Informe de Lab de Suelos N°1

 

AÑO DE LA LUCHA CONTRA LA CORRUPCIÓN E IMPUNIDAD 

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO: Mecánica de suelos I PROFESOR: Mg. Ing. Carlos Calderón Vásquez TEMA: Determinación del Peso Específico de un suelo por el método de la parafina. INTEGRANTES:          

Escobar, Danner Paul Evangelista Ruiz, Junior Gamboa Fernández, Pedro Santos. García Paredes, Renzo Jheampool Romero Rodríguez, Edwin

TRUJILLO  –  PERÚ  PERÚ

 

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ÍNDICE I. INTRODUCCIÓN ............................................. ................................................................... ............................................ ........................................ .................. 2 II. RESUMEN .................... ........................................... ............................................. ............................................ ............................................. ............................. ...... 3 III. OBJETIVOS .................... ........................................... .............................................. ............................................. ............................................. ........................... 3 IV. FUNDAMENTO TEÓRICO ........................................... ................................................................. ............................................ ......................... ... 4

................................................................ ............................................ ...................... 4 5.1. DEFINICIÓN DE SUELO .......................................... 5.2. TIPOS ..................... ............................................ ............................................. ............................................ ............................................. ............................. ...... 4 5.3. MUESTRAS DE SUELO ............................................ .................................................................. ............................................ ...................... 4 5.4. PESO VOLÚMETRI VOLÚMETRICO CO DE SUELOS COHESIVOS N.T.P 339.139 ...............  ...................... ....... 5 V. MATERIALES E INSTRUMEN INSTRUMENTOS TOS .......................................... ................................................................. .................................... ............. 6

.......................................... .................... ............................................. ............................................. ............................................ ............................................. ............................. ...... 7 VI. PROCESO EXPERIMENTAL ........................................... ................................................................. ............................................ ...................... 7 VII. ANÁLISIS Y RESULTADOS .................... .......................................... ............................................ ............................................ ...................... 8 VIII. CONCLUSIONES ..................... ........................................... ............................................. ............................................. .................................. ............ 10 IX. BIBLIOGRAFÍAS. ............................................................ .................................................................................. .......................................... .................... 11 X. ANEXOS ................... .......................................... ............................................. ............................................ ............................................ ............................... ......... 12

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I. INTRODUCCIÓN  La densidad o peso específico de cualquier material es un valor vital si pretendemos estudiar sus diferentes propiedades. Suele ser un valor sencillo de determinar si se trata de un material con una forma definida y conocida. Sin embargo, el problema se presenta cuando la forma sobre la que queremos calcular el volumen no es definida. En este caso  particular, una pequeña muestra de suelo inalterado no tiene una forma definida, por lo que calcular su volumen nos lleva a un proceso extra. Otro problema es que, si queremos usar el principio de Arquímedes, corremos el riesgo de que el suelo reaccione con el agua y se desmorone, haciendo muy difícil lograr el objetivo. Por ello, en la presente práctica de laboratorio, hacemos uso de la parafina como material de apoyo que nos ayude a calcular el volumen, así como también el peso específico de una muestra de suelo inalterado. 

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II. RESUMEN  La práctica de laboratorio realizada consistió en la determinación del peso específico de un suelo cohesivo a través del ensayo a una muestra representativa de este, por el método del recubrimiento con parafina, que es práctico debido a la facilidad de su realización. Para dicho método se necesitó labrar la muestra dándole la forma más regular posible, obtener el peso de la muestra sola y el peso de la muestra con recubrimiento de parafina; esta última gracias al recubrimiento pudo ser sumergida en agua y por el principio de Arquímedes se obtuvo su volumen, además teniendo por conocido el peso específico de la parafina, se pudieron obtener los valores y realizar los cálculos necesarios para obtener el peso específico de la muestra de suelo cohesivo, el cual fue de 1.62 gr/cm3.

