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Relaciones de Fases en Suelos: Determinación de Masas, Volúmenes y Densidades, Guías, Proyectos, Investigaciones de Mecánica de suelos

Un informe sobre las relaciones de fases en suelos, donde se analiza una muestra de suelo mediante tres ensayos diferentes: humedad, densidad y gravedad específica. El objetivo es determinar los volúmenes de aire, agua y sólidos, y sus respectivas masas. Se explican conceptos básicos como densidad relativa, porosidad, grado de saturación y relaciones de vacíos.

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2020/2021

Subido el 20/09/2021

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RELACIONES DE FASES
ING. EDWIN GIOVANNY HORMANZA
LABORATORIO MECANICA DE SUELOS BASICA
RELACIONES DE FASES
PROFESOR:
ING. EDWIN GIOVANNY HORMANZA
GRUPO: MSUB L16
ESTUDIANTE:
DIANA ALEJANDRA FLECHAS FAJARDO.
ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERIA JULIO GARAVITO
BOGOTA DC, 18 DE SEPTIEMBRE DE 2021.
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¡Descarga Relaciones de Fases en Suelos: Determinación de Masas, Volúmenes y Densidades y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Mecánica de suelos solo en Docsity!

ING. EDWIN GIOVANNY HORMANZA

LABORATORIO MECANICA DE SUELOS BASICA

RELACIONES DE FASES

PROFESOR:

ING. EDWIN GIOVANNY HORMANZA

GRUPO: MSUB L

ESTUDIANTE:

DIANA ALEJANDRA FLECHAS FAJARDO.

ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERIA JULIO GARAVITO

BOGOTA DC, 18 DE SEPTIEMBRE DE 2021.

ING. EDWIN GIOVANNY HORMANZA

TABLA DE CONTENIDO

  1. Introducción.
  2. Objetivos.
  3. Marco teórico.
  4. Procedimiento de la práctica.
  5. Datos obtenidos en el ensayo.
  6. Cálculos y resultados.
  7. Conclusiones.
  8. Bibliografía.

ING. EDWIN GIOVANNY HORMANZA

Esquema de las relaciones de fase de un suelo.

3.1.1. Fases, volúmenes y pesos

Esquema de distribución de volúmenes y pesos de un suelo.

En el anterior modelo se separan volúmenes (parte izquierda del esquema) y

pesos (parte derecha del esquema); dichos valores se calculas con las

siguientes formulas:

  • Volumen total (VT):

𝑻

𝒗

𝒔

Ecuacion 1. Volumen Total.

Donde:

Vv = Volumen de vacíos, Volumen de agua (Vw) + Volumen de aire (Va).

Vs = Volumen de sólidos.

ING. EDWIN GIOVANNY HORMANZA

  • Peso Total (WT):

𝑻

𝑨

𝑾

𝑺

Ecuacion 2. Peso Total.

Donde:

WA = Peso del aire, se puede considerar despreciable = 0

Ww = Peso del agua

Ws = Peso de los sólidos.

3.1.2. Relaciones de Volúmenes

3.1.2.1. Porosidad

Relación expresada como porcentaje, entre el volumen de vacíos y el volumen total

de la muestra.

𝒗

𝑻

× 𝟏𝟎𝟎%

Ecuación 3. Porosidad.

3.1.2.2. Relaciones de Vacíos

Es la relación entre el volumen de vacíos y el volumen de sólidos.

𝒗

𝒔

Ecuación 4. Relación de vacíos.

3.1.2.3. Densidad relativa

Es la medida de compactación de un suelo, dada por la siguiente ecuación:

𝑹

(𝐦𝐚𝐱)

𝐦𝐚𝐱

𝐦𝐢𝐧

Ecuación 5. Densidad Relativa.

3.1.2.4. Grado de saturación

Grado en la que los espacios vacíos de un suelo contienen fluidos.

𝒘

𝒗

Ecuación 5. Grado de Saturación.

ING. EDWIN GIOVANNY HORMANZA

  • Termómetro.

4.1.2. Procedimiento:

  1. Se calienta la parafina y se prepara la muestra.
  2. Se determina la masa húmeda del suelo.
  3. Se cubre la muestra con una capa fina de parafina, después de que la

primera capa se haya endurecido se procede a aplicar una segunda capa.

  1. Se determina la masa húmeda del suelo con parafina.
  2. Se determina la masa sumergida de la muestra recubierta de parafina.
  3. Se registra la temperatura del agua.
  4. Se retira la parafina de la muestra y se determina la humedad.

4.2. Método 2:

En este método se hará la medición directa de las dimensiones y la masa de una

muestra de suelo.

4.2.1. Equipo:

  • Balanza.
  • Calibrador.

4.2.2. Procedimiento:

  1. Se registra por medio del calibrador cuatro lecturas diferentes del diámetro

y la altura, tomadas cada 90

o.

