TEMA: DENSIDAD DE CAMPO CON
TEMA: DENSIDAD DE CAMPO CON APARATO VOLUMÉTRICOAPARATO VOLUMÉTRICO 1.
1. INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN ... ... 22 2.
2. TABLAS TABLAS ... ... 33 3.
3. CÁLCULOS CÁLCULOS TÍPICOS TÍPICOS ... 3... 3 4. 4. CONCLUSIONES CONCLUSIONES ... ... 1010 5. 5. BIBLIOGRAFÍA BIBLIOGRAFÍA ... ... 1111 6. 6. ANEXOS ANEXOS ... ... 1212
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]
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%)
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
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 = (Wr +Wm) − (Wr +Ws)
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
Ws *100 Donde:
ω%=Contenido de humedad de la primera muestra
Ww = Peso del agua
Ws = Peso dela muestra seca
Muestra de Grava recipiente 2
ω%1 = Ww
Ws *100
ω%1 = 3.00 g
136.2 g*100
ω%1 = 2.20
Promedio del contenido de humedad de la muestra de Grava recipiente 1
ω%p= ω%1+ ω%2 2 ω%p= 2.35 + 2.20 2 ω%p=2.28 Donde:
ω%1 =Contenido de humedad de la primera muestra
ω%2 =Contenido de humedad de la segunda muestra
MUESTRA DEL RECIPIENTE N° 2
= = 2.65
Cálculo del volumen de vacíos
= ∗ 2.65 = 136.20 ∗ 1 ³ = 51.40 ³ Cálculo del volumen de masas
= 1.573 ³ = 139.20 = 88.49 ³ Cálculo del volumen del agua
= 1 ³ = 3.0 AIRE AGUA SÓLIDO Va= 34.09 Vw= 3.0 Vs= 51.40 V = v 3 7 . 0 9 V m = 8 8 . 4 9 Wa= 0 Ww= 3.0 Ws=136.20 W m =1 3 9 .2 0 [cm3] [g]
= 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 88.49 ³ ∗ 100 % = 41.91
Cálculo del grado de saturación del agua % =
∗ 100
Donde:
% = Grado de saturación del agua
= Volumen del agua.
% = 3.0 ³
37.09 ³∗ 100 % = 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
37.09 ³ ∗ 100 % = 91.91
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.
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-8-densidad-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.
6. ANEXOS
Fotografía 1 Fotografía 2 Fotografía 3
Pesando el recipiente (funda plástica).
Retirando las partículas sueltas con la brocha de la placa.
Excavando con el cincel y martillo una profundidad de 10 cm.
Fotografía 4 Fotografía 5 Fotografía 6
Recogiendo el suelo excavado en la funda plástica. Colocando el aparato volumétrico sobre la placa. Pesando el recipiente + suelo seco.
