APARTADO APART ADO INTRODUCCIÓN MAR MARCO TE RICO OBJETIVOS EQUIPOS
DETALLE DETAL LE . . . .
PROCEDIMIENTO . DESCRIPCIÓN DE . LAS MUESTRA DATOS Y RESULTADOS
CONCLUSIONES
FORMATO BIBLIOGRAFÍA PUNTUALIDAD TOTAL OBSERVACIONES
. . . . . . . . . . . . . . .
Contenido Contenido General y específicos Nomb Nombre re,, Pla Placa ca,, Incertidumbre Detallado y Conciso Estado Estado,, colo color, r, condici condición, ón, etc. Datos ex experimentales Resultados Tablas y Gráficas Memoria de Cálculo Verificación de objetivos Análisis de resultados Li L imitaciones Fuentes de error Ap A plicaciones Recomendaciones Or Orden y Aseo Reda Redacc cció ión n y Leng Lengua uaje je Técnico Ortografía Formato 25 % menos por día
PUNTAJ E 3 4 3 3
U CR
3 4
FACULTAD DE INGENIERÍA
6 6 6 6 5 10 7 7 7 6 4 4
ESCUELA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS I
4 2
NOTA 100
TÍTUL O: GRAVEDAD ESPECÍFICA DE UN SUEL O
NORM A A STM: D854
ESTUDIANTE: JO JOSUÉ ROJ AS MUÑOZ
CARNÉ: B B115753
INTEGRANTES INTEGRANTES DEL GRUPO DE TRABAJO: TRAB AJO: . ALEX SOLÍS SOLÍS MOLINA MOLINA . ALEJANDRO CHACÓN PICADO . GU GUSTAVO STAVO ARIAS ARIAS PORRAS PORRAS . JOSUÉ ROJAS MUÑOZ
FECHA DE EJECUCIÓN: 18 / 8 / 17 FECHA DE ENTREGA: 4 / 9 / 17
1. Int ntrod roduc ucci ción ón Braja (2015), menciona que en los proyectos de ingeniería civil el suelo es utilizado utilizado como material de construcción. Es por ello que los ingenieros ingenieros civiles deben estudiar y entender las propiedades de los suelos. Es importante conocer el origen, el tamaño de sus granos, la capacidad de drenar el agua, la resistencia a la compresión y al cortante. Precisamente al determinar la gravedad específica de un suelo desconocido, se pretende conocer el tipo de grano que esta presenta, así como el tipo de suelo con el que se está trabajando. Para ello se le realizan las pruebas necesarias en el LANAMME de la Universidad de de Costa Rica, a una muestra de suelo con características desconocidas.
2. Marco rco teór teóric icoo La gravedad específica permite determinar el tipo de grano que compone el suelo, así como el tipo de suelo. Además es un valor que se utiliza para conocer otros datos importantes del suelo. Braja (2015), (2015), menciona menciona que la mayorí mayoría a de los minerales minerales tienen tienen una gravedad gravedad específica que cae dentro de un rango general de 2.6 a 2.9. Esto indica que gravedades gravedades específicas específicas menores menores a 2.6 hacen hacen referencia referencia a suelos suelos orgánicos. orgánicos. Lo descrito por Baja se observa en el Cuadro 1, donde se clasifican clasifican los suelos según la la gravedad específica.
Cuadro Cua dro 1. Graveda Gravedadd específica específica según según tipo de suelo.
Ti p o d e s u el o Cenizas Volcánicas Suelos Orgánicos Arenas y Gravas Limos Arcillas poco Plásticas Arcillas Plásticas Arcillas Expansivas Fuente: Marcía, 2017.
Gs 2.20 - 2.50 2.50 - 2.65 2.65 - 2.67 2.67 - 2.72 2.72 - 2.78 2.78 - 2.84 2.84 - 2.88
Cuadro Cua dro 2. Graveda ravedadd espe específica cífica según tipo de grano. grano.
Ti p o d e g r a n o
Gs 2.65 2.65 2.65 - 2.67 2.65 2.66 - 2.68 2.65 - 2.67 2.68 2.68 - 2.70 2.75 - 2.80 2.30 1.50 - 2.15
Grueso
Fino
Orgánicos Fuente: Fuente: Marcía, Marcía, 2017. 2017.
