M&'./+ N 1DESCRIPCIN P&'( ;
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Para calcular el volumen de la muestra de suelo cohesivo, se utiliaron dos
mediciones, una por medición directa con un vernier y la otra por medio del
principio de 'rquímedes.
M&)00 )0/&.+:
Para calcular el volumen por medio de este método, promediamos los diámetros y
las alturas y luego aplicamos la fórmula de volumen de un cilindro, V =π ∗ D2
4∗h
Dp=(4.71cm+4.73cm+4.77cm )
3,hp=
5.08cm+5.05cm+5.04 cm3
Diametro prom( Dp)=4.736 cm, Altura prom(hp)=5.056 cm
Volumen prom=π ∗ Dp2
4∗hp
Volumen prom=π ∗(4.736cm)2
4∗5.056cm
Volumenprom=89.07 cm3
M&)00 6(/ &)0( )&* 6/0060( )& A/&)&':
'ntes de hacer la medición comprobamos el peso de la muestra de suelo antes de
sumergirla en agua para aplicar este principio:
Peso muestra antes de sumergirse = 155 gr
Volumen del recipiente = 250 ml, agregamos la muestra de suelo cohesivo y
por medio de una probeta graduada con "#$ ml, echamos agua al recipiente:
Lectura inicial probeta graduada = 250 ml, Lectura fnal probeta
graduada = 91 ml.
-l volumen final de la probeta graduada, será nuestro volumen del suelo.
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Volumen de suelo = 91 ml o 91 cm3 o 0.000091 m3
'hora volvemos a pesar la muestra de suelo cohesivo
Peso muestra después de sumergirse = 15.1 gr.
2os pesos inicial y final se encuentran dentro de una aproximación de 3 a "
gramos, entonces el ensayo fue satisfactorio.
C+**( 6&'( 0.+/0( @&)(:
'hora el dilema es A+uál volumen escogerB 0 APor quéB -n una peque%a
discusión con el grupo de trabao decidimos escoger el volumen hallado por medio
del principio de 'rquímedes, aunque pueden presentarse errores de, este se
aproximará mucho más al volumen real de la muestra. Por el otro método de
medición directa, < tomas de lectura del cilindro de diámetro y de altura no serán
lo suficiente para obtener un volumen preciso, además tenemos que tener en
cuenta los errores que se pueden presentar, como el error de aproximación del
aparato, error del operador, etc. 'hora procedemos a calcular el peso específico
h)medo:
γhumedo=W
V
γhumedo=0.115kg∗9.8m /s
2
0.000091m3
γhumedo=12384 N /m3 o12.384 kN /m3
C+**( 6&'( 0.+/0( '&(:
-n primer lugar calculamos la humedad ω / de las " muestras de suelo y
promediamos:
Cuestra 4o3:
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ω=( Peso Suelo Humedo+ Lata )−( Peso Suelo Seco en Horno+ Lata)
( Peso Suelo Seco en Horno+ Lata )−( Peso Lata)
ω=69.3gr−59.9 gr59.9 gr−29.7 gr
x 100
ω1=31.12
Cuestra 4o":
ω=57.7 gr−47.6 gr47.6 gr−18.7 gr
x 100
ω2=34.94
'hora calculamos la humedad promedio:
ωpromedio=ω1+ω2
2
ωpromedio=31.12 +34.94
2
ωpromedio=33.03
0 por )ltimo calculamos el peso específico seco del suelo:
γd= γhumedo
1+prom
100
γd=12.384 kN /m3
1+33.03
100
γd=9.309 kN /m3
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ANALISIS DE RESULTADOS
2os métodos utiliados para hallar el peso específico h)medo y seco, son métodos
basados en la norma, pero hay que discernir que este ensayo puede tener sus
limitaciones al momento de calcular sus vol)menes, por eemplo en la
determinación del volumen mediante el principio de 'rquímedes no es aplicable
para suelos porosos o suelos muy secos, ya que se pueden afectar los resultados.
-s muy conveniente realiar varias veces el ensayo para la muestra de suelo
cohesivo para así minimiar los errores. -ste ensayo permite obtener en el terreno
el peso unitario h)medo total de un suelo cohesivo o de un sueloDagregado con
fines de investigación, control o dise%o.
-ntonces seg)n el peso específico seco que calculamos podemos clasificar elsuelo ensayado seg)n la tabla que se muestra a continuación:
Podemos decir que la muestra de suelo ensayada está comprendida entre una
arcilla blanda y una arcilla orgánica suave ya que su γd=9.309 kN /m3
!
Podemos decir que nuestro ensayo fue satisfactorio ya que comprendimos y
obtuvimos buenos resultados con la muestra de suelo.
CONCLUSIONES ? RECOMENDACIONES
(el anterior informe se puede concluir al momento de realiar el ensayo de peso
unitario para suelos cohesivos, es aplicable para suelos cohesivos que dentro de
un rango de tiempo no se alteren en su estructura, en nuestro caso nos
encontramos con un suelo que desde las características con las que se
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encontraba la muestra en el terreno era un suelo 'rcilloso debido a que era fácil
de moldear, presentaba un color negro grisáceo y que a la ve era altamente
plástico, basados en el estudio se logra estimar debido al tipo de peso unitario de
suelos cohesivos, que la muestra con la que contábamos se encontraba entre una
arcilla blanda y una arcilla orgánica suave. -ste tipo de ensayo puede tener unas
respectivas limitaciones y que están dadas por las características propias que
posee el material extraído, ya sean los vacíos presentes o la cantidad de agua con
la que se encuentre dicho material ya que no nos arroaría resultados
satisfactorios.
Para meores resultados es indispensable llevar a cabo un control sobre el
material a utiliar libre de impureas, bao una balana encerada, tener un
conocimiento previo de lo que se va a realiar en el laboratorio y seguir las
recomendaciones del tutor, que a la ve son exigidas y establecidas por la norma.
-sta práctica experimental es usada como una medida para estimar posibles
asentamientos y otros horiontes del campo ingenieril.
GUIA SUGERIDA
1! AEué precauciones se deben tener para poder medir el peso unitario desuelos con muchas bolsas de aireB APodría o no llenarse estos agueros
con ceraB7taF: Gi podrían llenarse los vacíos con cera, de tal manera que la muestra
no se inalterada en su estructura con las partículas de agua, dándole una
característica de impermeabilidad.
2! Apuede usted aplicar la técnica usada en la medición del peso unitario delas arenasB7taF: 4o se puede aplicar dicha técnica debido a que el principio de
'rquímedes presenta ciertas limitaciones, la arena al entrar en contacto
con el agua tendría discontinuidad , corriéndose hacia los lados.
3! -xplique si es posible o no usar otro liquido diferente al agua
BIBLIOGRAFIA
• 'GHC ">9, ''GIHJ: HD3;$
=undamentos de la Cecánica de Guelos, -12'2*J K1'7-L 5'(*22J,
Hercera -dición
• (as, 5raa C. =undamentos de *ngeniería geotécnica
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ANEOS
1! T(+ )& M&'./+'! Ge realió la toma de muestra de suelo en una de lasonas pertenecientes de la 1niversidad de Gucre ubicada a escasos metros
de la cancha sintética.
2! -xcavación Cediante picos y palas!
3! -xtracción de 2a Cuestra.
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! Cuestra Hallada, con forma +ilíndrica.
5! Cedición de 'ltura y de (iámetro.
! Pesar en la 5alana de sensibilidad
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7! Cuestra a%adida en un 5ea!er de #$$ ml +on 'gua y 7ecipiente de #$$ ml+on agua sobrante, se registra el volumen Mastado del recipiente.