ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITO

Departamento de la Tierra y Construcción

MECANICA DE SUELOS I

Practica No4

Tema: Peso especifico de los granos

1. Objetivo:

Calcular el peso específico y gravedad especifica promedio de una muestra de suelo.

2. Introducción:

Dentro del presente ensayo se desea calcular el peso específico de una muestra de suelo de procedencia Mindo, mediante la aplicación del método de utilización de picnómetros y agua destilada, al ser un método muy sencillo se plantea la realización de dos ensayos a fin de compararlos y comprobar la validez del mismo.

Se debe destacar que el peso específico depende de la clase de mineral o minerales que lo componen, así como de su mayor o menos contenido de materia orgánica.

El peso especifico o gravedad especifica de un suelo es la relación entre el peso de sus partículas minerales y el peso de igual volumen de agua destilada a 4o C, así, si el peso especifico de un suelo es de 2,7, significa que un centímetro cubico de partículas de ese suelo pesa 2,7 veces más que un centímetro cubico de agua destilada a 4o C.

Este valor es necesario para calcular la relación de vacíos de un suelo, para el análisis de hidrómetro y es útil para predecir el peso unitario de un suelo. Generalmente este valor se utiliza para clasificar los minerales del suelo.

3. Marco Teórico

El peso específico es la relación entre el peso de las partículas minerales y su volumen

γg=Ps

V s

Donde:Ps=Peso de la sustanciasólida

V s=Volumen de la sustanciasólida

El peso especifico de los solidos varia entre 2-3. La materia organica hace disminuir el peso especifico del suelo y se ha adoptado como peso especifico de comparacion, el peso especifico de la arena de cuarzo, que tiene un valor de 2,65.

Su determinacion se la realiza con la utilizacion de frascos calibrados denominados picnometros

P1−P2=P2−Ps

G s× γat

Gs=γ g

γ a

Gs=Ps ×(γ at)

( P s+P2 )−P1

Donde:Gs=Gravedad específica

γat=Pesoespecífico del agua a t℃Ps=Peso del suelo seco (secado alhorno )P1=Peso del frasco calibrado conagua y sueloP2=Peso del frasco conagua destilada

Tabla 1 Valores típico de Gravedad específica de varios suelos (Djoenaidi (1985) apud Bardet, 1997)

4. Materiales1. Agua destilada (1 litro).2. Balanza Analítica (aprox 0.01 gr).3. Pipeta.4. Picnómetro (500 ml)5. Bomba al vacio 6. Muestra de suelo seco 7. Tara 8. Embudo

5.

Procedimiento1) Identificar la procedencia de la muestra.

2) Tomar una cantidad adecuada de suelo.

3) Pesar el picnómetro (Anotar).

4) Pesar el picnómetro con agua destilada hasta la marca de aforo (Anotar).

5) Determinar su temperatura con la utilización de un termómetro (Anotar).

6) Pesar la muestra de suelo seco (Anotar).

7) Extraer la mitad de agua destilada del picnómetro.

8) Introducir adecuadamente la muestra de suelo en el picnómetro.

TIPO DE SUELO Gravedad especifica (G)

Inorgánico

Grava 2,65Arena gruesa a media 2,65Arena fina (limosa) 2,65Loess, polvo de piedra y limo

2,67

Inorgánico

Arena algo arenosa 2,65Limo arenoso 2,66Limo 2,67 – 2,70Arena arcillosa 2,67Limo arcillo arenoso 2,67Arcilla arenosa 2,70Arcilla limosa 2,75Arcilla 2,72- 2,80

Orgánico

Limos con trazos de materia orgánica

2,30

Lodos aluviales orgánicos

2,13 - 2,60

Turba 1,50-2,15

9) Extraer las burbujas existentes en la solución (suelo y agua destilada) con la utilización de la bomba al vacio.

10) Completar nuevamente hasta la marca de aforo con agua destilada

Nota:Si el nivel de agua se encuentra sobrepasando o por debajo de la marca de aforo se debe sacar el exceso o colocar lo faltante de la misma mediante el uso de una pipeta.

11) Limpiar el picnómetro exteriormente y el cuello interior

12) Pesar el picnómetro con suelo y agua hasta la marca de aforo (Anotar).

13) Tomar la temperatura de la solución (Anotar).

14) Con los datos obtenidos se prosigue al cálculo del peso específico.