3. Obje bjetivo tivoss · Introducir al estudiante algunos conceptos básicos de la Mecánica de Suelos. · Determinar la gravedad específica de un suelo fino que pase la malla No.4
(4,75 mm). Cuando el suelo está compuesto por partículas mayores de 4,75 mm deberá emplearse el método para agregados gruesos. · Reconocer la utilidad de este valor como parámetro para la clasificación de
los suelos.
4 . Eq u i p o Picnómetro de 250 mL previamente previamente calibra calibrado, do, placa: placa: UCR 162. 162. · Picnómetro temperatura de de 110 ºC ± 5 ºC, placa: placa: UCR 376549. 376549. · Horno a temperatura · Balanza Balanza de precisión precisión de ± 0,05 g, placa: UCR 348676. 348676. · Bomba de vacío, placa: desconocida. · Termómetro ± 1 ºC, placa: desconocida. · Pipeta Cápsula de humedad, placa: desconocida.
5. Procedim rocedimie iento nto · Se pone a secar el suelo y se pasa a través de la malla #10. · Se intr introdu oduce ce inme inmedi diat atam amen ente te dent dentro ro del del picnó picnóme metr tro o 50 g de suel suelo o en en
condiciones secas y se le agrega agua destilada por debajo del cuello. · Dejar saturando por espacio de 24 h. · Se extraen las burbujas de aire atrapado: se toma el picnómetro más la
muestra y se conecta a la Bomba Bomba de Vacío que trabaja trabaja con presiones de 10 lb a 12 lb, por espacio de 15 min, al mismo tiempo se agita de forma manual. · Con la ayuda de la pipeta se completa con agua destilada el picnómetro hasta
su marc marca a y se deja deja repo reposa sarr por por 10 10 min. min. para para lle llega garr a equi equili libr brar ar con con la la temperatura ambiente. · Se procede a pesar el picnómetro con la muestra y el agua, W2. · Se agita el picnómetro suavemente y se determina la temperatura del agua,
introduciend introduciendo o el termómetro termómetro hasta hasta la mitad de la profundidad profundidad del picnómetro, picnómetro, tx. · Utilizando los gráficos de calibración se debe obtener el peso del picnómetro
de acuerdo a su capacidad a esa misma temperatura. · Se recupera completamente la muestra de suelo en una cápsula de humedad
sin dejar residuos dentro del recipiente y se introduce en un horno a 60 °C por un período de 24 h. · Se extrae del horno y se deja enfriar a temperatura ambiente para pesar la
muestra y obtener el peso seco al aire. · Por último se calcula la Gravedad Específica (Gs).
6. Descripci scripción ón de la mue muestr straa La muestra proviene de la urbanización La Costeña, la cual se ubica entre la carretera que conecta Palmares con San Ramón, en la provincia de Alajuela, corresponde a la muestra # 1.
Se extrajo extrajo de una profundidad profundidad de 0,30 m. El muestr muestreo eo que se realiza realiza puede alterar alterar la muestra muestra en su su forma, forma, ya ya que, de todas todas maneras maneras en en el laborat laboratorio orio la muestra muestra se hace pasar por por la malla #10 y se satura satura con agua agua destilada. destilada. La Figura 1 muestra que el suelo tiene una coloración café clara, compuesta principalmen principalmente te por partículas partículas finas finas o pequeñas pequeñas pero con con alta presencia presencia de grumos del material de mayor tamaño. Se puede clasificar como material no espeso, el cual, según el Ing. Salas, no se adhiere a lo dedos al aplicar presión dactilar. Además, se debe mencionar mencionar que no se percibió percibió ningún olor olor determinant determinante e proveniente proveniente del suelo. suelo.
Figura 1. Suelo Suelo proveniente de la urbanización urbanización La Costeña. Costeña. Tomada por: Chacón, 2017.
7. Datos y resul resulta tados dos Al realizar el e l trabajo en el laboratorio se obtuvieron datos como: el peso seco de la muestra (Ws), el peso del picnómetro más agua (W1), el peso del picnómetro más el suelo y agua (W2), la temperatura a la cual se realizó la prueba. Además del peso de
suelo. El factor K se obtuvo al realizar una interpolación con los datos brindados por la docente. Lo descrito anteriormente se muestra en el Cuadro 3 y el Cuadro 4.
Cuadro Cua dro 3. Valores Valores del del factor de corrección K. Anexo 1. 1.
