informe de contenido de humedad

FACULTAD :

INGENIERIA ARQUITECTURA Y URBANISMO

CARRERA PROFESIONAL: INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO N° 02

CONTENIDO DE SALES EN LOS SUELOS

N.T.P.399.152:2002

CURSO:

MECANICA DE SUELOS Y ROCAS

ALUMNOS:

Herrera Requejo Edin David

Grupo: N° 02

DOCENTE:

Ing. Coronado Zuloeta Omar

LUGAR Y FECHA :

Fecha de ensayo: Pimentel, 28 de enero del 2015 Fecha de presentación: Pimentel, 05 de febrero del 2015

INTRODUCCIÓN:

El presente trabajo de investigación titulado “Exploración, Muestreo Y Contenido De

Humedad” realizado por los grupos del curso de mecánica de suelos y rocas de la

escuela de ingeniería civil tiene por finalidad conocer los diferentes tipos de suelos que se

podrían presentar en los distintos lugares de trabajo, es por tal motivo que los estudios de

este tipo se deben realizar de manera correcta ya que si los cálculos obtenidos en los

diferentes ensayos son errados se tendrán muchos inconvenientes a la hora que se

comience a construir como por ejemplo “asentamientos” por no tener una resistencia

mecánica necesaria, licuaciones, etc.

Otro factor el cual hace que estos estudios deben de realizarse es que toda estructura

está en contacto con el suelo, de una u otra forma, y muchas de ellas, además, utilizan la

tierra como elemento de construcción para terraplenes, diques y rellenos en general; por

lo que, en consecuencia, su estabilidad y comportamiento funcional y estético estarán

determinados, entre otros factores

En la mecánica de suelos se aplican las leyes de la física y las ciencias naturales a los

problemas que involucran las cargas impuestas a la capa superficial de la corteza

terrestre es de carácter importante de estudio.

Este ensayo de contenido de humedad se realizara a los distintos estratos de la calicata

excavada con el grupo de trabajo y para obtener el resultado esto se realizara con los

equipos del laboratorio.

Contenido EXPLORACIÓN, MUESTREO Y CONTENIDO DE HUMEDAD

I. GENERALIDADES ................................................................................................................................. 4

1.1. Métodos de Exploración ....................................................................................... 4

1.1.1. Pozo a Cielo Abierto: .......................................................................... 4

1.1.2. Sondeos Manuales: ............................................................................ 4

1.2. MUESTREO ........................................................................................................... 4

1.3. TIPOS DE MUESTRAS ....................................................................................... 4

1.3.1. Muestras Alteradas: ............................................................................ 5

1.3.2. Muestras Inalteradas: ......................................................................... 5

1.4. Determinación del Contenido de Humedad del Suelo .................................... 5

1.5. El Método Gravimétrico ........................................................................................ 5

1.6. Otros métodos para determinar el contenido de humedad. ........................... 7

II. OUTLINE .................................................................................................................................................. 8

2.1. OBJETIVOS ........................................................................................................... 8

2.2. UBICACIÓN DE ZONA DE TRABAJO .............................................................. 8

2.3. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA .................................................................... 9

2.3.1 Procedimiento de la realización del trabajo en campo (calicata) ...... 9

2.3.2. ACONTECIMIENTOS EN LA EXCAVACION DE CALICATA ........ 13

2.3.3 Procedimiento en el laboratorio ............................................................ 14

2.3.4 Procedimiento para obtener el contenido de humedad .................... 16

2.4. RESULTADOS .................................................................................................... 18

.......................................................................................................................................................................... 18

2.5. DISCUSIÓN ......................................................................................................... 18

2.6. CONCLUSIONES ............................................................................................... 19

2.7. RECOMENDACIONES ...................................................................................... 19

2.8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................. 20

2.9. LINCOGRAFIA .................................................................................................... 20

III. ANEXOS ............................................................................................................................................ 21

3.1. HOJA DE CÁLCULO .............................................................................................. 21

IV. NORMAS MANUALES .................................................................................................................... 24

MECANICA DE SUELOS LABORATORIO N° 02

EXPLORACIÓN, MUESTREO Y CONTENIDO DE HUMEDAD

I. GENERALIDADES

1.1. Métodos de Exploración

1.1.1. Pozo a Cielo Abierto:

En este tipo de muestreo exploratorio se practica una

excavación con dimensiones suficientes para que un técnico pueda descender en ella y

examinar los diferentes estratos que se presentan en su estado natural.

