Trabajo 2 - Peso Especifico y Contenido de Humedad

 

t 

FACULTAD DE INGENIERIA, ARQUITECTURA Y URBANISMO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL ÁREA CURRICULAR:

MECANICA DE SUELOS Y ROCAS

INFORME INFO RME ELAB ELABORAD ORADO O PO POR R LOS IN INTE TEGR GRAN ANTE TES: S:  

BANCES SANTISTEBAN DAN

 

DE LA CRUZ RAMIREZ PASCUAL

 

HERRERA JIMENEZ KENIA

 

JIMENEZ CARRANZA KEVIN

 

MALDONADO SALAZAR JOSE JENRI

 

GALVEZ TIRADO MICHAEL RICKI.

 

OCHOA TORRES JOSE ALBERTO

 

RUBIÑOS DAVILA MARJORIE

 

TORRES CACHO ENRIQUE ALBERTO

 

VASQUEZ SOTO CESAR GREINER

DOCENTE: 

ING. 

MUÑOZ PEREZ SOCRATES PEDRO. PIMENTEL - PERÚ 

 

  RESUMEN

El presente informe se basa en los ensayos que se realizó en el laboratorio, del suelo obtenido en la calicata ubicada en el Lot. San Félix – Félix – Sector  Sector Cerro Pulen – Pulen –   Distrito de Pimentel, provincia de Chiclayo - Lambayeque, y así mismo los procedimientos que se realizaron para la obtención de muestras alteradas e inalteradas, para luego ser realizados los ensayos correspondientes en la Universidad Señor de Sipán con la finalidad de conocer el peso específico y el porcentaje de humedad.

 

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ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Y ROCAS: ENSAYO DE PESO ESPECIFICO Y CONT. DE HUMEDAD. UBIC: LOT.SAN FELIX- SECTOR CERRO PULEN -DISTRITO DE PIMENTEL, PROVINCIA DE CHICLAYO  – LAMBAYEQUE  LAMBAYEQUE  

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INDICE 0. INDICE…………………………………………………………………………3 INDICE…………………………………………………………………………3   1. INTRODUCCION…………………………………………………………… INTRODUCCION…………………………………………………………….. 4 2. OBJETIVOS…………………………………………………………………...5 OBJETIVOS…………………………………………………………………...5   2.1. Objetivos Generales……………………………………………………. 5 2.2. Objetivos Específicos…………………………………………………… 5 Específicos…………………………………………………… 5 3. MARCO TEORICO…………………………………………………………. 6 3.1. Extracción de Muestra (calicata)………………………………………. (calicata)………………………………………. 6 3.1.1. Muestreo …………………………………………………………………. …………………………………………………………………. 6 3.1.1.1. Muestras alteradas …………………………………………………… 6 …………………………………………………… 6 3.1.1.2. Muestras no alteradas …………………………………………………6  …………………………………………………6  3.1.2. Calicata ……………………………………………………………………7  ……………………………………………………………………7  3.1.3. Ensayo de peso especifico con el método de parafina ………………9 ………………9   3.1.4. Ensayo de contenido de humedad …………………………………… 10 ……………………………………  10 4. PROCEDMIENTO …………………………………………………………...11  …………………………………………………………...11  4.1. Procedimiento de guías y normas ……………………………………. …………………………………… . 11 4.2. Procedimiento del muestreo ……………………………………………11  ……………………………………………11  4.2.1. emplead empleados os …………………………………………………. ………………………………………………… 4.3. Materiales Procedimiento de ensayo de peso específico con el método de la . 12 parafina …………………………………………………………………...13  …………………………………………………………………...13  4.3.1. Materiales empleados …………………………………………………. …………………………………………………. 13 4.3.2. Resultados de laborato laboratorio rio del peso específico con con el método de la parafina …………………………………………………………………. …………………………………………………………………. 14 4.4. Procedimiento de ensayo de contenido de humedad …………… ……………… … 15 4.4.1. Materiales empleados …………………………………………………  …………………………………………………  17 4.4.2. Resultados de laboratorio de contenido de humedad ………………1 ………………17 7  5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES …………………………… 19 ……………………………  19 6. BIBLIOGRAFIA ………………………………………………………………19  ………………………………………………………………19  7.  ANEXOS ……………………… ……………………………………… …………………………… ………………………… ………………...20 …...20  