III. OBJETIVOS    Conocer

y realizar de manera correcta el ensayo de peso específico de un suelo

inalterado por el método de la parafina.   Determinación del valor del peso específico de un   Hacer un

suelo cohesivo inalterado.

análisis del valor del peso específico de un suelo inalterado en estado seco

o de poca humedad y verificar si es coherente.

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IV. FUNDAMENTO TEÓRICO  5.1. DEFINICIÓN DE SUELO Para propósitos de ingeniería, el suelo se define como el agregado no cementado de granos mineralesvacíos y materia descompuesta (partículas con líquido y gas en los espacios entreorgánica las partículas sólidas. El suelo se sólidas) utiliza como material de construcción en diversos proyectos de ingeniería civil y con cimientos estructurales. Por lo tanto, los ingenieros civiles deben estudiar las propiedades del suelo, tales como el origen, la distribución de tamaño de grano, la capacidad de drenar el agua, compresión, resistencia al corte y la capacidad de soporte de carga.

5.2. TIPOS • Suelos no cohesivos: Las

partículas no tienden a juntarse ni adherirse, sus partículas son relativamente grandes, también llamados suelos granulares o friccionantes (arenas, gravas y limos). Cuando el suelo es menos cohesivo, se necesita llevar adelante mayores medidas para prevenir un derrumbe. Se utiliza un sistema de medición llamado "fuerza de compresión" para clasificar cada tipo de suelo. Que es la cantidad de presión necesaria  para que que el suelo ccolapse. olapse. E Este ste valor se prese presenta nta usua usualmente lmente en unidades de toneladas toneladas por  pie cuadrado. • Suelos cohesivos:  Existen

partículas muy pequeñas donde predominan los efectos electroquímicos superficiales. Las partículas tienden a juntarse (interacción agua/partícula) en suelos plásticos como las arcillas. El suelo cohesivo contiene pequeñas partículas y suficiente arcilla para que el suelo se adhiera a sí mismo. Cuando el suelo es más cohesivo, es porque tiene mayor cantidad de arcilla, y presenta menos probabilidades de que se produzca un derrumbe. Los suelos granulares están formados por partículas gruesas como la arena o la l a grava. • Suelos orgánicos:

Son suelos esponjosos, con grumos y compresibles. Estos están  prohibidos para soportes de estructuras estructuras de inge ingeniería. niería.

5.3. MUESTRAS DE SUELO Muestreo: Consiste en la obtención de una porción del material con el que se pretende construir una estructura o bien del material que ya forma f orma parte de la misma, de tal manera que las características de la porción obtenida sean representativas del conjunto. El muestreo, además, incluye las operaciones de envase, identificación y transporte de las muestras. El muestreo comprende dos tipos de muestras:

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alteradas,  son aquellas que están constituidas por el material disgregado o fragmentado, en las que no se toman precauciones especiales para conservar las características de estructura y humedad; no obstante, en algunas ocasiones conviene conocer conocer el contenido de agua original del suelo, para lo cual las muestra se envasan y transportan en forma adecuada adecuada.. Las muestras alteradas, de suelos podrán obtenerse de una excavación, de un frente, ya sea de corte o de  banco o bien, de perforaciones llevadas a profundidad con herramientas especiales. Las llegar muestras ser representativas de cada capa quemás se atraviese, hasta a unadeberán profundidad que puede corresponder al nivel  bajo de explotación, al nivel de aguas freáticas o aquél al cual sea necesario extender el estudio.

  Muestras inalteradas, que son aquellas en las que se conserva la estructura y la

humedad que tiene el suelo en el lugar donde se obtenga la muestra. Las muestras inalteradas se obtendrán de suelos finos que puedan labrarse sin que se disgreguen. La obtención puede efectuarse en el piso o en las paredes de una excavación, en la superficie del terreno natural o en la de una terracería. La extracción para obtener la muestra deberá de ser de dimensiones tales que  permitan las operaciones operaciones de labrado labrado y extracc extracción ión de la misma.

