DETERMINACION DE LAS RELACIONES VOLUMÉTRICAS DE LOS SUELOS

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1 DETERMINACION DE LAS RELACIONES VOLUMÉTRICAS DE LOS SUELOS I. GENERALIDADES: La dtrminación d las rlacions volumétricas d los sulos son importantísimas, para l manjo comprsibl d las propidads mcánicas d los sulos y un complto dominio d su significado y sntido físico; s imprscindibl para podr xprsar n forma asquibl los datos y conclusions d la Mcánica d Sulos. Su dtrminación s, n principio muy sncilla pro s xprimnta considrabl dificultad cuando s rfir absoluta xactitud, s ncsario un studio cuidadoso d todo los aspctos y obsrvacions. S ntind por Rlacions Volumétricas, las rlacions d volúmns como: a) Rlación d Vacío. S llama Rlación d Vacíos, Oqudad o Índic d poros a la rlación ntr l volumn d los vacíos y l d los sólidos d un sulo = Vv (1) La cual pud variar d cro hasta infinito, n la práctica no sul hallars valors mnors d 0.25 (arnas muy compactas con finos) ni mayors d 15, n caso d arcillas comprnsibls. b) Porosidad n. Es la rlación ntr su volumn d vacíos y l volumn d su masa. S xprsa como porcntaj o al tanto por uno. n = Vv (2) Vm Esta rlación pud variar d 0 (n un sulo idal con solo fas sólida a 100 (spacio vacío). Los valors rals suln oscilar ntr 20% y 95% c) Grado d Saturación. Es la rlación ntr su volumn d agua y l volumn d sus vacíos. S xprsa n porcntaj o al tanto por uno. = Vw (3) Vv

2 Varía d cro (Sulo Sco) a 100% (Sulo totalmnt saturado). En las fórmulas antriors: Vv : Volumn d vacío Vw : Volumn d agua : Volumn d los sólidos Vm : Volumn d la mustra II. OBJETIVO DE LA PRUEBA - Dtrminar l valor numérico d las rlacions d volúmns n bas a lo datos d las dos prubas antriors (humdad y gravdad spcífica) III. FORMULACION TEORICA DEL CALCULO 3.1 Rlación d Vacío Los cálculos son usualmnt obtnidos d obsrvacions xprimntals, l volumn d la mustra (vm), l pso sco () d la mustra y la gravdad spcífica d los sólidos (Gs), s obtin dl nsayo. Vv Vm Vm 1 Gs w Gs w Vm 1 (4) También pud dmostrars fácilmnt qu la rlación d vacío s pud xprsar como: = w. Gs (para sulos saturados) (5)

3 Dond w s la humdad al tanto por uno. Por mdio d la Ec. 5, srá posibl dtrminar la rlación d vacío d una mustra la cual stará saturada inicialmnt, si los psos dl agua y sulos n la mustra son conocidas. Sin mbargo la xactitud d dicha trminación dpndrá grandmnt n la xactitud dl valor usado n l grado d saturación. 3.2 Porosidad n. Est valor gnralmnt s dtrmina n l Laboratorio si s conocn las rlacions d volúmns n caso contrario s utiliza la corrlación xistnt ntr Rlación d Vacío y Porosidad. Vv n (6) Vm 1 o n bas a la gravdad spcífica y l volumn d la mustra. Grado d Saturación El grado d saturación d un sulo s pud calcular a partir d la cuación (5) qu transformándola sría: Vv Vm Vm 1 ; Gs w

4 Vw Vv Vw / Vv / Vw / ; Gs w V Gs x w Vw x Gs x w Pro Vw Ww, por tanto w Ww Gs x w x w Ww xgs w x Gs Dond; W : Humdad dl sulo al tanto por uno Gs : Gravdad spcífica d los sólidos : Rlación d vacíos En l inciso 3.1 vimos l modo d dtrminar, con la Gravdad spcífica (Gs) d la sgunda práctica d laboratorio. Equipo: Balanza d 0.01 gr. d aproximación, parafina, taras, hornos, cocina, csta d alambr para balanza hidrostática, cápsula d vidrio, plaquitas nrazadoras. Procdiminto: Existn difrnts métodos para dtrminar n l Laboratorio las rlacions d volúmns.

5 Método A. Por moldo d un volumn conocido d una mustra inaltrada 1. Mold un spécimn d forma y dimnsions conocidas ya sa cilíndrica o rctangulars. 2. Mida las dimnsions dl spécimn y calcul l volumn dl mismo (Vm). 3. Ps n una balanza la mustra y anot su pso (Wm). 4. D la part cntral dl spécimn s toma una mustra para dtrminación dl contnido d humdad. 5. Calcul l contnido d humdad (W). 6. Calcul la ; n; ; con las formulas siguints. n S Wm 1 W Dond; Gs Vm = Pso d las partículas sólidas. 1 = Rlación d vacíos. Wm = Pso d la mustra. δw = Pso spcífico dl agua a tmpratura d nsay. w = Contnido d humdad. 1 Vm = Volumn d la mustra. %n = Porcntaj d porosidad. = Grado d saturación Gs x w Método B. Por mdio d la Balanza Hidrostática 1. Tom una mustra inaltrada rprsntativa dl sulo a mustrar. 2. Ps la mustra y anot su pso (Wm) = A 3. Rcubra la mustra con parafina hasta qu qud compltamnt imprmabl. 4. Ps la mustra con parafina y anóts su pso (B).

6 V 5. Introduzca la mustra n la csta y tom l pso sumrgido d la mustra más parafina ( C ). 6. D la part cntral dl spécimn tom una mustra para dtrminación dl contnido d humdad. 7. Calcul las rlacions con las siguints formulas. B C w Dond; B - Wm V " V = Volumn d la mustra más parafina. Parafina V = Volumn d la parafina. Vm = Volumn d la mustra. Vm V - V" B = Pso d la mustra más parafina. C = Pso d la mustra más parafina sumrgido. Parafina = Pso spcífico d la parafina. Wm w = Pso spcífico dl agua. 1 w %n Gs w Vm Gs.W Método C. Por mdio d un pso d Mrcurio dsplazado 1. Tom una mustra inaltrada d tamaño pquño y dtrmin su pso Wm. 2. Lln d mrcurio una cápsula d vidrio d forma y dimnsions conocidas, con las plaquitas d vidrio nras l mrcurio, anotando l pso dl mrcurio más la cápsula (L). 3. Introduzca la mustra n la cápsula d vidrio qu contin l mrcurio, y con las plaquitas d vidrio prsionándola, rmuva l xcso d mrcurio qu s dsplazado.

7 4. Rtir la mustra d la cápsula, anotando l nuvo pso d la cápsula más l mrcurio (S). 5. Introduzca la mustra n l horno y dtrmin su pso sco () Vm L S mrcurio Wm 1 w Gs x w x Vm - 1 Dond: L = Pso dl mrcurio más la cápsula d vidrio. S = Pso dl mrcurio más la cápsula dspués d rtirar la mustra. %n 1 Γ mrcurio = Pso spcífico dl mrcurio. S Gs x

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