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1. INTRODUCCION

En el sentido general de la ingeniería, suelo se define como el agregado no cementado de granos minerales y materia orgánica descompuesta (partículas sólidas) junto con el líquido y gas que ocupan los espacios vacíos entre las partículas sólidas en la parte superficial de la corteza terrestre. El suelo proviene de la desintegración o alteración física y química de las rocas y de los residuos de las actividades de seres vivos que se asientan sobre ella. El suelo se usa como material de construcción en diversos proyectos de ingeniería civil y sirve para soportar las cimentaciones estructurales. Por esto, es de suma importancia el estudio del suelo. Para el estudio de suelos de realizan diferentes ensayos, con las muestras de cada estrato que se obtuvo de la calicata realizada. En este informe se realizará el ensayo de peso específico, por el método de la parafina y el ensayo de contenido de humedad.

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2. OBJETIVOS 2.1.

Objetivos generales.

  Identificar, ex extraer traer y analizar muestras re representativas presentativas de los distintos estratos encontrados en la calicata.  



  Realizar el ensa ensayo yo de peso es específico pecífico c con on el método de la parafina.



  Realizar el ensayo de contenido de humedad.



2.2.

Objetivos específicos.

  Mediante la mue muestra stra de suelo de la calicata obtener la informac información ión qu que e permite determinar las características geotécnicas del suelo.



  Mostrar el procedimiento y los datos del ensayo tanto de peso específico



con el método de la parafina y el ensayo de contenido de humedad.  

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3. MARCO TEORICO.

3.1. EXTRACCIÓN DE MUESTRA (CALICATA)

3.1.1. Muestreo

La extracción de muestra o también llamado muestreo consiste en obtener una porción de suelo que será sometido a diferentes ensayos para saber si cumple con los requisitos necesarios. Las muestras se puedes clasificar en:

3.1.1.1.

Muestras alteradas: Son aquellas que están constituidas por el material disgregado fr fragmentado, agmentado, en las que no se toman precauciones especiales para conservar las características de estructura y humedad; no obstante, en algunas ocasiones conviene conocer el contenido de agua original del suelo, para lo cual las muestras se envasan y transportan en forma 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 muestran deberán ser representativas de cada capa que se atraviese, hasta a una profundidad puede corresponder al nivel más bajo llegar de explotación, al nivel deque aguas freáticas o aquel el cual sea necesario extender el estudio.

3.1.1.2.

Muestras no alteradas: Son aquellas en las que se conserva la estructura y la humedad que tiene el suelo en el lugar en donde se obtenga la muestra. Las muestras no alteradas se obtendrán de suelos finos que puedan labrarse sin que se disgreguen. La obtención puede efectuarse en el piso o en una de las paredes de una excavación, en la superficie del terreno natural o en la de una terracería.

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 

Para determinar las propiedades de un su suelo elo en el laboratorio, es preciso contar con muestras representativas de dicho suelo, un muestreo adecuado y representativo es de primordial importancia, por lo tanto, deben considerarse los cuidados necesarios para que esta sea alterada lo menos posible, de aquí la necesidad de que el muestreo sea llevado a cabo por personas conocedoras de su trabajo.

 

Se dice que sea alterado lo menos posible porq porque ue con el simple hecho de exponer la muestra al medio ambiente, éste sufra cambios de humedad.

