Bachiller

Cátedra de Geotecnia
Prof. Ing. Gabriela Souto

Trabajo Practico Nº1
Relaciones de Pesos y Volúmenes

TRABAJO PRACTICO Nº 1
RELACIONES DE PESOS Y VOLUMENES
Ejercicios Resueltos
1.- Se determinaron las características mecánicas de un estrato de arena
encontrándose que, al obtener una muestra representativa, su volumen era de
420 cm3 y su peso húmedo de 737 gr. Después de secado en unhorno, la
muestra pesó 617 gr. Si el peso específico de las partículas sólidas es de 2,63
gr/cm3, determinar:
a)
b)
c)
d)
e)

Porcentaje de humedad de la muestra.
Relación de vacíos de la arena en su estado natural.
Porosidad en su estado natural.
Grado de saturación de la arena.
Peso por unidad de volumen húmedo y seco de la muestra.

Resolución
Para resolver estos ejerciciosdebemos saber que en un suelo se distinguen
tres fases, las cuales las interpretamos en el siguiente esquema
Va

Aire

Wa

V :

Agua

W:

Vs

Sólidos

Ws

Vv
Vt

Donde:






Wt

Vt : volumen total de la muestra del suelo. ( volumen da la masa)
Vs: volumen de la fase sólida de la muestra ( volumen de sólidos)
V: volumen de la fase líquida ( volumen de agua)
Va:volumen de la fase gaseosa ( volumen de aire)
Vv: volumen de vacíos de la muestra de suelo (volumen de vacíos).
Vv = V + Va

Vt = Vv + Vs

Vt = Vs + V + Va





Wt : Peso Total de la muestra de suelo.
Ws : Peso de la fase sólida de la muestra.
W: Peso de la fase líquida (peso del agua).
Wa : Peso de la fase gaseosa., convencionalmente considerado
como nulo en Geotecnia.Hoja 1

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Relaciones de Pesos y Volúmenes

Wt = Ws + W + Wa
Es conveniente dimensionar la muestra de acuerdo a los datos de nuestro
ejemplo
s = 2,63 gr/cm3

s 

Ws
Vs

Wt = 737 gr

Vs 

Ws = 617 gr

Vt =420 cm3

Ws
617 gr

 234,6 cm3  235 cm3
3
 s 2,63gr / cn

Con estos datos, podemos hallarVv
Vv = Vt –Vs = 420 cm3 – 235 cm3

Vt = Vs + Vv

Vv = 185 cm3

Además como Wt = Ws + W + Wa , y por convención Wa = 0 , despejamos
W = W t - W s = 737 gr – 617 grs = 120 grs
Al tener el peso del agua despejamos el volumen el cual coincide por ser el
peso específico igual a la unidad
W
V = 120 cm3
  
V
Solamente nos queda averiguar el

Va = 185 cm3 – 120 cm3

Va = Vv -V

Va = 65 cm3
Ahora volcamos todos los valores en nuestro esquema y calculamos
3

Aire

W a = 0 gr

Agua

W = 120 gr

Sólidos

Ws

V=120 cm

Vs

3

= 235 cm3

a) Humedad : 

Wh  Ws
100 =19,44%
Ws

Hoja 2

= 617 gr

Wt = 737 gr

Vv=185 cm

Vt = 420 cm

3

3

Va = 65 cm

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b) Relaciónde Vacíos: e =

c) Porosidad: n =

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Relaciones de Pesos y Volúmenes

Vv
= 0,79
Vs

Vv
= 0,44 = 44,0%
Vt

d) Grado de Saturación: S(%) =

Vw
100 = 65,0 %
Vv
Wh
= 1,75 gr/ cm³
Vt
Ws
d =
= 1,47 gr/ cm³
Vt

e) Peso por unidad de volumen húmedo y seco h =

Nota: se dice que un suelo esta totalmente saturado cuando todos sus vacíos
están ocupados poragua; por lo tanto en estas condiciones solo consideramos
dos fases, la sólida y la líquida.
2.- Una arena sobre el nivel freático tiene una humedad del 15% y un peso
específico de 1600Kg/m3. Su s = 2,67 gr/cm3. En el laboratorio se vio que su
emáx = 1,20 y emín =0.60. Calcular el grado de saturación y la compacidad
relativa.
Resolución
Para poder dimensionar el esquema de suelo, en estecaso, vamos a trabajar
suponiendo un valor igual a la unidad de alguna de las fases del suelo, ya que
no contamos con ninguno de esos datos, adoptamos Ws =1gr

Datos

s 

Ws
Vs

s = 2,67 gr/cm3
 = 1,60 gr/cm3
 = 15%
emax = 1,20
emín = 0.60

Vs 

Ws
1gr

 0,37 cm3
3
 s 2,67 gr / cn

W w = (%)W s = 0,15 1 gr = 0,15 gr , también hallamos
Wt = W s +W = 1,15...