Relacin gavimetrica de los suelos Para seleccionar el tipo de suelo adecuado se debe realizar estudio y diseos previos en el lugar y ambiente donde se va a construir.

El estudio previo que realizaremos en esta prctica (laboratorio) se denomina RELACIONES VOLUMETRICAS - GAVIMETRICAS DE LOS SUELOS que es el que distingue las tres faces constituyentes del suelo: solida, liquida y gaseosa relacin entre las faces del suelo tiene una aplicacin en la mecnica de suelos para el clculo de esfuerzos.RELACIONES VOLUMETRICAS - GRAVIMETRICAS

El problema de la identificacin de los suelos es de importancia fundamental; identificar un suelo es, en rigor, encasillarlo en un sistema previo de clasificacin para ello se deben estudiar sus propiedades y analizar su comportamiento ya que desde esta practica se analizaran las tres faces que comprenden el suelo.

Las fases lquida y gaseosa del suelo suelen comprenderse en el volumen de vacos (Vv), mientras que la fase slida constituye el volumen de slidos (Vs). Se dice que un suelo es totalmente saturado cuando todos sus vacos estn ocupados por agua. Un suelo en tal circunstancia consta, como caso particular de solo dos fases, la slida y la lquida. Es importante considerar las caractersticas morfolgicas de un conjunto de partculas slidas, en un medio fluido. Eso es el suelo.

Fase slida: Fragmentos de roca, minerales individuales, materiales orgnicos. Fase lquida: Agua, sales, bases y cidos disueltos, incluso hielo. Fase gaseosa: Aire, gases, vapor de agua. Esquema de una muestra de suelo y el modelo de sus 3 fases. Las relaciones entre las diferentes fases constitutivas del suelo (fases slida, lquida y gaseosa), permiten avanzar sobre el anlisis de la distribucin de las partculas por tamaos y sobre el grado de plasticidad del conjunto. En los laboratorios de mecnica de suelos puede determinarse fcilmente el peso de las muestras hmedas, el peso de las muestras secadas al horno y la gravedad especfica de las partculas que conforman el suelo, entre otras. Las relaciones entre las fases del suelo tienen una amplia aplicacin en la Mecnica de Suelos para el clculo de esfuerzos. La relacin entre las fases, la granulometra y los lmites de Atterberg se utilizan para clasificar el suelo y estimar su comportamiento. Modelar el suelo es colocar fronteras que no existen. El suelo es un modelo discreto y eso entra en la modelacin con dos parmetros, e y h (relacin de vacos y porosidad), y con las fases. El agua adherida a la superficie de las partculas, entra en la fase slida. En la lquida, slo el agua libre que podemos sacar a 105 C cuando, despus de 24 o 18 horas, el peso del suelo no baja ms y permanece constante.

Fases, volmenes y pesos En el modelo de fases, se separan volmenes V y pesos W as: Volumen total VT, volumen de vacos VV (espacio no ocupado por slidos), volumen de slidos 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 espcimen o mu estra WT es igual a la suma del peso de los slidos WS ms el peso del agua WW; esto es WT = WS + WW.

Esquema de una muestra de suelo, en tres fases o hmedo, con la indicacin de los smbolos usados: En los costados, V volumen y W peso. Las letras sub nice y del centro, son: A aire, W agua y S slidos Relaciones de volumen: h, e, DR, S, CA

Porosidad h.Se define como la probabilidad de encontrar vacos en el volumen total. Por eso 0 < h < 100% (se expresa en %). En un slido perfecto h = 0; en el suelo h 0 y h 100% Relacin de vacos e.

Es la relacin entre el volumen de vacos y el de los slidos. Su valor puede ser e > 1 y alcanzar valores muy altos. En teora 0 < e . El trmino compacidad se refiere al grado de acomodo alcanzado por las partculas del suelo, dejando ms o menos vacos entre ellas. En suelos compactos, las partculas slidas que lo constituyen tienen un alto grado de acomodo y la capacidad de deformacin bajo cargas ser pequea. En suelos poco compactos el volumen de vacos y la capacidad de deformacin sern mayores. Una base de comparacin para tener la idea de la compacidad alcanzada por una estructura simple se tiene estudiando la disposicin de un conjunto de esferas iguales. En la figura 2.3 se presentan una seccin de los estados ms suelto y ms compacto posible de tal conjunto. Pero estos arreglos son tericos y los clculos matemticosLos parmetros adicionales h y e (siempre h < e), se relacionan as: como Vv/Vs es la relacin de vacos, entonces Con la prctica, para suelos granulares, los valores tpicos son:

Arena bien gradada e = 0,43 - 0,67 h = 30 - 40% Arena uniforme e = 0,51 - 0,85 h = 34 - 46%

Densidad relativa DR. (o Compacidad relativa)

Este parmetro nos informa si un suelo est cerca o lejos de los valores mximo y mnimo de densidad, que se pueden alcanzar. Adems 0 DR 1, siendo ms resistente el suelo cuando el suelo est compacto y DR 1 y menor cuando est suelto y DR 0.Algunos textos expresan DR en funcin del PU seco d.. Aqu, e max es para suelo suelto, e min para suelo compactado y e para suelo natural

Los suelos cohesivos, generalmente tienen mayor proporcin de vacos que los granulares; los valores tpicos de y e son: e = 0,55 - 5,00 = 35 - 83%

Grado de saturacin S. Se define como la probabilidad de encontrar agua en los vacos del suelo, por lo que 0 S 100%. Fsicamente en la naturaleza S 0%, pero admitiendo tal extremo, S = 0% suelo seco y S = 100% suelo saturado

Relaciones Gravimtricas. Una masa de 1 Kg pesa distinto en la luna que en la tierra. El peso es fuerza, la masa no.

La densidad relaciona masa y volumen, el peso unitario relaciona peso y volumen y la presin, fuerza y rea.

El valor de la gravedad en la tierra es g = 9,81 m/sg2 = 32,2 ft/sg2

El peso unitario del agua es 62,5 lb/ft3 = 9,81 KN/m3 = 1 gr/cm3 (si g = 1) En presin 1 lb/ft2 = 47,85 N/m2 = 47,85 Pa.

1 lb/m2 = 6,90 KPa y 1 ft de agua 2,99 KPa

Contenido de humedad: w Es la relacin, en %, del peso del agua del espcimen, al peso de los slidos. El problema es cul es el peso del agua? Para tal efecto debemos sealar que existen varias formas de agua en el suelo, y unas requieren ms temperatura y tiempo de secado que otras para ser eliminadas. En consecuencia, el concepto suelo seco tambin es arbitrario, como lo es el agua que pesemos en el suelo de muestra. Suelo seco es el que se ha secado en estufa, a temperatura de 105C - 110C, hasta peso constante durante 24 18 horas (con urgencia).