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• Max Franco Santa Cruz Ugaz

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I INTRODUCCIÓN El curso de Mecánica de Suelos I está referido al estudio de la conducta y el comportamiento del suelo al usarse como material de construcción o como soporte para la construcción en el campo de la Ingeniería; es por ello que en la parte práctica del curso se realizaran diversos ensayos que permitirán comprobar que el suelo tiene las características que necesitamos dependiendo del uso. El material a utilizar en los ensayos tuvo que ser extraído desde los estratos que conforman el suelo que se encuentra en el área donde realizamos una calicata, la cual cuenta con la profundidad y medidas requeridas. Posteriormente se guardan las muestras para poder trabajarlas en laboratorio. Dentro de los ensayos a realizar en primer lugar se encuentra el de contenido de humedad para el cual necesitamos muestra que haya sido retirada y embolsada directamente de un estrato del suelo y que nos permitirá obtener cual es el porcentaje de contenido de humedad de la muestra extraída. En el presente informe se presenta el recuento de lo realizado durante la toma de muestras en campo y el proceso a seguir para determinar el contenido de humedad; luego se realiza una estimación promedio del porcentaje de contenido de humedad con los valores que obtuvimos de cada una de las muestras que trabajamos los alumnos de un mismo estrato.



Ing. Civil

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I OBJETIVOS  Realizar en campo la excavación que amerita una calicata para la posterior extracción de muestras en cada uno de los estratos.  Reconocer la utilidad e intervención de los instrumentos y materiales requeridos para la toma de muestras en campo.  Obtener muestras de los diferentes estratos para posteriormente realizar los ensayos requeridos.  Hallar el porcentaje de contenido de humedad que tienen las muestras extraídas en campo.  Conocer el procedimiento correspondiente para llevar a cabo el ensayo de Contenido de Humedad.

TRABAJO EN CAMPO Para la ejecución de esta práctica de reconocimiento y toma de muestras en campo; el docente a cargo, Ing. CORONADO ZULOETA OMAR nos designó previamente el lugar donde se realizarían las perforaciones, el cual fue el lugar a espaldas de Posgrado. Nos describió la forma en realizar las calicatas y posterior toma de datos. El trabajo fue realizado el día 26 de Octubre del 2016 a las 8:00 am. Se realizó la descripción del terreno, luego se procedió a la limpieza de la parte superficial, después de ello, se fue realizando netamente la excavación haciendo uso de pico y palana. Se identificó las cotas para identificar el terreno de relleno con presencia de raíces; observando el cambio de color y textura de diferentes estratos se procede a tomar las muestras de cada uno de ellos y se les almacena en bolsas para su posterior ensayo en laboratorio.

Fijación del área donde se realizará la excavación y toma de muestras.

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Luego de excavar la parte superficial del terreno.

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I UBICACIÓN DE LA CALICATA La calicata a ejecutar en mi grupo de práctica estuvo ubicada en el lugar a espaldas de Postgrado; A los alrededores se puede observar la presencia de alguna vegetación; maleza.

Toma fotográfica del lugar vía Google Earth

Entrada a la UNPRG

Lugar de Nuestra Calicata

En la siguiente imagen se describe la ubicación específica de nuestra Calicata N° 5, respecto a Postgrado de la UNPRG

CALICATA N° 5

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I

MATERIALES Y EQUIPOS EN CAMPO 

POSTEADORA:

Son como dos palas muy cerradas en la parte baja las cuales tienen un agarre en forma de T. Esta herramienta se hace penetrar en el suelo haciéndola girar sobre el suelo.



. PICO: 

. PALANA:

WINCHA DE 5 metros.

BOLSAS PLÁSTICAS GRUESAS DE 2kg..:

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I 

TARJETAS PARA DATOS:



BARRETA :

PLUMÓN INDELEBLE:

PROCEDIMIENTO EN CAMPO REALIZACIÓN DE LA CALICATA N° 5 1) Una vez ubicado el lugar asignado para la CALICATA N°5 procedemos a demarcar él área con las dimensiones establecidas de y a limpiar la zona donde se realizará dicha calicata.

