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