3.1.2. Calicata

Las calicatas permiten la inspección directa del suelo que se desea estudiar y, por lo tanto, es el método de exploración que normalmente entrega la información más confiable y completa. En suelos con grava, la calicata es el único medio de exploración que puede entregar información confiable, y es un medio muy efectivo para exploración y muestreo de suelos de fundación y materiales de construcción a un costo relativamente bajo. Es necesario registrar la ubicación y elevación de cada pozo, los que son numerados según la ubicación. Si un pozo programado no se ejecuta, es preferible mantener el número del pozo en el registro como "no realizado" en vez de volver a usar el número en otro lugar, para eliminar confusiones. La profundidad está determinada por las exigencias de la investigación, pero es dada, generalmente, por el nivel freático. La sección mínima recomendada es de 0,80 m por 1,00 m, a fin de permitir una adecuada inspección de las paredes. El material excavado deberá depositarse en la superficie en forma ordenada separado de acuerdo a la profundidad y horizonte correspondiente. Debe desecharse todo el material contaminado con suelos de estratos diferentes. Se dejarán plataformas o escalones de 0,30 a 0,40 metros al cambio de estrato, reduciéndose la excavación. Esto permite una superficie para efectuar la determinación de la densidad del terreno. Se deberá dejar al menos una de las paredes lo menos re moldeada y contaminada posible, de modo que representen fielmente el perfil estratigráfico del pozo. pág. 7 

 

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En nuestro trabajo tomamos como muestras tres cubos, los cuales fueron obtenido a una profundidad de 70 cm; treinta kg de suelo por estrato (en total t otal 90 kg).

 

La estr estratigrafía atigrafía del sub subsuelo suelo se según gún el ensayo manual - visual en el área de emplazamiento del presente es posiblemente la siguiente: siguiente:  

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3.1.3. ENSAYO DE PESO ESPECIFICO POR EL METODO DE LA PARAFINA. El ensayo de peso específico por el método de la parafina consiste en bañar con parafina muestra de suelo, poder encontrar el volumen de la muestra (disuelta) por mediolade una probeta conpara agua; y dividir el peso de la muestra húmeda con el volumen de dicha muestra; es decir:

ℎ   =

ℎ 

 

Donde: ℎ : Peso específico de la muestra húmeda ℎ : Peso de la muestra húmeda  : Volumen de la muestra húmeda.

3.1.4. ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD.

Objetivos   Este ensay ensayo o nos ayuda a determinar el porcentaje d de e humeda humedad d que presenta una muestra de suelo.   Conocer el método más conveniente para la o obtención btención del dato de





contenido de humedad de una muestra de suelo. Esta propiedad física del suelo es de gran utilidad en la construcción civil, pues el comportamiento y la resistencia de los suelos en la construcción están regidos, por la cantidad de agua que con tienen. El contenido de humedad de un suelo es la relación del cociente del peso de las partículas sólidas y el peso del agua que guarda, esto se expresa en términos de porcentaje.   Método de ensayo para determinar el contenido de humedad de un suelo. ASTM 02216-71 (Normas ASTM parte 19)

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De acuerdo a la norma NTP 339.127(ASTM D-2216): En mecánica de suelos se conoce como contenido de agua o humedad del suelo a la relación entre el peso de agua contenida en el mismo y el peso de la ase solida expresado en %. Se realiza el ensayo con los fines de determinar la variación de la humedad en el terreno de fundación y también para ver si existe napa freática.

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4. PROCEDIMIENTO. 4.1. PROCEDIMIENTO DE GUÍAS O NORMAS:

  ASTM D2488 (NTP 339.150) PERFIL ESTATIGRAFICO. Descripción e identificación de suelos (procedimiento visual – visual  – manual)  manual)



  NTP 339.162:2001 SUELOS, guía normalizada para c caracterización aracterización de campo con fines de diseño de ingeniería y construcción.



  NTP 3 339.151 39.151 (ASTM D4220) D4220) ES ESTADO TADO DE MUESTRA INALTERADA. Debe mantener inalteradas las propiedades físicas y mecánicas del suelo en su estado natural al momento del muestreo.