1.1.1.1. Excavaciones en forma de calicatas o

pozos a cielo abierto, etc.

Las muestras alteradas pueden utilizarse para

determinar; Peso específico, límites de consistencia, Granulometría y cualquier otro

ensaye que no requiera la estructura o condiciones naturales del suelo in situ. En estos

pozos se pueden tomar muestras alteradas y/o inalteradas.

1.1.2. Sondeos Manuales:

Este tipo de exploración se realiza comúnmente en obras

horizontales realizándose excavaciones de pequeña sección en planta y generalmente a

una profundidad máxima de 1.5 metros. En esta exploración se obtienen muestras

alteradas.

1.2. MUESTREO

Los procedimientos de muestreo son las técnicas que se aplican

para obtener especímenes alterados o inalterados a diferentes profundidades del

subsuelo en el que posteriormente se realizan pruebas de laboratorio para conocer sus

propiedades índice y mecánicas.

1.3. TIPOS DE MUESTRAS

De acuerdo con el Manual de diseños de obras civiles, las muestras

pueden ser alteradas o inalteradas.

1.3.1. Muestras Alteradas:

Una muestra alterada se define como aquella donde parte

de ella o toda, ha sufrido una alteración tal que ha perdido la estructura que poseía in-situ,

estas muestras no representan de forma real las propiedades ingenieriles de resistencia y

permeabilidad del suelo. Una muestra inalterada generalmente es usada para los

procesos de identificación y caracterización del suelo. Las muestras inalteradas también

son usadas para preparar especímenes de laboratorio y evaluar en ellos propiedades de

permeabilidad y resistencia mecánica, cuando la destinación del suelo sea como

elemento de construcción.

1.3.2. Muestras Inalteradas:

Son aquellas muestras obtenidas por medio de

muestreadores y usando técnicas en las cuales es posible preservar de la estructura

natural del material; aunque se use la expresión “inalterada” se debe tener en cuenta que

una muestra de suelo al ser retirada de sus condiciones naturales sufre algún tipo de

remoldeo o alteración, se denomina así porque representan fielmente las condiciones del

suelo in-situ. En estas muestras se realizan todos aquellos ensayos que permiten evaluar

las condiciones de resistencia del suelo y comportamiento ingenieril y las propiedades de

permeabilidad, además determinar la humedad natural y todos los demás ensayos que se

pueden ejecutar en las muestras alteradas.

Del tipo de muestra requerida dependerá el tipo de proceso de muestreo a planear.

1.4. Determinación del Contenido de Humedad del Suelo

Se denomina humedad del suelo a la cantidad de agua por volumen

de tierra que hay en un terreno.

1.5. El Método Gravimétrico

Es el método tradicional para establecer el contenido de humedad

de una muestra de suelo. La muestra es pesada, secada en un horno a 105 °C durante 24

horas, determinándose mediante una balanza el peso del agua y el peso de suelo seco.

Con éstas medidas se determina el contenido de humedad con base en peso.

Un suelo puede presentar en un momento dado un contenido de

humedad con base en peso (W%) mayor al 100%, un ejemplo de esto es presentado por

aquellos suelos que poseen altos contenidos de materia orgánica, así como densidades

aparentes menores a 1.0 gr/cm3, capaces de tomar más agua que la que pueden pesar

cuando están secos.

