Unidad 4 Relaciones volumétricas y gravimétricas.4.1 Fases del suelo. Símbolos y definiciones En un suelo se distinguen tres fases constituyentes: la sólida, la líquida y la gaseosa. La fase sólida está formada por las partículas minerales del suelo; la líquida por el agua, aunque en los suelos pueden existir otros líquidos de menor significación; La fase gaseosa comprende sobre todo aire, si bien pueden estar presentes otros gases (vapores sulfurosos, anhídrido carbónico, etc.). La capa viscosa del agua adsorbida que presenta propiedades intermedias entre la fase sólida y la líquida, suele incluirse en esta última, pues es susceptible de desaparecer cuando el suelo es sometido a una fuerte evaporación (secado). Estas tres fases pueden representarse esquemáticamente, y en forma imaginativa de la manera siguiente: GASES Vg AGUA Vv Vw GASES TOTAL DE VACIOS AGUA Va SOLIDOS SOLIDOS Vs Vs Vs SOLIDOS TOTAL DE SOLIDOS Donde: Va =Volumen de aire, Vw =Volumen de agua, Vs =Volumen de Sólidos, Vv =Volumen de vacíos y Vm =Volumen de la muestra, Wa =Peso del aire, Ww =Peso del agua, Ws =Peso de los sólidos y muestra. Las fases líquida y gaseosa del suelo suelen comprenderse en el Volumen de Vacíos, mientras que la fase sólida constituye el Volumen de los Sólidos. Se dice que un suelo es totalmente saturado cuando todos sus vacíos están ocupados por agua; un suelo en tal circunstancia consta como caso particular, de solo dos fases, la sólida y la líquida. Muchos suelos yacientes bajo el nivel freático son totalmente saturados. Apuntes elaborados por el Ing. Guillermo Plata Marín Página 23 Wm =Peso de la Aunque el contenido de materia orgánica y las capas adsorbidas son muy importantes desde el punto de vista de las propiedades mecánicas del suelo, no es preciso considerarlos en la medición de pesos y volúmenes relativos de las tres fases principales; su influencia se toma en cuenta más fácilmente en etapas posteriores del estudio de ciertas propiedades de los suelos. 4.2 Relaciones Volumétricas y Gravimétricas En la figura anterior, Vm representa el volumen total de la muestra, Vv el volumen de vacíos y Vs el volumen de las partículas sólidas. De lo anterior puede escribirse: Vm = Vv + Vs Por otra parte, el volumen de vacíos está ocupado por aire o gases, Va y por agua Vw, de tal manera que la expresión anterior puede escribirse así: Vm = Va + Vw + Vs De los conceptos anteriores resultan algunas relaciones volumétricas tales como: Relación de vacíos es la relación entre el volumen de vacíos y el volumen de sólidos. e= Vv Vs Porosidad, es la relación entre el volumen de vacíos y el volumen total de la muestra y generalmente se expresa en porcentaje: n= Vv *100 Vm La relación de vacíos puede expresarse en función de la porosidad de la manera siguiente: Vv Vv Vv n e= = = Vm = Vs Vm − Vv Vm Vv 1 − n − Vm Vm Apuntes elaborados por el Ing. Guillermo Plata Marín Página 24 esto es.