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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 un horno,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 ejercicios debemos saber que en unsuelo se distinguen tres fases, las cuales las interpretamos en el siguiente esquema Va Vv V : Vt Agua W: Wt Aire Wa

Vs

Sólidos

Ws

Donde:     

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 = Vs + V + Va Vt = Vv + Vs

   

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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Wt = Ws + W + Wa Es conveniente dimensionar la muestra de acuerdo a los datos de nuestro ejemplo s = 2,63 gr/cm3 Wt = 737 gr Ws = 617 gr Vt =420 cm3

s 

Ws Vs

Vs 

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

Con estos datos, podemos hallar Vv Vt = Vs + Vv Vv = Vt –Vs = 420 cm3 – 235 cm3 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 = 65 cm3 Ahora volcamos todos los valores en nuestro esquema y calculamos
3

Va = Vv - V

Va = 185 cm3 – 120 cm3

Va = 65 cmVv=185 cm
3

Aire

W a = 0 gr

Vt = 420 cm

Agua

Vs

= 235 cm3

Sólidos

Ws

= 617 gr

a) Humedad : 

Wh  Ws 100 =19,44% Ws

Hoja 2

Wt = 737 gr

V=120 cm

3

3

W = 120 gr

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b) Relación de Vacíos: e =

Vv = 0,79 Vs

c) Porosidad: n =Vv = 0,44 = 44,0% Vt Vw 100 = 65,0 % Vv Wh = 1,75 gr/ cm³ Vt Ws d = = 1,47 gr/ cm³ Vt

d) Grado de Saturación: S(%) =

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 por agua; por lo tanto en estas condiciones solo consideramos dos fases, la sólida y la líquida. 2.- Una arena sobre el nivelfreático 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 este caso, vamos a trabajar suponiendo un valor igual a la unidad de alguna de las fases del suelo, ya que no contamos con ninguno de esosdatos, adoptamos Ws =1gr s = 2,67 gr/cm3  = 1,60 gr/cm3  = 15% emax = 1,20 emín = 0.60

Datos

s 

Ws Vs

Vs 

Ws 1gr   0,37 cm3 3  s 2,67 gr / cn
V = 0,15 cm3

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

Vt 

Wt 1,15 gr   0,72 cm3  1,6 gr / cn3
Hoja 3

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