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I 2) Durante la ejecución de la práctica no pudimos llegar hacia la cota 3.00m.; fue por ello que llegamos hasta la cota 0.8m donde se encontró en Nivel Freático Dinámico y que después ascendió 0.1m que llego a los 0.7m donde encontramos el Nivel Freático Estático.

3) Después se ingresó la porteadora y se empezó a realizarse la acción manual para obtener muestras de cotas mayores.

4) Tomamos muestras luego de ingresar la porteadora luego de llegar a los 0.8m de profundidad, sacamos las primeras muestras a la profundidad de 1.20m. (M1 =1.20m).Las sacamos y las ponemos en las bolsitas plásticas y con la ayuda de un plumón anotamos la profundidad. Este procedimiento se hizo igual para los estratos, M2, M3 y M4.

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I

5) Las especificaciones de cada muestra se colocaron en el Formato de Registro de Excavación. Y obtenemos los diferentes estratos en las bolsitas.

6) Haciendo un resumen sobre la Calicata N° 5, del Grupo 5, se tiene: 

Calicata realizada el día 26 de Octubre del 2016, el proceso de excavación de 8:00am hasta las 11:00am.



Calicata de 1.00 m de largo, y 1.00 de ancho y de profundidad 0.8m, después se utilizó porteadora.



Se realizó una excavación en forma de escalera.



Se encontró el nivel freático.



Se extrajeron 4 muestras, correspondientes a cada estrato.



El primer estrato es de 0.1 m a 1.20 m.



El segundo estrato es de 1.20 m a 1.80m.



El tercer estrato es de 1.80 a 2.25m.



El cuarto estrato es de 2.25m a 2.90m

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I

ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD INTRODUCCIÓN El contenido de humedad es una propiedad física del suelo de gran utilidad en la construcción civil y se obtiene de una manera sencilla, pues el comportamiento y la resistencia de los suelos en construcción están rígidos, por la cantidad de agua que contienen. El contenido de humedad de un suelo es la relación del cociente del peso del agua que guarda y el peso de las partículas sólidas, esto se expresa en términos de porcentaje. OBJETIVOS Determinar el contenido de humedad (agua) por masa en una muestra de suelo mediante secado al horno e interpretar el valor. Conocer el uso del calor, como el medio más apropiado para hacer la extracción de la humedad en los suelos. Determinar la calidad de un suelo que va servir como terreno de fundación en la construcción de una obra de ingeniería civil, de acuerdo a sus propiedades físico mecánicas. Realizar una comparación entre la humedad de los tres estratos obtenidos. MARCO TEÓRICO Generalidades: Los ensayos se hacen para la clasificación general de los suelos, para el control de la construcción y para determinar la resistencia del suelo. Las partículas de suelo pueden pasar por cuatro estados, los cuales se describen a continuación: Totalmente seco: se logra mediante un secado al horno a 110ºC hasta que los suelos tengan un peso constante (generalmente 24 horas)

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I Parcialmente seco: se logra mediante una exposición al aire libre Saturado y superficialmente seco: es un estado a límite en el que los suelos tienen todos sus poros llenos de agua pero superficialmente se encuentran secos. Este estado se logra en el laboratorio. Totalmente húmedo: todos los suelos están llenos de agua y además existe agua libre superficial. Contenido de Humedad: La humedad o contenido de agua de una muestra de suelo, es la relación del peso del agua contenida en la muestra, al peso de la muestra secada en la estufa (horno), expresada como tanto por ciento la cual puede variar desde 0 cuando está seco a un máximo determinado y completamente saturado; dependiendo de las condiciones de humedad del sitio donde se localice el suelo. Expresión que expresa la relación de humedad de un suelo:

Donde: W = contenido de humedad en porcentaje. Ww = peso del agua Ws= Peso del material seco W1= Peso de la capsula más el suelo húmedo W2= Peso de la capsula más el suelo seco Wc= Peso de la capsula

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I PROCEDIMIENTO EN EL LABORATORIO

1) Pesar una capsula o recipiente de aluminio, incluyendo su tapa; identificando su número de recipiente.