∴ = 1 + e 1 + Vv Vs + VV Vm 1 + e Vm Vs Grado de saturación es la relación del volumen de agua que contiene el suelo al volumen de vacíos del mismo. el valor que puede alcanzar es de 1 en suelos totalmente saturados: Gw(%) = Vw *100 Vv Compacidad relativa La relación de vacíos real de un suelo está situada en un punto entre los valores mínimo y máximo posibles. Cr=1.De igual manera la porosidad puede expresarse en función de la relación de vacíos en la forma siguiente: Vv Vv Vv e ⎛ e ⎞ = = Vs = =⎜ n= ⎟e Vm Vs + Vv Vs Vv 1 + e ⎝ 1 + e ⎠ + Vs Vs El término 1 que aparece en la expresión anterior es igual a: 1+ e 1 1 Vs Vs 1 Vs = = = . Los valores de relación de vacíos pueden obtenerse en ensayos de laboratorio. la relación de vacíos en su estado mas suelto. es muy importante conocer su estado de compacidad que se expresa como sigue: Cr (%) = emax − enat emax − emin Generalmente la compacidad relativa se expresa en porcentaje. y cuando esta suelto al máximo. para un suelo su compacidad máxima. Cr=0. dependiendo del estado de compactación. expresado como porcentaje. En el caso de las arenas y gravas. respectivamente. la compacidad relativa indica el grado de compactación de un suelo granular en su estado natural determinado mediante la relación del máximo incremento posible de su relación de vacíos a la amplitud total de variación de dicha relación. Así pues. En la que emax. Guillermo Plata Marín Página 25 . en los suelos formados por partículas gruesas. Apuntes elaborados por el Ing. emin y emax . en su estado más compacto y en su estado natural. En la siguiente tabla se muestra una sugerencia de clasificación simple para un estado de compactación. Así pues. se presenta una considerable variación entre los dos extremos. como las gravas y las arenas. emín y enat son. en porcentaje: w(%) = Ww x100 Ws El contenido de humedad puede variar desde cero cuando esta perfectamente seco a ∝.600%.Estados relativos de compactación Compacidad relativa (%) Estado de compactación 0-15 15-35 35-65 Intermedio 65-85 Denso 85-100 Muy denso Muy suelto Suelto Contenido de agua. en un horno a temperatura de 100º C a 110º C y pesándola después. En México existen valores de 1000% en arcillas procedentes de la región sureste del país. expresada generalmente. En la naturaleza la humedad de los suelos varía entre límites muy amplios. Algunos valores para contenido de humedad comunes son: Arenas uniformes Arenas no uniformes o bien graduadas Limos Arcillas inorgánicas Arcillas orgánicas Bentonita 19 a 32% 9 a 22 % 30 a 80 % 22 a 45 % 70 a 110 % 174 % (Pero puede llegar hasta 800% en arcillas en el lugar) El contenido de humedad se determina pesando una muestra representativa del suelo en su estado húmedo. Guillermo Plata Marín Página 26 . es decir. La diferencia entre el peso de la muestra antes y despues de secada al horno representa el peso del agua que contenía la muestra. Peso Específico a) Peso específico. Este peso de agua expresado como porcentaje del peso seco de la muestra nos dá el contenido de humedad. cuando esta muy saturado. En el valle de México son normales humedades de 500 . secando luego dicha muestra. La Humedad es la relación del peso del agua al peso de los sólidos en una determinada masa de suelo. por medio del concepto de peso específico. de la Apuntes elaborados por el Ing. En Mecánica de Suelos se relaciona el peso especifico de las distintas fases con sus volúmenes