5.4. PESO VOLÚMETRICO DE SUELOS COHESIVOS N.T.P 339.139     Peso Volumétrico

 Es la relación del peso de la masa de suelo entre su volumen de masa. Se



consideran las tres fases del suelo.  Es la densidad del suelo, se le conoce también como peso unitario, o como peso



específico de masa.

=

 

 

Figura N°1: Esquema de las Fases del Suelo 

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6   UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO   Método

de la Parafina 

El peso volumétrico en suelos cohesivos puede ser conocida haciendo del uso del principio de Arquímedes. De la muestra inalterada se labra un espécimen de forma regular, con volumen aproximado. Se pesa el espécimen, luego se sumerge en parafina licuada, se pesa el espécimen con parafina y se resta para hallar el peso de la parafina y con el peso específico de la parafina hallamos su volumen. El volumen del espécimen se calcula restándole al volumen desalojado, el volumen de la parafina. Finalmente hallamos el peso volumétrico del suelo. El ensayo solo es aplicable a suelos cohesivos, sin grietas considerables.

V. MATERIALES E INSTRUMENTOS INSTRUMENTOS  Materiales

Pequeña muestra de suelo inalterado (Figura N°2) aproximadamente ( Figura N°3)   Hilo delgado de unos 10 cm aproximadamente  

 

Vaso de precipitación (Figura N°4)

 

Parafina (Figura N°5)

 Instrumentos

(2)

 

Balanza electrónica de precisión 0.01 g ( Figura N°6)

 

Regla de plástico de precisión 0.5 mm  (Figura N°7)

(3)

(4)

(5)

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(7)

(6)

VI. PROCESO EXPERIMENTAL  En este ensayo de determinación del peso específico de una muestra de suelo cohesivo se realizaron los siguientes pasos:  

Primero se excavo una zanja alrededor del trozo de suelo, se profundizo en la excavación y con un cuchillo se extrajo una muestra natural de suelo cohesivo, que fue guardada y luego llevada al laboratorio para la realización del ensayo.

 

De la muestra de suelo natural inicial se labro con una cuchilla procurando darle una forma regular a sus lados, en este caso un paralelepípedo.

Figura N°8: Labrado de la muestra de suelo 

Figura N°9: Muestra de suelo sujeta con una piola, antes de recubrir con parafina

 

Figura N°10: Derretimiento de la parafina 

 

La muestra a ensayar fue pesada en una balanza y luego se amarro con una piola.

 

Simultáneamente con ayuda de un mechero la parafina se estaba calentando en un recipiente hasta derretirla, con lo que se pudo recubrir la muestra de suelo con  parafina al sujetarla sujetarla de la piola.

 

Se tomó luego el peso de la muestra de suelo recubierta con parafina.

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En un vaso de precipitados graduado con agua hasta cierto nivel se sumergió la muestra de suelo parafinada y haciendo uso del Principio de Arquímedes se determinó el volumen de agua desplazada igual al volumen de la muestra  parafinada. Así Así se obtuvieron todos todos los datos necesarios. necesarios. 

Figura N°11: Muestra de suelo cubierta con parafina   

Figura N°12: Muestra con  parafina sumergida en agua 

Figura N°13: Medición del volumen desplazado 

El peso de la parafina se obtuvo al restar el peso de la muestra sola al peso de la muestra parafinada y el volumen de la parafina dividiendo el peso de esta entre su  peso específico. Con estos cálculos realizados se pudo determinar el peso específico del suelo cohesivo ensayado.

VII. ANÁLISIS Y RESULTADOS  γ = Wm / Vm … (1) 

Donde: γ = Peso específico 

Wm = Peso de la muestra  Vm = volumen de la muestra

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7.1. PESO DE LA MUESTRA El dato se obtuvo, midiendo en una balanza: Wm = 84.36 gr.

