Relaciones Volumétricas y Gravimétricas Suelos

Universidad Católica Azogues | Facultad De Ingeniería Civil HERNÁN URGILÉS

Relaciones Volumétricas Y Gravimétricas Los elementos que se encuentran en estado natural, tienen un volumen y un peso, de manera que para la determinación de las relaciones volumétricas y gravimétricas, tomaremos éstos dos factores para el estudio; separando las tres fases, sólido, líquido, gas.

De Manera Que El Volumen Total Será: V = Vs + Vv V = Vs + Vw + Vg

Siendo: Vv =

Volumen De Vacíos

Vs =

Volúmenes Sólidos De Suelo

Vw =

Volumen De Agua En Los Vacíos

Vg =

Volumen De Aire En Los Vacíos

De Manera Que El Peso Total Será:

W = Ws + Ww

Siendo: Ws =

Peso De Los Sólidos Del Suelo

Ww =

Peso Del Agua

 Las relaciones volumétricas comúnmente usadas para

las tres fases en un elemento de suelos son:

Relación De Vacíos  Se define como la razón del volumen de vacíos al

volumen de sólidos

e = Vv / Vs

Porosidad  La porosidad se define como la razón del volumen de

vacíos al volumen total

n = Vv / V

Grado De Saturación  El grado de saturación se define como la razón del

volumen de agua al volumen de vacíos

S = Vw / Vv

Grado De Saturación  Se define como la probabilidad de encontrar agua en los vacíos del

suelo.  0 ≤ S ≥ 100%.

 Físicamente en la naturaleza S ≠0%  Admitiendo tal extremo,

S = 0 % suelo seco y S =100 % suelo saturado.

Contenido de Aire  Probabilidad de encontrar aire en los vacíos del suelo.  0 ≤ CA ≥ 100%.  En el suelo saturado, los vacíos están ocupados por agua CA = 0  En el suelo seco, por aire CA= 100%.  Naturalmente:  S + CA = 100%.

Relación entre Relación de Vacíos y Porosidad

Consideraciones  Una masa de 1 Kg pesa distinto en la luna que en la tierra.

 El peso es una fuerza, la masa no.  La densidad relaciona masa y volumen.  El peso unitario (específico) relaciona peso y volumen.  El valor de la gravedad en la tierra es g = 9,81 m/s2  El peso unitario del agua es 9,81 KN/m3= 1 gr/cm3(si g = 10)

De Manera Que Tenemos:

Siendo: Gs =

Densidad De Sólidos

w

=

Contenido De Agua

γw

= Peso Específico Del Agua

Ws =

Gs γw

Ws =

wWs = w Gs γw

DENSIDAD DE LOS SOLIDOS Gs  El peso específico es la

relación del peso unitario de un cuerpo referida a la densidad del agua, en condiciones de laboratorio.  En geotecnia sólo interesa

la gravedad específica de la fase sólida del suelo, referida al Peso Unitario de la fase líquida del suelo w, para efectos prácticos.

 Las relaciones gravimétricas comúnmente usadas para

las tres fases en un elemento de suelos son:

Contenido de Humedad ω  Es la relación, en %, del peso del agua del espécimen,

al peso de los sólidos.  El valor teórico del contenido de humedad varía entre:

0 ≤ w → ∞.  En la práctica, las humedades varían de 0 (cero) hasta

valores del 100%, e incluso de 500% ó 600%, en algunos casos.

Contenido de Humedad ω

Peso Unitario o Específico del Suelo γ  Se define como el peso del suelo

por volumen unitario.  Además como el producto de la

densidad del suelo por la gravedad.  El valor depende, entre otros,

del contenido de agua del suelo.  Este puede variar del estado seco

γd hasta el saturado γSAT.

Peso Unitario o Específico del Suelo γ

Relaciones entre peso específico seco y el contenido de humedad

Relaciones entre peso específico, relación de vacios, contenido de agua y densidad de sólidos Para obtener una relación entre peso especifico o densidad, relación de vacios y contenido de agua,

considere un volumen de suelo en el que el volumen de los sólidos de suelo es uno. Si el volumen de los sólidos de suelo es uno, entonces el volumen de vacios es numéricamente igual a la relación de vacios “e”.

Relaciones entre peso específico, relación de vacios, contenido de agua y densidad de sólidos

S = Vw/Vv = ωGs/e

COMPACIDAD RELATIVA Es comúnmente usado para indicar la compacidad o la flojedad “in situ” del suelo granular. Se define como:

Compacidad relativa, usualmente dada como %

= relación de vacios del suelo en la condición mas suelta = relación de vacios del suelo en la condición mas densa