El documento presenta los objetivos y marco teórico para determinar las relaciones gravimétricas y volumétricas de los suelos mediante ensayos de laboratorio. Los objetivos incluyen determinar la porosidad, humedad, relación de vacíos y grado de saturación de una muestra de suelo. Se explican conceptos como las fases sólida, líquida y gaseosa del suelo y cómo estas se relacionan. Finalmente, se detalla el procedimiento de ensayo utilizando la balanza hidrostática y cómo calcular las diferentes relaciones

1. INTRODUCCION
Enunsuelose distinguen tresfasesconstituyentes:lasólida, lalíquidaylagaseosa. Lafase sólidaestáformadaporlas
partículas minerales del suelo(incluyendo la capa sólida adsorbida); la líquida por el agua (libre, específicamente),
aunque en el suelo pueden existir otros líquidos de menor significación; la fase gaseosa comprende sobre todo el
aire, pero pueden estar presentes otros gases (vapores sulfurosos, anhídrido carbónico, etc.).
Las faseslíquidaygaseosadel suelosuelen comprenderse enel volumende vacíos(Vv), mientrasque lafase sólida
constituye el volumen de sólidos (Vs)
Se dice que un suelo esto talmente saturado cuando todos sus vacíos están ocupados por agua.
Un suelo en tal circunstancia consta, como caso particular de solo dos fases, la sólida y la líquida.
Es importante considerar las características morfológicas de un conjunto de partículas sólidas, en un medio fluido
Eso es el suelo.
Las relaciones entre las diferentes fases constitutivas del suelo (fases sólida, líquida y gaseosa), permiten avanzar
sobre el análisis de la distribución de las partículas por tamaños y sobre el grado de plasticidad del conjunto.
En loslaboratorios de mecánicade suelospuede determinarse fácilmenteel pesode lasmuestrashúmedas, elpeso
de las muestras secadas al horno y la gravedad específica de las partículas que conforman el suelo, entre otras.
Las relaciones entre las fases del suelo tienen una amplia aplicación en la Mecánica de Suelos para el cálculo de
esfuerzos.
La relación entre lasfases, la granulometríaylos límitesde Atterbergse utilizan paraclasificarel sueloy estimarsu
comportamiento.
Modelar el suelo es colocar fronteras que no existen. El suelo es un modelo discreto y eso entra en la modelación
con dos parámetros, e y η (relación de vacíos y porosidad), y con las fases.
El agua adheridaala superficiede laspartículas, entraenlafase sólida. Enlalíquida, sóloel agualibre que podemos
sacar a 105 °C cuando, después de 24 o 18 horas, el peso del suelo no baja más y permanece constante.

2. INDICE
1. Objetivos……………………………………………………………………………………………………………
1.1objetivos generales………………………………………………………………………………………
1.2objetivos específicos.…………………………………………………………………………………..
2. marco teórico…………………………………………………………………………………………………….
3. generalidades…………………………………………………………………………………………………..
4. materiales……………..………………………………………………………………………………………….
5. equipos y herramientas……………………………………………………………………………………..
6. procedimiento…………………………………………………………………………………………………..
7. presentación de datos……………………………………………………………………………………….
8. conclusiones……………………………………………………………………………………………………..
9. recomendaciones………………………………………………………………………………………………
10.anexos……………………………………………………………………………………………………………….
10.1 fotos…………………………………………………………………………………………………….

3. OBJETIVOS
Lograr que el estudiante realice de manera correcta los procedimientos de laboratorio
para obtener seis las relaciones gravimétricas y volumétricas de los suelos.
1.1 OBJETIVOS GENERALES:
 Determinar la porosidad, humedad, relación de vacios y el grado de saturación de una muestra
de suelo.
 Lograr que el estudiante realice de manera correcta los procedimientos de laboratorio para
obtener seis las relaciones gravimétricas y volumétricas de los suelos.
 Hacer que el estudiante obtenga los valores numéricos de las relaciones gravimétricas y
volumétricas de suelos, contando además con resultados obtenidos en la práctica N° 03.
 Determinar 5 relaciones más importantes en un suelo parcialmente saturado, empleando el
principio de Arquímedes para determinar el volumen de la muestra (Vm).
A.-Peso volumétrico del suelo húmedo (γ m).
B.- Peso volumétrico del suelo seco (γ d).
B.- Relación de vacíos (e)
D.- Porosidad (n)
E.-Grado de saturación de agua (Gw)
1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS:
 Conocer el equipo y el material necesario para el análisis de los suelos.
 Manejar la metodología de ensayo para hallar la gravedad especifica.
 Como utilizar los datos obtenidos por ensayo y aplicar las formulas.
 Analizar los resultados e interpretarlos.

