APARTADO DETALLE PUNTAJE INTRODUCCIÓN . Contenido 3

MARCO TEÓRICO . Contenido 4 OBJETIVOS . General y específicos 3

EQUIPOS . Nombre, Placa, Incertidumbre 3 UCR

PROCEDIMIENTO . Detallado y Conciso 3 FACULTAD DE INGENIERÍA

DESCRIPCIÓN DE LAS

MUESTRA . Estado, color, condición, etc. 4

DATOS Y

RESULTADOS

. Datos experimentales 6 ESCUELA DE INGENIERÍA

CIVIL

. Resultados 6 . Tablas y Gráficas 6 . Memoria de Cálculo 6

LABORATORIO DE MECÁNICA

DE SUELOS I

CONCLUSIONES

. Verificación de objetivos 5

. Análisis de resultados 10

. Limitaciones 7

. Fuentes de error 7

. Aplicaciones 7

. Recomendaciones 6

FORMATO

. Orden y Aseo 4

. Redacción y Lenguaje Técnico 4

. Ortografía 4 BIBLIOGRAFÍA . Formato 2 PUNTUALIDAD . 25 % menos por día NOTA

TOTAL 100 OBSERVACIONES

TÍTULO: Gravedad Específica de un suelo

NORMA ASTM:D-854

ESTUDIANTE:

Miriam Rodríguez Rodríguez Carolina Vaca Rojas

CARNÉ:

A85461 B06447

INTEGRANTES DEL GRUPO DE TRABAJO: . Fabián Méndez Corrales . Alejandra Chavarría Carranza . Miriam Rodríguez Rodríguez . Carolina Vaca Rojas

FECHA DE EJECUCIÓN: 11/03/16

FECHA DE ENTREGA: 30/03/16

1.Introducción

Laimportanciadecuantificarelvalordelagravedadespecíficadeunsuelorecae

enquenospermiteclasificarelsuelosegúnlascaracterísticasqueéstepresenta;sin

embargo es utilizado en el cálculo de las relaciones de fase de los suelos, en los

cálculos de los ensayos de granulometría por sedimentación, compresibilidad y

potencialdeexpansión;ademásdeenestudiosdeconsolidación,gradientehidráulico

crítico,hidrometríaodensimetría.

Esta norma describe y regula el método para la determinación de la gravedad

específica de los suelos que pasan el tamiz de 4.75 mm (# 4), por medio de un

picnómetro y busca que el estudiante se comience a relacionar los conceptos de

cursos anteriores con los nuevos vistos en la parte teórica de este curso y se

familiariceconellos.

2.MarcoTeórico

Elestudiodelossuelosesfundamentalparaeldesarrollodeobrasingenieriles.Se

definen los suelos como acumulaciones de partículas deminerales rocosos,materia

orgánica(vegetalyanimal),relativamentesueltas,conosinpresenciadeagua,quese

encuentransobrelarocadelacortezaterrestredeloscontinentes(Vargas,2015).

Se entiende por gravedad específica (Gs) de un suelo como el peso unitario del

material a cierta temperatura dividido por el peso unitario del agua destilada a la

misma temperatura. Se puede calcular para cualquier relación de peso del suelo

siempreycuandoseconsiderenvolúmenesigualesdematerialyagua.

Lagravedadespecíficadeunsuelosirvecomoparámetroparacalsificareltipode

suelo (ver Anexo 4), por esta razón, la determinación de esta propiedad es una

prácticaescencialenelestudiodelossuelos.

3.Objetivos

• IntroduciralestudiantealgunosconceptosbásicosdelaMecánicadeSuelos.

• DeterminarlagravedadespecíficadeunsuelofinoquepaselamallaNo.4(4,75

mm). Cuando el suelo está compuesto por partículas mayores de 4,75 mm

deberáemplearseelmétodoparaagregadosgruesos.

• Reconocerlautilidaddeestevalorcomoparámetroparalaclasificacióndelos

suelos.

4.Equipo

Cuadro1.Identificacióndelequipoutilizadoenelensayo

Equipo Placa

Picnómetrode250mL Balón#3

Hornode110°C±5°C

Balanzadeprecisiónde±

0,05gBz-043

Bombadevacío

Termómetro±1°C

Pipeta

Cápsuladehumedad H-03

Aguadestilada

Fuente:Rodriguez,2016

5.Procedimiento

1. Seponeasecarelsueloenhornoyluegosehacepasarporlamalla#10.

2. Se toman60gdemuestra y se introducen en el picnómetro, agregando agua

destiladapordebajodelcuelloydejandosaturarespaciosvacíospor24h.