correspondientes. Se distinguen los siguientes pesos especificos relativos. El peso específico relativo se define como la relación entre el peso específico de una sustancia y el peso específico del agua. destilada y sujeta a una atmósfera de presión. γm = Peso específico de la masa de suelo.70 1. Apuntes elaborados por el Ing.22 0. γm= Algunos valores típicos son: Arenas Uniformes Wm Ws + Ww = Vm Vm 1.09 2.65 0. su valor difiere poco del γ0 y.85 1. las unidades utilizadas son ton/m3.43 1. a 4ºC. Kg/m3.27 T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 Arenas no Uniformes Limos Arcillas inorgánicas Arcillas Orgánicas Arcillas en general Bentonita γs = Peso específico de la fase sólida del suelo es la relación existente entre el peso de los sólidos y el volumen de los sólidos.relación entre el peso de la sustancia y su volumen. correspondiente. γw = Peso especifico del agua en las condiciones reales de trabajo. su valor es idéntico al módulo del peso específico.68 0. gr/cm3 Dentro de los pesos específicos podemos destacar: γ0 = Peso específico del agua destilada. es igual a 1 ó a una potencia entera de 10. ambos son tomados como iguales. Guillermo Plata Marín Página 27 .43 a a a a a a a 2. en muchas cuestiones prácticas.58 1.87 2. a 4º C de temperatura y a la presión atmosférica correspondiente al nivel del mar. γs= Ws Vs b) Peso específico relativo de los sólidos.32 1. En sistemas derivados del métrico.93 0. según se desprende de lo anterior. En sistemas de unidades apropiadas.43 1. es la relación existente entre el peso de la muestra y el volumen de la muestra. En función de la temperatura los valores de γw varían de manera notable. es la relación existente entre el peso específico de la masa de suelo y el peso específico del agua. Sm = γm γo pero γ m = Wm Wm ∴ Sm = Vm Vmγ o Ss = Peso específico relativo de la fase sólida del suelo (de solidos) es la relación existente entre el peso específico de los sólidos y el peso específico del agua. Guillermo Plata Marín Página 28 .. Apuntes elaborados por el Ing.Sm = Peso específico relativo de la masa de suelo. por lo cual se tiene Ss = γs γo pero γ s = Ws Ws ∴ Ss = Vsγ o Vs Y representa cuántas veces es más pesada la sustancia de la fase sólida del suelo que una cantidad igual de agua. Se coloca en la balanza un vaso de precipitado con agua y se introduce en él la muestra procurando que no toque el fondo ni las paredes del vaso. La muestra se amarra con hilo y se pesa (Wm). +suelo seco Peso del Agua Peso seco W% Procedimiento para la práctica # 2 Determinación del peso volumétrico 1. 5. Guillermo Plata Marín Página 29 .97 Vm γm = Wm Vm Apuntes elaborados por el Ing. Pozo Profundidad Wm Wmp Wmps Vmps Wp vp = Wp . 3. 3. Se pesan las cápsulas o vidrios de reloj 2. Se toma una muestra de suelo húmedo en estado natural. 4. (m) Nº Cápsula Peso Peso Caps + suelo Hum Peso Caps. Sondeo Nº Muestra Nº Prof. se coloca en la cápsula y se pesa (Wm). Se pesa la cápsula con la muestra seca (Ws). Se nivela la balanza de tres brazos 2. Se introduce la muestra en una mezcla de parafina y brea derretida hasta quedar completamente cubierto con ella y se pesa (Wmp).Procedimiento de la Práctica # 1 Determinación del contenido de humedad 1. se anota el peso de la muestra con parafina sumergida. La cápsula con la muestra húmeda se mete al horno un tiempo de 24 horas. Con unas pinzas se saca la cápsula y se coloca en un desecador para que se enfrie 5. (Wmps). 