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TALLER BÁSICO DE
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFacultad de Ingeniería Civil
Laboratorio de Mecánica de Suelos
MECÁNICA DE SUELOS
Gravedad Específica
Expositor: Luisa Shuan Lucas
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Laboratorio de Mecánica de Suelos DEFINICIÓN
Gravedad Específica - ASTM D854
• Peso específico de sólidos es la relación del pesode la fase sólida entre el volumen de la fase sólida.Expresado como :
• La gravedad específica se define como la relaciónVs
Wss =γ
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V s = Volumen de sólidos
W s = Peso del suelo seco
• La gravedad específica se define como la relaciónentre el peso específico de los sólidos y el pesoespecífico del agua destilada a 4 °°°°C. Se expresacomo:
w
sGγγ=
γ ω = Peso específico del agua destilada a 4°C
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Esquema de las Fases del Suelo
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Laboratorio de Mecánica de Suelos FASES DEL SUELO
Fase gaseosa
PesosVolumenes
Wa=0VaVv
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Fase liquida
Fase solida
Ww
WsVs
Vm Vw WmVv
G =W s
Vs γγγγ ω
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Laboratorio de Mecánica de Suelos EQUIPO
• Frascos volumétricos o picnómetros• Balanza con sensibilidad de 0.01g• Horno de secado.• Bomba de vacío o estufa para eliminar el aire del s uelo.
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• Suministro de agua desaireada• Utensilios: pipeta, termómetro graduado, embudo y
espátulas.
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� Frasco volumétrico de 100 a 500 cm 3 .
� Utensilios: pipeta, termómetro, embudo.
� Bomba de Vacíos .
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Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO
Calibración del picnómetro• Debe colocarse agua
destilada en el picnómetro hasta el volumen conocido a diferentes temperaturas y pesarlo
CALIBRACIÓN DEL PICNÓMETRO
350
350.5
351
Pes
o de
l pic
nóm
etro
más
agu
a
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temperaturas y pesarlo para saber el volumen real que contiene y obtener así una constante K para corregir el volumen por temperatura.
348
348.5
349
349.5
20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
Temperatura ( C)P
eso
del p
icnó
met
ro m
ás a
gua
(gr)
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Laboratorio de Mecánica de Suelos PROCEDIMIENTO
Cantidad de suelo a ensayar
Capacidad del picnómetro
Cantidad requerida aprox.(gr)
100 cm³ 25 - 35250 cm³ 55 - 65
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250 cm³ 55 - 65500 cm³ 120 - 130
• El ensayo se puede realizar con muestra húmeda, en este caso se halla el peso seco al final del ensayo.
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Muestra� Cuartear el material y obtener
muestra de 100gr. Con aproximación de + 0.01gr.
• Poner a secar la muestra en el horno a 100 °C. ó 110°C + 5°C.
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horno a 100 °C. ó 110°C + 5°C. retirar la muestra del horno, dejar enfríar .
• Pesar la muestra seca que se va a ensayar de acuerdo al volumen del picnómetro.W s = peso muestra seca
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• Se coloca la muestra pesada en el picnómetro. Luego se llena con agua destilada hasta las ¾ partes de la capacidad del picnómetro.
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picnómetro.
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Expulsión del aire atrapado en el suelo
Puede realizarse de dos formas:• Con estufa, debe calentarse
de manera indirecta girando
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de manera indirecta girando constantemente el frasco, a fin de ayudar a la eliminación del aire.
• El aire atrapado sale por calentamiento de la muestra.
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Expulsión del aire atrapado en el suelo
• Con bomba de vacíos, el tiempo de uso depende del tipo de suelo y de la potencia
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suelo y de la potencia de la bomba. Puede variar entre unos pocos minutos y 6 a 8 hrs. para suelos plásticos y 4 a 6 hrs. para suelos de baja plasticidad.
El aire sale en forma de burbujas
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• Luego de eliminar el aire, completar el volumen con agua destilada hasta la marca del picnómetro y anotar:
W3 =WPICN+WS.SECO+ WAGUA 1
W AGUA,1
Marca de
volúmen
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W S.SECO
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• Ahora, pesar el mismo volúmen de agua destilada. Obteniéndose: Marca
de
volúmenW AGUA,2
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W 2 = WPICN + W AGUA,2
volúmenAGUA,2
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CÁLCULO
( ) KWWW
WG
s
ss *
32 −+=
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donde:Ws = peso de la muestra seca.W2 = peso del picnómetro llenado con agua desti lada.W3 = peso del picnómetro llenado con agua y el suelo.K = Factor de corrección por temperatura del agua de ensayo
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CÀLCULO
Por definición
AGUA
AGUA
SUELO
SUELO
S
VW
VW
G =
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Donde : VSUELO = VAGUA = w AGUA
Por lo tanto :
AGUA
SUELOS W
WG =
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CONSIDERACIONES
� Cuando el suelo, está compuesto de partículas mayores y menores que la Malla No.4, el método a utilizarse será separando el material por la Malla N o.4 y utilizar el método apropiado en cada caso. El valo r de la gravedad específica del suelo, será el prome dio de estos dos valores.
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� Cuando la gravedad específica, es utilizada en otros cálculos, como el ensayo con el Hidrómetro (D-922) se utiliza el material que pasa la Malla No.10 (2.0mm. )
� Se deberá efectuar como mínimo 02 determinaciones, cuyos resultados no deben diferir en mas de 0.03
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Laboratorio de Mecánica de Suelos CONSIDERACIONES
• Los valores tìpicos de gravedad especìfica de los suelos son:
Tipo de suelo Gs
Arena 2.65 - 2.67
Arena limosa 2.67 - 2.70
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Arena limosa 2.67 - 2.70
Arcilla inorgánica 2.70 -2.80
Suelos con micas o hierro 2.75 - 3.00
Suelos orgánicosVariable, puede
ser inferior a 2.00
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Laboratorio de Mecánica de Suelos EJEMPLO
1 Capacidad del picnómetro (cm³) 250
2 Peso del suelo seco (gr) 80.00
3 Peso del frasco + peso de suelo + peso de agua (gr ) 401.70
4 Temperatura ( C) 25
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4 Temperatura ( C) 25
5 Peso del frasco + peso del agua (gr) 352.20
6 Corrección por temperatura (K) 0.9998
7 Peso específico relativo de sólidos (Gs) 6x(2/(5+2-3))
2.622