Tem p er at u r a (°C)
Fac t o r K
22
0,9996
22,5
0,9995
23
0,9993
23,5
0,9992
Al realizar la interpolación se obtiene el valor valor de K a la temperatura de 22,7 °C. 0,9993 − 0,9995 23 − 22,5
=
− 0,9995 22,7 22,7 − 22,5 22,5
→
= 0,99942
Cuadro Cua dro 4. Da Datos tos obtenidos en el laboratorio. laboratorio. Picnómetro N°:
19,0000
Peso de cápsula (g)
119,5900
Peso de cápsula + W s, seco al horno (g)
166,0500
Ws (g)
46,4600
W1 (g)
350,3600
W2 (g)
380,4700
T (°C)
22,7000
Factor K
0,9994
La Gravedad Gravedad específica específica (Gs) se obtiene obtiene con la siguiente siguiente fórmula fórmula::
=
+
1−
(T = 20 °C) =
2
46,46
=
46,46 46,46 + 350,36 350,36 − 380,4 380,47 7
∗
= 2,8416
= 2,8 2,8416 ∗ 0,9994 = 2,8399
El siguiente cuadro muestra la gravedad específica del suelo encontrado en la urbanización La Costeña.
Cuadro Cua dro 5. Grave Gravedad dad especí específica fica de la mu estra de suelo. Gs
2,8416
Gs(T=20 °C) = Gs*K
2,8399
8. Con oncl clusi usion onees Los estudiantes realizaron las primeras pruebas del laboratorio de Mecánica de Suelos donde se introdujeron algunos conceptos básicos como la clasificación de los suelos y el tipo de granos presentes. presentes. El procedimient procedimiento o realizado realizado se acerca mucho al descrito descrito por la norma ASTM D854, quizá quizá las las mayo mayore res s dife difere renc ncias ias son son que que seg según ún la norma: norma: se debe deben n util utiliz izar ar 60 g de muestra, muestra, pero en el ensayo realizado realizado se utilizó utilizó solamente solamente 50 g de suelo inicial y el tiempo que se debe utilizar la bomba al vacío son dos horas, no 15 minutos como en el ensayo. Se determinó que el suelo proveniente de la urbanización La Costeña presenta una gravedad gravedad específica específica estandar estandarizada izada a 20 20 °C de 2.84. 2.84. Con la la cual se se puede clasificar clasificar como un suelo entre arcilla plástica y arcilla expansiva, según el Cuadro 1. Mientras que según el Cuadro Cuadro 2 el suelo suelo en cuestión cuestión presenta presenta granos granos finos. finos. Dentro de de las limitacio limitaciones nes se encuentra encuentra que, que, debido al horario horario en el que se se recibe el laboratorio, laboratorio, los procesos procesos que requieren requieren más de cuatro cuatro horas no se pueden realizar en las horas establecidas. En este caso el tiempo que la muestra se deja dentro del horno es distinto al requerido en la norma. Estos procesos son de aprendizaje, por lo cual se quiere que sean los estudiantes los que realicen la mayoría del ensayo, sin embargo, la falta de experiencia de los mismos puede inducir algunos errores, por ejemplo se pide que se deje de utilizar la bomba de vacío hasta que no se observen burbujas, pero este es un parámetro subjetivo que depende completamente del que realiza el ensayo.
Se recomienda limitar las variaciones de los ensayos debido a la manipulación de los operarios, esto incrementando el uso de herramientas mecánicas que estandaricen los procesos. Es importante recalcar que realizar estos análisis de suelos es indispensable a la hora de realizar proyectos constructivos.
9. Bibl Biblio iogr graafí fíaa ASTM D854, Standard Specification for Concrete Concrete Aggregates, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017 Baltodano R. (2017). Apuntes del cuso. Mecánica de Suelos, Universidad de Costa Rica.
Braja D. (2015). Fundamentos de ingeniería geotécnica . Cengag Cengage e Learnin Learning. g. México. Recuperado de: https://civilwor.files.wordpress.com/2016/09/fundamentosde-ingenierc3ada-geotc3a9cnica-braja-m-das-4ta-edicic3b3n.pdf
Cordero M. (2017). Gravedad específica de un suelo. Laboratorio de Mecánica de Suelos, Universidad de Costa Rica.
10.Anexos Anexo1: Cuadro del factor K completo:
