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CURSO

: MECÁNICA DE SUELOS

TEMA

: HUMEDAD, PH, DENSIDAD, POROSIDAD Y TEXTURA

DOCENTE

: ING. CERVANTES PERALTA, MARIETA ELIANA

CARRERA

: ING. CIVIL

INTEGRANTES :        



ABANTO MEDINA, WILMER. GARAY MENDOZA, HUGO CÉSAR. GONZALES CRUZADO, EDWIN ISRAEL. MEGO BUSTAMANTE, ALFONSO. MEJÍA PÉREZ, LUIS DANY. MICHA CRUZ, CARLOS. ODAR MAZA, ALAN PUCUHUAYLA TORRES, MIGUEL ANGEL RODRIGUEZ VASQUEZ, WILER

Cajamarca, 09 de Setiembre de 2017

LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS. TEMA: HUMEDAD, PH, DENSIDAD, POROSIDAD Y TEXTURA

1.

RESUMEN. El presente informe tiene como finalidad demostrar los conocimientos teóricos con la práctica, mediante un proceso de recolección de datos en laboratorio que posteriormente serán tratados basándonos en la mecánica de los suelos. Este informe en general consta de las siguientes partes; introducción, objetivos, marco teórico, equipos y materiales, procedimiento, cálculos y resultados, conclusiones, recomendaciones, bibliografía y anexos

2.

INTRODUCCIÓN. el presente informe se realizó con la finalidad de determinar las propiedades físicas y mecánicas del suelo, aplicando los conocimientos aprendidos en clase como en el laboratorio de suelos. El presente estudio se realizó en el laboratorio de suelos de la universidad privada del norte sede Cajamarca, y contiene el estudio del proyecto de un edificio ubicado en la ciudad de Cajamarca en la calle Horacio Urteaga N.º 361, para poder realizar el análisis del suelo se realizaron 3 calicatas a la profundidad de 2.25m. Altura requerida por el contratista, altura en la cual es el fondo de la sub zapata, se tomó muestras del terreno la cual fueron llevadas al laboratorio.

Como bien conocemos que la mecánica de los suelos es una ciencia empírica, basada en la experimentación, la cual nos facilita ensayos y procedimientos para poder determinar las diferentes propiedades físicas y mecánicas de un suelo. La importancia del contenido de agua que presenta un suelo junto con la cantidad de aire una de las características más importantes para explicar como el

comportamiento de este (especialmente aquellos de textura más fina), como por ejemplo cambio de volumen, cohesión, estabilidad mecánica. Nuestro país se caracteriza por presentar una variedad climática lo cual incide en tener también una variedad de suelos por lo que es común que el ser humano este usando de manera inadecuada al suelo debido a la carencia de conocimiento que se tiene respecto a sus características. Por ello es recomendable que previa determinación de la actividad económica que se va a realizar en un terreno conocer las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo a partir del cual se pueda recomendar algunas acciones a tomar en cuenta.

3.

OBJETIVOS DEL ENSAYO. 

Conocer las pautas básicas para tomar muestras de suelos.



Realizar un muestreo de campo.



Conocer la utilidad adecuada de los materiales y equipos utilizados.



El presente estudio determina las condiciones de cimentación que presenta el terreno destinado para el proyecto de la construcción de la obra.



Determinar los parámetros de cimentación a fin de recomendar el tipo de cimentación a utilizarse.

4.

MARCO TEÓRICO. Este trabajo trata sobre cómo hacer ensayos de una calicata en el laboratorio, para hallar su composición química (ph, porosidad, densidad, textura, etc) y procedimientos utilizados para el desarrollo del mismo.