4. Se toma una muestra en estado natural y se labra un cubo de aproximadamente 2 X 2 centímetros por lado. tal como aparece en el esquema.Correlación entre la relación de vacíos y la porosidad Considérese una muestra de suelo en representación esquemática. Aplicando la definición de Porosidad: n= Vv e = Vm 1 + e La expresión anterior da una correlación importante entre la Relación de vacíos y la Porosidad de un suelo. el Ws puede calcularse con la expresión: 1 SOLIDOS Ssγo Ws = VsSsγ o ∴Ws = Ssγ o y. calcular los conceptos referidos a una escala de unidades tal que en ella se tenga Vs=1. De la anterior se deduce que: e= n 1− n Fórmulas más útiles referentes a suelos saturados Varias relaciones referentes a suelos pueden obtenerse de los esquema siguiente(Fig. en forma decimal. Por ejemplo. aplicando Lo las anterior definiciones equivale a e 1+e AGUA wSsγo AIRE 0 correspondientes. se tiene Ww=wSsγ0. adoptando arbitrariamente el valor unitario para el volumen de sólidos. Guillermo Plata Marín Pesos eγ0 Ssγ0 Volúmenes n 1-n Pesos nγ0 (1-n)Ssγ0 (b) Página 30 . los demás conceptos aparecen calculados con base en este dato de partida. si Vs=1. 1): Volúmenes e 1 (a) Apuntes elaborados por el Ing. teniendo en cuenta la expresión de contenido de humedad. Apuntes elaborados por el Ing. Fórmulas más útiles referentes a suelos parcialmente saturados AIRE e 1+e AGUA 0 E/(Ssγo) AIRE 0 wSsγo AGUA Ww 1 SOLIDOS Ssγo 1/(Ssγo) SOLIDOS 1 (a) (b) Si en la figura b.De la figura (a) y usando la fórmula del contenido de humedad. Guillermo Plata Marín Página 31 . se puede obtener: w= eγ o ∴ e = wSs Ssγ o La cual es una relación fundamental en suelos saturados. el peso Ww resulta ser numéricamente igual al contenido del agua por definición se tiene: γm = 1+ w γs 1+ e 1+ w Sm = Ss 1+ e wSs Gw = e Esta última ecuación es válida unicamente para suelos no saturados. consideramos unitario al valor de Ws. Usando el peso especifico de la masa y el peso relativo de la masa en la figura (a) y (b) puede obtenerse: Ss + e Ss (1 + w) = = n + (1 − n) Ss 1+ e 1 + Ssw Ss (1 + w) Ss + e γ m = Smγ o = γo = γ o = [n + (1 − n) Ss ]γ o 1+ e 1 + Ssw Sm = Fórmulas muy usadas para el cálculo de los pesos específicos en función de diferentes datos muy comunes en la práctica. Apuntes elaborados por el Ing. tanto específicos como específicos relativos. el empuje hidrostático ejerce influencia en los pesos. En tal caso. cabe hacer mención que se considero a los suelos como saturados por estar debajo del nivel freatico. que: Ss − 1 Ss − 1 γo = γo 1+ e 1 + Ssw Ss − 1 γ m' = γd Ss γ m' = Las fórmulas anteriores son muy usadas para el cálculo de los pesos específicos sumergidos.Peso específico seco y saturado. Ws + Ww Vm Se debe dar atención especial al cálculo de pesos específicos de suelos situados bajo el nivel freático. El peso específico relativo de la materia sólida sumergida vale