𝑊% =𝑤𝑊 − 𝑊𝑑

𝑤𝑑 𝑥 100

𝑊 =𝑤𝐻2𝑂

𝑤𝑑 𝑥 100(%)

Dónde:

𝑤𝑊 = Peso de la muestra húmedo

𝑊𝑑 = Peso de la muestra seca

𝑤𝐻2𝑂 = Peso del agua

El gravimétrico es el único método directo para estimar el

contenido de humedad en el suelo y es el estándar con el cual son comparados otros

sistemas de estimación de humedad.

Este ensayo tiene por finalidad, determinar el contenido de

humedad de una muestra de suelo. El contenido de humedad de una masa de suelo,

está formado por la suma de sus aguas libre, capilar e higroscópica.

La importancia del contenido de agua que presenta un suelo

representa junto con la cantidad de aire, una de las características más importantes para

explicar el comportamiento de este (especialmente en aquellos de textura más fina),

como por ejemplo cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica.

El método tradicional de determinación de la humedad del suelo en

laboratorio, es por medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la

relación expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada

masa de suelo y el peso de las partículas sólidas, o sea:

𝑤 = ( 𝑊𝑤 / 𝑊𝑠 ) ∗ 100 ( % )

𝑊 =𝑤𝐻2𝑂

𝑤𝑑 𝑥 100(%)

Dónde:

𝑤 = contenido de humedad expresado en %

𝑊𝑤 = 𝑤𝐻2𝑂 = peso del agua existente en la masa de suelo

𝑊𝑠 = 𝑤𝑑= peso de las partículas sólidas

1.6. Otros métodos para determinar el contenido de humedad.

Método del alcohol metílico. Consiste en saturar con alcohol

metílico una muestra de suelo previamente pesada y encenderle fuego, obteniendo el

secado de la muestra por combustión. Se repite el ensayo hasta obtener pesos

constantes y luego se determina el contenido de humedad. La limitante es que este

método no entrega buenos resultados en suelos orgánicos.

Método del Speedy. Consiste en mezclar una muestra de suelo

previamente pesada con carburo de calcio molido en el interior de una cámara de acero

hermética, la cual posee en su base un manómetro que registra la presión originada por

el gas acetileno, entregando indirectamente la humedad del suelo referida al peso

húmedo de la muestra. La limitante es que este método entrega resultados falsos en

suelos plásticos y además la muestra empleada es de tamaño muy reducida.

Método del picnómetro de aire diferencial. Consiste en introducir

en un cilindro calibrado una muestra de suelo previamente pesada y colocarlo en una

prensa del aparato para ejercer sobre él una presión por medio de una bomba de

mercurio, produciendo una expansión de aire por los vacíos del suelo. De esta forma se

obtiene el volumen de aire de la muestra mediante una tabla de aforo. Con los datos

obtenidos se calcula la humedad del suelo mediante una fórmula que está en función de

la gravedad específica del suelo y del agua, el volumen de aire y el peso total de la

muestra de suelo.

Método nuclear. Se realiza en instrumentos que se basan en las

leyes físicas de dispersión de los neutrones en el suelo. De esta forma indican el valor de

la humedad del suelo en base a la velocidad de dispersión. Una fuente emite neutrones

de alta energía, la que se va perdiendo a medida que estos chocan con los núcleos

pesados del suelo o con los núcleos de átomos de hidrógeno, los que hacen perder

mucha más energía a los neutrones que cuando chocan con átomos más pesados.

Luego, un receptor registra los átomos lentos que dependen del número de átomos de

hidrógeno interceptados, los que se correlacionan con el contenido de agua.

Método de la aguja Proctor. Consiste en determinar la fuerza

necesaria de aplicar para introducir una aguja estandarizada en probetas Proctor

compactadas en laboratorio con diferentes humedades, obteniendo una curva de

calibrado de humedad v/s esfuerzo. Para obtener la humedad en terreno, se determina la

resistencia a la penetración de una muestra de suelo antes de su apisonamiento en el

mismo molde Proctor, leyendo el contenido de humedad en la curva de calibración

II. OUTLINE

2.1. OBJETIVOS

Se tendrá presente las previsiones de no alterar la muestra, para

que así no pierda su humedad natural.

