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PESO VOLUMETRICO DE LOSSUELOSMecánica de suelos Universidad Tecnológica del Peru (UTP) - Lima 11 pag.Document shared on docsityUNIVERSIDAD TECNÓLOGICA DEL PERUMECANICA DE SUELOS####### LABORATORIO N°PESO VOLUMETRICO DE LOS SUELOSESPECIALIDAD: INGENIERÍA CIVILINTEGRANTES:DOCENTE:Document shared on do...

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PESO VOLUMETRICO DE LOS SUELOS Mecánica de suelos Universidad Tecnológica del Peru (UTP) - Lima 11 pag.

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UNIVERSIDAD TECNÓLOGICA DEL PERU

MECANICA DE SUELOS LABORATORIO N°01

PESO VOLUMETRICO DE LOS SUELOS

ESPECIALIDAD:

INGENIERÍA CIVIL

INTEGRANTES:

DOCENTE:

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INDICE 1.

INTRODUCCION........................................................................................................... 2

2.

OBJETIVOS DE LA PRACTICA.....................................................................................3 GENERALES....................................................................................................................... 3 ESPECIFICOS..................................................................................................................... 3

3.

ENSAYOS REALIZADOS..............................................................................................3 MARCO TEORICO............................................................................................................... 3 PESO VOLUMÉTRICO DE SUELO COHESIVO (N.T.P 339.139).......................................3

4.

CALCULOS DE RESULTADOS OBTENIDOS...............................................................4 MATERIALES Y EQUIPOS.................................................................................................. 4 FUNDAMENTOS Y FORMULAS......................................................................................... 4 SUELO ARCILLOSO............................................................................................................ 5

5.

ANALISIS Y EVALUACION DE RESULTADOS.............................................................8 CUADRO DE DATOS.......................................................................................................... 9 CUADRO DE CÁLCULOS DE VOLUMEN...........................................................................9

6.

COMENTARIOS Y CONCLUSIONES............................................................................9 COMENTARIOS...................................................................................................................9 CONCLUSIONES.................................................................................................................9

7.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.............................................................................10

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1. INTRODUCCION En el presente informe se desarrollará los diferentes ensayos que se realizan para el Estudio de Mecánica de suelos, los cuales nos permiten determinar diferentes propiedades físicas de un suelo, ya que en los diversos proyectos de ingeniería civil el suelo es utilizado como material de construcción, es por ello que los ingenieros civiles deben estudiar y entender las diferentes propiedades de los suelos. Para ello se desarrolló tres ensayos, siendo el primero el peso volumétrico de suelos que viene a ser la relación entre el peso y su volumen, para los cual se tomó una muestra de suelo que será cubierta toda la superficie con parafina con la finalidad de impermeabilizarla para luego determinar el peso volumétrico de la muestra. Desarrollar estos ensayos nos permite conocer la calidad del suelo y determinar las diferentes propiedades, por tal motivo se desarrolló estos tres ensayos en el laboratorio de la UTP con la finalidad de ampliar nuestros conocimientos.

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2. OBJETIVOS DE LA PRACTICA GENERALES 

El objetivo principal de este ensayo es determinar el peso volumétrico del suelo cohesivo de las muestras inalteradas. Calcular e interpretar el valor peso volumétrico de la masa ( γ m ) de un suelo por el método de inmersión en agua.



Aprender a determinar el volumen de un cuerpo o masa irregular utilizando el principio de Arquímedes.



Determinar la gravedad especifica de una muestra de suelo por medio de una serie de mediciones y procedimientos normalizados

ESPECIFICOS 

Calcular el porcentaje de humedad de la muestra, determinándolo mediante la cantidad de agua con respecto al peso seco de la muestra



Aprender a calcular el peso volumétrico de un suelo cohesivo de un cuerpo o masa irregular.



Familiarización de los estudiantes con los diversos ensayos de laboratorio de acuerdo a la Normativa.

3. ENSAYOS REALIZADOS MARCO TEORICO PESO VOLUMÉTRICO DE SUELO COHESIVO (N.T.P 339.139) El peso volumétrico ( γ m) es la relación del peso de masa, entre su volumen de la masa. Se le considera las tres fases del suelo: fase liquida, fase gaseosa y fase sólida. La densidad del suelo se le considera también como peso unitario o como peso específico de la masa.