Ss' = Ss . tomando en cuenta las fórmulas anteriores. El primero es un valor particular de γm para el caso en que el grado de saturación del suelo sea nulo: γd = Ws Vm El peso específico saturado es el valor de γm cuando Gw = 100% γ sat = Suelos Sumergidos.1 Los pesos específicos correspondientes son: γ s ' = Ss ' γ o = γ s − γ o γ m' = Sm' γ o = γ m − γ o De la figura 1 puede obtenerse. Guillermo Plata Marín Página 32 .1 Pues el empuje neto es el peso en agua del volumen desalojado por los sólidos Análogamente Sm' = Sm . 69)(1) e= Vv 125. Una muestra de arena totalmente seca llena un cilindro metálico de 200 cm3 y pesa 200 g.6.Problemas 1.4 = 1.4 e= = = 1.377 Apuntes elaborados por el Ing.377 Vv .65.40 Ws Ws + Ww Ws + Ww = γm = Vm Vs + Vv Ws Ws 1 Ss = ∴Vs = = = . El contenido de agua de un suelo saturado es de 40%.80 g 3 cm . De la figura Vv = Va Ws = Wm = 200 g Pero : Vm Vs Sólido W Va Aire Wa Wm Tambien de la figura : Vm = Vs + Vv por lo cual Vv = Vm .35 2. Suponiendo Ws = 1 tn/m3 Vv Liquido Sólido Ww Wm W Vm Vs Ww ∴Ww = w *Ws = .35 cm 3 Ssγ 0 ( 2.66 = = 1. teniendo un Ss de 2. Guillermo Plata Marín Página 33 .377 cm3 Vsγ 0 Ssγ 0 (2.66 cm3 Aplicando Ws Ss = despejando Vs Vsγ 0 Vs = Ws 200 = = 74.34 = 125. calcule para tal suelo e y γm. La Ss de sus particulas es de 2.6)(1) w= γm = 1 + .06 Vs . calcular e.4 + .69 Vs 74.Vs Vv = 200 – 74. 376 cm 3 Ssγ 0 (2.827 cm 3 γd = γm Ws 1 = = 1.3 = = = 1.66)(1) Vv ∴Vv = e *Vs = (1.376) = . Dada la porosidad y el contenido de húmedad de un suelo que esta 100% saturado encontrar la densidad de Sólidos. w=30%.572 cm 3 Vm .3. calcule γm y γd.66. Guillermo Plata Marín Página 34 .Vw Ww n = sustituyéndolo en Ss Ws = w w n n w = Ss = (1 − n) *1 w(1 − n) γ0 = Apuntes elaborados por el Ing.827 Ws + Ww 1 + .451 + .451 cm 3 Vs Vm = Vv + Vs = . Un suelo parcialmente saturado posee una e=1.2)(.2.209 g 3 cm . suponiendo Vm=1 cm3 Vv Liquido Sólido Ww Wm W n == Vm Vs Vv pero Vm = 1∴ n = Vm Vm Ww Ws w= y Ss = Ws Vsγ 0 Vs = Vm − Vv = 1 − n Ww pero γ 0 = 1∴Vw = Ww = Vv = n .375 = . Ss=2. de dicho suelo considerando Ws=1 Ss = Ws Vsγ 0 Vs = e= Ws 1 = = .Vm .827 4. Guillermo Plata Marín Página 35 . suponiendo Vm=1 n= Vv = Vv Vm Vv n Vv n Vm e= = = = Vs Vm − Vv Vm + Vv 1 + n Vm Vm 7. Conocida la relación de vacíos de un suelo determinar su porosidad.5. suponiendo Ws=1 e= Vv Vw Ww . la relación de vacíos y la densidad relativa de los sólidos Ss. Conocida la porosidad de un suelo determinar la relación de vacíos. Gw = yw= = Ww = Vw Vs Vv Ws Ws Ws 1 ∴Vs = = Ss = Vsγ 0 . determinar el grado de saturación. Ssγ 0 Ss Vv = eVs = e 1 e = sustituyendo Ss Ss Vw w wSs Gw = = = e Vv e Ss Apuntes elaborados por el Ing. Conocido el contenido de húmedad. suponiendo Vs=1 cm3 e= Vv = Vv Vs Vv Vv e Vv e n= = = Vs = Vs = Vm Vs + Vv 1 + e Vs + Vv 1 + e Vs Vs 6. 03 − 41. calcule su contenido de humedad (w). Y 1053 grs.03 cm3 Smγ 0 (1. Una muestra de arcilla saturada pesa 1526 grs. el peso específico relativo de los sólidos Ss=2.82)(1) Ws Ws ∴Vs = Ssγ 0 Vsγ 0 .92 cm3 9. considerando el peso específico de los sólidos γs=2. Wm = Ww + Ws Ww = Wm − Ws ∴ Ww = 1526 − 1053 = 473 g w= Vv Liquido Ww Wm Vm Vs Sólido W s Ww 473 = *100 = 45% Ws 1053 Ws Ws ∴ Vs = Ss = Vsγ 0 . 