4. MARCO TEORICO
RELACION GAVIMETRICA Y VOLUMETRICA
En un suelo se distinguen tres fases constituyentes: solida, liquida y gaseosa: la fase solida está
constituida por las partículas minerales del suelo, la liquida aunque sea menor su significación y la
gaseosa comprendida por el aire u otros gases que pueden estar presentes.
La capa viscosa del agua absorbida, que presenta propiedades intermedias entre la fase sólida y la liquida,
suele incluirse en esta última pues es susceptible de desaparecer cuando el suelo es sometido a una
fuerte evaporación (secado).
Algunos suelos contienen, además, materia orgánica (residuos vegetales parcialmente descompuesto) en
diversas formas y cantidades.
Pese a q la capa absorbida y el contenido de materia orgánica son muy importantes desde el punto de
vista de las propiedades mecánicas del suelo, no es preciso considerarlos en la medición de pesos y
volúmenes relativos de las tres fases principales.
Sus influencias se tomaran en cuenta más fácilmente en etapas posteriores del estudio de ciertas
propiedades de los suelos.
Las fases liquidas y gaseosas conforman el volumen de vacíos, mientras que la fase solida constituye el
volumen de sólidos.
Un suelo está totalmente saturado, cuando todos sus vacíos están ocupados únicamente por agua; en
estas circunstancias consta, como caso particular, de solo dos fases: la sólida y la liquida. Muchos suelos
bajo la napa, están saturados.
Entre estas fases es preciso definir un conjunto de relaciones que se refieren a sus pesos y volúmenes, las
cuales sirven para establecer la necesaria nomenclatura y para contar con conceptos mensurables, a
través de cuya variación puedan seguirse los procesos ingenieriles que afectan a los suelos.
En los laboratorios de geotecnia puede determinarse fácilmente el peso de las muestras húmedas, el peso
de las muestras secadas al horno, y el peso específico de los suelos.
Estas magnitudes no son las únicas cuyo cálculo es necesario; es preciso obtener relaciones sencillas y
practicas a fin de poder medir algunas otras magnitudes en términos de estas. Su dominio debe
considerarse indispensable para la aplicación rápida y sencilla de las diversas teorías que conforman la
Geotecnia.
PROPORCIONES PROPORCIONES

5. EN VOLUMENES EN PESO
Dónde:
Vt: volumen total de la muestra del suelo (volumen de la masa).
Vs: volumen de la fase solida de la muestra (volumen de solidos).
Vw: volumen de la fase liquida (volumen de agua).
Va: volumen de la fase gaseosa (volumen de aire).
Vv: volumen de vacíos de la muestra de suelo (volumen de vacíos).
Vv = Vw + Va
Vt = Vv + Vs
Vt = Vw + Va + Vs
Wt: peso total de la muestra de suelo (peso de la masa).
Ws: peso de la fase solida de la muestra.
Ww: peso de la fase liquida (peso de agua).
Wa: peso de la fase gaseosa, convencionalmente considerado como nulo en Geotecnia.
 PESO ESPECÍFICO DEL SUELO,TAMBIENLLAMADO PESO VOLUMETRICODELOSSOLIDOS
У =
𝑊𝑠
𝑉𝑠
 DENSIDAD O PESO PORUNIDAD DE VOLUMEN
У =
𝑊𝑡
𝑉𝑡
Va AIRE Wa
Vt Vv Vw AGUA Ww Wt
Vs SUELO Ws

6. GENERALIDADES
Para una mejor comprensión de las propiedades mecánicas de los suelos, es importante
conocer las relaciones gravimétricas y volumétricas que existe en el suelo entre sus
distintas fases (solido, agua y aire).
Ya que dichas relaciones intervienen por ejemplo en el cálculo de asentamientos,
permeabilidad, etc.
Se entiende por relaciones gravimétricas, a las relaciones que existen entre los pesos de
las distintas fases del suelo, y dentro de las mismas seencuentran; contenido de humedad
(w%), densidad húmeda (γh), densidad seca (γd).
Y como relaciones volumétricas entendemos a aquellas que relacionan los volúmenes de
las fases del suelo y dentro de las cuales tenemos; relación de vacíos (e), porosidad (n), y
grado de saturación (S).
Para la obtención de estas relaciones en laboratorio se pueden recurrir a tres métodos
Los cuales son:
 Método de moldeo de un volumen conocido de una muestra inalterada.
 Método de la balanza hidrostática.
 Método del peso de mercurio desplazado.