2) Colocamos una muestra representativa de suelo húmedo en la capsula y registrar el: Peso del recipiente + Peso del suelo húmedo (gr)

3) Después de pesar la muestra húmeda más el recipiente, remueva la tapa y coloque la muestra al horno (Sin tapar el recipiente). Se coloca en la estufa a una temperatura constante de 105°C - 110°C durante 24 horas.

4) Al sifguiente día sacamos la muestra y lo pesamos en la balanza, anotamos el peso de:Peso del Recipiente + Peso del suelo seco(gr)

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I 5) Hallamos el peso del suelo seco en la muestra: 𝑊𝑆 6) Hallamos el peso del agua presente en la muestra: 𝑊𝑊 7) Calculamos el Contenido de Humedad, se utiliza la expresión: %𝑊 =

𝑊𝑊 𝑊𝑆

× 100

CALCULOS Para calcular el contenido de humedad de los diferentes estratos se hará uso de la fórmula:

𝐖% =

𝑾𝟏 −𝑾𝟐 𝑾𝟐 −𝑾𝑪

∗ 𝟏𝟎𝟎 =

𝐖𝐖 𝐖𝐒

∗ 𝟏𝟎𝟎

Donde:  W = contenido de humedad en porcentaje.  Ww = peso del agua  Ws= Peso del material seco  W1= Peso de la capsula más el suelo húmedo  W2= Peso de la capsula más el suelo seco  Wc= Peso de la capsula Datos obtenidos en el laboratorio: Tomaremos los datos que hemos obtenido en el laboratorio de Mecánica de Suelos y anotados de forma ordenada previamente en la hoja de cálculos. Pesos de las cápsulas. ESTRATO RECIPIENTE

PESO DE LA CAPSULA

E-1

533

31.08 gr

E-2

576

32.25 gr

E-3

462

33.55gr

E- 4

449

26.25gr

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I Antes de colocarlos en la estufa: ESTRATO

RECIPIENTE

PESO DE LA CAPSULA+ SUELO HUMEDO

E-1

533

74.75 gr

E-2

576

80.68gr

E-3

462

93.91gr

E-4

449

92.12gr

Al sacarlos de la estufa: ESTRATO

RECIPIENTE

PESO DE LA CAPSULA+ SUELO SECO

E-1

533

61.77gr

E-2

576

65.40gr

E-3

462

73.39gr

E-4

449

67.74gr

o Peso de muestra húmeda = (Peso húmedo + capsula) – (capsula)  E – 1: Peso de la muestra húmeda = 74.75 gr – 31.08 gr = 43.67 gr  E – 2: Peso de la muestra húmeda = 80.68 gr – 32.25 gr = 48.43 gr  E – 3: Peso de la muestra húmeda = 93.91 gr – 33.55 gr = 60.36 gr  E – 4: Peso de la muestra húmeda = 92.12 gr – 26.25 gr = 65.87 gr

o Peso de la muestra seca = (peso de muestra seca + capsula) – (capsula)  E – 1: Peso de la muestra seca = 61.77 gr – 31.08 gr = 30.69 gr Ing. Civil

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I  E – 2: Peso de la muestra seca = 65.40 gr – 32.25gr = 33.15gr  E – 3: Peso de la muestra seca = 73.39 gr – 33.55 gr= 39.84 gr  E – 4: Peso de la muestra seca = 67.74 gr – 26.25 gr= 41.49 gr o Peso del agua = (peso de la muestra húmeda + capsula) - (peso de la

muestra

seca + capsula)  E–1: Peso del agua = 74.75gr – 61.77 gr = 12.98 gr  E – 2: Peso del agua = 80.68gr – 65.40 gr = 15.28 gr  E – 3: Peso del agua = 93.91 gr – 73.39 gr = 20.52gr  E – 4: Peso del agua = 92.12gr – 67.74 gr = 24.38gr

