Densidad de campo con aparato volumetrico

ÍNDICE INFORME N° 5 TEMA: DENSIDAD DE CAMPO CON APARATO VOLUMÉTRICO 1. INTRODUCCIÓN ............................................ .................................................................. ............................................ .............................. ........ 2 2. TABLAS ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................. ....................... 3 3. CÁLCULOS TÍPICOS ............................................ ................................................................... ............................................. ...................... 3 4. CONCLUSIONES ............................................ .................................................................. ............................................ ............................ ...... 10 5. BIBLIOGRAFÍA .......................................... ................................................................ ............................................ ................................ .......... 11 6. ANEXOS ........................................... ................................................................. ............................................ ........................................... ..................... 12

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1. INTRODUCCIÓN Una de las propiedades físicas de los agregados es la densidad. Al realizar esta práctica  podemos decir que de acuerdo a los tipos de agregados encontraremos partículas que tienen poros saturables como no saturables que dependiendo de su permeabilidad  pueden estar vacíos parcialmente saturados o totalmente llenos de agua, generando así una serie de estados de humedad y densidad.  [1] El método también es comúnmente utilizado como base de aceptación para suelos compactados a determinada densidad específica o porcentaje máximo de densidad. El uso de este método comúnmente es limitado a una condición de suelo no saturado, y no es recomendable para suelos flojos o que se puedan deformar fácilmente, los cuales  pueden someterse a cambios volumétricos durante la aplicación de presión en el ensayo.  [2] La densidad de campo se realiza con el propósito de determinar las densidades húmeda y seca y, el contenido de humedad del suelo, para luego ser comparado con densidad máxima del laboratorio con el propósito de determinar el grado de compactación. El método puede no ser apto para suelos que contengan fragmentos de roca o materiales con partículas anguladas las cuales pueden penetrar la membrana de hule y consecuentemente romperla, es importante la consideración del tamaño de partícula del suelo, ya que si el tamaño es muy grande aproximadamente mayor a 2” se utilizan otros métodos. [3]

Aparato del balón de caucho.-  Es un aparato con un cilindro calibrado diseñado para contener un líquido dentro de una membrana relativamente delgada, flexible y elástica (balón de caucho) para medir el volumen del hueco del ensayo bajo las condiciones de este método.

Plato de base.-  Un plato de metal rígido apropiado que sirva como base del aparato del balón de caucho, tendrá una dimensión mínima no menor a dos veces el diámetro del agujero para prevenir la deformación del aparto de ensayo mientras este sobrecargado con las pesas. El método consta de un objetivo que es determinar la densidad de campo y peso unitario lo más exacto posible para poder hacer una comparación válida con los datos de laboratorio. [4] GRUPO N° 1

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2. TABLAS

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y MECÁNICA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL MECÁNICA DE SUELOS I “DENSIDAD DE CAMPO CON APARATO VOLUMÉTRICO” TABLA N° 1 GRUPO N° 1 QUINTO SEMESTRE "B" NORMA: AASHTO T-205 ASTM D-2167 1. DETERMINACIÓN DEL PESO DEL SUELO EXTRAIDO Peso de la masa del suelo + recipiente 1049.00 g Peso del recipiente (funda plástica) 7.90 g Peso de la masa del suelo Wm 1041.10 g 2. DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DEL HUECO EN EL SUELO Lectura inicial del volumétrico 508.00 g Lectura final frasco del frasco volumétrico 1170.00 g Volumen de la masa Vm 662.00 cm³ 3. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD Recipiente # S1 S2 Peso suelo húmedo + recipiente Wm+Wr 160.90 171.80 Peso suelo seco + recipiente Ws +Wr 157.90 168.80 Peso del recipiente Wr 30.40 32.60 Peso de Agua Ww 3.00 3.00 Peso muestra seca Ws 127.50 136.20 Contenido de humedad w%= Ww/Ws 2.35 2.20 Promedio W% 2.28 4. DETERMINACIÓN DENSIDAD HÚMEDA ɣm = Wm / Vm 1.573 g/cm³ 5. DETERMINACIÓN DENSIDAD SECA ɣd = ɣm / (1 + w%) 1.538 g/cm³ 6. DETERMINACIÓN RELACIÓN DE VACÍOS (e) e = Vv/Vs 0.72 7. DETERMINACIÓN POROSIDAD (n%) n% = Vv/Vm 41.91 8. DETERMINACIÓN GRAVEDAD ESPECÍFICA AGUA (Gw%) Gw% = Vw/Vv 8.79 9. DETERMINACIÓN DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA AIRE (Ga%) Ga% = Va/Vv 91.91 GRUPO N° 1

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3. CÁLCULOS TÍPICOS 

Determinación del peso del suelo extraído. Wm = Wsr - Wr

Donde:

Wm = peso de la masa del suelo. Wsr = peso de la masa + recipiente. Wr = peso del recipiente (funda plástica). Wm = Wsr - Wr Wm = 1049 g –  7.9 g Wm = 1041.10 g 

Determinación del volumen del hueco del suelo. Vm = Vf - Vo

Donde:

Vm = volumen de masa. Vf = lectura de volumen final del volumétrico. Vo = lectura de volumen inicial del volumétrico. Vm = Vf - Vo Vm = 1170 cm³ - 508 cm³ Vm = 662 cm³

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CONTENIDO DE HUMEDAD 

Peso del agua  = (  +  ) − ( + )

Donde:

Ww = Peso de agua Wr = Peso de recipiente Wm = Peso de la muestra húmeda Ws = Peso de muestra seca Muestra de Grava recipiente 2 Ww = (W r + W m) − (W r + W s) Ww = 171.80 g –  168.80 g Ww = 3.00 g



Peso de la muestra seca  =  − 

Donde:

Ws = Peso de la muestra seca Wsr = Peso de la muestra seca + recipiente Wr = Peso del recipiente Muestra de Grava recipiente 2 Ws = Wsr –  Wr Ws = 168.80 g –  32.60 g Ws = 136.20 g 

Cálculo del contenido de humedad

ω% =

Ww *100 Ws

Donde: GRUPO N° 1

Página 6 de 12 ω% = Contenido de humedad de la primera muestra

Ww = Peso del agua Ws = Peso dela muestra seca Muestra de Grava recipiente 2 Ww ω%1  = *100 Ws 3.00 g ω%1  = *100 136.2 g ω%1  = 2.20



Promedio del contenido de humedad de la muestra de Grava recipiente 1 ω%1 + ω%2 ω%p = 2 2.35 + 2.20 ω%p = 2 ω%p = 2.28 Donde: ω%1 = Contenido de humedad de la primera muestra ω%2 = Contenido de humedad de la segunda muestra ω%p = Contenido de humedad promedio

GRUPO N° 1

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[cm3]    9    0  .    7    3   =   v    V

   9    4  .    8    8   =

[g]

AIRE

Va= 34.09

Wa= 0  W

AGUA

Vw= 3.0

m

Ww= 3.0

  m

   V

Vs= 51.40

SÓLIDO

Ws= 136.20

MUESTRA DEL RECIPIENTE N° 2  =  = 2.65 

Cálculo del volumen de vacíos  =

  ∗ 

136.20    ∗ 1 ³  = 51.40 ³

2.65 =



Cálculo del volumen de masas  = 1.573

 

 139.20  =  ³

 = 88.49 ³ 

Cálculo del volumen del agua  = 1

 

 3.0  =  ³

GRUPO N° 1

= 1   3   9   .2   0 

Página 8 de 12  = 3.0 ³ 

Cálculo de la relación de vacíos =

 

Donde:  = Relación de vacíos.  = Volumen de vacíos.  = Volumen de los sólidos. 37.09 ³ 51.40 ³  = 0.72

=



Cálculo de la porosidad % =

 ∗ 100 

Donde: % = Porosidad.  = Volumen de vacíos.  = Volumen de la masa. 37.09 ³ ∗ 100 88.49 ³ % = 41.91

% =



Cálculo del grado de saturación del agua  % =

 ∗ 100 

Donde: % = Grado de saturación del agua  = Volumen del agua.  = Volumen de vacíos.

GRUPO N° 1

Página 9 de 12 3.0 ³ ∗ 100 37.09 ³  % = 8.09

 % =



Cálculo del grado de saturación del aire  % =

 ∗ 100 

Donde: % = Grado de saturación del aire.  = Volumen del aire.  = Volumen de vacíos. 34.09 ³ ∗ 100 37.09 ³  % = 91.91

 % =

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4. CONCLUSIONES 4.1 Se determinó que el peso volumétrico húmedo es de 1.573 g/cm³ por lo tanto se  puede decir, que es un suelo compacto. 4.2 Se determinó que la relación de vacíos del suelo ensayado es 0.72, este valor indica que es un suelo friccionante, también se puede decir que al ser un valor bajo, el suelo es compacto y por lo tanto resistente. 4.3 Se concluyó que la muestra es un suelo friccionante ya que su peso volumétrico seco genero un valor de 1.538 g/cm³ por ende está dentro de los valores típicos de las  propiedades índice en suelos ecuatorianos que va de 1.500 a 1.700 g/cm³. 4.4 Se determinó que el contenido de humedad del suelo ensayado es de 2.28%, esto indica que es un suelo friccionante, debido a que se encuentra en el rango establecido  para los suelos ecuatorianos. 4.5 Se determinó la porosidad del suelo n% = 41.91, demostrando que este es un suelo normalmente compacto con fuerzas de cohesión que actúan en sus partículas internas. 4.6 Se determinó que en el ensayo de campo con el aparato volumétrico el grado de saturación del agua Gw% = 8.09 es mayor al grado de saturación del aire Ga% = 91.91 ya que es un suelo sumamente friccionante y compacto para una obra civil.

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5. BIBLIOGRAFÍA

[1] S. GUERRÓN, «DENSIDAD DE CAMPO,» 2013. [En línea]. Available: http://www.dspace.uce.edu.ec/bitstream/25000/1294/1/T-UCE-0011-37.pdf. [Último acceso: 25 octubre 2017]. [2] Anónimo, «LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS,» 2016. [En línea]. Available: https://mecanicadesuelosulacivil.files.wordpress.com/2016/07/practica-nc2ba-8densidad-de-campo.pdf. [Último acceso: 25 octubre 2017]. [3] A. R. R. E. J. Badillo, Mecánica de Suelos I, México: LIMUSA, 2005. [4] J. B. y. Rodríguez, Fundamentos de la Mecánica de Suelos, México: LIMUSA, 2010.

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6. ANEXOS Fotografía 1

Fotografía 2

Fotografía 3

Pesando el recipiente Retirando las partículas Excavando con el cincel y (funda plástica). sueltas con la brocha de la martillo una profundidad  placa. de 10 cm.

Fotografía 4

Fotografía 5

Fotografía 6

Recogiendo el suelo Colocando el aparato Pesando el recipiente + excavado en la funda volumétrico sobre la suelo seco.  plástica.  placa.

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