104 = 41.53)(1) Vm = Vs + Vv ∴Vv = Vm − Vs Vv = 67.11 cm3 (2.21 e= Vs 390 Vm = Vv + Vs = 473 + 390 = 863 cm3 Vs = Vv 473 = *100 = 55% Vm 863 Wm 1526 γm = = = 1.92 − 18 = 7. Guillermo Plata Marín Página 36 .7)(1) Vv 473 = = 1. ¿cual será su volumen de sólidos? y ¿cual su volumen de aire? Ww = Wm1 − Wm2 = 122 − 104 = 18 g Sm = Vm = Ss = Vs = Wm ∴ Vmγ 0 122 Wm = = 67.92 cm3 Vv = Va + Vw ∴Va = Vv − Vw Va = 25. Después de secada al horno. Una muestra de suelo pesa 122 grs y tiene un peso específico relativo de la masa Sm=1. determine también la relación de vacíos (e). si después de secarla al horno la muestra pesa 104 grs.11 = 25.82.53.767 g 3 cm 863 Vm n= Apuntes elaborados por el Ing. la porosidad (n) y el peso específico de la masa γm.8.70 g/cm3. Ssγ 0 1053 = 390 cm3 (2. 6 = 2 .41 Vv 18. 6 g Vv ∴ Vv = e * Vs = Vs = Vs + Vv = 1 + 1 = Vv Vm = = 1 2 = 50 % = 3 .65 Vs γ0 w= Ss = Ws Ws 70 ∴Vs = = = 26.6 g/cm3.59 cm3 10 Vv 18. Ss = s ∴ Ss = γ s proponiendo Ss = 2. determine el contenido de húmedad (w). después de secada al horno pesa 70 g. suponiendo un peso específico relativo de los sólidos adecuado (Ss). la relación de vacíos (e) es de 1. En un suelo parcialmente saturado el peso específico relativo de la fase sólida es igual a 2.59 Vw = = .41 − 10 = 8.6 = = 2 .10. Gw = = = 54% Vs 26.65 Vsγ 0 70 Ws = = 2.70 .3 3 .6 .2 = = Vm g 1 . Ss Ws e Vm n = m = Ws Vs γ ∴ 0 Ws = SsVs = = ( 2 .65 g 3 cm Vs 26. el peso específico de la masa (γm) es igual a 1. Una arena cuarzoza típica tiene 45 cm3 cuando esta húmeda y pesa 80 g.59 cm3 γs = Vv = Vw + Va = 10 + 8.6 3 = = .55 g 3 cm Vm 45 e= 11. peso específico de los sólidos (γs). determinar el Grado de saturación (Gw). porosidad (n).60.78 g cm3 Vm 45 Ws γ γs = .59 Ws 70 γd = = = 1.6 = 1 * 100 = 60 % Apuntes elaborados por el Ing.41 cm3 Ssγ 0 2. Guillermo Plata Marín Página 37 .6 2 − Ws * γ m γ Ww w d = Ws Vm = Wm Ww Ws = Vw Vv cm 2 .2 g − 1 * 1 = 2 cm 3 1 γ Wm Wm ∴ Wm Vm = 2 * 1 . peso específico de la masa (γm) y peso específico seco (γd).0.6 23 g % = * 100 * 100 Gw . grado de saturación (Gw).41 Va = Vm − Vs − Vw = 45 − 26. contenido de húmedad (w) y peso especifico seco (γd). Ww = Wm − Ws ∴Ww = 80 − 70 = 10 g Ww 10 = *100 = 14% Ws 70 Wm 80 γm = = = 1.59 = 18. 6 )( 1 ) = 2 . 09 cm3 Vv . Determinar contenido de humedad (w).78 Vm γ 1.7)(60)(1) = 162 g Wm = Ws + Ww∴Ww = Wm − Ws Ww = 200 − 162 = 38 g 38 Ww *100 = 24% *100 = w= 162 Ws Vm = Vs + Vv = 60 + 38 = 98 cm 3 Vv 38 = = . contenido de húmedad (w) 32%. En un suelo saturado el peso de la muestra Wm=200 g. Guillermo Plata Marín Página 38 .69 Sm = m = = 1.7 g γd = Ws 1 = = 1.28 g 3 cm Vm . Volumen de sólidos Vs=60 cm3 y el peso específico relativo de los sólidos Ss=2. relación de vacíos (e) y peso específico de la masa (γm).37 cm3 2.78 cm3 γ 'm = γ m − γ 0 = 1. peso especifico de la masa sumergido (γ'm) y la porosidad (n).7 − 1 = .12.41 cm3 Vs Vv = Va + Vw∴Va = Vv − Vw Va = . peso específico relativo de los sóslidos (Ss) 2. Ss = Ws ∴Ws = SsVs Vsγ 0 Ws = (2. Grado de saturación (Gw).78 cm3 13.37 = . Ss = Vs = Ws Ws ∴Vs = Vsγ 0 Ssγ 0 1 = .70.1.32 Gw = *100 = *100 = 78% Vv .7 Vv e = ∴Vv = e * Vs = 1.41 = *100 = 52% Vm .41 − . determinar peso especifico de la masa (γm).78 Vw . En un suelo parcialmente saturado la relación de vacíos (e) es igual a 1.32 γm = = = 1.37 = .41 Ws + Ww 1 + . peso específico relativo de la masa (Sm).41 + .04 g 3 cm 98 Vm Apuntes elaborados por el Ing.69 g 3 cm γ0 1 n= Vm = Vs + Vv = .32 = .70.63 e= Vs 60 Wm 200 γm = = = 2. peso específico seco (γd).1 * .69 g 3 cm . 