Post on 24-Apr-2015
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RELACIONES VOLUMETRICAS Y GRAVIMETRICAS
Integrantes:
Daniel Ávila
Rubén Cadme
Carlos González
Diego Latacela
Fabián Ormaza
José Romero
Objetivo:
• Conocer mejor las características de las diferencias y relaciones que existen entre pesos y volúmenes, de suelos y agregados.
• Obtener un concepto básico mediante ensayos y cálculos de las propiedades físicas de los materiales superficiales de la corteza terrestre.
• Permiten definir cuantitativamente las propiedades de un suelo, sus condiciones y su comportamiento físico y mecánico.
Introducción:
• El suelo es un material de esqueleto de partículas solidas rodeado por espacios libres en general ocupados por agua y aire para poder describir completamente las características de un deposito de suelo es necesario expresar las distintas composiciones de solido, liquido y aire en términos de algunas propiedades físicas.
SUELO
SUELO => como:
Material de soporte
Material de construcción
Elemento activo
Como elemento de construcción Como elemento activo
Como material soporte
FASES DEL SUELO
FASES DEL SUELO
VOLUMENES PESOS
VOLUMENES:
Vt: Volumen total
FASES DEL SUELO FASE SÓLIDA: Partículas minerales, incluyendo la capa de agua adsorbida.
FASE LÍQUIDA: Agua libre, a veces con sales disueltas.
FASE GASEOSA: Aire, a veces con gases y vapores.
Vv: Volumen vacíos
Vs: Volumen de sólidos
Vg: Volumen de gases
Vw: Volumen de agua
PESOS:
Wt: Peso total Wg: Peso de gases (aprox. = 0)
Ww: Peso de agua
FASES DEL SUELO
-ESTADO BIFÁSICO - Fase sólida y gaseosa
-ESTADO TRIFASICO -
Fase sólida, líquida y gaseosa
-ESTADO BIFÁSICO -
Fase sólida y líquida
SUELO PROPIEDADES ÍNDICES
RELACIONES VOLUMÉTRICA Y GRAVIMÉTRICAS Permiten definir cuantitativamente las propiedades de un suelo, sus condiciones y
su comportamiento físico y mecánico
RELACIONES FUNDAMENTALES: VOLUMÉTRICAS: Relación de vacíos
Porosidad
Grado de saturación
Densidad relativa
GRAVIMÉTRICAS: Humedad Peso especifico relativo de los sólidos o gravedad específica
Peso específico seco
Peso específico húmedo
Peso específico saturado
Peso específico sumergido
RELACIONES VOLUMÉTRICAS - RELACIÓN DE VACÍOS -
e
Vv
Vs
Dónde:
e : Relación de vacíos
Vv : Volumen de vacíos
Vs : Volumen de sólidos
Rango:
0 < e <
Valores característicos:
Arenas muy compactas con finos: e = 0,25
Arcillas altamente compresibles: e = 15
RELACIONES VOLUMÉTRICAS - POROSIDAD -
n (%)
Vv
Vt
100
Dónde:
n : Porosidad (en porcentaje)
Vv : Volumen de vacíos
Vt : Volumen total
Rango:
0 < n < 100
Algunos valores característicos:
Arenas: n = 25 % a 50 %
Arcillas: n = 30 % a 90 %
RELACIONES VOLUMÉTRICAS - GRADO DE SATURACIÓN -
Sr (%)
Vw
Vv
100
Dónde:
Sr : Grado de saturación (en %)
Vw: Volumen de agua
Vv : Volumen de vacíos
Rango:
0 % Sr 100 %
Algunos valores característicos:
Suelo seco: Sr = 0 %
Suelo húmedo: 0 % < Sr < 100 %
Suelo saturado: Sr = 100 %
RELACIONES GRAVIMÉTRICAS - HUMEDAD -
w (%)
Ww
Ws
100
Dónde:
w : Humedad en porcentaje
Ww: Peso de agua
Ws : Peso de sólidos
Rango:
0 % w
Algunos valores característicos:
Arenas: w = 12 % a 36 % (Sr = 100 %)
Arcillas: w = 12 % a 325 % (Sr = 100 %)
RELACIONES GRAVIMÉTRICAS - PESO UNITARIO TOTAL HÚMEDO -
g
t
Wt
Vt
Dónde:
gt : Peso unitario total
Wt: Peso total Vt : Volumen total
Depende de:
Peso de los granos individuales Cantidad total de partículas presentes (función de e) Cantidad de agua existente en los vacíos (función de w)
Características:
0 % < Sr < 100 %
RELACIONES GRAVIMÉTRICAS - PESO UNITARIO SECO -
g
d
Ws
Vt
Dónde:
gd : Peso unitario seco
Ws: Peso de sólidos Vt : Volumen total
Características:
Sr = 0 %
Ww = 0
Vv = Vg
RELACIONES GRAVIMÉTRICAS - GRAVEDAD ESPECÍFICA de los sólidos -
Gs
g
g
s
Ws
Vsγ
0 0
Dónde:
Gs : Gravedad específica
gs : Peso específico de los sólidos
g0 : Peso específico del agua
Algunos valores característicos:
Arenas: Gs = 2,65
Arcillas: Gs = 2,7 a 2,9
Suelos con materia orgánica: Gs < 2,65
RELACIONES GRAVIMÉTRICAS - PESO UNITARIO SATURADO -
g
sat
WsWw
Vt
Dónde:
gsat :
Peso unitario saturado
Ws: Peso de sólidos
Ww: Peso del agua
Vt : Volumen total
Características:
Sr = 100 %
Vg = 0 Vv = Vw
RELACIONES GRAVIMÉTRICAS - PESO UNITARIO SUMERGIDO -
Haciendo una sumatoria de fuerzas verticales: SY = 0
Psum Ps + Pa - Psat = 0
Ps = Psat - Pa Ps = gsat . 13 - Pa
Recordar que:
Psat
h=1
L=1 Pa = gw . h . A = gw . 1 . 12
Pa Por lo tanto: Ps = gsat . 13 - gw . 13 +
El Peso específico sumergido será = Ps / Vol
gsum = g’ = gsat - gw
RELACIONES GRAVIMÉTRICAS - DENSIDAD RELATIVA -
Dr
e - e
max 0
e - e
max min
100
Dónde:
Dr : Densidad relativa (en %) emax : Relación de vacíos máxima
emin : Relación de vacíos mínima
e0 : Relación de vacíos natural
Características:
Dr (%) Suelos granulares 0 - 15 Arena muy suelto
Si e0 = emax => Dr = 0 % 15 - 35 Arena suelto
Si e0 = emin => Dr = 100 %
Algunos valores característicos:
35 - 65 Arena media 65 - 85 Arena compacta 85 - 100 Arena muy compacta