En la cual los

procedimientos de este tipo son de vital importancia en la administración de la obra porque al conocer las propiedades fisicoquímicas no se incurran en gastos innecesarios para aumentar la producción y aumentar la producción. Primero debemos de tener las muestras necesarias tomadas en el campo de los diferentes horizontes y los materiales necesarios para hacer los ensayos en el laboratorio en la cual el manejo de las muestras del suelo en el laboratorio implica aplicar procedimientos para su aplicación, humedad, Ph, densidades porosidades y textura,

4.1 Contenido de humedad del suelo. 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.

4.1.1 Procedimiento.  Se toma una muestra representativa de suelo, de acuerdo al tamaño máximo de las partículas.  A continuación, se coloca la muestra húmeda en un recipiente previamente tarado (Pl), para proceder a pesar la muestra húmeda más el recipiente, obteniendo (Ph).  Luego se coloca el conjunto dentro del horno durante 24 horas, a una temperatura de 110º ± 5º C. Transcurrido dicho tiempo, se determina el peso del recipiente con la muestra seca (Ps).

4.1.2 Equipos y materiales.  Horno de secado.  Balanza.  Material a pesar.  Recipiente.

4.2 Determinación potenciométrica del pH del suelo. La importancia de medir el pH de un suelo radica en la disponibilidad de los nutrientes del suelo para las plantas, pues, muchos nutrientes tienen su máxima solubilidad en un rango entre 6 y 7 decreciendo por encima y por debajo de tal rango.

El pH del suelo está influenciado por la composición y naturaleza de los cationes intercambiables, la composición y naturaleza y concentración de las sales solubles y la presencia o ausencia de yeso y carbonatos de metales alcalinos- térreos.

4.2.1 Procedimiento.  Se pasa el suelo por un tamiz de 2mm.  Se pesa 10 gr de suelo seco y tamizado y se coloca en un recipiente.  Se le agrega 25 ml de agua destilada.  Agitar con una varilla por 15 min para homogenizar la mezcla.  Se enciende el pH y se calibra con las soluciones buffer pH7 y pH4  Con el pHmetro calibrado proceda a hacer la medición, agite la suspensión e introduzca el electrodo y espere hasta que la lectura se estabilice.  Tomar el dato de ph en la hoja de resultados.  Lavar el electrodo después de cada medición.

4.2.2 Equipos y materiales.  pHmetro.  Agua destilada.  Balanza.  Recipiente.  Soluciones buffer pH7 y pH4.  Varilla para agitar la mezcla.

4.3 Determinación de la densidad aparente. La densidad aparente del suelo se define como la masa de una unidad de volumen de suelo seco a 105° C. Este volumen incluye tanto sólidos como los poros, por lo que la densidad aparente refleja la porosidad total del suelo. Valores de densidad aparente bajos indican una condición porosa del suelo. La densidad aparente es un parámetro muy importante para describir la calidad del suelo y la función del ecosistema. Los valores de densidad aparente altos expresan un ambiente pobre para el crecimiento de raíces, aireación reducida y cambios indeseables en la función hidrológica como reducción de la velocidad de infiltración del agua La densidad aparente depende de la materia orgánica, la textura del suelo, la densidad de las partículas minerales del suelo (arena, limo y

arcilla) y su disposición. Como regla general, la mayoría de las rocas tienen una densidad de 2,65 g/cm3, por lo que idealmente, un suelo franco limoso tiene un espacio poroso del 50% y una densidad aparente de 1,33 g/cm3.

4.3.1 Procedimiento.  Se calentó la parafina hasta que llegó a su fase liquida.  Se tomo un terrón del suelo a trabajar, se le realizo un nudo con un hilo, y luego se procedió a pesarlo.  Se sumergió el terrón en la parafina, luego se retiró y se dejó enfriar.  Luego se pesó de nuevo el terrón parafinado y se tomaron los datos.  Se midió un volumen exacto de agua en una probeta manteniendo el cuidado de no cometer ningún error.  Se sumergió el terrón en el contenido de la probeta y se toma el dato de volumen desplazado.

4.3.2 Equipos y materiales.  Terrones del suelo seco.  Balanza.  Vela (parafina).  Fosforo.  Recipiente.  Hilo.  Probeta.  Agua.