7. MATERIALES
 La muestra de suelo material inalterado fue extraído de una calicata del campus de la universidad
andina Néstor Cáceres Velázquez a una profundidad de 1.80 metros.
 Agua
 Parafina
EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
 Balanza: la balanza esta aproximadamente con una precisión de 0.1 gramos

 Horno: los hornos de secado deben fijarse a una temperatura entre 105°C y 110°C y sus
termostatos no deben ser manipulados sin autorización de los encargados, las muestras

8. Horneadas devén ser removidas del horno por la persona encargada a más tardar 24 horas
después de haberlas colocado allí.
 Regla: es el instrumento que nos sirvió para medir la muestra y tallar a una medida adecuada.
 Cutter: el Cutter es una herramienta que nos servio para poder cortar la muestra
 Cocina a gas: cocina a gas nos sirvió para poder depositar la parafina
 Balde con agua: para sumergir la muestra con parafina

9.  cordel: sirvió para poder sujetar la muestra
 Vela: para poder hacer la parafina
 Olla: para poder hacer hervir la parafina

10. PROCEDIMIENTOS
Para determinar los pesos y volúmenes de las distintas fases del suelo mediante el método de la balanza
hidrostática, de tal manera que podamos calcular las relaciones gravimétricas y volumétricas de los
suelos, se debe seguir el siguiente procedimiento.
De la muestra inalterada de dimensiones de 15cmx15cm
Se talla unas muestras en forma de un prisma rectangular de 3 modelos de dimensiones diferentes
Se hace la medición correspondiente para cortar los prismas rectangulares

11. Haciendo las mediciones para asi utilizar ese parte del cubo de muestra inalterada

12. Tamaños de las prismas rectangulares tomadas de la muestra inalterada

13. Mientras se sacaba las muestras en forma de prisma se hacia calentar la parafina
Recibiendo las indicaciones de la ingeniera del laboratorio para que salga bien el ensayo
Se talla una muestra en forma de un prisma rectangular, el mismo que debe ser pesado y registrado dicho
dato.

14. Se cubre totalmente el prisma con parafina de tal manera que no queden poros por donde podría entrar
el agua.
Se pesa la muestra y la parafina (Wmp).

15. Se pesa la muestra y la parafina (Wmp).
Luego se obtiene el peso de la muestra y la parafina, en este caso sumergido (Wmps)
Preparando para pesar la prisma rectangular cuando esta sumergida

16. Se espera hasta que se estabilice el prisma y se toma nota del peso en el momento que esta sumergido.
Dando a conocer estos datos siguientes

17. Después de haber pesado las prismas rectangulares se pesa las taras en el cual se pondrá la muestra de
cada prisma rectangular

18. Se obtiene el peso de la tara para asi poder descontar cuando se tenga que hacer los cálculos
correspondientes

19. Se obtiene el contenido de humedad una vez retirado completamente la parafina para saber el contenido
de humedad
Resultados del horno después de haber estado 24 hrs.

20. PRESENTACION DE DATOS
CALCULOS.
Con los datos obtenidos en laboratorio el cálculo de las relaciones gravimétricas y volumétricas
de los suelos se aran de la siguiente manera.
RELACIONES GRAVIMETRICAS.
Contenido de humedad (w%):
𝑊% =
𝑊𝑤
𝑊𝑠
𝑥 100
Densidad húmeda (Ym):
Ɣ𝑚 =
𝑊𝑚
𝑉𝑚
Densidad seca (Yd):
Ɣ𝑑 =
Ɣ𝑚
1 +
𝑊%
100
Donde:
 Ww: peso del agua.
 Ws: peso del suelo seco.
 Wm: peso del suelo húmedo.
 Vm: volumen del suelo húmedo.

