El análisis del peso específico de los suelos

1. OBJETIVOS

1.1 OBJETIVO GENERAL

● Determinar el peso específico de la muestra de suelos por método de ebullición y agitación.

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

● Evaluar la importancia del análisis del peso específico de los suelos en la ingeniería civil, destacando su papel en la clasificación de diferentes tipos de suelos.

● Presentar los resultados obtenidos en la medición del peso específico de los suelos analizados y su relación con otros parámetros, como la humedad y la porosidad.

● Determinar los porcentajes de cada método para la obtención del peso específico y analizar los resultados.

2. INTRODUCCIÓN

El análisis del peso específico de los suelos es una técnica importante y esencial en el campo de la ingeniería civil y geotécnica. El peso específico, también conocido como densidad, es una propiedad física importante de los suelos que se utiliza para determinar su capacidad para soportar cargas y su estabilidad en diferentes condiciones.

El peso específico se define como la masa de un material por unidad de volumen y se mide en unidades de kilogramos por metro cúbico (kg/m³) o libras por pie cúbico (lb/ft³). La determinación del peso específico del suelo es crucial en la realización de cálculos de capacidad de carga, diseño de cimientos, estabilidad de taludes, entre otros aspectos relacionados con la ingeniería civil.

Además, el peso específico del suelo también puede verse afectado por la presencia de agua en el suelo. El agua tiene una densidad menor que la mayoría de los suelos, lo que significa que la presencia de agua en el suelo reduce el peso específico total. Es por eso que es importante tener en cuenta la humedad del suelo al realizar mediciones de peso específico.

La medición del peso específico del suelo se realiza utilizando diferentes métodos, siendo el método del picnómetro el más comúnmente utilizado, este método consiste en medir la masa de una muestra de suelo seco y luego sumergir el picnómetro lleno de agua en la muestra para medir la masa total, los métodos a utilizar en este informe serán por ebullición y agitación.

Es importante destacar que el peso específico del suelo puede variar en función de su composición, tamaño de partícula, porosidad, humedad, entre otros factores. Por lo tanto, es fundamental que los ingenieros realicen una evaluación cuidadosa del suelo en el lugar de la construcción para determinar su peso específico y tomar las decisiones de diseño adecuadas.

3. METODOLOGÍA Y GENERALIDADES

3.1 MATERIALES E INSTRUMENTOS DE LABORATORIO

● HORNO DE SECADO

Este equipo se utiliza para secar y esterilizar los recipientes que se usarán de instrumentos para el análisis de muestras . En esta cámara se tendrá una mayor temperatura quitando humedad o vidrio.En su interior está fabricado por materiales de acero inoxidable ,por lo cual es de larga durabilidad. La muestra debe ser extraída pasada una colocación de 10 horas.

● FIOLA

Este instrumento se implementa para la medición de soluciones de volúmenes grandes y determinados, lo que está indicando por una línea grabada en el cuello llamada enrase o aforo La fiola ó llamada también matraz aforado, la misma que está fabricado de VIDRIO PIREX, que permiten realizar soluciones valoradas.

● BALANZA

Usamos este instrumento que sirve para medir masa de los objetos,con el cual encontraremos el peso de la fiola , el peso de la fiola + muestra, la fiola + agua y el peso de la fiola+agua+muestra. precisión 0.01 g.

● MECHERO

Instrumento usado en laboratorios ,los cuales se emplean para calentar,evaporar o esterilizar muestras ,en este caso lo usaremos hasta que llegue a su punto de ebullición con el objetivo de saturar la muestra.

● GUANTES

Implementaremos su uso ya que estos guantes son resistentes al calor y nos permitirán evitar accidentes al tomar la fiola al momento de usar mechero .

● EMBUDO

Usaremos el embudo para pasar las muestras y así evitar escape de nuestra muestra.

3.2 PROCEDIMIENTO

A. AGITACIÓN: MUESTRA HÚMEDA Y SECA

Para cada muestra de estrato se realiza la misma secuencia de operación:

1. Primero tamizamos la muestra y la almacenamos en una tara.

2. Luego tomaremos la tara con la muestra (seca o húmeda) dentro para poder pesarla y anotar los datos.

3. Luego utilizaremos la fiola que previamente fue revisada con el fin de ver que no contenga ningún residuo dentro para posteriormente colocar el agua para hallar el peso de la fiola + el agua.

4. Ahora almacenaremos el agua en una probeta para continuamente hallar el peso de la fiola + la muestra.

5. Ahora continuamos colocando el agua que almacenamos en la probeta a la fiola + la muestra hasta la capacidad que da el menisco.

6. Seguimos con la eliminación de aire atrapado agitándolo por 10 minutos para continuamente pesarlo , anotar los resultados y hacer el cálculo.

7. Por último vertemos el agua + la muestra en un bowl y lo colocamos en el horno.

B. EBULLICIÓN: MUESTRA HÚMEDA Y SECA

8. Ahora tomaremos la tara con la muestra dentro para poder pesarla y anotar los datos.

9. Luego utilizaremos la fiola que previamente fue revisada con el fin de ver que no contenga ningún residuo dentro para posteriormente colocar el agua para hallar el peso de la fiola + el agua.

10. Ahora almacenaremos el agua en una probeta para continuamente hallar el peso de la fiola + la muestra.

11. Ahora continuamos colocando el agua que almacenamos en la probeta a la fiola + la muestra hasta la capacidad que da el menisco.

12. Continuaremos con la eliminación de vacíos ,colocando el agua + la fiola + la muestra al mechero hasta llegar a su punto de ebullición y continuamente esperar a que se enfríe para poder pesarlo y anotar los datos para poder realizar los cálculos según (NTP 339.131).

13. Por último vertemos el agua + la muestra en un bowl y lo colocamos en el horno.

4. ANÁLISIS DE LABORATORIO

4.1 ESPÉCIMEN DE ENSAYO

Analizando , según la NTP 339.131, la selección de muestra puede ser suelo húmedo o mojado y debe ser representativa de la muestra a ensayar. Para cualquiera de los dos casos, la masa mínima debe ser:

4.2 INFORMACIÓN DESCRIPTIVA PESO ESPECÍFICO

Los aspectos que se tomaron en cuenta para el desarrollo de la tabla del peso específico fueron:

- Peso inicial de la muestra “Ws” (en gramos)

- Peso del frasco volumétrico “Wf” (en gramos)

- Peso del frasco + agua “Wf+w” (en gramos)

- Peso del frasco + muestra “Wf+m” (en gramos)

- Peso del frasco + muestra + agua “Wf+m+w” (en gramos)

- Promedio % (en porcentaje)

4.3 NORMA TÉCNICA PERUANA 339.131

Para el desarrollo del presente informe, toda la metodología, instrumentos y precauciones se tomaron en cuenta gracias a la NTP 339.131, encargada del método de ensayo para determinar el peso específico relativo de las partículas. Brindándonos así la información necesaria para obtener nuestros resultados de una forma más eficiente con menos cantidad de errores en el proceso.

4.4 DESARROLLO DE CÁLCULOS PARA EL PESO ESPECÍFICO

Para poder realizar los cálculos debemos conocer los pesos de distintos valores hallados previamente en el desarrollo del procedimiento, posteriormente hallamos el peso específico determinado de la siguiente fórmula:

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