4.4 Determinación de la textura por el método de Boyoucos. La textura del suelo se refiere a la proporción relativa de las clases de tamaño de partícula (o separaciones de suelo, o fracciones) en un volumen de suelo dado y se describe como una clase textural de suelo. Algunas propiedades de las partículas minerales del suelo están condicionadas por su tamaño. Los términos de grava (> 2.00 mm), arena (2.00 mm – 0.05 mm), limo (0.05 mm – 0.002 mm) y arcilla (< 0.002 mm), son los términos comúnmente aceptados para clasificar las partículas del suelo según su tamaño. El tamaño de las partículas del suelo afecta tanto a su superficie interna como al número y

tamaño de los poros. Cuanto menor es el tamaño de partícula, mayor es la superficie interna del suelo; es decir: mayor es la suma de la superficie de las partículas del suelo. Por otra parte, y de manera general, un menor tamaño de partícula disminuye el tamaño de los poros del suelo, de manera que partículas más pequeñas originan suelos con poros más escasos y pequeños. La textura del suelo es una de las características físicas más importantes, pues a través de ella, se puede predecir el comportamiento físico del suelo, haciendo inferencias acerca del movimiento del agua en el perfil, la facilidad de manejo y la cantidad de nutrientes. La determinación de la textura en el laboratorio se basa en la medición de la velocidad de sedimentación de las partículas dispersas en el agua. Las partículas grandes se sedimentan con mayor rapidez que las partículas pequeñas; esto es porque las partículas más grandes tienen menos área específica y, por lo tanto, menos flotabilidad que las partículas más pequeñas. La ley de Stokes (1851) se utiliza para expresar la relación. En ella se estipula que la resistencia ofrecida por el líquido a la caída de la partícula varía con el radio de la esfera y no con la superficie. La velocidad de caída de las partículas con la misma densidad en un determinado líquido aumenta con el cuadrado del radio.

4.4.1 Procedimiento.  Se pesa 50 gr de suelo tamizado a 2mm.  Pasar el suelo a la copa de dispersión y agregar el agente dispersante 10 ml y agua hasta un poco por encima de la mitad de la copa.  Someter el suelo a dispersión por 15 minutos.  Verter el contenido de la copa a una probeta de 1000 ml y aforar con agua.  Agitar con el émbolo 3 veces verticalmente.  Tan pronto como se termine la agitación poner en marcha el cronómetro y sumergir cuidadosamente el hidrómetro en la suspensión.  Anotar la lectura del hidrómetro en la suspensión a los 40 segundos de haber cesado la agitación.  Sacar cuidadosamente el hidrómetro y tomar temperatura.  Dejar en reposo por una hora y volver a tomar lectura con el hidrómetro y la temperatura.

4.4.2 Equipos y materiales.  Cronómetro  Hidrómetro estándar (ASTM -152 H )  Dispersora mecánica con copa para suelos  probeta  Frasco Lavador  Probeta aforada de 1000 ml  Termómetro  Pipeta de 10 ml  Agente dispersante (Hexametafosfato de sódio)

5.

CÁLCULOS Y RESULTADOS.

6.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.  El contenido de humedad in situ se recomienda una adecuada impermeabilización de la muestra para que durante el camino hacia el laboratorio no se evapore agua.  Las muestras ensayadas para determinar la humedad, deberán ser descartadas y no se utilizarán en ningún otro ensayo.  Solucionar las limitaciones del equipo radica principalmente en el uso de la balanza, ya que, aunque sea digital debido a factores del viento el peso variaba en centésimas (aunque dicha cantidad no es de gran relevancia).  Se recomienda ingresar al laboratorio con el EPP adecuado para dicha práctica.

7.

BIBLIOGRAFÍA.

BUDUBA, CARLOS, 2004. Muestreo de suelos; criterios Básicos. Revista Patagonia Forestal Año X No 1. Laboratorio de suelos CIEFAP-UNPSJB. Abril Normas técnicas peruanas (NTP). 8.

ANEXOS.