4.2. PROCEDIMIENTO DEL MUESTREO:  1. Se ubicó la zona en la que se des desarrollaría arrollaría la exca excavación vación de la calicata. (visualizar imagen 1y 2). 2. Se trazó el área a excavar que que fue de 1.5 m de ancho x 1.50 de largo, con una altura de 2.00 metros de profundidad. 3. Una vez culminada la ex excavación cavación de 2 m, mediante la ob observación servación se identificaron una capa de relleno y 4 estratos. Estos señalados (visualizar fotografía 3) 4. Seguido procedimos a medir con ay ayuda uda de la winc wincha, ha, las profundidades que existía en los estratos, tomando nota en el cuaderno de apuntes. (visualizar fotografías 4, 5, 6, 7) 5. Luego s se e procedió a recolec recolectar tar las muestras de de los 4 estratos encontrados, recogiendo 30 kg de cada estrato; en total se recogió 90 kg. (visualizar fotografía 8) 6.

Luego extraemos los 4 cubos de 10 cm de lado, a los 70 cm de profundidad; profundidad; cuidando no dañar las esquinas y dándole forma. (visualizar fotografía 9) pág. 11 

 

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7. El paso 6 y 7 se realizaron p para ara los 4 estratos encontrados en la calicata. 8. Por último, con mucho cuidad cuidado, o, envolvemos los 4 cubos con con papel plastificado y colocamos cada muestra en bolsas herméticas. (visualizar fotografía 9) 9. Una vez extraídas tod todas as las muestras, se rellenó la calica calicata ta a fin de d dejar ejar el terreno como lo encontramos y así evitar molestias al propietario del terreno.

4.2.1. Materiales empleados.   Palana



  Barreta



  Pico



  Wincha



  Bolsas



  bolsas herméticas



  Machete



  recipiente de metal



  Parafina



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4.3. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO DE PESO ESPECIFICO POR EL METODO DE LA PARAFINA: P ARAFINA: 1.- La muestra de suelo a utilizar es un cubo de 10 cm de lado, de este, extraemos de las esquinas un pedazo pequeño cuyas dimensiones puedan entrar en la probeta. (Visualizar fotografía 10) 2.- Sacamos cuidadosamente la parafina de la muestra (que colocamos para conservar la humedad) y pesamos la muestra. Este es el primer dato, es decir, el peso de la muestra húmeda. (visualizar fotografía 11, 12 y 13) 3.- Amarramos cuidadosamente con hilo pabilo el pedazo de muestra antes pesado, tratando de no apretar muy fuerte. 4.- Disolvemos la parafina con la ayuda de una cocina. (Visualizar fotografía 14 y 15) 5.- Sumergimos en parafina la muestra (nuevamente lo envolvemos de parafina). Empapamos la muestra perfectamente para que no absorba demasiada agua. (Visualizar fotografía 16) 6.- Después dejamos secar la muestra uno minuto y pesamos. Tenemos como dato el peso de la muestra húmeda más el peso de la parafina. 7.- Mientras tanto, en una probeta, colocamos agua hasta los 700 ml, para que luego la muestra sea sumergida en esta; y anotamos la diferencia de volumen. (Visualizar fotografía 17, 18, 19, 20)

4.3.1. Materiales empleados.   Cúter   Parafina

  

        

   

Hilo pabilo Balanza electrónica Probeta Tara Cocina electrónica

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4.3.2. Resultados de laboratorio del peso específico con c on el método de la parafina. Datos

Muestra1 Muestra 2

1

Peso de la muestra húmeda ( ℎ )

2 3

Peso de la muestra húmeda + Peso de la parafina (ℎ  +  ) Peso de la parafina ( ) = (2 − 1 ) 

4

Peso específico de la parafina (  ) 

5

Volumen de la parafina ( ) =



(  ) 

Muestra 3

84.43

42.15

63.10

109.10

50.82

69.14

24.67

8.67

6.04

0.87

0.87

0.87

28.35

9.96

6.94

70

30

40



6

Volumen de la parafina + muestra húmeda

7

Volumen de la muestra húmeda ( ) = 6-5

41.65

20.04

33.06

8

Peso específico de la muestra húmeda

2.03

2.10

1.91

(ℎ  =

   