o 𝐂𝐨𝐧𝐭𝐞𝐧𝐢𝐝𝐨 𝐝𝐞 𝐡𝐮𝐦𝐞𝐝𝐚𝐝(%) =

peso del agua peso de la muestra seca

∗ 100

 E-1

Contenido de humedad =

12.98 gr ∗ 100 = 𝟒𝟐. 𝟐𝟗% 30.69gr

 E–2

𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 =

15.28𝑔𝑟 ∗ 100 = 𝟒𝟔. 𝟎𝟗% 33.15𝑔𝑟

𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 =

20.52𝑔𝑟 ∗ 100 = 𝟓𝟏. 𝟓𝟏% 39.84𝑔𝑟

𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 =

24.38𝑔𝑟 ∗ 100 = 𝟓𝟖. 𝟕𝟔% 41.49𝑔𝑟

 E–3

 E–4

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I PRESENTACIÓN DE RESULTADOS UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL SISTEMAS Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA CIVIL CURSO: MECANICA DE SUELOS I DOCENTE: Ing. CORONADO ZULOETA OMAR ENSAYO: CONTENIDO DE HUMEDAD ASTM D 2216-71, ASTM D2216-98 A.DATOS GENERALES: Proyecto: Informe de laboratorio Ubicación: Espaldas de Postgrado

Fecha: 27/10/16

Profundidad: Relleno: 0.00 – 0.10m E-1: 0.10m – 1.20m E-2: 1.20m – 1.80m E-3: 1.80m – 2.25m E-4: 2.25m – 2.90m Tipo de muestra: Alterada Operador: Manual (alumnos del curso) Extracción de la muestra: 26/10/16 Laboratorio: Laboratorio de la UNPRG B.TABULACION DE INFORMACIÓN PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE HUMEDAD

Unidad

ESTRATO 01

Estrato 02

Estrato 03

Estrato 04

Calicata

𝐶 − 5

𝐶 − 5

𝐶 − 5

𝐶 − 5

Muestra

𝑀 − 1

𝑀 − 2

𝑀 − 3

𝑀 − 4

10 𝑎 120

120 𝑎 180

180 𝑎 225

225 𝑎 290

533

576

462

449

Profundidad

𝒄𝒎.

1)Cápsula 2)Peso de la Cápsula

𝒈𝒓

31.08

32.25

33.55

26.25

3)Peso de la Cápsula + Peso del Suelo Húmedo 4)Peso de la Cápsula + Peso del Suelo Seco 5)Peso del Suelo Seco: (4)-(2)

𝒈𝒓

74.75

80.68

93.91

92.12

𝒈𝒓

61.77

65.40

73.39

67.74

𝒈𝒓

30.69

33.15

39.84

41.49

6)Peso del Agua: (3)-(4)

𝒈𝒓

12.98

15.28

20.52

24.38

42.29%

46.09%

51.51%

58.76%

Contenido de Humedad=%W=100*(6)/(5) Promedio %W

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I PERFIL ESTATIGRAFICO

EXCAVACIÓN DESCRIPCIÓN

PROF.(m)

:C-5 MUESTRA

OBSERV.

0.00 – 0.10

Desmonte de residuos vegetales (raíces y tallos), piedras, adobes y materiales de construcción Suelo de color marrón y escaso material orgánico, suelo humedo.

Material suelto, con presencia de raíces.

0.10 – 0.80 0.80 -1.20

1.20 – 1.80

1.80 – 2.25

2.25 – 2.90

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Suelo de color marrón oscuro y escaso material orgánico (raíces), suelo húmedo

Suelo de color marrón oscuro con presencia de partículas amarillentas , parcialmente saturado

M1

Material suelto.

M2

Arena arcillosa de color marrón oscuro con presencia de partículas amarillentas de limo, parcialmente saturado

M3

Arcilla Limosa de color gris oscuro, saturado.

M4

Material más húmedo.

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CONTENIDO DE HUMEDAD MECÁNICA DE SUELOS I CONCLUSIONES:

 A mayor cantidad de masa se obtiene mayores porcentajes de humedad y además de la forma de almacenar la muestra.  El desarrollo del laboratorio, permite tener un amplio conocimiento tanto teórico como práctico del Ensayo de Contenido de Humedad, lo cual es imprescindible para el desarrollo del curso.  Podemos encontrar diferentes tipos de suelos y encontrar el Nivel freático de acuerdo a ellos.

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