Cuantificaremos el contenido de humedad de las muestras del

suelo a diferentes profundidades de la práctica de exploración y

muestreo, elaborando una gráfica del contenido de agua contra la

profundidad.

2.2. UBICACIÓN DE ZONA DE TRABAJO

El trabajo de muestreo y realización de calicata está ubicado en la “La urbanización los sauces” 6° 47.613’ latitud sur y 79° 53.235’ longitud Oeste.

2.3. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

El trabajo consistió en la realización de una calicata de 2.00m de largo por 0.8

m de ancho por 3.00 m de profundidad, con la cual obtendríamos la estratificación del

suelo de la zona de trabajo y poder clasificarlo según sus características físicas.

Herramientas utilizadas en campo.

• Barreta.

• Pala.

• Pico

• Comba

• Sacos

• Tara para humedad.

• Cucharón

• Charola

• Bolsas plásticas gruesas de 5Kg que nos permitió almacenar los diferentes estratos

obtenidas de nuestra calicata.

• Tubos de ∅ 4" 𝑝𝑜𝑟 10 𝑐𝑚 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑜(obtener la capacidad portante del suelo)

• Guantes

Equipo y materiales en laboratorio

• Balanza de 0.1 gr. de sensibilidad

• Horno a 105°C - 110°C

• Taras

• Cuchillo

• Parafina

2.3.1 Procedimiento de la realización del trabajo en campo (calicata)

FOTO N° 01: Se localiza el lugar específico para realizar la excavación de calicata, Se

traza zona de trabajo

FOTO N° 02: Se empieza a excavar

FOTO N° 03: Ya excavada la calicata se observa los diferentes estratos que existen y se

empieza a medir cada estrato.

FOTO N° 04: Se extrae la muestra de cada uno de los estratos existentes en la calicata

FOTO N° 05: Una vez extraída las muestras de cada estrato se empieza a cuartear el

material.

UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPAN Mecánica de Suelos y Rocas

Página 12

FOTO N° 06: una vez extraída el material de cada estrato la calicata queda de la siguiente

manera.

FOTO N° 07: finalmente antes de cerrar la calicata a 1.50m se sacaron 6 muestra para

ver la capacidad portante del suelo, con tubos de PVC SAP grueso de 4” por 10cm


Página 13

2.3.2. ACONTECIMIENTOS EN LA EXCAVACION DE CALICATA

Se trazó el tramo donde se tenía que excavar la calicata que era de las

siguientes dimensiones 2.00m de largo por 0.8 m de ancho por 3.00 m de profundidad.

Cuando se empezó con la excavación se encontró con un suelo que estaba

muy suelto lo que supuestamente indicaba que se trataba de un suelo suave o blando,

pero ya pasando los 10cm de profundidad el suelo se tornaba muy duro para su

extracción llevándonos a emplear pico y barreta como herramientas de trabajo,

continuamos excavando ya a los 1.80 m encontramos indicios de que el suelo estaba un

poco más suave para cavar pero así como descendíamos era algo incómodo ingresar a la

calicata y sacar la tierra al exterior, ya que se tenía que dejar unas gradas para poder salir

de la perforación manual que se estaba realizando.

Ya al llegar a los 2.70 metros de profundidad se pudo observar que existía

afloramiento de agua lo que nos dificulto llegar a los 3m especificados por el ingeniero.

Seguidamente se identificaron los estratos de nuestra calicata, los cuales eran

cinco estratos claramente observados y además se tenía que realizar el trabajo de

extracción de muestras alteradas.

Ya concluida con la extracción y el tapado de la calicata nos dirigimos al

laboratorio donde se tenía que colocar las diferentes muestras en las taras respectivas

para pesarlas y colocarlas al horno durante un periodo de 24 horas a un temperatura de

100°C ± 105°C, para luego de ese tiempo extraer la muestra del horno y nuevamente

pesarla y así obtener el contenido de humedad de los diferentes estratos.