) =( ) 7

Por lo tanto, obteniendo el promedio de las muestras tenemos:

2.03 + 2.10 + 1.91   = 2.01  3

Dato: El resultado debe estar entre: 1.6 ≤ ℎ  ≤ 2,2 

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4.4. PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD:   Para la determinación del co contenido ntenido de humedad, se tien tiene e qu que e realiz realizar ar tan pronto como sea posible después del muestreo, especialmente si se utilizan contenedores corrosibles



  Las m muestras uestras serán preservadas y transportadas de acuerdo a la Norma  ASTM D-4220



1. Antes de colocar la muestra de estrato en las taras se procedió a pesarlas.  2. De las 4 bolsas de los estratos; cada una etiquetada con el respectivo estrato que contienen, se sacaron una respectiva cantidad de material de muestra, el cual fue depositado en cada tara.  

3. Se tuvo que identificar cada tara que contenía cierta cantidad de estrato, para ello se empleó plumón indeleble. Y se tomó nota de cada una de ellas para luego pesarlas. (ver fotografía 21)   4. Una vez identificada cada tara según la bolsa del que fue extraído el material que contienen se procedió a pesarlas, para ello se empleó la balanza electrónica y los datos sacados de ella se anotaron en el cuaderno de apuntes. (ver fotografías 22, 23, 24, 25) 

5. Luego Llevamos las muestras al horno eléctrico para el respectivo secado del material a 110°C durante 24 horas como mínimo. (ver fotografía 26)  -

El Horno de secado termostáticamente controlado, capaz de mantener una temperatura de 110 ± 5 °C.

Nota. - (*) El secado en horno siguiendo este método (a 110 °C) no da resultados confiables cuando el suelo contiene yeso u otros minerales que contienen gran cantidad de agua de hidratación o cuando el suelo contiene cantidades significativas de material orgánico. Se pueden obtener valores confiables del contenido de humedad para estos suelos, secándolos en un horno a una temperatura de 60 °C o en un desecador a temperatura ambiente.

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6. Pasado las 24 horas procedemos a sacar las muestras empleando el guante térmico. (ver fotografía 27)

7. Procedemos a pesar nuevamente cada muestra más la tara. Una vez obtenido dichos datos, lo anotamos en el cuaderno de apuntes en el cual restamos el peso de las taras en cada peso obtenido.

8. Obteniendo los datos procedemos a aplicar la fórmula para encontrar el peso del agua contenida en la muestra.

Ww= Wh- Ws

9.Por último para encontrar el contenido de humedad se aplica la siguiente fórmula: 

(%) =

 

∗  % % 

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4.4.1. Materiales empleados.   Balanza   Horno

 

  Taras   Guantes

 

4.4.2. Resultados de laboratorio.

.+.+.   = 5.54 %  3 Contenido de humedad.

Este es el promedio del contenido de humedad que nos arrojó en el ensayo de las siguientes muestras:

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ESTRATO 01  1

Peso del recipiente (g)

2 3 4 5

Peso del recipiente +suelo húmedo (g) Peso del recipiente +suelo seco (g) Peso del agua contenida (2) – (2) –(3) (3) (g) Peso del suelo seco (3)-(1) (g) Contenido de humedad (4)/ (5)* 100 (%)

6

ESTRATO 02  1 2 3

Peso del recipiente (g) Peso del recipiente +suelo húmedo (g) Peso del recipiente +suelo seco (g)

4 5

Peso del agua contenida (2) – (2) –(3) (3) (g) Peso del suelo seco (3)-(1) (g) Contenido de humed humedad ad (4)/ (5)* 100 (%)

6

ESTRATO 03  1 2 3 4 5

Peso del recipiente (g) Peso del recipiente +suelo húmedo (g) Peso del recipiente +suelo seco (g) Peso del agua contenida (2) – (2) –(3) (3) (g)

6

Peso del suelo seco (3)-(1) (g) 100 (%) Contenido de humed humedad ad (4)/ (5)*

ESTRATO 04 1

4

Peso del recipiente (g) Peso del recipiente +suelo húmedo (g) Peso del recipiente +suelo seco (g) Peso del agua contenida (2) – (2) –(3) (3) (g)

