Contenido De Humedad De Un Suelo

PRACTICA N° 1:

CONTENIDO DE HUMEDAD

NORMAS:

ASTM 02216-71 (Normas ASTM parte 19)_

1. INTRODUCCIÓN:

Gracias al soporte que constituye el suelo es posible la producción de los recursos naturales, por lo cual es necesario comprender las características físicas y químicas para propiciar la productividad y el equilibrio ambiental (sustentabilidad).

La importancia del contenido de agua que presenta un suelo representa junto con la cantidad de aire , una de las características mas importantes para explicar el comportamiento de este (especialmente en aquellos de textura mas fina ), como por ejemplo cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica.

2. OBJETIVOS

➢ Adquirir los conocimientos teórico-prácticos en la exploración y el contenido de agua en los suelos ya que la importancia del contenido de agua que presenta un suelo representa junto con la cantidad de aire una de las características mas importantes para explocar el comportamiento de este especialmente en aquellos de textura mas fina, como por ejemplo cambios de volumen, cohesión estabilidad mecánica , etc.

➢ Efectuar un método de exploración de campo para realizar este ensayo y obtener muestras de suelo a la que se le realizaran en el laboratorio ensayos básicos de clasificación, densidad, humedad, etc.

➢ Conocer la dependencia de las propiedades físicas y mecánicas de un suelo ante el porcentaje de humedad de su estructura.

➢ Observar la variación de la humedad, en las muestras obtenidas en el campo a diferentes profundidades.

➢ Determinar la cantidad de agua que posee una muestra de suelo, con respecto al peso seco de la muestra posteriormente hallado en laboratorio.

➢ Determinar este contenido de agua con los métodos aprendidos o especificados en laboratorio de mecánica de suelos y teoria.

3. MARCO TEÓRICO:

3.1. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS SUELOS

3.1.1. DEFINICIONES :

La estructura de un suelo es el ordenamiento de sus partículas sólidas en forma de agregados, dejando entre y dentro de ellos espacios vacíos o poros. El espacio poroso que presentan los suelos está ocupado, en parte por agua con sustancias disueltas y en parte por una mezcla de diversos gases que se conoce como aire del suelo. El suelo es el material trifásico, constituido por partículas sólidas rodeada por espacios de agua y aire:

[pic]

Figura 1, representa esquemáticamente las proporciones en volumen y peso o masa de las fases que constituyen el suelo.

• Fase gaseosa: Comprende específicamente el aire.

• Fase líquida: Constituida por el agua (libre, específicamente).

• Fase sólida: Partículas minerales del suelo (incluyendo la capa sólida absorbida).

En el modelo de fases, se separan volúmenes (V) y pesos (W), así:

[pic]

Volúmenes:

➢ Vm = Vt = Volumen total de la muestra de suelo

➢ Va = Volumen del aire o de la fase gaseosa

➢ Vw = Volumen de agua o de la fase líquida

➢ Vs =Vol. de las partículas sólidas o de la fase sólida

➢ Vv = Volumen de vacíos de la muestra de suelo

Al agruparse las partículas minerales unas a otras para formar el suelo, quedan espacios vacíos (oquedades) que son ocupados por el agua total o parcialmente.

Pesos:

➢ Wa = Peso del aire o de la fase gaseosa. (Wa = 0)

➢ Ww = Peso del agua o de la fase líquida.

➢ Ws = Peso de las partículas sólidas o de la fase sólida

➢ Wm = Peso total de la muestra de suelo

Wm = Ww + Ws Wa = 0

otros autores consideran la masa en lugar del peso como en la figura 1, es decir:

➢ Ma = Masa del aire (Ma = 0)

➢ Mw = Masa del agua intersticial

➢ Ms = Masa de las partículas sólidas

➢ Mm = Masa total de la muestra de suelo.

Mm = Ms + Mw Ma = 0

3.1.2. RELACIONES DE VOLUMEN: η, e, W.

a. Porosidad (η):

Probabilidad de encontrar vacíos en volumen total del suelo. Por eso 0 < η < 100% . Se expresa en porcentaje.

En un sólido perfecto η = 0. En un suelo η ≠ 0 y η ≠ 100%

b. Relación de vacíos (e):

Proporción de vacíos o índice de poros.Relación entre el volumen de vacíos y el volumen de sólidos.

Su valor puede ser e >1 y alcanzar valores muy altos.

Teóricamente: 0 < e → ∞.

En la práctica, según Juárez Badillo: 0,25 ≤ e ≤ 15

e = 0,25; se trata de arenas muy compactas con finos

e = 15; Se trata de arcillas altamente compresibles.

c. Grado de saturación (Gw):

Probabilidad de encontrar agua en los vacíos del suelo. (proporción de vacíos ocupada por el agua).

Relación entre el volumen de agua y el volumen de vacíos, se conoce también como humedad relativa del suelo.

Su valor puede variar entre: 0% ≤ Gw ≤ 100%.

Físicamente Gw ≠ 0; pero admitiendo los extremos:

➢ Gw = 0% , si se trata de un suelo seco.

➢ Gw = 100%, si se trata de un suelo saturado.

d. Contenido de aire (Ar):

Probabilidad de encontrar aire en los vacíos del suelo. (proporción de aire presente en el suelo). Se expresa como la relación entre el volumen de aire y el volumen total de la muestra de suelo.

Su valor puede variar entre: 0% ≤ Ar ≤ 100%

En suelo saturado, los vacíos están ocupados por el agua: Ar = 0%

En suelo seco: No hay agua y Ar = 100%.

Naturalmente que Gw + Ar = 100%.

En la práctica: 0 ≤ Ar ≤ η

e. Contenido de agua o de humedad del suelo (ω):

Expresa la proporción de agua presente en el suelo. Relación entre el peso de agua del espécimen, al peso de los sólidos (porcentaje).Este ensayo tiene por finalidad, determinar el contenido de humedad de una muestra de suelo . El contenido de humedad de una masa de suelo, esta formado por la suma de sus aguas libre , capilares higroscópica .

La importancia del contenido de agua que presenta un suelo representa junto con la cantidad de aire , una de las características mas importantes para explicar el comportamiento de este (especialmente en aquellos de textura mas fina ), como por ejemplo cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica.

El método tradicional de determinación de la humedad del suelo en laboratorio, es por medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relación expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partículas solidas o sea:

donde :

w = contenido de humedad expresado e n %

Ww = peso del agua existente en la masa de suelo

Ws = peso de las partículas sólidas

4. EQUIPO A UTILIZAR.

• Pala.

• Balanza de 0.1 gr. de sensibilidad

• Horno

• Cucharón

• Charola

• Bolsas plásticas

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