3. Extraer las burbujas de aire conectando la bomba de vacío (que trabaja a

presionesdeentre10lby12lb)alpicnómetropor30min.

4. Se completa con agua destilada el picnómetro hasta su capacidad de

calibraciónysedejareposarsumergidoenaguaatemperaturaambiente,hasta

quelleguelasmedidasdetemperaturaseanconstantes.

5. Sepesaelpicnómetroconlamuestrayelagua(W2).

6. Seagitaelpicnómetrosuavementeysetomalamedidadelatemperaturadel

agua, sumergiendo el termómetro hasta media profundidad del picnómetro

(T).

7. Utilizando el gráfico de calibración, se obtiene el peso del picnómetro de

acuerdoasucapacidadalatemperaturamedida.

8. Se extrae lamuestra del picnómetro, evitando dejar residuos, y se coloca en

unacápsuladehumedadyapesadaparaluegointroducirlaalhornoa60˚Cpor

almenos24h.

9. Seextraedelhorno,sedejaenfriarysepesalamuestraparaobtenerelpeso

secoalaire.

10. Secalculalagravedadespecífica(Gs).

6.Descripcióndelamuestra

Paraeldesarrollodelensayoseutilizó60gdelamuestranúmero1,provenientedeun

lote en el proceso de construcción de un centro comercial en el centro de Pérez

Zeledón.Acontinuaciónsedetallalaubicación:

Figura1.UbicacióngeográficadelalocalidaddePerezZeledón;aproximacióndellugarde

procedenciadelamuestradesuelotratadaenellaboratorio

Fuente:GoogleMaps,2016

La profundidad de extracción indicada se encuentra en el rango de los 0.2m y

0.3m.Lamuestraeradecolorcaféamarillento, inodora,deconsistenciaarcillosacon

otraspartículasdemayortamaño(piedrasyramaspequeñas).

Al momento iniciar el ensayo la muestra había sido secada al horno y luego

sumergidaenaguadestiladapor24h.

Acontinuaciónsemuestraelsueloenestudiodentrodelpicnómetroconaguaen

laFigura2.

Figura2.Muestradesueloenpicnómetroconagua

Fuente:Méndez,2016

7.Datosyresultados

Acontinuaciónsemuestranlosdatosyresultadosobtenidosdelensayo.Cuadro2.Datosyresultadosobtenidosparaelcálculodelagravedadespecíficadelamuestra

Fuente:Rodríguez,2016

DatosyResultados

W2=PesodelPicnómetro+Ws+agua(g) 380.27

T=Temperaturadeagua(°C) 23.9

W1=PesodelPicnómetro+agua(g) 348.67

Densidaddelagua(g/mL) 0.997346

FactordecorrecciónK 0.99912

PesodeCápsula(g) 119.44

Pesocápsula+Ws24henhorno110˚C(g) 169.07

Ws=Pesosueloseco(g) 49.63

Gs=Gravedadespecífica 2.74806

Gs(20˚C)=Gravedadespecíficacorregida 2.74564

ElvalorW2seobtuvoalpesarelpicnómetroconlamuestrayelaguaalnivelde

calibración,segúnelpaso5delprocedimiento.Seguidamentesetomólatemperatura

del agua T (paso 6) y con este dato y la ecuación 1 del gráfico de calibración del

picnómetro#3(Anexo1)seobtieneW1.

𝑊! = −0.009𝑇! + 0.3621𝑇 + 345.16 (1)

𝑊! = −0.009 ∗ 23.9 ! + 0.3621 ∗ 23.9 + 345.16 = 348.6739

Porotrolado,tomandocomoreferenciaelcuadrodedensidaddelaguayfactorde

corrección K para varias temperaturas (Anexo 3), se interpolaron los valores

aproximadosde ladensidaddel agua (g/mL)y factorde correcciónKusandocomo

basedostemperaturassubsecuentes,24°Cy23.5°C.

Elpesodelacápsulayelpesodelacápsulajuntoconlamuestrasecaalhornose

obtuvieronsegúnpasos8y9delprocedimiento.

ApartirdelosdatosanterioressecalculóWssegúnlaecuación2:

𝑊! = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑐á𝑝𝑠𝑢𝑙𝑎 +𝑊𝑠 𝑑𝑒𝑠𝑝𝑢é𝑠 𝑑𝑒 24ℎ 𝑎𝑙 ℎ𝑜𝑟𝑛𝑜 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑐á𝑝𝑠𝑢𝑙𝑎(2)

𝑊! = 169.07 − 119.44 = 49.63

Ahora se tiene los datos necesarios para el cálculo de la gravedad específica del

sueloenestudio,laecuación3definelagravedadespecíficaGs:

𝐺! =!!

