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LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS I
DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA
DE LOS SOLIDOS DEL SUELO
REFERENCIAS: AASHTO: T-100-70
ASTM: D854-58 INEN:
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DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS
SUELOS DE PARTICULAS MAYORES Y MENORES AL TAMIZ # 4:
INTRODUCCION: Se define
como Gravedad Especfica de un
material, a la relacin entre el
peso de los slidos (Ws) del
material y el peso del volumen de
agua (Vs) que dichos slidos
desalojan.
En el caso de los suelos, la
gravedad especfica se da en
relacin al agua destilada a 4C
GENERALIDADES:
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DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS
SUELOS DE PARTICULAS MAYORES Y MENORES AL TAMIZ # 4:
El valor de Gravedad Especfica (expresado por un
nmero), adems de servir para fines de clasificacin, juega
un papel muy importante en la mayor parte de las pruebas
y clculos de Mecnica de Suelos, por ejemplo para la
determinacin del volumen de los slidos en problemas paracalcular las relaciones fundamentales:
Gs = Ws Vs = Ws Gs s
Vs Gs w
GENERALIDADES:
Tratndose de gravas o piedras, la Gravedad Especfica se da
en relacin al agua limpia a la temperatura ambiente, con el
material en estado de saturacin.
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DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS
SUELOS DE PARTICULAS MAYORES Y MENORES AL TAMIZ # 4:
GENERALIDADES:
Donde:
Vs = volumen de los slidos
Ws = peso de los slidos
Gs = gravedad especfica de los slidosPara la determinacin, se hace uso de
recipientes aforados llamados pignmetros,
los cuales son generalmente matraces
calibrados a distintas temperaturas.
En el pas la Gravedad Especfica ( Gs ), vara de 2.5 a 2.8; las
canteras locales del sector de Aguajn tienen materiales con
Gs = 2.6 y en tal caso es mayor al Gs del material de la
Pennsula ( Gs = 2.5 )
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Familiarizar al estudiante en la
determinacin de la Gravedad
Especfica de cualquier suelo omaterial de partculas gruesas
mayores al tamiz # 4 y partculas
menores al tamiz # 4 por
procedimientos prcticos delaboratorio, con el reconocimiento de
las normas de ejecucin tcnica.
DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS
SUELOS DE PARTICULAS MAYORES Y MENORES AL TAMIZ # 4:
OBJETIVO:
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PROCEDIMIENTO:PARTICULAS MENORES AL TAMIZ # 4
De la muestra preparada que haya pasado por la malla # 4 se tomaunos 200 gr. Se colocan en una cpsula de porcelana y se deja secar
en el horno temperatura constante a temperatura constante de 105C
durante 12 horas. Cuando se trata de suelos residuales, se seca soloal medio ambiente. Se coloca en un lugar seco, de manera que no
adquiera humedad y se pesan 50 gr.
Un pignmetro de 500 cc. (calibrado con anterioridad), se lavaperfectamente con agua, jabn y una escobilla que pueda introducirse
en l, enjuagndolo al final con agua destilada. Se llena el pignmetro
con agua hasta el cuello, y se registra el peso (Wbw) y se toma la
temperatura (T)
Wbw = Peso del pignmetro con agua hasta el enrase de
calibracin.
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PROCEDIMIENTO:PARTICULAS MENORES AL TAMIZ # 4
Los 50 gr. de material seco se vacan en el pignmetro, al que se leha quitado un poco de agua, (generalmente 1/3 o 2/3 del volumen
original).
Se pone el pignmetro en bao de Mara (con glicerina), a fin deexpulsar el aire contenido, si se cuenta con una trompa o bomba de
vaco, su uso mejora la operacin, permitiendo adems hervir la
suspensin a temperatura ms baja.
Se saca el pignmetro del bao de Mara y se deja enfriar, una vezque se adquiera la temperatura ambiente se agrega agua destiladahasta llenar al nivel que marca el aforo e inmediatamente se toma la
temperatura con una apreciacin de 0.1C introduciendo el
termmetro hasta el centro de la suspensin. La temperatura obtenida
se anota en el rengln temperatura del formulario respectivo.
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PROCEDIMIENTO:PARTICULAS MENORES AL TAMIZ # 4
Despus de tomarse la temperatura debe aforarse perfectamente demanera que la parte inferior del meisco coincida con la marca de
calibracin del matraz; esto se logra con la ayuda de la pipeta.
Debe evitarse que quede agua adherida al interior del cuello delmatraz sobre la marca de aforo, para lo cual se introduce un rollito de
papel secante o absorbente para eliminarla. Tambin debe secarse
perfectamente el matraz en su parte exterior.
Despus de aforado y limpio, se pesa el matraz con una precisin de0.001 gr. anotndose el peso en el rengln Wbws del registro declculo.
Wbws = peso del pignmetro + suelo + agua hasta el aforo.
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PROCEDIMIENTO:PARTICULAS MENORES AL TAMIZ # 4
Se hecha todo el contenido del matraz en una cpsula de porcelana yse coloca en el horno. Luego se obtiene el peso seco de la muestra
Ws y se anota.
