Informe Técnico
UNIVERSIDAD UNIVERSIDA D PRIVA PRIVADA ANTENOR ANTENOR ORREGO
FAC)LTAD DE INENIERIA ESC)ELA DE INENIERIA CIVIL
“TENSIÓN SUPERFICIAL Y PERMEABILIDAD PERMEABILIDAD DE LOS SUELOS”
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Integrantes:
CIPIRAN LEON, Alisson Mariell MARIN MARI N ALVARADO, ALVARADO, Ye Yerson rson Adolfo Adolf o PACCO PACCO CABRERA, Franklyn SALVA SALVATIERRA ARC!A, ARC !A, "erson "ers on Pa#l S$NC%E& LOMBARDI, Mar'o An(onio Asignatura:
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MEC$NICA DE S)ELOS I
•
Turno:
Teor*a+ Mar(es +-. /0 1 2+.3 /0 La4ora(orio+ Viernes Viernes 5+53 /0 1 6+3. /0
•
Docente :
IN7 L)"AN SILVA, Enri8#e
Tr#9illo : Per; Octubre, 2014
1. INTRODUCCI INTRODUCCIÓN: ÓN: 3
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El presente informe contiene las actividades realizadas en el gabinete y laboratorio con el objetivo de realizar la prepararación de concreto bajos los estándares de un diseño de mezclas antes elaborado los cuales están dentro de las actividades curriculares de la UNIVERI!"! #RIV"!" "N$EN%R %RRE&%' (a importancia de la realización de un diseño de mezclas es aprender los cálculos necesarios para dic)o *n partiendo desde un m+todo emp,rico a uno de mayor complejidad y obtener una dosi*cación e-acta para la obtención de un tipo de concreto con una resistencia a la comprensión deseada y de esta manera ser usada en una obra de ingenier,a' .omo
estudiantes/
el
conocimiento
de
la
composición
y
propiedades de un determinado concreto mediante el diseño de mezcla y la elaboración de probetas para pruebas de rotura nos ayudara en nuestra formación profesional y de esta manera aprender el proceso a seguir en un futuro diseño de mezcla en nuestra vida profesional' El presente informe tiene como objeto la investigación para la elaboración de un concreto 0ue cumpla con las especi*caciones t+cnicas deseadas y además buscar las t+cnicas adecuadas para obtener un concreto de mejor calidad/ y 0ue tenga un mejor comportamiento frente a las fuerzas a las 0ue estará e-puesto
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cuando forme parte de las estructuras de una determinada obra civil'
2. MARCO TEÓRICO: 2.1.
EL AGUA EN EL SUELO:
El suelo es un material con arreglo variable de sus part,culas 0ue dejan entre ellas una serie de poros conectados unos a otros para formar una compleja red de canales de diferentes magnitudes 0ue se comunican tanto con la super*cie del terreno como con las *suras y grietas de la masa del mismo1 de a0u, 0ue el agua 0ue cae sobre el suelo parte escurre y parte se in*ltra por acción de la gravedad )asta estratos impermeables más profundos/ formando la llamada capa freática' "l agua 0ue pasa por los poros a trav+s del suelo se le conoce con el nombre de agua gravitacional/ y a0uella 0ue se encuentra por debajo del nivel freático se le llama agua freática. .uando se suspende el movimiento del agua gravitacional a trav+s del suelo/ parte del agua 0ueda retenida en los poros y sobre la super*cie de las part,culas debido a las fuerzas de tensión supercial y de adsorción. Esta agua/ 0ue no puede ser drenada directamente/ recibe el nombre de agua retenida.