5

Peso del suelo seco (3)-(1) (g)

6

Contenido de de humed humedad ad (4)/ (5)* 100 (%)

2 3

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RECIPIENTE M1 61 1061 1019 42 958 4.38

RECIPIENTE M3 73 1073 1010 63 937 6.72

RECIPIENTE M5 52 1052 1021 31 969 3.2

RECIPIENTE M7 58 1067 1000 67 942 6.7

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5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES  

Se realizó e ell muestreo y reconocimie reconocimiento nto de los materiales de cada estrato incluyendo la obtención de muestras alteradas y no alteradas.

 

Se realizó el e ensayo nsayo de Pes Peso o específico co con n el método d de e la parafina.

 

Se realizó el ensayo de contenido d de e humedad y concluimos que estamos frente a un suelo seco por el bajo nivel de humedad que resulta.

 

El contenido de humedad in situ se recomienda una adecuada impermeabilización de la muestra para que durante el camino hacia el laboratorio no se evapore agua.

 

Corregir el erro errorr que pudo obtenerse d del el no sabe saberr cuánta humedad p perdió erdió la muestra en su tiempo de exposición, por lo que no es una fiel muestra del macizo de tierra de donde fue extraída.

6. BIBLIOGRAFIA.   Normas técnicas peruanas (NTP)   

Braja, D. (2001). Fundamentos de la Ingeniería Geotécnica. California.    Juárez, B., & Rico, A. (2005). Mecánica de suelos: Fundamentos Fundamen tos de la Mecánica de suelos (Vol. I). México: Limusa. 

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7. ANEXOS.

Imagen 1. Ubicación de la calicata.

Imagen 2. Ubicación de la calicata.  

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Fotografía 1. excavación de la calicata.  

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Fotografía 2. excavación de la calicata.  

Fotografía 3. Señalización de relleno y estratos.   Fotografía 4. Señalización y medición estrato 01  

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Fotografía 6. Señalización y medición estrato 03   Fotografía 5. Señalización y medición estrato 02  

Fotografía 8. Extracción de muestras de la calicata.  

Fotografía 7. Señalización y medición estrato 04  

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Fotografía 9. Muestra del cubo de 10 cm de lado  

Fotografía 10. Sacamos una muestra pequeña de las esquinas cuidadosamente. 

Fotografía 11. Sacamos cuidadosamente la  parafina. 

pág. 23 

 

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Fotografía 13. Peso de la muestra sin parafina en balanza electrónica. 

Fotografía 12. Muestra sin parafina lista  para pesarse. 

Fotografía 14 y 15. Se disuelve la parafina con ayuda de la cocina eléctrica.  

pág. 24 

 

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ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS Y ROCAS: ENSAYO DE PESO ESPECIFICO Y CONT. DE HUMEDAD. UBIC: LOT.SAN FELIX- SECTOR CERRO PULEN -DISTRITO DE PIMENTEL, PROVINCIA DE CHICLAYO  – LAMBAYEQUE  LAMBAYEQUE  

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Fotografía 16. Sumergimos la muestra nuevamente en parafina. 

Fotografía 17 y 18. Sumergimos la muestra en la probeta para sacar el volumen. 

pág. 25 

 

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Fotografía 19 y 20. Sumergimos la muestra en la probeta para sacar el volumen.  

pág. 26 

 

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Fotografía 21. De cada estrato sacamos 1kg para hallar contenido de humedad.  

Fotografía 22 y 23. Pesos de las muestras húmedas 1 y 2 respectivamente.  

pág. 27 

 

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Fotografía 24 y 25. Pesos de las muestras húmedas 3 y 4 respectivamente.  

Fotografía 26. Horno donde se dejó las muestras. 

Fotografía 27. Muestras sacadas del horno; lo cual se restará al resultado de las muestras húmedas después de pesar.  

pág. 28 

 

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pág. 29