!!!!!!!! (3)

Entonces,

𝐺! =49.63

49.63+ 348.67− 380.27 = 2.74806

Alcorregirporhumedadsegúnecuación4secalculóGs(20˚C):

𝐺! (!"˚!) = 𝐺! ∗ 𝐾 (4)

𝐺! !"˚! = 2.74806 ∗ 0.99912 = 2.74564

𝐺! !"˚! ≈ 2.75

8.Conclusiones

Verificacióndeobjetivos

Para la realización del ensayo fue necesario comprender conceptos básicos de la

mecánica de suelos, que permitieran desarrollar el procedimiento e interpretar los

resultadosconcriterio.Selogródeterminarlagravedadespecíficadeunamuestrade

suelofinobasándoseenelmétodoseñaladopor lanormaASTMD-854yapartirde

estedatofueposibleclasificareltipodesueloyestimarotraspropiedadesmecánicas

delmismo. Verificacióndelprocedimiento

ElprocedimientorealizadoenlaprácticadellaboratoriosebasóenlanormaASTM

D-854,peronofueposibleadquirireldocumentooriginaldebidoarestriccionesdela

páginaweb.Porestarazón,elreportenoseextiendeadiferenciarelprocedimiento

normadoconelefectuado.

Análisisderesultados

Segúnel resultadodelensayo, lamuestrade sueloestudiada tieneunagravedad

específicade2.75. Sepuedeconcluirque lamuestraprovienedeun suelodegrano

fino(refiérasealcuadro3delanexo2)tipoarcillapocoplástica(refiérasealcuadro5

del anexo 4). La clasificación concuerda con la apariencia de la muestra, pues en

suelosdegranofinolaspartículassonindistinguiblesparaelojohumano.

Limitaciones

Noestáa laalcancedeesteensayocomprobarsi la clasificacióndadaconcuerda

con las características reales de la muestra; al menos en lo que respecta a las

propiedadesmecánicasdelsueloenestudio.

Fuentesdeerror

En cualquier práctica experimental la mayor fuente de error generalmente se

puedeatribuiralerrorhumanoenelprocedimientodelaprueba;sinembargoeluso

de equipos siempre implicapequeñosvaloresde incertidumbre en lasmedidasque

puedeninfluirenlasvariacionesdelosresultados.

Aplicaciones

Cuantificarelvalordelagravedadespecíficanospermiteclasificarycaracterizarel

suelo, cualidad que es fundamental en el estudio de los suelos para la aplicación

ingenieril.Elvalordelagravedadespecífica,concretamenteesutilizadoenelcálculo

delasrelacionesdefasedelossuelos,enloscálculosdelosensayosdegranulometría

porsedimentación,compresibilidadypotencialdeexpansión;ademásdeenestudios

deconsolidación,gradientehidráulicocrítico,hidrometríaodensimetría.

Recomendaciones

Siempre es importante que el equipo se mantenga calibrado y en perfectas

condiciones para que las mediciones sean precisas y los resultados no se vean

afectadosporestas.

9.Bibliografía

ApuntesdeclaseProf.Ing.MarciaCorderoS.

BerryP.L.ReidD,1993.MecánicadeSuelos.EditorialMcGraw-Hill.Página23.

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termoestatica/lb01_densidad.php

10.Anexos

Anexo1

Figura3.VariacióndelamasadelPicnómetro#3yelaguaalaalturadecalibracióncon

respectoalatemperatura

Fuente:Vaca,2016

Anexo2Cuadro3.Valorestípicosdelagravedadespecíficasegúntipodegrano

Fuente:Cordero,2016

y=-0.009x2+0.3621x+345.16R²=1

348.10348.15348.20348.25348.30348.35348.40348.45348.50348.55348.60348.65

23 25 27 29

MasaBalón+Agua(g)

Temperatura(°C)

Balón#3

MasaBalón+Agua

Polinómica(MasaBalón+Agua)

Anexo3Cuadro4.DensidaddelaguayfactordecorrecciónKparavariastemperaturas

Fuente:Cordero,2016

Anexo4

Cuadro5.Tipodesuelosegúngravedadespecífica

Fuente:Mecánicadesuelos,McGraw-Hill,1993