Facultad de ingeniería civil Mecánica de Suelos
Ensayo #3
Ensayo de laboratorio de Peso volumétrico o unitario Referencia: (NTP339.139 !étodo de de la "arana. "arana.
1. $NTR% $NTR%&' &'$ $)N )N Vamos a realizar el ensayo de peso volumétrico de sueles cohesivos teniendo como material la arena. Para ara ello ello toma tomamo mos s una una mues muestr tra a inal inalte tera rada da de suel suelo, o, en esta esta prác prácti tica ca realizaremos el ensayo de peso volumétrico del suelo, como sabemos esta es la relacin entre el peso de la muestra y su volumen. !omo de nuestra muestra no se puede sacar una "orma regular o geométrica conocida por esta razn tenemos #ue emplear el principio de $r#uímedes para encontrar su volumen, ya #ue no e%iste una "ormula o e%presin para calcularlo directamente. &a &a teniendo este valor de peso unitario podemos hacernos una idea de cuánto volumen puede ocupar un peso determinado de nuestro suelo estudiado.
*. %+ %+,ET ,ET$$-% % ENER/ ENER/0 0 'eterminar 'eterminar el peso volumétrico o densidad de suelos cohesivos, empleando el principio de $r#uímedes para determinar el volumen de la muestra.
*.1 %+,ET$-% EPE2$% !alcular e interpretar interpretar el valor del peso volumétrico de la masa () m*. Poner en práctica la norma (+P--./-*. $prender a determinar el volumen de un cuerpo o masa irregular utilizando el principio de $r#uímedes, $r#uímedes,
3. !/R !/R% % TE) TE)R$ R$% % -./ Principio de $r#uímedes $r#uímedes 0l principio de $r#uímedes a1rma #ue todo cuerpo sumergido en un 2uido e%perimenta e%perimenta un empu3e vertical y hacia arriba igual al peso de 2uido desalo3ado. desalo3ado. 4a e%plicacin del principio de $r#uímedes consta de dos partes como se indica en las 1guras5 0l estudio de las "uerzas sobre una porcin de 2uido en e#uilibrio con el resto del 2uido. 4a sustitucin de dicha porcin de 2uido por un cuerpo slido de la misma "orma y dimensiones.
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-.6 Porcin de 2uido en e#uilibrio con el resto del 2uido. !onsideremos, en primer lugar, las "uerzas sobre una porcin de 2uido en e#uilibrio con el resto de 2uido. 4a "uerza #ue e3erce la presindel 2uido sobre la super1cie de separacin es igual a p7dS, donde psolamente depende de la pro"undidad y dS es un elemento de super1cie. Puesto #ue la porcin de 2uido se encuentra en e#uilibrio, la resultante de las "uerzas debidas a la presin se debe anular con el peso de dicha porcin de 2uido. $ esta resultante la denominamos empu3e y su punto de aplicacin es el centro de masa de la porcin de 2uido, denominado centro de empu3e. 'e este modo, para una porcin de 2uido en e#uilibrio con el resto, se cumple 0mpu3e8peso8p".7gV 0l peso de la porcin de 2uido es igual al producto de la densidad del 2uido p " por la aceleracin de la gravedad g y por el volumen de dicha porcin V. 4a densidad $parente es un dato muy valioso #ue se emplea para la deteccin en el suelo de5 /.9!apas 0ndurecidas ('ensidades mayores a 6 grs. :cm -*, las cuales provocan problemas de desarrollo radicular en los cultivos. 6.9Presencia de amor"os como el $lo"an #ue com;nmente está relacionado con problemas de "ertilizacin. -.- Peso volumétrico 0l peso volumétrico es la relacin del peso de la masa de suelos entre su volumen de masa. Se consideran las tres "ases del suelo. 0s la densidad del suelo, se le conoce también como peso unitario o como peso especí1co de masa. !onocido el concepto de peso volumétrico, es claro #ue cual#uier tipo de materia #ue ocupe un volumen en el espacio posea esta propiedad. 0l agua como materia
Facultad de ingeniería civil Mecánica de Suelos 2uida, en su estado natural y dadas sus características "ísicas tiene un volumen volumétrico cuanti1cado conocido, la presencia natural del agua dentro de las di"erentes "ases del suelo, obliga a establecer una relacin universal entre los pesos volumétricos contenidas dentro de una material y el agua #ue hace parte de ella, de esta "orma se da cabida al concepto de peso volumétrico de masa ()m*. 0n consecuencia el peso volumétrico de masa corresponde a la relacin del peso de la masa de suelos, entre su volumen de masa.
4. &ET/00E E5PER$!ENT/0E <./ Materiales5 • • • • •
Probeta graduada de /=== ml. >alanza con apro%imacin de =./g Pipeta, espátulas. Para1na de peso especí1co conocido. ?ilo.
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i3era.
<.6 Metodología5 Para este ensayo de laboratorio utilizamos una metodología netamente e%perimental. <.- Procedimientos y obtencin de datos. +ota5 Para nuestro ensayo se tom dos muestras.
Procedimientos Paso @/ Veri1camos el e#uipo y los materiales #ue utilizamos para este ensayo.
Paso @6 Seleccionamos dos muestras del blo#ue de arena para luego ser analizado con el método de la para1na.
Paso @Pesamos la muestra con esto obtendremos el peso del suelo (6muestra
Paso @< $marramos la muestra con hilo.
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Paso @A >aBamos la muestra con la para1na li#uida. Cue previamente "ue diluida en el horno.
Paso @D Pesamos la muestra para obtener el Peso de la suelo E para1na (6muestra 7 "arana .
