UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
TÍTULO: TÍTULO:
“ANALISIS GRANULOMETRICO POR MEDIO DEL HIDROMETRO – MTC – E 109” CURSO
:
MECANICA DE SUELOS II
DOCENTE
:
ING. HERNAN ALVARADO
ALUMNOS
: Arteaga Rodriguez, Jhonatan Jhonatan Guevara Meneses, Carlos Huaccha Salazar, Michael Ortiz Salazar, Bryan Quipuscoa Sanchez, d!in Reyes Mall"ui, Cristian
CICLO
:
VI
TURNO
:
Sabado (4:00 pm– 6:00 pm) TRUJILLO – PERÚ 2017
Índice:
I.
TITULO:.. TITULO:....... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... ............. ................1 ........1
II.
RESUMEN:..................... RESUMEN:................................... ............................. .............................. ............................. ............................. ................................................... .................................... 1
III.
OBJETIVO OBJETIVOS:... S:....... ......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... ........... ............... ..........1 .1
IV. IV.
FUNDAMEN FUNDAMENTO TO TEORICO TEORICO:.... :........ ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... ........2 ...2
V.
PROCESO EXPERIMENTAL:............... EXPERIMENTAL:.............................. ............................. ............................. ............................. ............................. ................................ ..................5 .5
VI.
ESQUEMA ESQUEMA EXPERIMEN EXPERIMENT TAL:....... AL:............ .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... ...........7 ......7
VII.
MATERI MATERIALES, ALES, INSTRUMENT INSTRUMENTOS OS Y EQUIPOS:. EQUIPOS:...... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... ........9 ...9
VIII.
DATOS DATOS Y RESULT RESULTADOS:............................. ADOS:........................................... ............................. ............................. ............................. ..................................13 ...................13
IX.
CONCLUSI CONCLUSIONE ONES S Y RECOMEND RECOMENDACION ACIONES... ES........ .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... ............ .........1 ..1
X. XI.
BIBLIO!RAFIA........................ BIBLIO!RAFIA....................................... ............................. ............................. ............................. ............................. ......................................... .......................... 17 ANEXOS... ANEXOS........ .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ......... ......... .......... .......... .......... .......... .......... .......... ........... .............. ................. .............1" ....1"
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#a ley $unda%ental para realizar an&lisis granulo%'trico por hidr(%etro es $or%ulada por Sto)es, en esta ley se enuncia "ue si una part*cula es$'rica cae dentro del agua ad"uiere pronto una velocidad uni$or%e "ue depende del di&%etro de la part*cula, de su densidad y de la viscosidad del agua+ ara la realizaci(n del ensayo no se usa una suspensi(n co%puesta de agua y suelo, por"ue se precipitar*a, en %uy poco tie%po casi todo el suelo, de-ido a la $or%aci(n de $l(culos originados por la presencia de di$erentes cargas el'ctricas en las part*culas del suelo+ Se utiliza un agente de$loculante "ue neutralice las cargas el'ctricas, per%itiendo "ue las part*culas se precipiten de $or%a individual+
LEY DE STOKES: se re$iere a la $uerza de $ricci(n e.peri%entada por o-/etos es$'ricos %ovi'ndose en el seno de un $luido viscoso en un r'gi%en la%inar de -a/os n0%eros de Reynolds + 1ue derivada en 2342 por George Ga-riel Sto)es tras resolver un caso particular de las ecuaciones de 5avier6Sto)es + n general la ley de Sto)es es v&lida en el %ovi%iento de part*culas es$'ricas pe"ue7as %ovi'ndose a velocidades -a/as+ #a ley de Sto)es puede escri-irse co%o8
9onde8 R es el radio de la es$era, v su velocidad y n la viscosidad del $luido+ #a condici(n de -a/os n0%eros de Reynolds i%plica un $lu/o la%inar lo cual puede traducirse por una velocidad relativa entre la es$era y el %edio in$erior a un cierto valor cr*tico+ n estas condiciones la resistencia "ue o$rece el %edio es de-ida casi e.clusiva%ente a las $uerzas de roza%iento "ue se oponen al desliza%iento de unas capas de $luido so-re otras a partir de la capa l*%ite adherida al cuerpo+ #a ley de Sto)es se ha co%pro-ado e.peri%ental%ente en %ultitud de $luidos y condiciones+ Si las part*culas est&n cayendo vertical%ente en un $luido viscoso de-ido a su propio peso puede calcularse su velocidad de ca*da o sedi%entaci(n igualando la $uerza de $ricci(n con el peso aparente de la part*cula en el $luido+