  1. Se calcula el volumen de la muestra.
  2. Se calcula la masa de la muestra.

5. DATOS OBTENIDOS EN EL ENSAYO

5.1. Descripción de la muestra:

Muestra de arcilla homogénea extraída a una profundidad de 50cm medidos

desde la superficie presenta algunas betas rojas producto de dióxido de

carbono, de color marro y consistencia media.

5.2. Ensayo No.1 - Contenido de humedad:

  • Masa del recipiente = 24.69 gr
  • Masa del recipiente + suelo húmedo = 82.28 gr
  • Masa del recipiente + suelo seco = 67.22 gr

ING. EDWIN GIOVANNY HORMANZA

5.3. Ensayo No.2 – Peso específico del suelo:

  • Método de las medidas

Diámetro (mm) Altura (mm)

Masa de la muestra = 95.00 gr

  • Método de la parafina:
  • Masa del suelo húmedo seca al aire = 95.00 gr
  • Masa del suelo húmedo seca al aire + parafina = 107.60 gr
  • Masa sumergida del suelo húmedo + parafina = 38.50 gr
  • Densidad de la parafina = 0.89 g/cm
  • Temperatura del agua = 16.00 °C

5.4. Ensayo No.3 – Gravedad Especifica:

  • Masa del picnómetro = 174.05 gr
  • Volumen del picnómetro = 499.32 cm
  • Masa del picnómetro + agua + suelo = 702.98 gr
  • Masa del recipiente = 112.56 gr
  • Temperatura del ensayo = 19 °C

6. CALCULOS Y RESULTADOS

6.1. Ensayo de humedad:

6.1.1. Datos conocidos:

a) Masa del recipiente = 24.69 gr

b) Masa del recipiente + suelo húmedo = 82.28 gr

c) Masa del recipiente + suelo seco = 67.22 gr

6.1.2. Cálculos ensayo de humedad:

Masa de solidos (Ws) = (masa recipiente + suelo seco) – (masa recipiente)

Ws = 42.53 gr

ING. EDWIN GIOVANNY HORMANZA

𝜌𝑚 = 1.73 gr/cm

Densidad seca de la muestra

𝜌d = 1.724 gr/cm

6.3. Ensayo de gravedad especifica

6.3.1. Datos conocidos del ensayo:

  • Masa del picnómetro (Mp) = 174.05 gr
  • Volumen del picnómetro (Vp) = 499.32 cm
  • Masa del picnómetro + agua + suelo = 702.98 gr
  • Masa del recipiente = 112.56 gr
  • Temperatura del ensayo = 19 °C

Cálculos ensayo de gravedad especifica:

a) Masa del picnómetro lleno de agua.

Para calcular este valor se hará uso de la siguiente formula:

𝑝𝑤,𝑡

𝒑𝒘,𝒕

b) Gravedad especifica.

Para calcular este valor se hará uso de la siguiente formula:

𝑡

ING. EDWIN GIOVANNY HORMANZA

𝑡

𝒕

c) Gravedad especifica a 20°C

Para calcular este valor se hará uso de la siguiente formula:

20 °C

𝟐𝟎°𝐂

6.4. Relaciones de fase

6.4.1. Datos conocidos de la muestra de suelo:

Dato Valor Unidad

Volumen total (VT) 53.60 cm

Gravedad especifica (Gs) 0.0647 -

Contenido de humedad (Ꞷ) 28.67 %

Densidad (𝜸d) 1.724 gr/cm

  • Masa de los sólidos:

W

s

= γ

d

𝑡

W

s

W

s

𝐬

ING. EDWIN GIOVANNY HORMANZA

  • Peso unitario de los sólidos:

γ

s

𝑠

𝑠

γ

s

𝐬

  • Peso unitario total:

γ

T

𝑇

𝑇

γ

T

𝐓

  • Relación de vacíos:

𝑣

𝑠

  • Porosidad:

𝑣

𝑡

  • Grado de saturación:

𝑤

𝑉

ING. EDWIN GIOVANNY HORMANZA

7. CONCLUSIONES

  • Se logro comprobar que a través de las relaciones de fases se puede

determinar de una manera fácil la composición de cualquier muestra

de suelo.

  • Según el resultado obtenido del valor del contenido de humedad, se

puede decir que las arcillas no son suelos permeables.

  • La muestra analizada en la practica cuando esta seca no es compacta,

y su relación de vacíos es alto.

8. BIBLIOGRAFIA

  • https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/handle/unal/57121/relaciones

gravimetricasyvolumetricasdelsuelo.pdf

  • https://smig.org.mx/archivos/pdf/RelDeFase.pdf
  • http://notasconstructorcivil.blogspot.com/2011/05/relaciones-entre-las-

fases-del-suelo.html