2% 63. Guillermo Plata Marín Página 39 .3 cm3 y pesa (Wm) de 74.3 gr. obtenga para este suelo el Grado de saturación (Gw).59 cm 3 Vv = Va + Vw∴Va = Vv − Vw = 28.67)(1) Vm = Vs + Vv∴Vv = Vm − Vs = 52.3 = 10. Wm = Ws + Ww∴Ww = Wm − Ws Ws = 74.67. Una muestra de suelo húmedo tiene un volumen (Vm) de 52.21 e= Vs 23.59 = = 1.9 g 63. la porosidad (n) y la relación de vacios (e).59 = = 55% n= Vm 52.3 Ws Ws Ss = ∴Vs = = = 23.3 11 Vw *100 = *100 = 39% Gw = 28.71 = 28. después de secada al horno pesa (Ws) 63.59 − 11 = 17.3 Ws Apuntes elaborados por el Ing. y su densidad relativa de los sólidos (Ss) es de 2. el contenido de humedad (w).59 Vv 11 Ww *100 = w= = 17.2 − 63.59 cm 3 Vv 28.14.71 Vv 28.3 − 23.71 cm 3 Vsγ 0 Ssγ 0 (2.2 g. con temperatura controlable (parrilla de resistencia electrica) 5. Un embudo de vidrio de conducto largo Nota: Wmfw = (Wm+Vm)(1+∆e*E)(γw*γa) Wmfw Peso del matraz aforado con agua Wm Vm ∆t Ε Ɣw Ɣa Peso de matraz Volumen del matraz Incremento de la temperatura a cada 20° Indice de contracción del vidrio pyrex 1 x 10-4 Peso específico del según tabla Peso específico del aire . Se lava el matraz con agua y detergente. Se enjuaga el matraz con agua destilada para quitar el solvente y se escurre. Un batidor mecánico 9. Un dispositivo de succión neumática capaz de producir el grado de vacío necesario (opcional. Cápsula para evaporación 11.Procedimiento para la práctica # 3 Calibracion del Matraz Equipo necesario 1. de 500 ml de capacidad 2. Un desecador 8.1º C. Agua destilada 3. 2. para disolver todas las grasas se agrega algún solvente como alcohol. pero recomendable) 4. para eliminar el agua de las paredes del matraz se enjuaga con alcohol. Un termómetro con aproximación de 0. Apuntes elaborados por el Ing.00012 Calibración del matraz 1. Un horno para secado 7. 10. graduado hasta 50º C. acetona o solución brómica. Una balanza de un centesímo de gramo de aproximación y capacidad no menor de 700 g 6. Dispositivo para calentar agua. Guillermo Plata Marín Página 40 . Un matraz aforado de cuello largo. Un cuentagotas (gotero) o pipeta 12. 10. Guillermo Plata Marín Página 41 . Se limpia el matraz con la solución brómica y se enjuaga con agua destilada. 6. determínese el peso del matraz limpio y seco con una aproximación de 0.. el material seco se disgrega con un mortero y se criba por la malla # 40 3. en la parte inferior. pese el matraz aforado (Wmfw) y tome tres temperaturas. Procedimiento para suelos friccionantes 1.01 g (Wm) 5. Se toma una porcion de material aproximadamente 100 g del material.3. Con los valores registrados se construye la curva de calibración del matraz eligiendo una escala conveniente. De una muestra traída del sitio de estudio. Se deja enfriar el matraz hasta que disminuya