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HIDRÓMETRO: :n dens*%etro o are(%etro es un instru%ento de %edici(n "ue sirve para deter%inar la densidad relativa de los l*"uidos sin necesidad de calcular antes su %asa y volu%en+ 5or%al%ente, est& hecho de vidrio y consiste en un cilindro hueco con un -ul-o pesado en uno de sus e.tre%os para "ue pueda $lotar en posici(n vertical+ l t'r%ino utilizado en ingl's es hydro%eter; sin e%-argo, en espa7ol, un hidr(%etro es un instru%ento %uy di$erente "ue sirve para %edir el caudal, la velocidad o la presi(n de un l*"uido en %ovi%iento+Se considera a Hipatia de Ale/andr*a co%o su inventora+ Otra posi-ilidad para deter%inar las densidades de l*"uidos y gases es utilizar un instru%ento digital -asado en el principio del tu-o en : oscilante, cuya $recuencia de resonancia est& deter%inada por la %asa de los %ateriales contenidos en un volu%en conocido, de %anera an&loga a c(%o la %asa de un diapas(n es deter%inante para el tono de su sonido de resonancia+ CORRCC<=5 9 #AS #C>:RAS 9# H<9R=M>RO Antes de proceder con
los c&lculos, las lecturas del hidr(%etro de-er&n ser corregidas por %enisco or te%peratura por %enisco+ >e%peratura, $loculante y punto cero+ Correcci(n por %enisco ?C%@8
Se deter%ina introduciendo el hidr(%etro en agua destilada y o-servando la altura a la cual el %enisco se levanta por enci%a de la super$icie del agua+ Correcci(n por $loculante y punto cero8 Se selecciona un cilindro graduado de 2 %l de capacidad y se llena con agua destilada con una cantidad de $loculante igual a la "ue se e%pleara en el ensayo+ Realice en la parte superior del %enisco la lectura del hidr(%etro y a continuaci(n introduzca un ter%(%etro para %edir la te%peratura de la soluci(n #as correcciones se o-tienen de ta-las si el dens*%etro es est&ndar+
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TIPOS DE DISPERSANTES USADOS COMÚNMENTE: Silicato de Sodio ?vidrio l*"uido@+ s una soluci(n de silicato de sodio+ :na vez preparada la soluci(n se to%an c%+ He.a%eta$os$ato de sodio ?5aO@+ Co%ercial%ente se conoce co%o Calgon+ Da "ue la soluci(n es &cida se puede considerar %ayor e$icacia co%o agente de $loculante en suelos alcalinos+ ara el ensayo de hidr(%etro e.iste correcci(n dependiendo del tipo de hidr(%etro e%pleado, la correcci(n se har& con la di$erencia de la lectura del hidr(%etro y un coe$iciente "ue depende del tipo de hidr(%etro+ #os hidr(%etros est&n cali-rados para hacer la lectura al nivel li-re del l*"uido+ Al $or%arse el %enisco alrededor del v&stago, la lectura correcta no puede hacerse, ya "ue las suspensiones de suelo son transparentes, por lo "ue se necesita leer donde ter%ina el %enisco y corregir la lectura su%ando la altura del %enisco+ sta correcci(n se hace su%ergiendo el hidr(%etro en agua destilada y haciendo dos lecturas en la escala; una en la parte superior del %enisco ?para "ue el %enisco se $or%e co%pleto, el cuello de-e li%piarse con alcohol para eli%inar la grasa@ y otra siguiendo la super$icie horizontal del agua+ #a di$erencia de las dos lecturas nos da la correcci(n "ue de-e su%arse a las lecturas hechas al estar operando+
V.
PROCESO EXPERIMENTAL:
PROCEDIMIENTO P%)* +) 0)0'8 '()'(')&6) ) $' () 6'='>* '+/ ** *+ '6)%')+
)<%0*+ <) +)#& ?%@'(*+ 0'' ) )&+'*. D) '6)%' &* <) 0'+8 ' '' 2 +) 6*8 9 $ '0*%'(')&6) ()
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4C.
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ETAPAS DEL PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
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VI.
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ESQUEMA EXPERIMENTAL:
Ilust!"#$% 1 & D) '6)%' &* <) 0'+* ' '' 2 +) 6*8 9 $'*+.
Ilust!"#$% 2& Se encontraron los errores
por $loculante ?Cd@ y %enisco ?C%@
Ilust!"#$% 3& Se verti( la soluci(n en el
aparato agitador y se agito por 2 %inuto+ Se coloc( la %ezcla ho%og'nea en la pro-eta de vidrio para sedi%entaci(n+ Ilust!"#
%$4&
LABORATORIO DE SUELOS II Ilust!"#$% 5& Coloca%os la pro-eta en el
hidr(%etro y e%peza%os a to%ar las te%peraturas de acuerdo a los tie%pos+
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VII.