6. Calculo y Análisis de resultados

6.1 Datos generales de la muestra

Lugar de procedencia: MindoMuestra de tipo: Seca (al horno)Día de muestreo: lunes 1 de abril del 2013Temperatura: 21℃

NÚMERO DEL PIGNÓMETRO

    

 (2)  (3)

APESO DEL

PICNÓMETRO + MUESTRA SECA

(g) 219,15 222,45

B

PESO DEL PICNÓMETRO +

MUESTRA SECA + AGUA DESTILADA

(g) 692,15 694,43

C PESO DEL PICNÓMETRO (g) 165,00 164,94

DPESO DEL

PICNÓMETRO + AGUA DESTILADA

(g) 663,76 663,84

E = A - C PESO DE LA MUESTRA SECA (g) 54,15 57,51

F = D - C VOLUMEN DEL FRASCO (cm³) 498,76 498,90

G = B - A

VOLUMEN DEL FRASCO - VOLUMEN DE

LOS GRANOS DE LA MUESTRA

(cm³) 473,00 471,98

H = F - GVOLUMEN DE LOS

GRANOS DE LA MUESTRA

(cm³) 25,76 26,92

= E / H PESO ESPECÍFICO DE LOS GRANOS

(g/cm³) 2,10 2,14

MEDIA    

2,12

Tabla 2 Datos obtenidos en el ensayo

El peso especifico de la muestra es de 2,12 (g/cm³), lo que nos indica que un centímetro cubico de partículas de ese suelo pesa 2,12 veces más que un centímetro cubico de agua destilada a 4o C.

El peso especifico promedio es de 2,12 (g/cm³), lo que nos indica según la tabla 1 que es un suelo orgánico (turba), y como tal posee características como:

Provienen de organismos vivientes, principalmente de restos de plantas.

Tienen colores oscuros y parduscos y los caracteriza su olor (olor a humedad fuerte o descomposición)

Son muy comprensibles y sufren grandes cambios de volumen con los cambios de humedad

Poseen una carga admisible baja, por lo que presentan una dificultad en la construcción. Debe considerarse condiciones especiales de diseño.

Como turba posee:

Agregados fibrosos de fragmentos macro y microscópicos de material orgánico descompuesto

7. Recomendaciones Se recomienda utilizar agua destilada debido

a su PH neutro (no provoca reacciones química en ningún elemento).

Si el ensayo se realiza con algún líquido distinto al agua destilada, el picnómetro deberá calibrarse utilizando el mismo líquido.

Se debe verificar que el agua destilada se encuentre completamente o en su mayoría desairada a fin de que el aire no le agregue volumen a la muestra.

Verificar después de cada proceso mencionado que el nivel de agua se encuentre siempre al ras de la marca de aforo

Se debe tener en cuenta en cada pesada el secado del picnómetro ya que la presencia de

agua en las paredes externas del mismo nos pueden presentar un margen de error.

8. Conclusiones El método de obtención de peso especifico

de una muestra se suelo por medio del picnómetro es utilizado únicamente en suelos finos, para materiales como las gravas o gruesos se utiliza otro método de ensayo.

El peso específico de la muestra (1) es muy semejante al de la (2), por lo que nos indica que el proceso fue correctamente realizado.

El peso especifico promedio de la muestra es igual a 2.12 g/cm3, lo que nos indica que es de tipo orgánico, específicamente turba.

9. Bibliografía Apuntes clase “Mecánica de Suelos”. Ingeniero

Hugo Bonifaz http://www.fing.edu.uy/iet.old/areas/geotecnica/

cursos/mec_suelos/material_d/tablas_abacos_08.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Picn%C3%B3metro http://www.google.com.ec/url?

sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&ved=0CEkQFjAD&url=http%3A%2F%2Fwww.erosion.com.co%2Fpresentaciones%2Fcategory%2F23-normas-de-ensayo-de-materiales-para-carreteras.html%3Fdownload%3D266%3A894-e-128&ei=VvxgUcHQDpCA9gSIyoGwCg&usg=AFQjCNGsztUJbDML9KWCFlkrrFEGfRg3Pg&sig2=3zfNabNX5f124-jqYAiRGQ

http://www.ing.unlp.edu.ar/constr/g1/ RELACIONES%20VOLUMETRICAS%20Y%20GRAVIMETRICAS%20Leoni.pdf

10. ANEXOSA Registro FotográficoB Hoja de Anotación Datos obtenidos

Anexo A

Pesado del Picnómetro vacio

Colocación del Agua destilada en el picnómetro

Colocación de suelo dentro del picnómetro mediante el uso del

embudo y espátula

Pesado del picnómetro con suelo