21. RELACIONES VOLUMETRICAS.
Relación de vacíos (e):
𝑒 =
𝑊𝑤
𝑊𝑠
𝑥 100
𝑊𝑠 =
𝑊𝑚
1 + 𝑤%/100
𝑉𝑠 =
𝑊𝑠
𝐺𝑠 ∗ 𝑌𝑤
𝑉𝑣 = 𝑉𝑚 − 𝑉𝑠
Porosidad (n):
𝑛 =
𝑉𝑤
𝑉𝑣
𝑥 100
Grado de saturación (Gs):
𝑆 =
𝑉𝑤
𝑉𝑣
𝑥 100
𝑉𝑤 =
𝑊𝑤 ∗
𝑊%
100
𝑉𝑣
𝑥 100
Donde:
 Vv : Volumen de vacíos.
 Vs : Volumen de sólidos.
 Vw : Volumen de agua.
 Vm : Volumen de suelo húmedo.
 Ws : Peso de los sólidos.
 Wm : Peso del suelo húmedo.
 Gs : Gravedad especifica de los sólidos.
 W% : Contenido de humedad.

22. PRESENTACION DE RESULTADOS.
(1) N° DE ENSAYOS Muestra 1 Muestra 2 Muestra 3
(2) peso del suelo tallado húmedo. 135.23 gr. 230.79 gr. 450.30 gr.
(3) Peso del suelo + parafina. 139.40 gr 238.15 gr. 458.64 gr.
(4) Peso de suelo + parafina (sumergida) 64.20 gr. 109.44 gr. 215.81 gr.
(5) Volumen del suelo + parafina. 75.2 cm^3 128.71 cm^3 242.82 cm^3
(6) Peso específico de la parafina. 0.96 gr/cm^3 0.96 gr/cm^3 0.96 gr/cm^3
(7) Volumen de la parafina. 4.34 cm^3 7.67 cm^3 8.69 cm^3
(8) Volumen del suelo tallado húmedo. 70.86cm^3 121.04 cm^3 234.13 cm^3
(9) Contenido de humedad (W%) 30.20 % 30.98 % 26.92 %
(10) Densidad húmeda. 2.11 gr/cm^3 1.84 gr/cm^3 2.08 gr/cm^3
(11) Densidad seca. 2.10 gr/cm^3 1.83 gr/cm^3 2.07 gr/cm^3
(12) Peso de suelo seco. 93.30 gr 92.12 gr. 97.02 gr.
(13) Gravedad especifica de sólidos. 2.34 2.33 2.34
(14) Volumen de suelo seco. 39.87 cm^3 76.68 cm^3 168.99 cm^3
(15) Volumen de vacíos. 3.81 cm^3 6.96 cm^3 11.12 cm^3
(16) Volumen de agua. 28.18 cm^3 37.40cm^3 63.02 cm^3.
(17) Relación de vacíos (e). 0.10 0.09 0.37
(18) Porosidad (n) 5.38% 5.75% 4.75%
(19) Grado de saturación (s). 39.77% 30.90% 26.91%
DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD.
𝑊% =
𝑊𝑤
𝑊𝑠
𝑥 100
𝑊% =
28.18
93.30
𝑥 100
N° DE ENSAYOS. 1
N° de tara. A B C
Peso de tara (gr). 38.52 gr. 39.34 gr. 36.68 gr.
Peso de tara y muestra húmeda (gr) 160.00 gr. 160.00 gr. 160.00 gr.
Peso del tara y muestra seca (gr). 131.82 gr. 131.46 gr 133.88 gr.
Peso del agua (gr). 28.18 gr. 28.54 gr. 26.12 gr.
Peso de suelo seco (gr). 93.30 gr 92.12 gr. 97.02 gr.
Contenido de humedad parcial (%). 30.20 % 30.98 % 26.92 %
Contenido de humedad final (%). 29.37 %

23. CONCLUSIONES
-Se llegó a conocer y aprender a determinar el peso volumétrico de un suelo, ya que con estos
conocimientos podemos realizar diferentes tipos de proyectos ya sea estructural y vial.
-Se determinó con procedimientos sencillos el peso específico de partículas sólidas, dando valores distintos
de las muestras utilizadas.
-El peso específico de una muestra está en relación con la cantidad de materia que contiene en proporción a
sus dimensiones, o sea al espacio que ocupa.
RECOMENDACIONES
-Pesar con suma cautela y precisión las muestras de suelo, así como las taras para así evitar posibles
errores.
-Calentar la parafina hasta que esta se vuelva completamente liquida para obtener así mayor facilidad e
manipulación.
ANEXOS