UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA E. A. P. DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS Y CONCRETO

GUIA DE LABORATORIO PRACTICA N° 03 “GRAVEDAD ESPECIFICA DE LOS SUELOS”

1. NORMATIVA

2. GENERALIDADES La gravedad específica de los suelos se define como la relación que existe de un volumen determinado de suelo pesado al aire, al peso en el aire de un volumen igual al del suelo en cuestión de agua destilada a una temperatura de 4°C. Este valor resulta siendo adimensional y su aplicación viene dada fundamentalmente al momento de determinar las relaciones volumétricas y gravimétricas en suelos. Por lo que será de mucha utilidad e importancia su correcta determinación. Los valores de la gravedad específica de los suelos varia de 2.60 a 2.80, aunque algunos suelos orgánicos pueden registrar valores de 1.50 o en el otro caso extremo existen suelos con alto contenido de hierro que llegan a registrar valores de 3.00. 3. OBJETIVOS  Lograr que el estudiante realice de manera correcta los procedimientos de laboratorio para obtener la gravedad especifica en los suelos.  Hacer que el estudiante obtenga el peso por unidad de volumen de las partículas sólidas que constituyen a un suelo. 4. MATERIALES  Material obtenido del sub suelo para determinar su Gs. 5. EQUIPOS Y HERRAMIENTAS    

Fiola o picnómetro de 250 ml. Agua destilada. Bomba de vacíos (opcional) Equipo para calentar agua

Guía de Laboratorio N° 03

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       

Balanza Horno a temperatura constante Termómetro Bandejas Pipeta Embudo de conducto largo Espátulas Herramientas varias

6. PROCEDIMIENTO RECOMENDADO Para realizar el cálculo de la gravedad específica en suelos se requiere de una curva de calibración para obtener el peso del picnómetro relleno de agua destilada hasta la marca de aforo. Este dato puede ser obtenido de forma experimental o proporcionada teóricamente por el fabricante del picnómetro. PROCEDIMIENTO PARA LA CALIBRACION DEL PICNOMETRO (Curva de Calibración)

 Determinar el peso del picnómetro seco con una aproximación de 0.01 gr.  Llenar el picnómetro de agua destilada a cierta temperatura hasta 0.5 cm debajo de la marca de aforo, dejando reposar por unos minutos.  Medir la temperatura del agua contenido en el picnómetro.  Con una pipeta completar el volumen del agua hasta la marca de aforo.  Secar cuidadosamente el interior del cuello del picnómetro, respetando el menisco.  Pesar el frasco lleno de agua hasta la marca de aforo.  Repetir cinco veces el procedimiento detallado para diversas temperaturas.  Representar en una gráfica los resultados de los pesos obtenidos (peso del picnómetro lleno de agua), en función de la temperatura.  Los puntos de la curva de calibración teórica se pueden obtener con la siguiente ecuación. ( Dónde: o Wpw o Wp o Vp o ΔT o T

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) (

: Peso del picnómetro lleno de agua. : Peso del picnómetro seco y limpio. : Volumen calibrado del picnómetro a Tc. : T-Tc : Temperatura a la cual se obtiene Wpw.

)

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o o o o

Tc : Temperatura de calibración del frasco (20 °C). E : Coeficiente térmico de expansión cubica 0.1*10-4/°C. γw : Peso unitario del agua a la temperatura de ensayo. γa : Peso unitario del aire a temperatura T y presión atmosférica 0.001 gr/cm3.

PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECIFICA (Suelos Cohesivos)

 La muestra debe ser tamizada por la malla N° 10, y del material que pasa dicha muestra pesar aproximadamente 60 gr de material seco.  Colocar dicha muestra dentro del picnómetro y agregar agua destilada.  Eliminar el aire atrapado en la muestra por calentamiento del frasco durante 15 min.  Una vez eliminado el aire atrapado añadir agua destilada hasta que el borde inferior del menisco coincida con la marca de aforo.  Verificar si el menisco está bien enrasado y que exteriormente el picnómetro se encuentre totalmente seco y limpio. Y luego pesar el picnómetro + agua + suelo contenido. Con una aproximación de 0.1 gr, y a la vez obtener la temperatura de la suspensión.  Sacar el agua y el suelo hacia una bandeja limpia sin perder muestra.  Dejar secar la muestra en el horno por un tiempo de 24 horas y a una temperatura de 110 °C.  Una vez seca la muestra determinar el peso seco del suelo con una aproximación de 0.1 gr.  Registrar todos los datos en la correspondiente hoja de trabajo. 7. METODOLOGÍA DE CÁLCULO Con los datos obtenidos en laboratorio el cálculo de la gravedad especifica del suelo se realizara utilizando la siguiente relación:

Dónde: Gs Ws Wpw Wpsw

= Gravedad especifica de las partículas sólidas del suelo. = Peso seco del suelo = Peso del picnómetro + Peso del agua (De la curva de calibración) = Peso del picnómetro + Peso del suelo + Peso del agua.

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8. PRESENTACION DE RESULTADOS Los resultados serán reportados en el formato siguiente, debiéndose anotar al pie del mismo las observaciones que se tengan. Curva de Calibración T° (°C)

Wpw (gr) Wpw

T (°C) Determinación de la Gravedad Especifica de Solidos N° de Ensayo N° de Picnómetro Peso de Picnometro Peso de Picnometro + Suelo + Agua Peso de Picnometro + Agua (Calibración) Peso de Bandeja Peso de Bandeja + Suelo Seco Peso de Suelo Seco Gravedad especifica parcial Gravedad especifica final

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1 A

2 B

3 C

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HOJA DE TRABAJO N° 02

GRAVEDAD ESPECÍFICA DE LOS SUELOS NORMA (

)

DETERMINACION DE LA CURVA DE CALIBRACION (PRIMERA PARTE) N° de Ensayo Peso de Picnómetro Peso de Picnómetro + Agua (Laborato.) Volumen Calibrado de Picnómetro Temperatura de Trabajo (T) Temperatura de Calibración Coeficiente térmico de expansión Peso unitario del agua a T Peso unitario del aire a T Peso de picnómetro + agua (Teórico)

1

2

3

4

5

DETERMINACION DE LA GRAVEDAD ESPECÍFICA (SEGUNDA PARTE)

N° de Ensayo N° de Picnómetro Peso de Picnómetro Peso de Picnómetro + Suelo + Agua Peso de Picnómetro + Agua (Calibración) Peso de Bandeja Peso de Bandeja + Suelo Seco Peso de Suelo Seco Gravedad especifica parcial Gravedad especifica final (Gs)

1 A

2 B

3 C

Observaciones:

V°B° Docente de Practicas

Fecha:

Guía de Laboratorio N° 03