Teoría de Determinación de Humedad

 

Número:

Mecánica de Suelos.

DuocUC Título

Teoría Determinación de la Humedad

MS 01-00-01/a

Revisión Número: 0

Fecha de vigencia: 01 – Enero - 2004

Preparado por: Cristian Solís Chávez

Revisado por: Cristian Solís Chávez

1  Aprobado por  Aprobado por:: Juan Niemann Soto

I. DEFINICIONES   Una de las propiedades índice más importante de los suelos finos es la humedad (w), la que se define como: w(%)

  100 *

wW 

  =

wS 

 

Con wW: peso del agua

wS: peso suelo seco.

  La importancia de la humedad en un suelo se da por el hecho de que los suelos granulares y finos ( principalmente suelos finos) sus propiedades mecánicas cambian considerablemente. En una primera etapa( considerando inicialmente el suelo en estado seco) el agua aporta a mejorar las propiedades de resistencia, pero pasado cierto contenido de humedad(Humedad óptima: varía según el tipo de suelo) las propiedades de los materiales bajan en forma importante, hasta pasar de un estado sólido a un estado líquido. El suelo es un sistema discontinuo de partícula, un elemento de suelo constituye intrínsicamente un sistema de varias fases. La Figura Nº1 muestra un elemento típico de suelo que contiene 3 fases diferentes: sólida( partículas minerales), gaseosa y líquida( agua generalmente), la figura muestra se han separado las fases con el fin de facilitar la deducción de las relaciones entre ellas.   Figura Nº1

Relaciones Volumétricas y Gravimétricas de los suelos

Aire

Va

Vacíos

Líquido

Sólido

Con : V= Volumen total muestra   Va= Volumen de aire Entonces: V= VV + VS 

;

Vw V Vs

VS= Volumen del sólido VV= Volumen de Vaciós. VV = Va + VW

Vv

Vw= Volumen de agua

 

Mecánica de Suelos.

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  Se pueden obtener con la figura 1 expresiones que relacionan las distintas fases. Existen tres importantes relaciones de volumen:  A) Porosidad (n %): es la relación entre el volumen de vacíos( poros, huecos) y el volumen total. V V 

 

n

=

V 

* 100

B) Relación de Vacíos (e): es el cuociente entre el volumen de vacíos y el volumen del sólido. e

V V   =

V S 

C) Grado de Saturación ( Sr% ): indica el porcentaje de volumen de vacíos que está relleno de agua. Así un valor de Sr = 0, indica un suelo seco y un Sr = 100, indica un suelo saturado y un suelo entre 0 y 100 un suelo parcialmente saturado. S r   

V W  =

V V 

*100

 

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Ensaye Determinación de la Humedad

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DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD 1. OBJETIVO Este ensaye tiene como finalidad determinar el contenido de humedad de una muestra de suelo. 2. ANTECEDENTES GENERA GENERALES LES El contenido de humedad de un suelo esta constituida por la suma de sus aguas libre, capilar e higroscópica. La importancia de determinar el contenido de humedad es que, junto con el contenido de aire del mismo, determinan las características más importantes para explicar el comportamiento de un suelo a los cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica, etc. 3. MÉTODOS 3.1 Método tradicional El método tradicional de determinación de la humedad del suelo en laboratorio, es por medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relación expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partículas sólidas, o sea: w = (Ww / Ws ) * 100 (%) donde: w = contenido de h humedad umedad expresado en %. Ww = peso del agua existente en la masa de suelo. Ws = peso de las partículas sólidas. 3.2 Método según NCh 1515 Of.79 3.2.1 Equipo necesario a) Horno de secado. b) Balanza. Su precisión variará de acuerdo a la cantidad de muestra a pesar, según lo indicado en la tabla S01.1. S01.1. c) Herramien Herramientas tas y accesorios: recipientes de porcelana, guantes, espátula y brocha. 3.2.2 Procedimiento a) Tomar una muestra representativa de suelo, de acuerdo al tamaño máximo de partículas, S01.2. según la tabla S01.2. b) Colocar la muestra húmeda en un recipiente previamente tarado (Mr), para proceder a pesar  la muestra húmeda más el recipiente, obteniendo Mh. c) Luego, colocar el conjunto dentro del horno durante 24 horas, a una temperatura de 110° +- 5° C.

 

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d) Transcurr Transcurrido ido dicho tiempo, determinar el peso del recipient recipiente e con la muestra seca. 3.2.3 Cálculo - 

Calcular el contenido de humedad (w) de la muestra: w = ( Mh – Ms ) / ( M Mss – Mr ) * 100 (%)

donde: Mh = peso recipiente más la muestra de suelo hú húmedo medo (grs.) Ms = peso recipiente más la muestra de suelo seca (grs.) Mr = peso recipiente (grs.)

 

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Ensaye Determinación de la Humedad

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4. TABLAS S01.1 Cantidad de muestra a ensayar (grs.)

Precisión de la balanza (gr.)

100 100 – 1000 1000

0,01 0,10 1,00

S01.2 Tamaño m mááxi xim mo de las par arttíc ícu ulas (mm.) 50 25 12,5 5

Cantidad a ensayar (grs. s.)) 3000 1000 750 500

02,5

11000

5. OBSERVACIONES a) se recomienda usar el horno a 60° C, para no falsear la humedad en suelos que contienen cantidades significativas de materia orgánica, yeso o ciertos tipos de arcillas. b) En la mayoría de los casos, el tiempo de secado varía dependiendo del tipo de suelo. Por  ejemplo una muestra de arena puede secarse en sólo en algunas horas, ciertas arcillas podrán tardar más de 24 horas. En caso de que el tiempo establecido sea insuficiente, la muestra continuará en el horno hasta obtener pesadas consecutivas constantes transcurridas 4 horas entre ellas. c) extraer Para evitar pérdidas humedad, como también absorción de humedad atmosférica atmosféri ca tapa. luego de la muestra delde horno, se recomienda el empleo de recipientes herméticos con d) Las muestras ensayadas para determinar la h humedad, umedad, deberán ser descartadas y no se utilizarán en ningún otro ensayo. 6. Otros m métodos étodos p para ara determi determinar nar el contenido de hum humedad. edad. -  Método del alcohol metílico. -  Método del Speedy. -  Método del pictómetr pictómetro o de aire diferencial. -  Método nuclear. -  Método de la aguja Proctor.

 

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CENTRO TECNOLOGICO DE LA CONSTRUCCION LABORATORIO DE CONSTRUCCION DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD PROYECTO : UBICACIÓN : TIPO DE SUELO : CONDICIÓN DE LA MUESTRA : FECHA MUESTREO : FECHA ENSAYO : Método secado al horno Muestra N° 1 2 Peso recipiente + suelo húmedo Peso recipiente + suelo seco Peso recipiente Peso suelo seco Peso agua Contenido de humedad (%)

Humedad Promedio = Observaciones:

%

3

4

5