7.2. CÁLCULO DEL VOLUMEN DE LA MUESTRA   =  −   … (2)

Donde: Vm = volumen de la muestra Vmp = Volumen de la muestra con parafina V p = Volumen de la parafina

7.2.A. MÉTODO DE ARQUIMEDES, PARA LA DETERMINACIÓN DEL VOLUMEN DE LA MUESTRA PARAFINADA El volumen de la muestra parafinada, será igual al del líquido desalojado:   = ∆ℎ.. ∆ℎ..     (0.7   =  = ( 0.7)). . (5 (5 )) = 54.978  

7.2.B. CÁLCULO DEL VOLUMEN DE LA PARAFINA   =

   

 … (3)

Donde:   = Peso específico de la parafina = 0.87gr. / cm3    = Peso de la parafina

7.3. CÁLCULO DEL PESO DE LA PARAFINA   =  −      = 86.82 86.82 − 84.36 84.36 = 2.46 2.46 . 

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Reemplazamos   y   en la ecuación (3):   =

2.46 0.87

 = 2.828   

Reemplazamos   y   en la ecuación (2): 

  =

54.978 − 2.828 54.978 2.828 = 52.15 52.15   

Reemplazamos   y  en la ecuación (1): γ = 84.36 / 52.15 = 1.618 gr /

cm3

- Podemos observar que el peso específico obtenido es un valor que se encuentra dentro del rango permisible, por lo cual asumimos como correctos nuestros procedimientos. - A simple inspección pudimos notar que el suelo con el cual trabajamos se hallaba en estado semiseco, posible motivo para encontrar un peso específico relativamente bajo.

VIII. CONCLUSIONES   

Se deduce que se realizó una correcta practica del ensayo para determinar el suelo específico de un suelo inalterado por medio del método de la parafina, debido a que el resultado está dentro de los rangos teóricamente aceptables.

 

   

Se observa que la parafina logra impermeabilizar eficazmente a la muestra ya que se obtiene un peso específico relativamente r elativamente bajo. El Peso específico del suelo disminuye, cuando la muestra de suelo se encuentra en estado seco o con poca humedad, lo cual se pudo concluir al comparar nuestros resultados, con la caracterización por simple inspección.

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IX. BIBLIOGRAFÍAS  

Basurto R. (2012)  Relaciones gravimétricas y volumétricas. Centro peruano  japonés de investigaciones sísmicas y mitigación de desastres CISMID.  Recuperado

de:

http://cecfic.uni.edu.pe/archivos/suelos/Taller%20%201%20Pv_Hum_Gs..pdf?f  bclid=IwAR0F6Nz_sbHE7CRPM-J59zMfJhDsr8AOgZpIuc IXEaJMe3b8_UQVJcoHjo  

Shuan L. (2006)  TALLER BÁSICO DE MECÁNICA DE SUELOS. Peso Volumétrico de Suelo Cohesivo. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA.  Facultad de Ingen Ingeniería iería Civil Laboratorio de Mecán Mecánica ica de Suelos. Re Recuperado cuperado de: http://www.lms.uni.edu.pe/labsuelos/EXPOSICIONES/peso%20volumetrico_ppt  .pdf  

 

Leoni A. (2015).  PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS SUELOS. Recuperado de: http://ingenieroleoni.com/wp-content/uploads/2015/09/Capitulo-1-Propiedades F--sicas-de-los-suelos.pdf  

 

ANA TORREZ CARRILLO. Curso básico de tecnología de concreto. Primera edición. Lima. Universidad nacional de ingeniería. Fecha: 14/09/2015

 

Tema 13: (http://www.uclm.es/area/ing_rural/Trans_c (http://www.uclm.es/are a/ing_rural/Trans_const/Tema13.PDF) onst/Tema13.PDF)  

MORTEROS

Fecha: 15/09/2015  

http://es.slideshare.net/luisfernandopere http://es.slideshare. net/luisfernandoperezherrera14/morteros38 zherrera14/morteros38853653?next_ 853653?next_slid slid eshow=1 Fecha: 16/09/2015

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X. ANEXOS 

Figura N°14: Parafina empleada en el ensayo 

Figura N°15: Pesado de la muestra de suelo sin parafina  

Figura N°16: Medición del diámetro del recipiente de precipitado 

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