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MATERIALES, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS:
MATERIALES:
Ilust!"#$% 6& M)+6' () +)*
LABORATORIO DE SUELOS II Ilust!"#$% '& V'+* () 0)%0%6'%*&
Ilust!"#$% 7& A$' ()+?'('
Ilust!"#$% 9& A$)&6)+ (%+0)+'&6)
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Ilust!"#$% 10& P%+)6'
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Ilust!"#$% 13& !'&6)+ () Ilust!"#$% 12& V'%' () -%(%*
INSTRUMENTOS:
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+)$%('(
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Ilust!"#$% 14& =''&@' '&'%?' () .1$ () 0)%+%8&
Ilust!"#$% 15: H*&* () +)'(*
Ilust!"#$% 17& T)*)6* Ilust!"#$% 16& H%(*)6*
EQUIPOS:
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Ilust!"#$% 19& D%+0*+%?-* () '$%6'%8& Ilust!"#$% 1'& C''' 6)*)+6'?'
VIII.
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DATOS Y RESULTADOS:
TABLA N° 1 Datos caact!"st#cos $!% s&!%o co'o (!so !s(!c")#co* !% (!so s!co &sa$o co'o '&!sta + %a co!cc#,- (o '!-#sco $!% H#$,'!to 1./H
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C)
1
TABLA N° / Datos o0t!-#$os !- %a co!cc#,- (o $! )%oc&%a-t!* !% c&a% s! !-co-ta0a a &-a t!'(!at&a $! 2°C t*
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C+
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TABLA N° R!s&%ta$os o0t!-#$os !- !% a-3%#s#s 4#$o'5t#co $! s&!%o
TIEMP L,"tu! +,l T/C ( a∗ RCP∗100 )
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27
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1
9.
.122
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15
33
29
3.3
32.
5.2
3
1.7
.119
.11
3
29
29
3.3
2".
57.2
3
11.
.119
.7
25
29
3.3
2.
9.2
2
12.
.119
.53
12
22
29
3.3
21.
3.2
23
12.5
.119
.39
25
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2"
2.9
17.2
3.
19
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.119
.27
1
1
23
.9
11.2
22.
15
13."
.127
.13
1
Ws
CE#C:#OS RA#
C d = t + Cm + Ct d
C d = 0 + 1 + 3.7= 4.7
B+ C&lculo de Rcp8
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'
Rcp= R + Cm + Ct −Cd
C+ Calculo del "ue pasa8 que pasa =
(a∗ RCP∗100 ) Ws
9+ Calculo de RC#8 '
RCL= R + 1
+ Calculo del di&%etro8 D= K
√
L ( cm) T ( min )
1
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IX.
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Concluione
L'+ '%'+ +*& '$)$'(*+ () 0''+ 0)<)/+%'+ ()%-'('+ () ' ()+*0*+%%8& </%' () '+ *'+, +*& 0#+?'+ ) 6''* () ++ 0''+ )+ )&* ' KK .
E 6*(* () G%(8)6* &*+ 0)%6) *=6)&) ) (%#)6* 0*)(%* () *+ $#&*+ &*+ () & '6)%' ** ) '%*+* )& ) <) + -' () (%+6%=%8& )+ *&+))&6) ' + 0*)&6'>) () &'.
E 6*(* () G%(8)6* &*+ 0)%6) ()6)%&' )& & '6)%' &* ) *)%)&6) () &%*%('( <) &* +*& 0*+%=)+ G'' )(%'&6) ) 6*(* )#&%*.
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Reco!end"cione
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X.
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#I#LIO$RA%IA
A5A#R
https8II!!!+%tc+go-+peItransportesIca%inosInor%ascarreterasIdocu%e ntosI%anualesIM6Iseccion62I%tc2K+pd$
H<9ROM>RO8 Recuperado de8
https8II!!!+de$iniciona-c+co%IcienciaIhidro%etro+php
M>C 2K, A5A#R
https8IIes+!i)ipedia+orgI!i)iI#eydeSto)es
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XI.
ANEXOS
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Ilust!"#$% 20& Cilindro %ec&nico siendo
agitado
Ilust!"#$% 21& Hidr(%etro colocado en el
cilindro
Colocaci(n de agua destilada en el cilindro graduado Ilust!"#
%$LABORATORIO DE SUELOS II
21&
P#$%&' 17 () 20