A)A EN EL S)ELO
A)A FRE$TICA
A)A RAVITACIONAL 5
A)A RETENIDA
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A)A RETENIDA EN FASE LI<)IDA
A)A <)!MICAMENTE COMBINADA
A)A RETENIDA EN FASE DE VAPOR
A)A AD%ERIDA O %IROSC=PICA
A)A DE CAPILARIDAD
A. AGUA FREÁTICA: "gua freática o agua subterránea es a0uella 0ue aparece bajo la super*cie de la tierra/ donde ocupa espacios en los suelos o estratos geológicos' (a mayor parte de agua freática proviene de las precipitaciones 0ue percolan gradualmente en la tierra' (os poros del suelo 0ue se encuentran por debajo del nivel freático se encuentran completamente llenos de agua/ y se considera 0ue cual0uier movimiento de esta agua a trav+s del suelo sigue la ley de !arcy/ 0ue indica 0ue la intensidad de
*ltración
por
unidad
de
área
es
directamente
proporcional al gradiente )idráulico/ o sea2 V = K.i.A.t
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B. AGUA GRAVITACIONAL: En
el
movimiento
del
agua
gravitacional
in3uyen
poderosamente tanto la porosidad del suelo como sus caracter,sticas estructurales1 sin embargo/ al movimiento de esta agua no se le puede aplicar la ley de !arcy debido a la presencia de aire en los poros' .uando esta agua pueda llegar a afectar a las cimentaciones/ se instalan drenes adecuados para captarla y alejarla'
C. AGUA RETENIDA: .uando ya )a drenado el agua de gravitación/ el suelo presenta
una
determinada
)umedad
o capacidad
de
retención de agua' Este agua es la 0ue se 0ueda en los poros más pe0ueños 4microporos menores de 56 micras de diámetro7'
e
0ueda retenida
por
las
fuerzas
de
adsorción 0ue aparecen entre las part,culas y las delgadas capas de agua 0ue se encuentran en estos microporos 4es la misma fuerza 0ue )ace 0ue las gotas de agua 0ue se 0ueden pegadas a los cristales y la 0ue permite 0ue el agua suba por los tubos de pe0ueño diámetro o capilares7' En suelos solo veremos el agua retenida en fase li0uida/ la cual está formada por agua combinada 0u,micamente/ por agua ad)erida o )igroscópica y por el agua de capilaridad'
a) El agua quí!"a#$%# "&'!$a(a: desde el punto de vista del ingeniero/ se considera como parte integrante de los sólidos del suelo/ ya 0ue forma parte de la estructura cristalina de los minerales del mismo y es una cantidad muy
pe0ueña'
Esta
agua
no
puede
ser
eliminada del suelo as, este se secara )asta 5568./ de
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a), la práctica de secar las muestras entre 5698. y 5568.'
') El agua a(#*!(a & !g*&+",-!"a: Es a0uella 0ue ad0uiere el suelo del aire 0ue lo rodea' "s,/ si un suelo es secado en un )orno a peso constante y se deja e-puesto al aire mientras enfr,a/ dic)o suelo absorberá agua de la )umedad del aire 0ue los rodea' Esta agua )igroscópica del suelo y la cantidad de ella 0ue el suelo puede ad0uirir depende tambi+n del área super*cial de las part,culas'
") El agua (# "a-!la*!(a(: Es a0uella 0ue se ad)iere en poros del suelo por el efecto de la tensión super*cial' E( agua capilar engrosa la lámina de agua )igroscópica a la 0ue se une y rodea' !entro de ella distinguimos el agua capilar absorbible y la no absorbible'
.
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2.2.