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Estratificación de suelos

2.3.3 Procedimiento en el laboratorio

FOTO N° 01: una vez llegado al laboratorio, lo primero que se realizo es cortar la parafina

en partes pequeñas.


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FOTO N° 02: una vez cortada la parafina se pone a calentar.

FOTO N° 03: Una vez derretida la parafina se colocó a las muestras inalteradas para que

mantenga sus propiedades mecánicas y estas no cambien con el tiempo hasta que se le

realicen los estudios respectivos.


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2.3.4 Procedimiento para obtener el contenido de humedad

FOTO N° 01: primeramente lo que realizamos fue pesar las taras.

FOTO N° 02: Se coloca la muestra en una tara


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FOTO N° 03: Se pesa la muestra y se obtiene el peso húmedo de la muestra.

FOTO N° 04: depositarlo en el horno durante un periodo de 24 horas a una temperatura

de 105 °C a 115 °C.

FOTO N° 05: Después de ese lapso de tiempo se extrae la muestra del horno,

dejarla enfriar y determinar su peso seca. Se aplica la formula

𝑤 = ( 𝑊𝑤 / 𝑊𝑠 ) ∗ 100 ( % )


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2.4. RESULTADOS

GRAFICO N°- 1 : En el siguiente grafico se da a conocer que el estrato

que más contenido de humedad es el que está más cerca al nivel

freático, así mismo es estrato N°- 1 contiene mayor contenido de

humedad ya sea por los sembrío de los terrenos colindantes.

2.5. DISCUSIÓN

1. Al Explorar el suelo se encontró con una cubierta orgánica muy

profunda por lo que se optó que este no se considerara en el estudio.

2. Cuando se hiso el muestreo de cada estrato, se notó que el terreno a

estudiar consta de arenas y arcillas.

3. Al procesar los datos obtenidos en el laboratorio, se demuestra que

los estratos con mayor contenido de humedad son los que están en

contacto con el nivel freático asimismo con el que está cerca de la

corteza terrestre.

4. Los suelos en las diferentes áreas de construcción no presentan las

mismas características físicas y mecánicas ya que este se encuentra

estratificado de muchas formas.

11.52 9.86

13.16

17.39

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

0.35 0.5 0.35 1.05

Co

nte

nid

o d

e h

um

ed

ad(%

)

Profundidad (m)

PROFUNDIDAD Vs CONTENIDO DE HUMEDAD

Curva


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2.6. CONCLUSIONES

Hay suelos que conforme uno va excavando existen a floración de agua a

profundidades cortas como en nuestro caso que el afloramiento de agua se

encontró a los 2.70 metros de profundidad.

Que los suelos a poca distancia cambian su estratificación ya que en unas zonas

de trabajo los suelos son muy diferentes a pesar que se ha trabajado en el mismo

terreno la estratificación es diferente.

En los suelos las características de humedad son muy diferentes ya que a más

profundidad existe más humedad.

Para encontrar el contenido de humedad se ha tenido en cuenta el MTC E 108-

2000, que está basado en la norma ASTM D 2216.

2.7. RECOMENDACIONES

Que para hacer cualquier tipo de proyecto vivienda, carreteras, túnel,

puentes se deben estudiar todos los suelos ya que se debe tener como

dato la capacidad portante que tiene el suelo para soportar cargas de las

estructuras que se construirán sobre él y determinar si el tipo de suelo es el

óptimo.


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2.8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Cátedra de cereales y oleaginosas. Departamento de producción

vegetal. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Nacional

de Córdoba Determinación del contenido hídrico del suelo.

2. Ricardo Radulovich. Método gravimétrico para determinar in situ la

humedad volumétrica del suelo. Agronomía costarricense 33(1):

121-124. Issn: 0377-9424 / 2009.

2.9. LINCOGRAFIA

3. http://www.mag.go.cr/rev_agr/v33n01-121.pdf

4. http://www.monografias.com/trabajos6/elsu/elsu.shtml

http://www.mag.go.cr/rev_agr/v33n01-121.pdf

http://www.monografias.com/trabajos6/elsu/elsu.shtml


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III. ANEXOS

3.1. HOJA DE CÁLCULO

Calcular el contenido de humedad (w) de la muestra:

Estrato N° 01 Profundidad (m): 0.45 – 0.80

DATO DE LA MUESTRA

Calicata N° 1

Muestra ESTRATO N° 01

Profundidad (m) 0.45 - 0.80

1 Numero de tara Nº 1.1 1.2

2 Peso muestra húmeda + peso de tara gr. 84.6 96.96

3 Peso muestra seca + peso de tara gr. 77.18 87.91

4 Peso del Agua gr. 7.42 9.05

5 Peso de tara gr. 11.23 11.13

6 Peso muestra seca (horno) gr. 65.95 76.78

7 Contenido de humedad % 11.25 11.79

8 Contenido de humedad (Promedio) % 11.52

Tara 1.1 Tara 1.2

𝑊% =84.6𝑔𝑟.− 77.18 𝑔𝑟.

77.18−11.23 𝑥 100 𝑊% =

96.96𝑔𝑟.− 87.91 𝑔𝑟.

87.91𝑔𝑟.−11.13𝑔𝑟. 𝑥 100

𝑊% = 11.25% 𝑊% = 11.79%

𝑊 𝑝𝑟𝑜𝑚. = (11.25 + 11.79)/2

𝑾 𝒑𝒓𝒐𝒎. = 𝟏𝟏. 𝟓𝟐 %


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Estrato N° 02. Profundidad (m): 0.80-1.30

DATO DE LA MUESTRA

Calicata N° 1

Muestra ESTRATO N°

02

Profundidad (m) 0.80-1.30









Tara 2.1 Tara 2.2

𝑊% =107.94 𝑔𝑟.− 99.09 𝑔𝑟.

99.09−10.99 𝑥 100 𝑊% =

102.37𝑔𝑟.− 94.4 𝑔𝑟.

94.4𝑔𝑟.−12.08𝑔𝑟. 𝑥 100

𝑊% = 10.05% 𝑊% = 9.68%

𝑊 𝑝𝑟𝑜𝑚. = (10.05 + 9.68)/2

𝑾 𝒑𝒓𝒐𝒎. = 𝟗. 𝟖𝟔%


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DATO DE LA MUESTRA

Calicata N° 1

Muestra ESTRATO N°

03

Profundidad (m) 1.30- 165









Tara 1 Tara 2

𝑊% =91.92 𝑔𝑟.− 82.7𝑔𝑟.

82.7−11.09 𝑥 100 𝑊% =

82.52 𝑔𝑟.− 74.06 𝑔𝑟.

74.06𝑔𝑟.−11.15𝑔𝑟. 𝑥 100

𝑊% = 12.88% 𝑊% = 13.45%

𝑊 𝑝𝑟𝑜𝑚. = (12.88 + 13.45)/2

𝑾 𝒑𝒓𝒐𝒎. = 𝟏𝟑. 𝟏𝟔%


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DATO DE LA MUESTRA

Calicata N° 1

Muestra ESTRATO N°

04

Profundidad (m) 1.65 -2.70


2 Peso muestra húmeda + peso de

tara gr. 99.08 105.83







Tara 1 Tara 2

𝑊% =99.08 𝑔𝑟.− 86.05 𝑔𝑟.

86.05𝑔𝑟.−11.63𝑔𝑟 𝑥 100 𝑊% =

105.83 𝑔𝑟.− 92.18𝑔𝑟.

92.18𝑔𝑟.−13.17𝑔𝑟. 𝑥 100

𝑊% = 17.51% 𝑊% = 17.28%

𝑊 𝑝𝑟𝑜𝑚. = (17.51 + 17.28)/2

𝑊 𝑝𝑟𝑜𝑚. = 17.39%

IV. NORMAS MANUALES

1. MTC E 108-2000, que está basado en la norma ASTM D 2216.

informe de contenido de humedad

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