γ m=

[ ]

Wm g V m cm3

Donde:

γ m=Peso volumetrico de masa

[ ]

W m =Peso del suelo

[ g]

g cm3

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[ cm3]

V m =Volumen del suelo W m + p=Peso del suelo+ parafina

[ g]

V m + p=Volumen del suelo+ parafina

[ cm3]

W p =Peso de la parafina

[ g]

V p=Volumen de la parafina

[ cm3]

4. CALCULOS DE RESULTADOS OBTENIDOS MATERIALES Y EQUIPOS 

Balanza electrónica de precisión 0.1 gr.



Probeta graduada de 1000 ml.



Plancha calentadora



Parafina o cera



Muestra de Suelo (arcilla)



Recipientes



Pipeta y espátula



Guantes de látex



Recipiente metálico

FUNDAMENTOS Y FORMULAS Conocido el concepto de peso volumétrico, es claro que cualquier tipo de materia que ocupe un volumen en el espacio posea esta propiedad. El agua como materia fluida, en su estado natural y dadas sus características físicas tiene un peso volumétrico cuantificado conocido, la presencia natural del agua dentro de las diferentes fases del suelo, obliga a establecer una relación universal entre los pesos volumétricos contenidos dentro de un material y el agua que hace parte de ella, de esta forma se da cabida al concepto de peso volumétrico de masa. En consecuencia, el peso volumétrico de masa corresponde a la relación del peso de la masa de los suelos, entre su volumen de masa.

γ m=

[ ]

Wm g V m cm3

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Donde:

γ m=Peso volumetrico de masa

[ ]

W m =Peso del suelo

[ g]

V m=Volumen del suelo

[ cm3]

W m + p=Peso del suelo+ parafina

g cm3

[ g]

V m + p=Volumen del suelo+ parafina

[ cm3]

W p =Peso de la parafina

[ g]

V p=Volumen de la parafina

[ cm3]

SUELO ARCILLOSO Para determinar los cálculos justificativos del ensayo de laboratorio, es necesario mostrar parte por parte los cálculos que se efectuaron, es por eso que los mostraremos en el siguiente orden: Peso del suelo. Para determinar este valor, se tomará una pequeña porción de muestra que fue extraída de la calicata, esta debe encontrarse inalterada como ser de un tamaño pequeño, lo suficiente para poder ser introducida a un tubo de ensayo. En este caso nuestra muestra obtenida tiene un peso de:

PS 1 =85.4 gr .

PS 2 =90.5 gr .

Peso del suelo y parafina Para obtener el peso del suelo con parafina, primero tenemos que suspender por medio de un hilo de peso despreciable la muestra de suelo y luego en parafina derretida sumergir la muestra de una manera que solo recubra superficialmente la muestra, esto con el fin de impermeabilizar nuestra muestra al ser sumergida en la probeta con agua. Una vez la muestra

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este recubierta con la parafina y este fría al tacto, procederemos a su pesaje, el cual es el siguiente:

P S 1 +P =88.9 gr .

P S 2 + p=95.2 gr .

Peso de la parafina Para encontrar el peso de la parafina, procederemos a realizar una resta entre el peso del suelo y la parafina menos el peso del suelo.

P P=P S + P + P S Obtuvimos el siguiente resultado: Muestra N° 1

P P 1=PS 1+ P + PS 1 P P 1=88.90 gr + 85.90 gr P P 1=3 gr Muestra N° 2

P P 2=PS 2 +P + P S 2 P P 1=95.20 gr+ 90.50 gr P P 2=4.70 gr Luego de tener los pesos de ambos materiales, procederemos a hallar los volúmenes de los mismos. Para determinar el volumen del material utilizaremos el principio de Arquímedes, el cual nos dice que “Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido desalojado”, por lo tanto la muestra al ser introducida a una probeta con agua hará que el agua se desplace, por lo tanto si consideramos que el contenido de la probeta más el agua con la muestra de suelo recubierto con parafina sumergido en su interior menos el contenido de la probeta con 500 ml de agua, nos dará el

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volumen de líquido desplazado por lo tanto el volumen de la muestra con la parafina. Así tendremos los siguientes datos:  