Paso @ 4lenamos la probeta con agua hasta un volumen inicial conocido. Vi (V inicial*
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Paso @G Hntroducimos la muestra para1nada en la probeta, se producirá un desplazamiento de volumen inicial hasta V " . (volumen inicial*
0l volumen desplazado en la probeta será el volumen del suelo para1nado5
∆V = Vf– Vi ∆V = Vmuestra + parafina. Paso @ Iepetimos los pasos -, <, A, D, y G para la otra muestra.
8. RE'0T/&% A./ Iecoleccin de datos5
!uestra !1: Tabla N 1
Peso del suelo h;medo 8 /=G.D gr Peso del suelo E para1na (para1nado* 8 //<.A gr Volumen inicial de la probeta 8 A== ml 9J A== cmVolumen 1nal de la probeta 8 AD= ml 9J AD= cmPeso especí1co de la para1na 8 =.G gr: cm -
!uestra !*: Tabla N *
Peso del suelo h;medo 8 G.= gr Peso del suelo E para1na (para1nado* 8 <.=A gr Volumen inicial de la probeta 8 A== ml 9J A== cmVolumen 1nal de la probeta 8 AA= ml 9J AD= cmPeso especí1co de la para1na 8 =.G gr: cm -
A.6 $nálisis de datos5
!uestra !1: Tabla N 1 •
Se calcula el peso de la parafna de la muestra, mediante la siguiente órmula:
Wp = W muestra + Parafna – W muestra
Facultad de ingeniería civil Mecánica de Suelos Wp= 114.5 – 108. = 5.! gr. •
Se calcula el "olumen de la parafna, mediante la siguiente ormula:
Peso especí1co de la para1na (Pp*8 =.G gr: cm W parafina (℘) Vp = Pesoespecifico dela parafina ( Pp) 5.9
#p =
•
0.87
= .$8 gr% cm-
&ompro'ación del peso espec(fco )*p+ con la siguiente ormula: W parafina (℘)
Pp = Volumen de la parafina ( V p )
•
#olumen del muestra )"olumen desplaado+- parafna se calcula de la siguiente manera:
Vm+p=
- ; -f< -i
#m-p= KV 8 AD= L A== 8 D= cm-
•
#olumen de la muestra se calcula de la siguiente manera:
Vm = - = -" Vm 8 D= L D.G 8 A-.66 cm •
*eso "olumtrico de m8uestra se calcula de la siguiente manera:
)m 8
peso de lamuestra ( Wm) volumendela muestra ( Vm ) 108.6
)m 8
53.22
8 6.=< gr: cm -
!uestra !*: Tabla N * •
Se calcula el peso de la parafna de la muestra, mediante la siguiente órmula:
Facultad de ingeniería civil Mecánica de Suelos Wp = W muestra + Parafna – W muestra
Wp= !4.5 – 8$.0 = $.5 gr. •
Se calcula el "olumen de la parafna, mediante la siguiente ormula:
Peso especí1co de la para1na (Pp*8 =.G gr: cm W parafina (℘) Vp = Pesoespecifico dela parafina ( Pp) 7.5
#p =
•
0.87
= 8./ cm-
&ompro'ación del peso espec(fco )*p+ con la siguiente ormula: W parafina (℘)
Pp = Volumen de la parafina ( V p )
•
#olumen del muestra )"olumen desplaado+- parafna se calcula de la siguiente manera:
Vm+p=
- ; -f< -i
#m-p= KV 8 AA= L A== 8 A= cm-
•
#olumen de la muestra se calcula de la siguiente manera:
Vm = - = -" Vm 8 A= L G.D6 8
*eso "olumtrico de m8uestra se calcula de la siguiente manera:
)m 8
peso de lamuestra ( Wm) volumendela muestra ( Vm ) 87.0
)m 8
41.38
8 6./= gr: cm -
A.- Presentacin de datos
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Peso -olumétrico ( >m !uestra !1: Tabla N1 $nformaci?n 1 * 3 4 8 B D
Peso de la muestra Peso de la muestra 7 "arana Peso de la "arana (* < (1 -olumen de la muestra 7 "arana -olumen de la "arana (3 C @.AD -olumen del muestra (4 < (8 Peso volumétrico de la muestra (1 C (B
A
Peso volumétrico (unitario
'nida des
-alore s
r r r
[email protected] 114.8 8.9
cm3 cm3 cm3 r Ccm3 ; *.@4 r Ccm3
B@ B.DA 83.**
*.@4
!uestra !*: Tabla N* $nformaci?n 1 * 3 4 8 B D
Peso de la muestra Peso de la muestra 7 "arana Peso de la "arana (* < (1 -olumen de la muestra 7 "arana -olumen de la "arana (3 C @.AD -olumen del muestra (4 < (8 Peso volumétrico de la muestra (1 C (B
A
Peso volumétrico (unitario
'nida des
-alore s
r r r
AD.@ 94.8
cm cm3 cm3 r Ccm3 ; *.1@ r Ccm3 3
D.8 8@ A.B* 41.3A *.1@
B. %N0'$%NE •
•
Se interpret #ue el peso volumétrico está en "uncin del peso y el volumen de la masa. Se aplic el principio de $r#uímedes para calcular la variacin de volumen.
D. +$+0$%R/2/ • • •
•
Manual de ensayo de laboratorio de universidad nacional de ingeniería. http5::es.slideshare.net:Hrveen:contenido9de9humedad9y9anlisis9granulomtrico http5::.lms.uni.edu.pe:'eterminacionN6=delN6=contenidoN6=de N6=?umedad.pd" >oles, Ooseph 0. /G/. anual de la'oratrio de suelos en ingenieria ci"il. Me%ico 5 Mc ra 9 ?ill, /G/.