su temperatura 3º aproximadamente lo cual hará bajar el nivel de aforo 7. Se repiten los pasos 8 a 11 8. se calcula el peso de los sólidos (Ws) 4. y se deposita el material en el matraz y se pesa. Se repite el procedimiento hasta llegar a una temperatura ambiente 9. Agregue 400 ml de agua destilada al matraz. seque el interior del cuello hasta la superficie del agua sin tocarla. por baño maría elimine el aire contenido en el matraz colocándolo en el mismo 15 minutos aproximadamente 4. lo que hará subir el nivel hasta la marca de aforo por lo cual se deberá quitar agua para cada cierto incremento de temperatura. Se llena el matraz hasta la marca de aforo con agua destilada. Se elimina el aire retenido colocando el matraz en baño maría durante 20 minutos (para este fin se puede utilizar una bomba de vacíos) 6. Enrace el matraz hasta su marca de aforo secando el interior del cuello hasta la superficie del agua sin tocarla Apuntes elaborados por el Ing. se pesa el matraz limpio y seco 2. Practica No 4.Peso específico relativo o densidad de sólidos. se toma una porción representativa la cual se seca en un charola. Se saca del baño maría y se limpia por dentro. la temperatura final será el promedio de las tres. Se agrega al matraz de 160 a 300 ml de agua destilada 5. La calibración del matraz se puede realizar también en forma inversa al método anterior. es decir partiendo de la temperatura ambiente se va aumentando ésta. media y superior cada una. des. éste volumen lo da el nivel de agua con gravas saturadas menos el nivel de agua inicial.Wgs Apuntes elaborados por el Ing. media y superior.Volumen Adsorbido Volumen adsorbido = Wgw . Se repiten los pasos 8. 9. Saque las gravas del recipiente y limpielas superficialmente con un trapo semihúmedo 4. aproximadamente hasta quedar saturadas 3. y se deposita en el matraz 4. Se seca el material en el horno para encontrar el peso de los sólidos (Ws) Práctica # 5 Densidad de gravas (Sg) 1. En una probeta de 1000 ml vierta 400 ml de agua. mezclandola con agua destilada hasta formar una pasta uniforme 3. Con la temperatura promedio se localiza en la curva de calibración del matraz su peso aforado sin solidos (Wmfw) Procedimiento para suelos cohesivos 1. Se vacía la pasta uniforme en una batidora agregando 200 ml de agua destilada y mezclando 15 minutos. De una muestra representativa tome 10 gravas 2. Pese el matraz aforado con sólidos (Wmfws) y tome tres temperaturas en la parte inferior. 10 y 11 para suelos friccionantes 5. Pese las gravas húmedas (Wgh) 5. Las gravas se secan en el horno y se pesan (Wgs) Cálculo de Sg (densidad aparente) S ga = Wgs Vol. Se repiten los pasos 1 y 2 para suelos friccionantes 2. Depositelas en un recipiente con agua durante 24 hrs. Deposite en una cápsula la muestra. introduzca las gravas en la probeta determinando el volumen desalojado por las mismas. Guillermo Plata Marín Página 42 . obtenga la temperatura promedio 8. se tenga en el paso # 5 (esto también se puede hacer con ayuda del piezómetro) 6. En una cápsula se vacía todo el contenido del matraz sin dejar partículas de suelo en el matraz 6. S gr = Wgs Vrg gra Vrg = Volumen Desalojado .7.