Post on 16-Dec-2015
RELACIONES GRAVIMTRICAS Y VOLUMTRICAS
Ing. Daniel Basurto R.
MECNICA DE SUELOS
RELACIONES VOLUMTRICAS Y GRAVIMTRICAS
REPRESENTACIN ANALTICA DE LA COMPOSICIN
DE LOS SUELOS
RELACIN DE PESO Y VOLUMEN
Con estas fases se plantean los conceptos
bsicos entre los cuales se tienen: la porosidad, la
relacin de vacios, el grado de saturacin, el
contenido de humedad, pesos volumtricos, etc.
Para luego interrelacionarlos para determinar
igualdades que expresan dichas interrelaciones.
RELACIN DE PESO Y VOLUMEN
Peso volumtrico de Masa hmedo (gr/cm3, Tn/m3,
KN/m3): Es la relacin entre el peso hmedo y el
volumen total de la muestra.
Vm
WwWs
V
W
RELACIN DE PESO Y VOLUMEN
Peso volumtrico seco (gr/cm3, Tn/m3,
KN/m3):Se usa, sobre todo en cuestiones de
compactacin, el peso volumtrico seco, definido
como la relacin entre el peso de los slidos y el
volumen total del suelo.
%1 wVm
Ws m
RELACIN DE PESO Y VOLUMEN
Gravedad especifica de la fase solida: Esta
expresin se usa en compactacin de suelos,
como tambin el peso especifico relativo de los
slidos del suelo, definido como:
W
SGs
RELACIN DE PESO Y VOLUMEN
Porosidad:
Es la relacin entre el volumen de vacios y el
volumen de masa del suelo representado
generalmente en porcentajes se denota con la
letra ny se expresa como:
%100*(%)Vm
Vvn
RELACIN DE PESO Y VOLUMEN
Relacin de vacos (e):
Relaciona el volumen de vacos y el volumen de
slidos.
Vs
Vve
RELACIN DE PESO Y VOLUMEN
El grado de saturacin: Vara de 0% en suelo
seco a 100% en un suelo en el que todos los
vacos estuvieran llenos de agua, al que se llama
suelo saturado.
%100*Vv
VwS
RELACIN DE PESO Y VOLUMEN
El contenido de humedad: Relaciona el peso
del agua contenida en el mismo y el peso de su
fase slida.
%100*Ws
Www
RELACIN DE PESO Y VOLUMEN
Ecuacin de Estado. Es aquella que relaciona la
humedad, el peso especfico relativo de slidos,
grado de saturacin y la relacin de vacos y
obedece a la siguiente expresin:
GsweS **
COMPACIDAD RELATIVA
En suelos granulares como son las arenas y las
gravas con un porcentaje de finos menor del
15%, el grado de densificacin se puede medir
utilizando la compacidad relativa o densidad
relativa (Dr) que se mide en porcentaje;
determinndose con las siguientes expresiones:
100*(%)minmax
max
ee
eeDr nat
COMPACIDAD RELATIVA
Densidad Relativa (%) DESCRIPCION 0 20 Muy suelta 20 40 Suelta 40 60 Media 60 80 Densa 80 100 Muy densa
SUELOS SUMERGIDOS
Los suelos sumergidos a menudo estn saturados, pero no siempre.
Muchos suelos orgnicos estn sometidos a descomposicin en el sitio, con la generacin de
burbujas de gases como el metano, monxido de
carbono, etc., que no son capaces de escapar.
CONTENIDO DE HUMEDAD
ASTM D2216
CONTENIDO DE HUMEDAD
La determinacin del contenido de humedad es un ensayo rutinario de laboratorio para determinar la cantidad de agua presente en una cantidad dada de suelo en trmino de su peso seco.
Ww = Peso de agua contenido en el suelo. Ws = Peso del suelo seco
100*(%)s
w
W
Ww
EQUIPOS
Horno
Balanza
Recipientes
Tenaza
PROCEDIMIENTO
3
2 1
4
CLCULO
CONSIDERACIONES
La cantidad mnima de material hmedo seleccionado como representativo de la muestra total ser de acuerdo al tamao mximo de la partcula.
PESO VOLMETRICO DE SUELO COHESIVO
N.T.P 339.139
PESO VOLUMTRICO
Es la relacin del peso de la masa de suelo entre su volumen de masa. Se consideran las tres fases del suelo.
Es la densidad del suelo, se le conoce tambin como peso unitario, o como peso especfico de masa.
V
w
PROCEDIMIENTO
4
1
3
2
PROCEDIMIENTO
4 5
6 7
CLCULOS
PARAFINA
SUELO
SUELOPARAFINASUELOPARAFINA
PARAFINAPARAFINAPARAFINA
PARAFINAPARAFINASUELOSUELO
PARAFINASUELO
VV
WVP
WWW
Donde
WV
VVV
VV
..
:
/
VOLUMEN DE LA MUESTRA
VOLUMEN DE LA PARAFINA
CONSIDERACIONES
El ensayo solo es aplicable a suelos cohesivos, sin grietas considerables.
Otro procedimiento de ensayo considera el tallado del especimen en una forma geomtrica regular para calcular el volumen a partir de mediciones lineales
GRAVEDAD ESPECFICA DE SLIDOS
ASTM D854
CONSIDERACIONES
La gravedad especfica de cualquier sustancia se define como el peso unitario del material en cuestin dividido por el peso unitario del agua destilada a 4C. As, si se considera solamente los granos del suelo se obtiene Gs.
El valor de la gravedad especfica es necesario para calcularla relacin de vacos, se utiliza tambin en el anlisis de hidrmetro y es til para predecir el peso unitario del suelo.
tw,
st
G
GRAVEDAD ESPECFICA DE SLIDOS
SLIDO AGUA
V
Wss V
Wwtw,
EQUIPOS
Picnmetro: de
100 a 500 cm3
Pipeta,
Termmetro
Bomba de
Vacos
PROCEDIMIENTO
PROCEDIMIENTO
PROCEDIMIENTO
CLCULOS
osueloaguapicnometrodelpeso secW
seco.suelodelpesoW
2.TABLA
t,atemperaturlaaaguadeldensidadla
suelodeldensidadla
:donde
)W(W(W
W
G
tws,
s
tw,
s
stws,tw,
s
tw,
st
CLCULOS
2
:
20,
TABLAatemperaturdeecoeficientK
donde
KGG tCs
CONSIDERACIONES
Tipo de Suelo Peso Seco (g) Picnmetro de 250
mL
Peso seco (g) Picnmetro de 500
mL
SP, SP - SM 60 + 10 60 + 10
SP-SC, SM, SC 45 + 10 75 + 10
Limo o Arcilla 35 + 10 50 + 10
CONSIDERACIONES
Tipo Gs Referencia
Suelos Residuales de lutitas y arcillas
2.00 2.27 Huancabamba Piura
Arcilla latertica 2.08 2.30 Iquitos Loreto
Limos 2.69 2.79 Bagua San Martn
Arenas Finas 2.65 2.67 Pasamayo Presa Huancavelica
Arenas Limosas 2.54 2.72 Chosica, Riveras del ro Piura