TENSIÓN SUERFICIAL EN SUELOS:
(a
tensión
super*cial
es la propiedad
0ue poseen las
super*cies de los l,0uidos/ por la cual parecen estar cubiertos por una delgada membrana elástica en estado de tensión' En los suelos de grano grueso/ la mayor parte del agua retenida lo es por tensión super*cial/ 0ue se presenta alrededor de los puntos de contacto entre las part,culas sólidas o en los poros y conductos capilares del suelo' (a
co)esión
aparente/
0ue
pueden
presentar
taludes
de arena 0ue se )an mantenido estables/ se e-plica por la )umedad de contacto' Ella la ejerce la pe0ueña cantidad de agua 0ue puede mantenerse/ sin caer/ rodeando los puntos de contacto entre los diminutos granos de arena/ gracias a fuerzas de
ad)erencia
entre
el l,0uido y
el sólido
y de
tensión
super*cial/ 0ue se oponen a la gravedad'
A. CAILARIDAD EN LOS SUELOS (a capilaridad es el fenómeno de ascensión del agua por o capilares o poros del suelo' &ran parte del agua retenida lo es por tensión super*cial/ 0ue se presenta alrededor de los puntos de contacto entre las part,culas sólidas o en los poros y conductos capilares del suelo/ y 0ue desempeña un papel muy importante en las formas de agua llamadas )umedad de contacto y agua capilar' (a altura t,pica 0ue alcanza la elevación capilar para diferentes suelos es2 arena gruesa : a 9 cm/ arena 5: a ;9 cm/ arena *na ;9 a <6 cm/ limo <6 a 596 cm/ arcilla :66 a =66 cm y más' &racias al fenómeno de la $ensión super*cial y .apilaridad/ e-iste un incremento de agua a la capa activa del suelo'
2
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B. CONSECUENCIAS DE LA TENSIÓN SUERFICIAL / CAILARIDAD EN LOS SUELOS: •
(a altura capilar es mayor en los suelos *nos/ esto 0uiere decir 0ue mientras el tipo de suelo sea más *no la ascensión del agua será mayor'
•
>asta un pe0ueño tirante de agua en la base de un talud de suelo *no para )umedecer/ por capilaridad/ una
parte
disminuyendo
considerable la
de
estabilidad
los
de
los
terraplenes/ mismos
y
favoreciendo por tanto a las fallas de los pavimentos' !e esto se desprende la importancia 0ue tienen los drenajes' •
Es necesario el estudio de la capilaridad de los suelos/ puesto 0ue cuando se piensa construir un terrapl+n en una zona inundada/ es necesario levantar dic)o terrapl+n )asta una altura en la 0ue el agua no perjudi0ue la estabilidad del pavimento'
C. DA0OS
ROVOCADOS
OR
LA
UMEDAD
ROVENIENTE DEL SUELO: .omo se )a dic)o/ los principales daños 0ue produce la )umedad del suelo 0ue asciende por capilaridad se aprecian a nivel de terminaciones lo 0ue produce elevados gastos y fallas de las estructuras'
>
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a) E&*#+"#$"!a: on manc)as/ generalmente blancas/ 0ue aparecen frecuentemente en las super*cies de los muros afectados por )umedad'
') C*!-%&&*#+"#$"!a+: .onsisten en el desprendimiento de la super*cie de piedras/ degradación de la super*cie visible de ladrillos y morteros/ y en las obras 0ue utilizan revestimiento tales como enc)ape/ el desprendimiento total o parcial de +ste'
?
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") D#+l!3a!#$%&+
(#
%alu(:
.onsiste
en
el
desprendimiento de material en el cuerpo de talud'
4. BIBLIOGRAF5A: %%-:66777.agua.&*g.86#(u"a(&*#+67-9 "&$%#$%6u-l&a(+62126;6T#$+!&$9+u-#*<"!al9=9 "a-!la*!(a(.-(> %%-:66u!(&+.#!a.#(u."&6!(*aul!"a6a*%!"ul&+#+6"&$"# -%&+'a+!"&+u!(&+6"&#+!?C4?B4$6T#$+!&$ ?2+u-#*<"!al.% @
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%%-:66777.'u#$a+%a*#a+."&6#$+a=&+6T#$+!&$9 Su-#*<"!al64@442.%l %%-:66'&&+.g&&gl#."&.-#6'&&+ !(&FRHl!8ECJ-gAK2Jl-gAK2J(q%#$+!&$ +u-#*<"!al(#l&++u#l&+J+&u*"#'lJ&%+8N>DO #IJ+!gTV2'(>3;&=-3IBlE>@>/Jl#+J+aP J#!&uV>VO4VB=/N+LRgNgMJQ#(CDAE7B Q&$#-ag#Jq%#$+!&$?2+u-#*<"!al?2(#?2l&+ ?2+u#l&+J>>al+# %%-:66777.#"u*#(."u6!$(#8.--6T#$+! ?C4?B4$+u-#*<"!al=Ca-!la*!(a( %%-:66777.ug*.#+6-!%%au6FISBIO6%@.-(> %%-:66#+.+l!(#+a*#.$#%6/u+!$!l+&$au"a*R&6%#$+!& $9+u-#*<"!al942;2; %%-:66#+.+l!(#+a*#.$#%6/u+!$!l+&$au"a*R&6%#$+!& $9+u-#*<"!al942;2;
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