Volumen de agua en probeta (V ¿¿i )¿ 500 cm3 Volumen de agua en probeta más muestra de suelo con parafina (V ¿¿ f ) ¿ 554 cm3

: :

Luego por la resta de los dos datos tenemos que:

V f + V i =V M Donde:

V M+ P es el volumen desplazado por la muestra del suelo. Por lo tanto:

V M+ P 1=554−500 V M + P 1 =54 cm

3

V M+ P 2=557−500 V M + P 2 =57 cm

3

El volumen de la muestra con la parafina que lo recubre es de 54 cm3, luego para tener el volumen de la muestra de suelo le restaremos el volumen de la parafina, hallaremos el volumen de la parafina en cada muestra dividiendo el peso de la parafina entre la densidad de la misma, de la siguiente manera: Peso de la muestra N° 1

P P 1=3 gr Densidad de la parafina

D P=0.89

gr 3 cm

Volumen de la parafina:

V P 1=

PP1 DP

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V P 1=

3 gr gr 0.89 3 cm

V P 1 =3.37 cm

3

Peso de la muestra N° 2

P P 2=4.70 gr Densidad de la parafina

D P=0.89

gr 3 cm

Volumen de la parafina:

V P 2= V P 2=

PP2 DP 4.70 gr gr 0.89 3 cm

V P 2 =5.28 cm3 Luego con los datos obtenidos del volumen de la parafina, podemos calcular el volumen del suelo restando con el volumen del suelo más la parafina que tenemos como dato.

V S =V M + P−V P Muestra N° 1

V S 1=V M +P 1− V P 1 V S 1=54−3.37 V S 1=50.63 cm3 Muestra N° 2

V S 2=V M +P 2 −V P 2 V S 2=57−4.70

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V S 2=51.72 cm3 5. ANALISIS Y EVALUACION DE RESULTADOS El ensayo en laboratorio de peso volumétrico de los suelos nos dará un factor muy importante para todos los futuros cálculos que realizaremos en el diseño de diferentes estructuras y edificaciones, uno de estos valores nos servirá para determinar qué tan consolidado es el suelo sometido al estudio y así iniciar un diseño acorde a las exigencias de la edificación, es por esto que hemos agrupado los datos obtenidos anteriormente y los presentaremos en el siguiente cuadro:

CUADRO DE DATOS PESO

SUELO Peso del suelo [g] Peso del suelo + parafina [g] Peso de la parafina [g] Volumen de suelo + parafina [cm3] 3

Densidad de la Parafina [gr/cm ] 3

Volumen de la parafina [cm ] 3

Volumen de suelo [cm ] 3

Peso Volumétrico de la masa [gr/cm ]

M-1 85.90 88.90 3.00

M-2 90.50 95.20 4.70

54.00

57.00

0.89

0.89

3.37

5.28

50.63

51.72

1.70

1.75 1.72

3

Peso Volumétrico Promedio [gr/cm ] CUADRO DE CÁLCULOS DE VOLUMEN

VOLUMEN

AGUA 3

Cantidad de agua inicial [m ] 3

Cantidad de agua inicial + muestra [m ] 3

Cantidad de agua desplazada [m ]

M-1

M-2

500.00

500.00

554.00

557.00

54.00

57.00

6. COMENTARIOS Y CONCLUSIONES COMENTARIOS 

Se recomienda verificar que la balanza electrónica que sirve para el pesado de la muestra este calibrada para no tener errores en la medición

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

Se debe de verificar que, al momento de cubrir la muestra con la parafina, no haya ninguna parte sin cubrir.



Se debe verificar que la parafina que cubre la muestra de suelo este totalmente solida al momento de ser ingresada a la probeta.

CONCLUSIONES 

Se determino el peso volumétrico, el cual fue de 1.70 gr/cm3 y 1.75 gr/cm3



Se puede concluir que se trata de un suelo con materia orgánica debido a que el GS < ¿ 2.65



El ensayo de gravedad específica de un material permite predecir el tipo de suelo, teniendo en cuenta su peso, puesto que está en relación a sus pesos.

7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS. 

https://es.scribd.com/doc/141685109/Definicion-de-contenido-d



https://es.scribd.com/document/295062504/Lab02-Peso-Volumet

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