( La expresin: Ws + Wbw - Wbws, representa el peso del volumende agua desalojada por los slidos a la temperatura de prueba)
El valor de K para la temperatura T se obtiene de la curva de
calibracin del matraz, sta calibracin se ha estandarizado y los
valores estn en la diapositiva siguiente: (Jurez BADILLO TOMO I)Por lo tanto la Gravedad Especfica ser igual a:
Gs = . Ws * K .
Ws + Wbw - Wbws
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C 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 0,9999 0,9999 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 1,0000 0,9999 0,9999 0,999910 0,9997 0,9996 0,9995 0,9994 0,9993 0,9991 0,9990 0,9988 0,9986 0,9984
20 0,9982 0,9980 0,9978 0,9976 0,9973 0,9971 0,9968 0,9965 0,9963 0,9960
30 0,9957 0,9954 0,9951 0,9947 0,9944 0,9941 0,9937 0,9934 0,9930 0,9926
40 0,9922 0,9919 0,9915 0,9911 0,9907 0,9902 0,9898 0,9894 0,9890 0,9885
50 0,9881 0,9876 0,9872 0,9867 0,9811 0,9806 0,9800 0,9795 0,9789 0,9784
60 0,9832 0,9827 0,9822 0,9817 0,9811 0,9806 0,9800 0,9795 0,9789 0,9784
70 0,9778 0,9772 0,9767 0,9761 0,9755 0,9749 0,9743 0,9737 0,9731 0,9724
80 0,9718 0,9712 0,9706 0,9699 0,9693 0,9686 0,9680 0,9673 0,9667 0,9660
90 0,9653 0,9647 0,9640 0,9633 0,9623 0,9616 0,9612 0,9605 0,9598 0,9591
PROCEDIMIENTO:PARTICULAS MENORES AL TAMIZ # 4
Tabla para la correccin del gw en funcin de la temperatura, necesariapara los clculos del Gs de los suelos menores al tamiz # 4:
TOMADO DE LA MECANICA DE SUELOS I ............JUAREZ BADILLO
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PROCEDIMIENTO:PARTICULAS MAYORES AL TAMIZ # 4
Para determinar la Gravedad Especfica de suelos de
partculas mayores al tamiz # 4 ms gruesos, se
proceder exactamente bajo las normas de Ensayo de
Materiales, lo que requiere que las partculas estn en
estado S.S.S. (saturadas con superficie seca ).
En cambio si son mezclas de grava-arena, los suelos
debern ser separados mediante el tamiz # 4, y seensayarn independientemente, empleando los dos
mtodos indicados.
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EQUIPO EMPLEADO: Balanza sensible a 0.001 gr.
Horno de secado a temperatura
constante de 105C.
Termmetro graduado de 0C a
50C con divisiones de 0.1C.
Pignmetro calibrado de 500 cm3
Cpsulas de porcelana. Pipetas.
Embudo de cristal.
Glicerina.
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SUELOS DE PARTICULAS MAYORES Y MENORES AL TAMIZ # 4:
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MATERIALES UTILIZADOS:
Grava Arena gruesa
Arena fina
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CUADRO DE CALCULO:GRAVEDAD ESPECIFICA DE
SUELOS MENORES AL TAMIZ
NUMERO 4:
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SUELOS DE PARTICULAS MAYORES Y MENORES AL TAMIZ # 4:
Muestra nmero 1A 2A
Pignmetro nmero 3H 5HTemperatura del agua y suelo en C 20 26
Recipiente nmero 14 32
Recipiente + peso seco 117,4 120,4
Recipiente 31,1 33,2
Peso del suelo seco Ws 86,3 87,2
Pignmetro + agua, TC Wbw 620,12 619,36
Ws + Wbw 706,42 706,56
Pig + agua + suelo (sumergido) Wbws 673,85 673,53
Desplazamiento del agua Ws + Wbw - Wbws 32,57 33,03
Factor de correccin por T=K 0,9982 0,9968
Gravedad Especfica Gs 2,645 2,632
GRAVEDAD ESPECIFICA PROMEDIO 2,638
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CUADRO DE CALCULO:GRAVEDAD ESPECIFICA DE
SUELOS MAYORES AL TAMIZ
NUMERO 4:
DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS
SUELOS DE PARTICULAS MAYORES Y MENORES AL TAMIZ # 4:
Muestra nmero GRUPO 2 GRUPO 1
Canastilla nmero 1 2
Canastilla + suelo S.S.S. (al aire) 6521 7954
Peso canastilla al aire * 1194 1492
Peso del suelo S.S.S. B 5327 6462
Canastilla + suelo S.S.S. (en agua) 4357 5343
Peso canastilla sumergida 1016 1295
Peso suelo S.S.S. ( en agua) C 3341 4048
Peso de canastilla + suelo seco 6456 7882
Peso canastilla al aire * 1194 1492
Peso del suelo seco A 5262 6390
Temperatura del agua y suelo C 19 19
Factor de correccin por T = K 0,9984 0,9984
Densidad aparente de slidos ( A * K ) / ( B - C ) 2,645 2,643
0 Gravedad Especfica Gs = ( A * K ) / ( A - C ) 2,735 2,724
GRAVEDAD ESPECIFICA PROMEDIO 2,729
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BIBLIOGRAFIA:
Manual de laboratorio desuelos en la Ingeniera
Civil
Bowles Joseph E.
DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS
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